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1、铁代谢临床应用,概 述 铁是人体必需的微量元素,铁是人体合成血红蛋白的原料，也是肌红蛋白、细胞呼吸酶（如细胞色素酶、过氧化物酶和过氧化氢酶）的组成成分,是人体正常生理活动不可缺少的物质。铁缺乏可以导致缺铁性贫血 , 缺铁吞咽困难综合征等疾病 游离铁有毒害作用, 铁过多促发产生大量自由基，造成机体损伤造成遗传性血色素沉着症, 神经退行性疾病(如阿尔茨海默病, 帕金森氏病)等.,目录,铁代谢的检测指标 骨髓可染铁 血清铁 总铁结合力 不饱和铁结合力 转铁蛋白饱和度 铁蛋白 转铁蛋白 可溶性转铁蛋白受体,目录,铁代谢 分布 来源 吸收 转运 利用 贮存 排泄 调节,1铁的分布:很广，几乎所有的组织都
2、有铁。 健康成人体内含铁总量为34.5克,功能铁： 67（2/3)铁存在于血红蛋白中、 15%肌红蛋白、其他如转铁蛋白34mg、酶 贮备铁 （男1000mg,女300-400mg） ，以铁蛋白和含铁血黄素 形式存在于肝脾、骨髓组织中的单核-巨噬细胞系统；,正常人体内铁的分布,铁的分布与功能- distribution and function,铁分布,血红蛋白,储存铁,肌红蛋白及含铁酶,转铁蛋白,2铁的来源,1. 内源性：RBC衰老破坏后分解出的铁几乎全部被利 用，约21mg/d。占主导 2. 外源性：每天普通饮食中所含铁量约 10-15mg，约5-10%被吸收。 每天吸收铁量约为1-2mg。
3、,食物中的高铁(Fe3+) 亚铁(Fe2) 十二指肠细胞色素b （即十二指肠刷状缘的正铁还原酶） 贮存（与去铁蛋白结合成铁蛋白） 组织利用（由转铁蛋白转运）高铁(Fe3+) 铁吸收的主要部位在十二指肠隐窝细胞和肠上皮细胞（均对hepcidin信号敏感）,胃酸,十二指肠肠细胞膜上的DMT1 , 二价金属离子转运蛋白1,十二指肠肠细胞内铜蓝蛋白(Cp)氧化,3 正常铁吸收,铁的吸收影响因素：,1 与食物种类有关， 肉类食物中铁的吸收率约20，高于植物中的铁210。动物食品中的血红素可被肠粘膜直接吸收后，经血红素分离酶将铁释放出来 植物中非血红素铁以三价铁形式存在，在胃蛋白酶和HCL变成二价铁吸收，
4、 食物首推黑木耳、海带和猪肝；其次是肉类、豆类等；乳类、瓜果含铁量较低；(每100克黑木耳里含铁98毫克，比动物性食品中含铁量最高的猪肝高出约5倍，比绿叶蔬菜(蔬菜食品)中含铁量最高的菠菜高出30倍),思考: 用铁的炊具烹调食物可使食物中的铁含量大大 增加吗？强化铁酱油? 2胃肠道：胃酸利于铁游离， 3药物：维生素C、乳酸等利于铁吸收；氧化剂碳酸盐磷酸盐等则相反； 咖啡、茶减少铁的吸收75%（鞣酸铁复合物）。 牛奶中的磷、钙易与其他物质反应，产生不易溶化的含铁化合物，反而不利于人体吸收，因此，喝牛奶后2小时再吃补铁食物比较适宜。 4体内铁储量: Hepcidin 铁调素。,Hepcidin在铁
5、稳态中起重要作用,膜铁转运蛋白1 (fer roportin1 , FPN1),是重要的跨膜铁输出分子,主要分布于十二指肠和单核巨噬系统的细胞膜上,参与机体的肠铁吸收和巨噬细胞对铁的再循环等过程。 铁调素Hepcidin是一个富含半胱氨酸的抗菌多肽，是调节机体铁代谢平衡的激素,机体通过肝脏分泌的铁调素对铁转运相关蛋白的表达进行调控,从而实现机体自身的铁稳态。 最新研究显示,铁调素的靶分子可能是膜铁转运蛋白1它通过直接的作用引起膜铁转运蛋白1的内化(internalization)、降解,从而调节其在细胞膜上的表达量,进而控制肠铁吸收和巨噬细胞对铁的释放过程,以维持机体的铁稳态。 损伤、感染和炎
6、症刺激可强烈引起hepcidin表达增加,4 铁 的 转 运,转铁蛋白( transferrin ,Trf) 是体内铁的转运载体。 血浆中转铁蛋白仅有约1/3与铁结合，这部分铁称为血浆铁或血清铁； 血浆中能与铁结合的转铁蛋白称为总铁结合力TIBC，正常男性为24903870ug/L，女性为20404290ug/L； 未被结合的转铁蛋白称为未饱和铁结合力。未饱和铁结合力总铁结合力血浆铁 血浆铁 转铁蛋白饱和度 100=3335 总铁结合力,5 铁的利用: Fe3+与转铁蛋白Trf结合，再与幼红细胞表面的转铁蛋白受体TfR结合后，通过胞饮作用使Fe3+入细胞内，再还原成Fe2+与原卟啉结合，,转铁
7、蛋白 Fe2+ 血红素合成酶 Fe3+ 原卟啉 血色素 血红蛋白 Trf在PH7时与Fe3+结合， Fe3+在PH=5时还原成Fe2+， 与Trf分离。 Fe2+在线粒体内与原卟啉和珠蛋白合成HB,6铁的贮存 贮存部位：铁主要贮存在肝、脾和骨髓中。 贮存形式：主要为铁蛋白和含铁血黄素。 （1）铁蛋白 其形状近似球形，包括两部分：一是不含铁的蛋白质外壳，称去铁蛋白；另一个为中心腔，含铁多少不一，核心最多可容纳约4500个铁原子，具有很大贮铁能力。,（2）含铁血黄素 是铁蛋白脱去部分蛋白质外壳的聚合体，是铁蛋白变性的产物，也是贮存铁的一种形式，但比铁蛋白中的铁难以动员和利用。 含铁血黄素存在于巨噬
8、细胞等多种细胞中，由于其在幼红细胞外，所以称为细胞外铁。 幼红细胞中存在的细颗粒铁蛋白聚合体，称为细胞内铁，这种幼红细胞称为铁粒幼细胞。,在铁代谢平衡的情况下，贮存铁很少动用； 当机体缺铁时，首先是贮存铁被消耗，可通过转铁蛋白的运输而动用，并由此可足够合成全身1/3的血红蛋白。 当贮存铁耗尽后再继续缺铁时才会出现贫血。,7 铁的排泄,主要由通过肠粘膜脱落细胞随粪便排出 正常成年男性排铁量：0.5-1.0mg/d， 正常成年女性排铁量: 1.0-1.5mg/d, 月经期40-80ml血,失铁20-40mg。,二、铁代谢的检测指标,（一）骨髓可染铁 骨髓小粒可染铁是指细胞外铁，以含铁血黄素形式存在
9、。 骨髓涂片用普鲁士蓝染色后可见蓝色小珠粒和块状物， 是检查骨髓中贮存铁最有效和简便的方法，其结果可反映全身贮存铁的情况，是诊断缺铁的重要指标之一。,骨髓内有可染铁存在，可排除缺铁性贫血。 骨髓涂片经铁染色后，亦可见部分中、晚幼红细胞胞质内有蓝色铁小粒，即铁粒幼细胞。 缺铁时，含铁血黄素消失，铁粒幼细胞显著减少或消失， 通过观察该细胞的数量及铁粒的分布染色情况，可反映机体对铁的贮存和利用。,环形铁粒幼红细胞是指幼红细胞胞质内蓝色在6颗以上，围绕核周二分之一以上者。 1）缺铁性贫血时，骨髓细胞外铁明显减低，甚至消失；铁粒幼细胞的百分率减低。经有效铁剂治疗后，细胞外铁增多；因此铁染色可作为诊断缺铁
10、性贫血及指导铁剂治疗的重要方法。 2）铁粒幼细胞贫血时，出现较多环铁粒幼细胞，铁粒幼细胞也增多，其所含铁颗粒的数目也较多，颗粒也粗大，有时还可见铁粒红细胞。因此本染色可作为诊断铁粒幼细胞性贫血的重要方法。,（二）血清铁 血清铁（serum iron，SI）是指血浆中与转铁蛋白结合的铁，是测定机体铁含量的一种方法。 每天血清铁的波动范围很大，其浓度不能作为衡量铁贮存量的准确指标。 缺铁性贫血、月经期、妊娠；肿瘤、慢性炎症时血清铁常降低； 铁利用障碍（血色病、铁粒幼细胞性贫血、再生障碍性贫血、铅中毒）；释放增多（溶血性贫血、巨幼细胞性贫血、肝损害）；铁蛋白吸收增加（白血病、反复输血）；摄入增多（铁
11、剂过量） 时常升高。,（三）总铁结合力 总铁结合力（total iron binding capacity TIBC）是指血清中转铁蛋白全部与铁结合后铁的总量，可反映血浆转铁蛋白的水平， 总铁结合力一血清铁=未饱和铁结合力 总铁结合力增高: Tf合成增加（缺铁性贫血、红细胞增多症）； Tf释放增加(急性肝炎、亚急性肝坏死等）； 降低见于先天性转铁蛋白缺乏症； Tf合成减少（肝硬化、慢性损坏); Tf丢失（肾病综合征）、 Tf继发减少：慢性炎症、恶性肿瘤、血色病、再生障碍性贫血等。,转铁蛋白饱和度（transferrin saturation, TS） 是血清铁占总铁结合力的比值，它比血清铁和总
12、铁结合力能更敏感地反映机体缺铁。 转铁蛋白饱和度增高：铁利用障碍和铁负荷过重； 转铁蛋白饱和度减少：缺铁性贫血及慢性炎症。 综合分析血清铁、总铁结合力及转铁蛋白饱和度三项参数，对鉴别缺铁性贫血、继发性贫血和其他增生性贫血具有重要价值,转铁蛋白 TRF,又叫运铁蛋白（transferrin，Trf，siderophilin），负责运载由消化管吸收的铁和由红细胞降解释放的铁。以TRF-Fe3+ 的复合物形式进入骨髓中，供HB的生成。 Trf是肝细胞和单核-巨噬细胞合成的1球蛋白，半寿期为710天。 TRF可逆地结合多种离子，包括铁、铜、锌、钴等。每一分子TRF可结合两个Fe3+，是急性反应相蛋白,
13、血浆中TRF的浓度受铁供应的调节，在缺铁状态时，血浆TRF浓度上升（由于其合成增加）， 经铁有效治疗后恢复到正常水平。血浆中TRF水平可用于贫血的诊断和对治疗的监测。 妊娠及口服避孕药或雌激素注射可使血浆TRF升高。 如果贫血是由于红细胞对铁的利用障碍（如再生障碍性贫血、铁粒幼），则血浆中TRF正常或低下，但铁的饱和度增高。 在铁负荷过量时，TRF水平正常，但饱和度可超过50%，甚至达90%.70%可诊断血色病。,TRF在急性时相反应中往往降低。因此在炎症、恶性病变时常随着白蛋白、前白蛋白同时下降。在慢性肝疾病及营养不良时亦下降，因此可以作为营养状态、肝脏合成功能的一项指标。 正常成人参考值为
14、2200-4000mg/L。新生儿为1300-2750mg/L。 临床评价时常同时测定血清铁含量及TRF的铁结合容量（TIBC），并可计算出的TRF铁饱和度（%）。TRF亦可通过测定而间接计算估得，其计算方程式如下： TRF（mg/L）=TIBC(g/L)0.70,总铁结合力是指血清（浆）中转铁蛋白全部与铁结合后铁的总量，实际反映的也是转铁蛋白的水平。 使用亚铁嗪比色法测定总铁结合力的参考范围是通过对正常人群的调查所得，而用免疫比浊法测定转铁蛋白尚在使用试剂盒内提供的参考范围。 转铁蛋白和总铁结合力的测定对临床多种疾病的辅助诊断具有重要意义。血清中转铁蛋白和总铁结合力水平可用于贫血的诊断和 治
15、疗 的监测。 二者增高常见于缺铁性贫血和红细胞增多症（由于其合成增加），经铁有效治疗后可恢复到正常水平；妊娠时也可见到二者增高。 相反，如果贫血是由于红细胞对铁的利用障碍引起（如再生障碍性贫血、铁粒幼细胞贫血），则血清中转铁蛋白和总铁结合力正常或低下。 此外肾病综合征、肝硬化、恶性肿瘤、炎症等也可引起二者降低。 目前测定总铁结合力的常规方法中有很多手工操作，使得其重复性及灵敏度不及转铁蛋白；若检测总铁结合力的同时检测转铁蛋白就可以增加检测和诊断的准确性。,（四）可溶性转铁蛋白受体,转铁蛋白受体(TfR)介导含铁的转铁蛋白从细胞外进入细胞内的跨膜糖蛋白。TfR存在于许多细胞的表面，但是在血红蛋白
16、合成过程中TfR大部分存在于活性细胞上。 可溶性转铁蛋白受体(sTfR)是通过细胞表面受体的蛋白水解作用衍生过来的。 在血清中sTfR和不同的转铁蛋白以复合物的形式存在，血清中的sTfR大约80%来源于早期的红细胞，当红细胞生成活性增加特别是铁缺乏时会引起sTfR合成的增加,从而使血清中sTfR浓度的升高。 恶性肿瘤使其过度表达。,可溶性转铁蛋白受体测定有什么临床意义？,1缺铁性贫血的诊断，缺铁性贫血和慢性疾病引起的贫血(ACD)的鉴别诊断。 在铁缺乏早期就已观察到sTfR浓度的升高。sTfR是功能性铁状态的一项特异性检测指标，不受各种干扰因素的影响,例如急性或慢性炎症反应、怀孕等。 在临床实践中，血清铁蛋白、sTfR和血红蛋白联合检测可准确分析病人铁缺乏的状态，这些分析物表明铁缺乏的不同阶段。 2 可预测促红细胞生成素治疗效果。 3 在健康人群中，体内高的铁贮存预示T2DM
