铁代谢障碍
铁分布于代谢(活动的)和贮备池两个部分,体内总铁在健康男性约为3.5g,女性2.5g,其差异与体型大小和女性有效的铁贮备池常不足有关.普通男性的活动池内近似含量:血红蛋白2100mg;肌红蛋白200mg;组织(血红素和非血红素)酶150mg以及运输铁部分3mg.铁以铁蛋白(700mg)和含铁血黄素(300mg)形式贮存于组织细胞内.
铁的吸收 普通美国人饮食含铁量为6mg/kcal食物,足以保证铁的内环境稳定.然而饮食中铁生物利用度存在明显的差异,在很大程度上影响铁的吸收.当食品项目中含有血红素(肉类)时,铁的吸收最佳.多种多样其他食物(如蔬菜纤维植物盐酸和多酚,茶叶鞣酸盐,包括磷酸蛋白,麸皮等)可降低非血红素铁的吸收.因此许多食物与食物之间的相互作用可导致生物利用度降低,而维生素C是已知的唯一可增加非血红素铁生物利用度的常见的食物成分.
在饮食中可供利用的铁约10mg/d,而在成人仅1mg被吸收,该量相等于每天皮肤和肠道脱落细胞所丢失的铁.在铁丢失时,若不增加补充铁的话,吸收量的增加很少能超过6mg.在儿童期对铁的需要量显著增加,儿童似乎是以铁正平衡来补充这些需要.
虽然铁的吸收发生在十二指肠和上段空肠,但可受其他消化道活动的影响.饮食中的非血红素铁在胃分泌液的作用下,被还原为亚铁,并从所结合的食物上释放出来.铁吸收的确切机制仍然不明.但在一些重要的吸收过程中,肠道粘膜细胞参与了调节作用.
对肠道粘膜细胞的初级信号似与体内总铁池有关,血清铁蛋白水平与铁吸收量呈负相关.铁蛋白或转铁蛋白可能提供了那种信号.红系造血增加(如遗传性溶血性贫血)亦可能影响肠道粘膜细胞铁吸收和保留的作用.
铁的代谢 从肠粘膜细胞来的铁,被转运到转铁蛋白.该蛋白是一个运输铁的蛋白,有2个铁的结合点,由肝脏合成.该转运系统能从细胞(肠道,单核吞噬细胞)摄取铁,转运到原红细胞,胎盘细胞和肝细胞上的特异性受体.转铁蛋白-铁复合物在原红细胞上与特异性膜受体结合后通过细胞吞饮作用,进入红系前体细胞,并被转到线粒体内,铁插入原卟啉便形成血红素.为了再利用,转铁蛋白(血浆半寿期为8天)被排出.
未被红系造血利用的铁,通过转铁蛋白运转到贮备池.贮备池有两种形式.最重要的一种是铁蛋白(事实上是一个异质性的蛋白质家族,沿铁的核心而形成),它是可溶性的,存在肝脏(肝细胞),骨髓,脾脏(吞噬细胞),红细胞以及血清的一个活跃的贮备池.已知组织铁蛋白池是十分不稳定的,随时为机体铁的需要作好供应准备.循环(血清)铁蛋白似乎源自单核吞噬细胞系统.其血浓度与机体贮备量(1ng/ml=贮备池内8mg铁)相平行.第二种形式的铁贮备池是含铁血黄素.其相当难以溶解,基本上贮存于肝脏枯否(Kupffer)细胞以及骨髓巨噬细胞.
由于铁吸收量如此有限,因而机体有一个极有效的贮备机制,以处理每天铁的需要量.衰老的红细胞被单核吞噬细胞吞噬后,迅速被消化形成可用的铁,被转铁蛋白摄取后再利用.铁再利用系统是很有效的,约97%的日需铁量(约25mg铁)是由该贮备池来满足的;另外1mg铁则从肠道吸收.
实验室检查
铁和铁结合力这两种试验都应采用,因为两者检查结果之间的关系有重要意义.测定方法多种,其正常范围与所用的方法有关:一般,正常的血清铁在男性为75~150μg/dl(13~27μmol/L),女性为60~140μg/dl(11~25μmol/L).总铁结合力为250~450μg/dl(45~81μmol/L).在缺铁性贫血和慢性病的贫血时血清铁浓度降低.溶血状态和铁负荷过度综合征(参见第128节)时升高.病人口服铁剂治疗时,尽管缺铁,血清铁可以是正常的;在此情况下,为使检测结果可靠需停止铁剂治疗24~48小时.铁结合力(或转运铁蛋白)在缺铁时增高,而在慢性病的贫血时降低.
血清铁蛋白是一种储铁的糖蛋白,已知其以组织特异性的同功铁蛋白(iso-ferritin)的形式存在,可用放射免疫法检测.其正常范围在大多数实验室为30~300ng/ml,几何均值男性为88,女性为49.血清铁蛋白浓度与总体铁储备密切相关.因此只有在缺铁状态才会出现血清铁蛋白水平降低(<12ng/ml)并在铁负荷过度状态时出现血清铁蛋白水平升高.在肝脏损伤(即肝炎)或某些肿瘤(特别是急性白血病,霍奇金病,消化道肿瘤)患者,铁蛋白可能是一种急性期反应物,血清铁蛋白水平亦可升高.因此血清铁蛋白水平降低总是表明缺铁,但可由于肝细胞损伤或急性期反应存在而使之假性升高.
血清转铁蛋白受体可通过抗可溶性受体的单抗的酶联免疫吸附法(ELISA)进行测定,由于ELISA法计算了总体组织的受体,因而其是一种红细胞系增殖活化部分相对值的测定.正常范围3.0~8.5μg/ml.缺铁早期和红系造血增加时,血清转运铁蛋白受体水平可增高.
红细胞铁蛋白通过采血加入肝素,经淋巴细胞分离液离心处理去除白细胞和血小板,红细胞溶解后,运用放射免疫法测定红细胞内铁蛋白.结果可显示前三个月(即红细胞寿命)的储备状况.正常范围因方法不同而有差异,但一般在5~48attogram(ag)/红细胞.缺铁性贫血时<5ag/红细胞.在铁过度负荷(参见第128节)时,常>100ag/红细胞.其浓度不受肝功能或其他急性疾病的影响.
游离红细胞原卟啉在血红素的合成发生异常的情况下(例如缺铁和铅中毒时),游离红细胞原卟啉增加,达到可测出水平.但它不能鉴别缺铁和慢性病所致贫血.因而大多数情况下,本测定被血清铁蛋白检查所取代.