微量元素铁与人体健康

微量元素铁与人体健康

作者简介

李岩

中国疾病预防控制中心营养与健康所研究员，硕士生导师。主要从事食品/保健食品毒理学安全性评价和功能研究；营养和慢性病关系研究及精准营养研究。兼任中国营养学会微量元素营养分会秘书长、海峡两岸医药卫生交流协会营养健康与食品安全分会委员、中国营养学会营养毒理学分会委员、中华预防医学会食品卫生分会委员、中国毒理学会毒理学史专业委员会副秘书长、《肥料与健康》杂志编委等。主持或参与十余项国家级和省部级课题研究，参与《营养筛查诊断与评估、《中国居民膳食营养素参考摄入量》等多部论著编写，作为第一作者或通信作者发表中英文论文30 余篇。

文章导读：

铁是人体必需的微量元素，是血红蛋白、肌红蛋白等的重要组成部分，在人体内发挥重要的生理功能。概述了铁的生理功能，铁缺乏或过量与人体健康的关系，贫血和铁的营养状况，铁的食物来源和吸收利用等。以人体对微量元素营养成分的实际需求为导向，通过科学施用微量元素肥料改善土壤微量元素含量，培育富含微量元素的生物品种，构建“土壤－植物营养－人体健康”产业链，将成为解决铁营养缺乏的有效手段。

本文节选自李岩、霍军生发表于《肥料与健康》2022年第6期的文章《微量元素铁与人体健康》，全文请点击以下链接阅读：微量元素铁与人体健康

文章引用格式：李岩, 霍军生 . 微量元素铁与人体健康 [J].肥料与健康,2022，49(6) :25-27. doi: 10.3969/j.issn.2096-7047.2022.06.003 铁是人体必需的微量元素，在人体内分布广泛，成年男性人体内铁的质量约为4.4 g，女性的约为2.8 g。铁是人体血红蛋白、肌红蛋白、血红素酶或铁硫基团等的重要组成部分，在人体内发挥着重要的生理功能。

目前全球铁的营养状况并不乐观，世界卫生组织2018年发布的报告显示，贫血仍是141个国家中度至重度的公共卫生问题。铁缺乏也是我国居民最常见的微量元素缺乏病。《“健康中国2030”规划纲要》提出，塑造自主自律的健康行为，引导合理膳食，重点解决微量营养素缺乏等问题。《国民营养计划(2017—2030年)》提出了分阶段战略目标：到2020年5岁以下儿童贫血率控制在12%以下，孕妇贫血率降至15%以下，老年人群贫血率降至10%以下，贫困地区人群贫血率控制在10%以下；到2030年5岁以下儿童和孕妇贫血率控制在10%以下。本文对铁的生理功能、铁与人体健康的关系、铁的营养现状和食物来源进行了综述，以加深人们对铁与人体健康关系的科学认识，引导人们通过合理膳食，有针对性地进行膳食铁的补充，为预防和降低缺铁性贫血的发生提供依据。

1 铁的生理功能

人体内的铁可分为功能铁和贮存铁。功能铁占人体内铁量的65%~70%，大部分存在于血红蛋白和肌红蛋白中，少部分存在于含铁的酶和运输铁中。贮存铁主要以铁蛋白和含铁血黄素形式储存在肝、脾、骨髓的单核－巨噬细胞系统中，占体内铁量的25%~30%。铁在氧气运输、电子转移、氧化酶活性和能量代谢中发挥着重要的作用。

(1) 参与氧的运输和储存

铁是合成血红蛋白、肌红蛋白的原料。通过呼吸进入人体肺组织的氧在血液中与血红蛋白结合，经血液循环将氧运输至其他组织和器官，肌肉组织的肌红蛋白则参与体内氧的短期储存。

(2) 维持正常的造血功能

铁与血红细胞的形成和成熟有关。在骨髓造血细胞中，铁与卟啉结合形成正铁血红素，再与珠蛋白合成血红蛋白，缺铁影响血红蛋白的合成。

(3) 参与电子转移和氧化酶活性

铁以血红素酶或铁硫基团的形式参与电子转移(如细胞色素a、b、c，以及细胞色素c氧化酶)和氧化还原反应(如细胞色素P-450混合功能氧化酶、氧化酶和过氧化物酶)。

(4) 参与能量代谢

以酶或辅助因子的形式参与能量代谢，三羧酸循环中一半以上的酶或因子生化作用的发挥需要铁的存在，如琥珀酸脱氢酶和异柠檬酸脱氢酶等。

(5) 其他

铁还参与脱氧核糖核酸(DNA)的合成、抗体的产生、免疫功能等。

2 铁缺乏或过量与人体健康

2.1 铁缺乏

缺铁性贫血是最常见的铁营养缺乏，在各国均有发生。根据缺铁的程度，一般将铁缺乏分为三期。第一期为铁减少期，该阶段为铁缺乏的最早期，此时身体储存铁减少，即人体内的铁蛋白及含铁血黄素减少，没有明显的生理危害。第二期为红细胞生成缺铁期，这一阶段人体内储存的铁耗尽，细胞内锌代替铁与原卟啉Ⅸ结合形成锌原卟啉，从而生成缺铁性红细胞，但该阶段尚未出现贫血，会出现食欲低下，严重者发生渗出性肠病变及吸收不良综合征等。第三期为缺铁性贫血期，该阶段红细胞的形态开始发生改变，血红蛋白水平下降，常引起疲劳乏力、心慌气短、头晕等，严重者出现面色苍白、口唇黏膜和睑结膜苍白、肝脾轻度肿大等，儿童和青少年可伴有近期、远期神经功能和心理行为障碍、注意力不集中、记忆力障碍、学习能力降低等。

2.2 铁过量

急性铁中毒多发生在儿童时期，儿童意外摄入含铁过多的强化铁剂或幼儿误服大量硫酸亚铁后，可引起急性铁中毒，引发明显的胃肠道症状，表现为上腹部不适、恶心呕吐、腹泻黑便，出现休克甚至导致死亡。慢性铁过载常发生在先天性铁代谢障碍(遗传性血色病)人群或继发于某些疾病(溶血性贫血、慢性贫血、血红蛋白病等)，最终导致过量铁在体内聚积，引起器官和组织损伤，常伴有纤维组织显著增生，临床上表现肝纤维化等。也有研究报道铁过载与糖尿病、代谢综合征、心血管疾病、癌症等的发生风险增加相关，但尚无定论。

3 全球及我国人员的贫血和铁营养状况

3.1 贫血

学龄前儿童和妇女是贫血的高危人群。2021年世界卫生组织(WHO)发布的全球儿童和妇女贫血率的流行情况显示：自2000年以来，全球育龄妇女贫血患病率基本稳定，孕妇贫血患病率略有下降。2019年15~49岁育龄妇女贫血患病率为29.9%，孕妇贫血患病率为36.5%；2000年以来，6~59个月儿童贫血发生率有轻微下降的趋势，2019年贫血患病率为39.8%，非洲地区5岁以下儿童贫血患病率为60.2%。2010—2013年中国居民营养与健康状况监测结果显示，我国孕妇贫血患病率为17.2%，乳母贫血患病率为9.3%，0~5岁儿童贫血患病率为11.6%。我国孕妇和儿童贫血率明显低于全球平均水平。

3.2 铁缺乏的判断及发生率

铁缺乏(ID)是贫血最常见的原因，约有一半的贫血由ID引起。目前，WHO尚未公布全球ID的数据。美国2003—2006年营养监测联合使用血清铁蛋白(SF)和血清可溶性转铁蛋白受体(sTfR)的BI(body iron)模型计算12~49岁女性的ID发生率为9.2%。约旦2010年营养调查以SF＜15 μg/L判断ID，育龄妇女ID发生率为35.1%，学龄前儿童ID发生率为13.7%。2010—2013年中国居民营养与健康状况监测以3~5岁儿童SF＜12 μg/L、成人SF＜15 μg/L判断ID，我国3~5岁儿童ID患病率为3.3%。我国大城市孕妇ID发生率为16.4%，贫困农村孕妇ID发生率为39.4%。

3.3 铁过量调查

2005年在北京和上海开展的一项针对50~70岁中老年人的调查显示，该人群10.6%的男性和14.7%的女性铁过量。一项包含1 016名美国白种老年人的研究显示，美国13.9%的老年男性和12.2%的老年女性存在铁过量。

4 铁的食物来源和吸收利用

4.1 铁的食物来源

我国铁的推荐摄入量成年男性和成年女性分别为12、20 mg/d。铁广泛存在于动物性食物和植物性食物中，其中铁含量相对较高的食物包括动物血[如鸭血中铁质量分数(下同)为320 mg/kg]、动物肝脏(如猪肝中铁230 mg/kg)、黄豆(铁360 mg/kg)、南瓜粉(铁280