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1、微量元素铁对人体健康的影响在自然界中,天然存在的化学元素有92种,微量元素分析仪其中人体内含有80多种。根据它们在体内含量不同,将其分为两类:一是常量元素,包括C、H、O、N、P、S、Ca、K、Mg、Na和Cl共11种元素,占人体总重的99·25%,它们构成机体组织,并在体内起电解质作用;其二为微量元素,是指在人体中的含量低于0·01%的元素,包括Fe、I、Cu、Zn、Cr、Co、Mn、Ni、Sn、Se、Mo、F、稀土等70多种元素[1],这些微量元素在人体内含量虽然非常之少,但却能起到非常重要的生理作用。根据微量元素在人和动物体内的作用,微量元素还可分为必需元素、非必需元素和有害元素。铁是
2、人体所必需的微量元素之一,而且是人体中含量最高的微量元素。 1 微量元素———铁 铁,元素符号为Fe,英文名称为Iron,原子序数为26。自然界中铁存在四种同位素:54Fe(5·8%)、56Fe(91·72%)、57Fe(2·2%)、58Fe(0·28%),平均相对原子量为55·85[2]。其核外电子层排布为[Ar]3d64s2,位于元素周期表第四周期(第一过渡系)Ⅷ族,3d轨道的电子可以参与成键,因此有多种氧化态,其中稳定存在的氧化数主要有+2、+3。铁是一种具有银白色光泽的金属,密度为7·874g/ml,沸点为2750℃,熔点为1535℃[3],具有良好的导电导热性,能被磁铁吸引
3、,在磁场的作用下,自身也能产生磁性。铁属于中等活泼金属,可以置换出稀酸中的H2,甚至在高温条件下可以与H2O反应;铁很容易被氧化,暴露在潮湿的空气中很快就会“生锈”;它能把较不活泼的金属从溶液中置换出来;还可与C6H5(环戊二烯)生成二茂铁等。铁的化合物以Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)为主,其中氯化物、硝酸盐、硫酸盐等易溶于水,而氧化物、氢氧化物、硫化物、磷酸盐等难溶于水;Fe(Ⅱ)还原性较强,易被空气中或溶解在水中的O2氧化,所以Fe(Ⅱ)的盐溶液中往往有Fe(Ⅲ)存在。铁在地球上的丰度为4.1%,占第四位,储量比较丰富,但是在人体内属于微量元素。正常成年男子体内铁元素的平均含量为0·05g/kg
4、,女子为0·035g/kg,铁元素在人体中虽然含量很少,但在人体所必需的10多种微量元素中,铁无论在重要性上还是在数量上都居首位,堪称“微量元素中的老大”。 2 铁在人体中的含量及存在形式 铁在人体内的分布极为普遍,几乎所有组织中都有,其中65%在红细胞中以血红蛋白的形式存在;10%在肌肉中以肌红蛋白和酶的形式存在;15%·64·~20%存在于肝、脾、骨髓、肠等组织器官中,以铁蛋白和含铁血黄素的形式存在,称为储备铁。当人体缺铁时,铁蛋白即可作为补充,而含铁血黄素被机体所用;还有少量铁作为运输铁而与血浆中的运铁蛋白相结合,称之为血浆铁。铁在人体内可反复利用,健康成年人每日只需吸收lmg
5、以上的铁即可满足机体需要[3]。但人体内的储备铁很少,只占人体铁总量的10%左右,当人体对铁的消耗过多或大量失血时,就很难满足身体需要,因此就会导致缺铁性贫血。 3 铁在人体中的生理作用 3.1 参与氧的运输和储存一般情况下,人体中的氧来自空气。氧通过人的呼吸进入肺泡,然后进入血液,与血红蛋白(Hemoglobin,Hb)结合,通过血液循环进入人体的各个组织和细胞。血红蛋白分子是由1个珠蛋白和4个血红素组成,血红素是由卟啉中四个吡咯环上的氮原子与1个Fe2+结合形成的螯合物[4]。血红蛋白的任务是运输氧,这就决定了氧与血红蛋白的结合必须是可逆的。但是血红蛋白与氧的结合并不是氧化,氧合
6、血红蛋白中的铁仍为Fe2+。血红蛋白在肺部结合氧之后,随血液循环将氧带至各组织器官。在组织器官中,因为氧的分压较低,氧合血红蛋白离解出氧,再结合CO2,随血液循环回到肺部,即完成一个循环。 铁还参与合成肌红蛋白(Myoglobin,Mb)。肌红蛋白也是一种含血红素的蛋白质,它由一个血红素和一个球蛋白组成,其结构与血红蛋白相似,只不过肌红蛋白是单链蛋白,血红蛋白是由四个亚基组成的寡聚蛋白。氧合血红蛋白把氧气放出后,氧分子立即与肌红蛋白结合。肌红蛋白也是一种含血红素的蛋白质,因此它也含Fe2+。在氧气分压低的地方,肌红蛋白与氧分子结合的能力比血红蛋白强,因此,与血红蛋白结合的氧气可以传递给肌
7、红蛋白。肌红蛋白主要存在于肌肉细胞里,这些细胞是非常需要氧气的。肌红蛋白的基本功能是在肌肉组织中起转运和储存氧的功能。铁元素在肌红蛋白合成中具有不可或缺的作用。因为CO与血红蛋白中Fe(Ⅱ)原子的结合力比O2高出250倍,所以即使空气中CO的浓度很低,CO也会取代O2与血红蛋白结合,阻止了血红蛋白对身体细胞氧气的运输,从而造成CO中毒,危及生命。 3.2 参与细胞色素和某些金属酶合成,并影响其活性铁与某些
