《生命科学中的微量元素》铁的生物学作用与临床.pptVIP

铁的新陈代谢及其生理、病理和临床意义 Iron 原子序数：26，位于过渡系的中央,主要稳定氧化数+2、+3；在生物体内铁还可以+4和+5的氧化数存在。 地壳中含4100克/吨，海水中含量3.4微克/克,人体内60微克/克。 铁在元素周期表中的位置 铁虽系微量元素，由于其重要的生理生化作用及诊断治疗疗效，早已引起各国学者们的注意和研究。 主要是52Fe的产生和应用。 52Fe比59Fe和55Fe半衰期短（仅8.2小时），易于清除，适用于骨髓扫描及铁利用的定位，也可用于铁的吸收、血浆铁周转率和早期表面放射性测定。 生物体内的铁 体内血液中铁元素含量范围 ?全 血：301～530mg/L ?红细胞：995～1140mg/L ?血 浆：0.71～1.27mg/L ?血 清：0.67～1.87mg/L 成年人：4～6g/人，平均4.5g/人。 肝,脾,肾,肺含量高 铁大部分以蛋白质复合物的形式存在。 铁在体内存在的形式及特性  铁以卟啉铁类和非卟啉铁类两大类形式存在于动物体内 ?? 卟啉铁类:血红细胞内的血红蛋白;肌红蛋白;细胞色素和酶类? 非卟啉铁类:运铁蛋白;铁蛋白;乳铁蛋白;含铁血黄素;无机铁等 每个红细胞约含2.8亿个血红蛋白分子,每个血红蛋白分子含有4个铁原子,血红蛋白摩尔质量64500,含铁0.34%,以蚯蚓血红蛋白为例： 组成血红蛋白的蛋白部分——珠蛋白，共有4条多肽链：一对α链，一对β链，前者每条链含有141个氨基酸单位，后者每条链含有146个氨基酸单位。每个亚铁血红素基包在一条多肽链中，每条链以三度空间有规律地折叠排列。 4条链集合在一起，形成一个65×55×55（? ）的球形分子。每个亚铁血红素中的铁原子可以携带一个氧分子，在血内参与氧的运输，同时间接作用与 CO2 的转运和释放。 肽链中氨基酸排列的顺序也可因突变导致异常变化 例如镰状细胞贫血(HbS)就是由突变使β链第六位上的谷氨酸被纈氨酸置换和取代的结果。血红蛋白S溶解度降低、分子易凝聚形成细丝，使红细胞扭曲变成镰刀状。这种镰状红细胞使血液粘滞性增加，血流缓慢，易造成小血管阻塞，使器官缺血及坏死。 2 肌红蛋白 每个肌红蛋白含一个亚铁血红素，蛋白部分的分子量16700，含有153个氨基酸的多肽链。一般认为是肌肉贮存氧的场所，用以支付运动时肌肉所负的巨大氧债。 如水生哺乳类(海豹)肌肉中含有大量的肌红蛋白,这是他们可以在水中长期游动的原因. 3 细胞色素和酶类 由铁组成或需铁的细胞色素和酶类，参与体内复杂的氧化还原过程。 例如在肌肉细胞内，细胞色素担负着电子的传递，最后由细胞色素氧化酶的催化作用，使三羧循环脱下的氢原子由血红蛋白从肺运来的氧化合成水，以保证代谢过程。在氧化过程中可能产生过氧化物等有害物质，但可被过氧化氢酶等铁卟啉复合物破坏而解毒。 非铁卟啉复合物 1、运铁蛋白（transferrin,siderophilin)：是由铁和β1球蛋白组成。 在血液中 起运载铁的作用。 摩尔质量为88000，体内总含量约10克。 每一分子β1球蛋白可以结合二个Fe3+ 含有一个Fe3+的运铁蛋白，有“快”、“慢”两型；但注入人体后，“快”和“慢”两型运铁蛋白在释放进入组织时，并没有显著差别。 正常人血浆里的β1球蛋白，仅1/3与铁结合，共含铁3-4mg，占全身总铁量的0.12%，大概注射8mg铁才能使其全部饱和。 运铁蛋白还有加速肠粘膜细胞浆膜面释放铁的作用。 2、铁蛋白（ferritin） 是一种棕色的含铁蛋白质复合物。 各种组织都含有铁蛋白。 摩尔质量为460000，直径约130纳米，内腔60纳米，可容纳4500个铁原子。 具有重要的生理作用. 人肝是铁的主要存储场所，也是铁蛋白含量和合成最多的地方，肝内的铁约50%以铁蛋白的形式存在。铁蛋白内含铁量为0.66±0.35ug/mg蛋白质. 铁蛋白的生物学作用及生理功能 1)保护功能：体内游离铁过多对机体十分有害。铁蛋白能防止铁原子以离子状态存在或从结合物中逸出，避免对组织和细胞产生毒害作用。如果铁从隔室封闭解脱后，产生自由基，催化有害的生化反应，干扰细胞正常分裂、繁殖、代谢及发育过程，可能是癌症、先天性畸形、精神病等症的分子病理学及发病学基础。可见铁蛋白在人体内的重要地位。 2 )贮存功能：进入体内的贮存铁，绝大部分以铁蛋白的形式贮存，防止体内的铁过多丢失，并可在还原系统的作用下陆续放出供应造血需要，以维持铁供应量的及血红蛋白合成量的相对稳定。 3 )调节铁的吸收：铁蛋白在肠粘膜内的含量有调节肠道吸收和转运铁的能力——这就是“粘膜阻塞论”，说明在生理病理情况下，铁吸收的机理。 4 )转运铁的作用：铁从细胞浆