兒童及母嬰胎鐵代謝特點(diǎn)

兒童及母嬰胎鐵代謝特點(diǎn)第1頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/242華西老建筑第2頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/243向大家致敬?。?！第3頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/244目錄一、概述。二、人體內(nèi)鐵的含量與分布。三、鐵的來(lái)源與需要量。四、胎兒、嬰兒和兒童期鐵代謝的特點(diǎn)。五、鐵的吸收。六、鐵的轉(zhuǎn)運(yùn)。七、鐵的利用與儲(chǔ)存。八、鐵的排泄。九、母（胎）嬰鐵代謝。第4頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/245一、概述第5頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/246鐵的生物學(xué)作用和功能鐵是地殼中含量占第二位的金屬元素，存在于所有生物體的各種細(xì)胞內(nèi)，參與各種代謝過(guò)程，是人體必需的一種重要微量元素，為細(xì)胞生存所必需。人體內(nèi)的總鐵量很少（3～5克），僅占成人體重的0.005％

GeologicalAbundanceandBiologicalScarcity第6頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/247鐵的生物學(xué)功能Hb生物合成(HbBiosynthesis)細(xì)胞呼吸和能量產(chǎn)生(CellRespirationandEnergyProduction):三羧酸循環(huán)中1/3的酶需要鐵離子作為輔因子DNA生物合成(DNASynthesis)：核糖核酸還原酶（ribonucleotidereductase,RR)的輔因子。第7頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/248鐵的生物學(xué)毒性鐵是一種“過(guò)渡金屬元素”（transitionmetal),可通過(guò)Fenton反應(yīng)參與氧化應(yīng)激反應(yīng)(OxidativeStress)，產(chǎn)生氧自由基(oxygenfreeradicals)，導(dǎo)致生物膜脂質(zhì)過(guò)氧化等生物大分子的氧化損傷(oxidativedamage)，可能與惡性腫瘤的發(fā)生發(fā)展和免疫損傷密切相關(guān)。第8頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/249

鐵：“雙刃劍”（Double-bladedSword)第9頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2410（一）缺鐵（ID）是多發(fā)病對(duì)人體健康危害大。是一個(gè)營(yíng)養(yǎng)性疾病。補(bǔ)鐵等措施防治效果好。開(kāi)展ID研究和防治對(duì)提高人口素質(zhì)意義很重大。第10頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2411以上研究已獲得國(guó)家級(jí)和省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)多項(xiàng)。（二）四川大學(xué)華西二院的研究流行病學(xué)調(diào)查及群體防治。ID對(duì)人體健康的危害。母（胎）嬰鐵代謝。鐵與慢性病（如結(jié)締組織病、腫瘤、白血病、新生兒HIBD等）及鐵與癌基因、耐藥基因和基因調(diào)控的關(guān)系等。四川華西二院研究ID歷經(jīng)四個(gè)階段第11頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2412最新進(jìn)展

(LatestAdvances)最近10年相繼發(fā)現(xiàn)了10余種新的鐵轉(zhuǎn)運(yùn)分子(IronTransporter)和鐵調(diào)節(jié)分子(IronRegulator)深化了對(duì)鐵穩(wěn)態(tài)（ironhemeostasis)及其調(diào)節(jié)機(jī)制的認(rèn)識(shí)，基本闡明了HH、ACD等鐵代謝相關(guān)疾病的分子發(fā)病機(jī)制。發(fā)現(xiàn)鐵代謝異常除了與鐵缺乏癥（irondeficiency)和鐵負(fù)荷增多癥（ironoverload)有關(guān)外，尚與神經(jīng)系統(tǒng)疾?。ㄈ缟窠?jīng)退性性疾病和遺傳性共濟(jì)失調(diào)）、心臟損害（尤其是化療藥物的心臟損害）和腎性貧血的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。第12頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2413鐵代謝相關(guān)分子鐵轉(zhuǎn)運(yùn)分子(IronTransporter)

轉(zhuǎn)鐵蛋白(transferrin,Tf)轉(zhuǎn)鐵蛋白受體1(transferrinreceptor1,TfR1)鐵蛋白(ferritin,Fn)線粒體鐵蛋白(mitochondrialferritin,MtF)(2001)二價(jià)金屬轉(zhuǎn)運(yùn)分子1

(divalentmetaltransporter1,DMT1)(1996)

鐵輸出蛋白1（ferroportin1,FPN1，Ireg1)(2000）第13頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2414鐵代謝相關(guān)分子鐵調(diào)節(jié)分子

(ironregulator)

Hepcidin

（HAMP,LEAP-1)（2000）

HFE

(HAL-H)

(1996)TfR2

(1999)

IRP1、IRP2

Dcytb（2001）

Hephaestin:

血漿CP同源物，鐵氧化酶（1999）

Hemojuvelin

(HJV)

(2004)第14頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2415第15頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2416二、人體內(nèi)鐵的含量與分布第16頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2417二、人體內(nèi)鐵含量及其分布成人體內(nèi)總鐵量為2-5g，小兒30-60mg/Kg。鐵在體內(nèi)分二部分：功能鐵：為25-55mg/Kg。儲(chǔ)存鐵：為5-25mg/Kg。

血紅蛋白鐵占人體總鐵的65%-70%，鐵與原卟啉結(jié)合成血紅素，4個(gè)血紅素分別與4條珠蛋白鏈連接而成血紅蛋白。第17頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2418成人體內(nèi)鐵的分布體內(nèi)鐵的分布鐵含量(mg)占總體鐵百分比(%)血紅蛋白(Hb)200067儲(chǔ)存鐵鐵蛋白和含鐵血黃素100027肌紅蛋白1303.5轉(zhuǎn)鐵蛋白30.08脆弱池鐵802.2其它組織鐵80.08第18頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2419三、鐵的來(lái)源與需要量第19頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2420（一）內(nèi)源性鐵循環(huán)血漿肝吸收排泄骨髓單核巨噬細(xì)胞系統(tǒng)血管外池20.520.528284.57.5113鐵代謝模型圖解——數(shù)字為每日鐵的轉(zhuǎn)換量（mg）第20頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2421第21頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2422（二）外源性鐵食物中的鐵胃(Fe3+→Fe2+)小腸上皮儲(chǔ)存血其它（酶、肌紅蛋白）（鐵蛋白、含鐵血黃素）紅細(xì)胞衰老紅細(xì)胞破壞每天排除鐵約1毫克每天約1%骨髓幼紅細(xì)胞造Hb第22頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2423鐵的代謝途徑第23頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2424鐵需要量年齡(歲)美國(guó)(mg)WHO(mg)動(dòng)物性食物供熱吸收鐵<10%>25%0.5-31510

51.04-101010

51.011-18男1818

91.811-18女1824122.4>19男10

9

50.919-50女1828142.8>51女10

9

50.9推薦每日攝入鐵量第24頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2425第25頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2426四、胎兒、嬰兒和兒童期鐵代謝的特點(diǎn)第26頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2427（一）胎兒期鐵代謝母體運(yùn)鐵蛋白解離短暫儲(chǔ)存于胎盤(pán)中

由于胎兒期動(dòng)用鐵必須的黃嘌呤氧化酶活性低，鐵一旦儲(chǔ)存則不易被動(dòng)用。胎盤(pán)中元素鐵鐵蛋白含鐵血黃素大部分合成胎兒的肌紅蛋白血紅蛋白含鐵酶等小部分胎兒肝、脾等組織中元素鐵鐵蛋白含鐵血黃素胎兒運(yùn)鐵蛋白肌紅蛋白血紅蛋白含鐵酶等（鐵蛋白含鐵血黃素）第27頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2428胚胎從第4周開(kāi)始造血，足月時(shí)Hb可達(dá)17-23g/100ml。為了增加胎兒內(nèi)源性鐵量，接生時(shí)注意置新生兒低于胎盤(pán)位置，并待臍動(dòng)脈停搏后斷臍，可增加血容量75-125ml，因?yàn)槊靠薍b含鐵3.4mg，故可大大增加新生兒體內(nèi)鐵量。有作者認(rèn)為：第28頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2429（二）新生兒期鐵代謝新生兒開(kāi)始肺呼吸后，動(dòng)脈血氧飽和度迅速上升。通過(guò)自身調(diào)節(jié)，紅細(xì)胞生成迅速減少。紅細(xì)胞（胎兒血紅蛋白）破壞較快，生理性溶血，釋放的鐵較多，故“節(jié)余鐵”多，暫時(shí)用于儲(chǔ)存。此期用于造紅細(xì)胞的鐵較少。新生兒出生后6-8周血紅蛋白降至最低點(diǎn)（平均約110g/L），稱生理性貧血。此期不易缺鐵第29頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2430（三）嬰兒期（約2月齡時(shí)）第一階段鐵代謝肝臟黃嘌呤氧化酶活躍，可動(dòng)用儲(chǔ)存鐵。同時(shí)適量吸收飲食中的外源性鐵。造血又活躍，骨髓幼紅細(xì)胞增加，網(wǎng)織紅細(xì)胞和Hb上升。此期仍不易缺鐵第30頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2431（四）嬰兒期（約4月齡時(shí)）第二階段鐵代謝對(duì)膳食鐵的需要增加（由于生長(zhǎng)發(fā)育快）。但一般嬰兒的主食含鐵量極低。分娩后一月的人乳含鐵約0.5mg/L。4-6月時(shí)約為0.3mg/L,牛奶約0.5-1mg/L，大米或小麥含鐵僅約0.7-1.8mg/100g。此外，若食物搭配不合理可抑制鐵的吸收。牛乳或鉤蟲(chóng)感染等可致腸道隱性失血。嬰兒易發(fā)生缺鐵第31頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2432（五）性成熟期的鐵代謝生長(zhǎng)發(fā)育加快，鐵的需要量增加。少女每次月經(jīng)失血約30ml，每年凈失鐵約175mg。如鐵攝入不足（膳食鐵不足及其搭配不合理）易出現(xiàn)缺鐵。增加體重10Kg，相應(yīng)增加血容量需凈增鐵約300mg。青春期少年易發(fā)生缺鐵第32頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2433五、鐵的吸收第33頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2434整個(gè)消化道均可吸收鐵，但吸收的主要部位是十二指腸和空腸上段。無(wú)機(jī)鐵或非血紅素鐵：（如圖）血紅素鐵：（一）吸收部位和調(diào)節(jié)第34頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2435無(wú)機(jī)鐵或非血紅素鐵腸腔中大部分于3-4天后隨腸粘膜細(xì)胞衰亡脫落排出體外無(wú)機(jī)鐵鐵蛋白等形式儲(chǔ)存于細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)鐵蛋白結(jié)合腸粘膜細(xì)胞中進(jìn)入血循環(huán)，與轉(zhuǎn)鐵蛋白結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)至骨髓造血或單-巨噬細(xì)胞儲(chǔ)存。腸粘膜微絨毛刷狀緣與其金屬受體結(jié)合。鐵吸收是依賴能量的主動(dòng)過(guò)程，很多因素均可影響鐵的吸收及其在粘膜細(xì)胞內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)。第35頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2436血紅素鐵血紅素鐵：血紅素血紅素卟啉環(huán)鐵之后的代謝同無(wú)機(jī)鐵血紅素氧化酶腸腔中腸粘膜細(xì)胞內(nèi)吸收率可高達(dá)37%不受腸腔內(nèi)影響鐵吸收因素的影響。第36頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2437人體缺乏一種有效的鐵“排泄機(jī)制”。鐵穩(wěn)態(tài)的維持主要是通過(guò)對(duì)十二指腸鐵吸收的精細(xì)調(diào)控實(shí)現(xiàn)的，是維持鐵穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。第37頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2438第38頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2439腸粘膜阻滯學(xué)說(shuō)Granick提出腸粘膜阻滯學(xué)說(shuō)（mucosalblocktheory）認(rèn)為粘膜細(xì)胞內(nèi)“鐵蛋白-脫鐵蛋白”系統(tǒng)有控制鐵吸收的作用。第39頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2440細(xì)胞鐵代謝轉(zhuǎn)錄后調(diào)控機(jī)制：低鐵高鐵IRP1IRP2IRP1轉(zhuǎn)變?yōu)閏-AconIRP2降解IRP與IRE結(jié)合

是否FnmRNA

FnmRNA抑制激活翻譯：

5’

AAAnFn合成：TfRmRNA

TfRmRNA增加降低穩(wěn)定性：

5’

AAAn

TfR合成：○

︳︳○○○

○

○

︳︳︳︳︳︳︳︳︳︳3’3’第40頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2441

占膳食中可溶性鐵的的80%，容易吸收且不易受抗壞血酸、植物鹽、螯合劑和機(jī)體鐵儲(chǔ)存情況的影響。（二）影響鐵吸收的因素：大量攝入鐵時(shí)吸收的百分率很低，但其吸收的絕對(duì)量仍然增加，低鐵比高鐵更易吸收。血紅素鐵（hemelron）為小兒補(bǔ)鐵的理想食品。1.攝入鐵的量和性質(zhì)有作者證明：血紅素鐵吸收率為37%，而非血紅素鐵僅為5%。血紅素來(lái)源于血紅蛋白、肌紅蛋白和動(dòng)物源性食物中的其他血紅素蛋白。第41頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2442胃腸因素造血和鐵儲(chǔ)存情況其他疾病生長(zhǎng)發(fā)育和年齡2.機(jī)體本身狀況和疾病對(duì)鐵吸收的影響胃切除和胃酸缺乏的病人是鐵吸收障礙的典型。膽和胰腺分泌異常也影響鐵吸收第42頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2443胃腸因素造血和鐵儲(chǔ)存情況其他疾病生長(zhǎng)發(fā)育和年齡2.機(jī)體本身狀況和疾病對(duì)鐵吸收的影響紅系統(tǒng)造血活躍（如出血、溶血、高原）時(shí)，雖然鐵儲(chǔ)存正常，鐵吸收明顯增加。缺鐵越重，吸收越多。第43頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2444胃腸因素造血和鐵儲(chǔ)存情況其他疾病生長(zhǎng)發(fā)育和年齡2.機(jī)體本身狀況和疾病對(duì)鐵吸收的影響過(guò)敏性腸病營(yíng)養(yǎng)不良感染、結(jié)締組織病，增生（惡）性疾病、慢性腎病等可能有鐵釋放利用障礙。第44頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2445有作者研究嬰兒的鐵吸收率，出生時(shí)至3月齡時(shí)人乳組為81%，人乳加服鐵劑組10%。當(dāng)3-6個(gè)月齡時(shí)吸收率明顯下降，二組分別為10%和4%，可能與生長(zhǎng)速度有一定關(guān)系。胃腸因素造血和鐵儲(chǔ)存情況其他疾病生長(zhǎng)發(fā)育和年齡2.機(jī)體本身狀況和疾病對(duì)鐵吸收的影響第45頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/24463.膳食因素能增加鐵的吸收茶、咖啡、牛乳、蛋、植物酸，磷酸鹽，草酸鹽，鞣酸和含纖維素高的麥麩能抑制鐵的吸收維生素C、肉類、氨基酸、果糖、脂肪。有作者證明鐵加入谷類食物時(shí)吸收率僅為0.4%，加入肉食中吸收率高達(dá)8%以上。第46頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2447

華西二院用同位素Fe59研究證明：食物+柑橘（含維生素C約35mg）紅細(xì)胞鐵結(jié)合率提高97.6%。食物+雞蛋/鐵強(qiáng)化餅干雖然鐵結(jié)合率下降，但因雞蛋和鐵強(qiáng)化餅干含鐵量高（分別為3.89mg/100g和15.34mg/100g）結(jié)合鐵的絕對(duì)值仍高。說(shuō)明增加膳食含鐵量及注意搭配對(duì)防治缺鐵性貧血非常重要4倍5倍20倍第47頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2448部分食物的含鐵量和吸收率母乳(L)牛乳（L）血紅素（g)黃豆(100g)菠菜（100g）蛋黃（100g）含鐵量0.3-0.5mg0.5-1mg3.4mg11mg3-5mg7mg吸收率49-70%10%10-20%7%1.3%3%第48頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2449飲食因素的注意事項(xiàng)同一食物加工方法不同，吸收率也不同如烘烤黃豆鐵吸收量明顯高于煮黃豆。茶和咖啡能抑制非血紅素鐵的吸收。抑制率為41-95%，平均75%。有作者主張：用茶預(yù)防重型和中間型地中海貧血患者的鐵負(fù)荷過(guò)量。人乳牛乳鐵強(qiáng)化配方乳吸收率31.5-75%10%3-4%母乳喂養(yǎng)的嬰兒加固體食物后可明顯抑制鐵的吸收，其抑制率可達(dá)80%。牛乳所致的胃腸隱形失血，每天大便失血約1.7ml。第49頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2450第50頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2451六、鐵的轉(zhuǎn)運(yùn)第51頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2452血清鐵中的幾個(gè)概念體內(nèi)有三種運(yùn)鐵蛋白：無(wú)鐵結(jié)合的運(yùn)鐵蛋白單鐵結(jié)合的運(yùn)鐵蛋白雙鐵結(jié)合的運(yùn)鐵蛋白來(lái)自腸道吸收的來(lái)自衰老紅細(xì)胞及無(wú)效生成紅細(xì)胞被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)吞噬而釋放的正常血漿運(yùn)鐵蛋白僅1/3與鐵結(jié)合。血漿鐵：外源性鐵內(nèi)源性鐵。運(yùn)鐵蛋白由肝臟合成（巨噬細(xì)胞也合成)的一種特殊β1球蛋白。第52頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2453正常值意義正常血漿（清）鐵75-175mg（平均100mg）與血漿中1/3的運(yùn)鐵蛋白結(jié)合的鐵總鐵結(jié)合力250-400mg每100ml血漿中運(yùn)鐵蛋白所能結(jié)合的最大鐵量稱總鐵結(jié)合力（既是運(yùn)鐵蛋白能結(jié)合的鐵與已結(jié)合鐵的總和），血漿鐵飽和度20-50%血漿鐵與總鐵結(jié)合力的百分比值未飽和鐵結(jié)合力總鐵結(jié)合力減去血漿鐵第53頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2454七、鐵的利用與儲(chǔ)存第54頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2455轉(zhuǎn)鐵蛋白鐵如何進(jìn)入細(xì)胞此受體存在于幼紅細(xì)胞、網(wǎng)織紅細(xì)胞、胎盤(pán)滋養(yǎng)層細(xì)胞、肝細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、纖維母細(xì)胞、人乳腺癌細(xì)胞及很多種惡性細(xì)胞上。細(xì)胞攝取運(yùn)鐵蛋白的鐵需要具備特殊受體。紅骨髓為血漿鐵主要去所。正常人約25-80%的鐵是以鐵蛋白和含鐵血黃素的形式儲(chǔ)存，其中約1/3儲(chǔ)存于骨髓，其余在肝、脾、肌肉等器官中第55頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2456第56頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2457部分（約5-10%）成為鐵蛋白。部分進(jìn)入線粒體內(nèi)的“血紅素合成灶”，在血紅素合成酶的催化下，形成血紅素。雖然紅骨髓僅接受心排出量的5%,而它能吸取血循環(huán)總鐵量的85%。進(jìn)入幼紅細(xì)胞的鐵：第57頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2458缺鐵時(shí)骨髓細(xì)胞外鐵和鐵粒幼細(xì)胞減少；若卟啉合成正常，則卟啉可能有節(jié)余。

假如卟啉合成受阻，卟啉減少，細(xì)胞內(nèi)鐵異常堆積，導(dǎo)致鐵粒幼細(xì)胞性貧血。第58頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2459八、鐵的排泄第59頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2460男性女性孕婦和兒童出生頭2月的嬰兒每日排鐵0.5-1.5mg因月經(jīng)多排0.5-1mg較男性成人高3倍1mg男女鐵的排泄人體鐵的排泄途徑第60頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2461九、母（胎）嬰鐵代謝第61頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2462母（胎）嬰鐵代謝關(guān)系的研究進(jìn)展孕婦IDA患病率：妊娠晚期53.3%

妊娠中期47.9%第62頁(yè)/共73頁(yè)2023/3/2463孕婦及育齡婦女鐵減少發(fā)、IDA、鐵缺乏癥患病率組別IDIDAID+IDA孕早期39.9

9.649.5孕中期38.819.858.7孕晚期51.633.885.4P＜0.01＜0.01＜0.01孕婦42.619.161.7育齡婦女34.415.1