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鐵是人體必需微量元素。成人體內有3~5g鐵,60%~70%存在於血紅蛋白中,在體內主要參與氧的運輸、組織呼吸、促進生物氧化還原反應,其餘26%~30%為儲備鐵。
1. 鐵的吸收利用
膳食鐵在機體中以血紅素鐵(見於血紅蛋白和肌紅蛋白)和非血紅素鐵兩種形式存在。鐵的吸收主要在小腸。鐵的吸收與機體營養狀況、膳食鐵的含量及存在形式以及膳食中影響鐵吸收的食物成分及含量有關。血紅素鐵以完整的卟啉復合物方式被吸收進黏膜細胞,吸收受膳食成分和胃腸道分泌物影響很小,它僅占膳食鐵來源的5%~10%,但吸收率達25%;而非血紅素鐵占膳食鐵的比例>85%,吸收率僅5%。
膳食中非血紅素鐵的吸收受很多因素的影響。它被酸性胃液離子化,還原為二價鐵狀態,並與溶解性物質、抗壞血酸、糖和含硫氨基酸等螯合。
影響鐵吸收的因素:鐵吸收率在某種程度上取決於所構成的食物。這些食物含有提高吸收的物質,如抗壞血酸和肉、魚、禽(meat、fish、 poultry, MFP)因子,或含有復合因子如抑制吸收的植酸。抗壞血酸是效力最大的鐵吸收提高劑,它與鐵形成鰲合物,在小腸pH值較高的狀況下依舊溶解。這一作用已廣被認可,以致在校正總鐵攝入量時應考慮抗壞血酸的存在以及來自肉、魚、禽的血紅素鐵的攝入量。含有維生素C的橘汁和其他飲料會增加非血紅素鐵的吸收。
植酸是6-磷酸肌醇,能整合鐵,降低鐵的吸收,主要存在於小麥、大米、玉米、核桃、花生的糠皮和木質素中。茶中的鞣酸和咖啡也能大幅度地降低非血紅素鐵的吸收,茶可降低約60%,咖啡約40%。鋅和鐵鹽同時服用能降低人對鐵的吸收;植酸、磷酸和草酸都能與鐵結合,抑制鐵的吸收,足量的鈣則有助於去除這些物質,增強鐵的吸收。
胃內的酸度大可提高鐵的溶解性,因而提高了食物中鐵利用的可能性。胃內鹽酸缺乏或服用堿性物質,如抗酸藥會干擾鐵吸收。胃分泌物中還包含內因子,因其結構類似於血紅素和維生素B12,因而也增加了血紅素鐵的吸收。
當同時考慮膳食中兩種形式的鐵時,總膳食鐵的吸收率男子為6%,孕齡期女子為13%。女子的鐵吸收率較高是因為她們體內的儲存較低,有助於補償月經的鐵損失。嬰兒期人奶中鐵結合蛋白即乳運鐵蛋白豐富,其小腸站膜上又存在乳運鐵蛋白受體,因而鐵能被很好地吸收。
生理狀態,如妊振期和生長期都要求增加血液形成,也刺激了鐵吸收。人體約有200~1500mg的鐵以鐵蛋白和含鐵血黃素的形式儲存於體內,約30%在肝中,3%在骨髓內,其餘部分則在脾和肌肉中。相當於每天約50mg的鐵可從儲存鐵中動員,其中20mg是用於血紅蛋白合成。
鐵從體內丟失僅通過出血,經糞便、汗液以及正常毛發、皮膚脫落所排出的量非常小。大多數從糞便丟失的鐵系食物攝入中未被吸收的鐵,其餘則來自膽汁和胃腸上皮的脫落細泡。尿中幾乎無鐵排出。
2. 鐵的來源與膳食參考攝入量
含鐵豐富的食物主要有動物血和肝,其次是動物的腎、心、瘦肉、家禽和魚等。黑木耳、芝麻醬和豆類含鐵量較多。膳食中鐵的生物利用不僅受膳食中多種因子影響,同時與機體的鐵營養狀態也密切相幹。由於缺乏充足依據,特別是缺乏中國膳食中鐵吸收利用情況,中國營養學會建議確定每天適宜攝入量(AI), 而不是每天推薦攝入量(RNI)。AI建議值成年男子為15mg,成年女子為20mg,孕婦中期和乳母為25mg,孕婦後期為35mg。
考慮鐵的膳食來源時,食物中鐵的利用率是重要的因素,例如全谷食品和一些綠葉蔬菜在可利用的形式下僅一半甚至更少能被利用。谷物、面粉和麵包的鐵強化,可使總鐵攝入量明顯增加,故建議嬰兒選用鐵強化谷類食品作為輔食。
3. 鐵的缺乏與過量
(1) 鐵缺乏與缺鐵性貧血:缺鐵性貧血是一個世界範圍的營養問題,嬰幼兒、青少年、育齡婦女,尤其是孕婦、乳母和一些老年人均是缺鐵性貧血的好發人群。
鐵耗竭從理論上講分為三個階段:第一階段,鐵儲存減少,血清鐵蛋白減少,但無血紅蛋白、肌紅蛋白等必需鐵化合物減少,此階段並不伴有不良的生理後果,但卻表示了一種脆弱狀態;第二階段,為無貧血的鐵缺乏,生化變化反映出鐵不足以滿足合成血紅蛋白,和其他必需化合物的正常需要,並有運鐵蛋白飽和度降低和紅細胞原卟啉增加,血紅蛋白濃度尚未降到貧血標準以下;第三階段,為缺鐵性貧血,血紅蛋白和紅細胞比容(壓積)低於同一年齡、性別的正常值參考範圍。區分貧血和缺鐵性貧血是很重要的。如果貧血伴有其他實驗室檢查指標異常,如有低血清鐵蛋白,可能用鐵治療可糾正貧血即可作出缺鐵性貧血的診斷。
(2) 鐵過量:長期的高水平攝入鐵或經常性輸血能引起肝中鐵的異常蓄積。脫鐵蛋白供給飽和,繼之以出現含鐵血黃素,它類似於鐵蛋白,但含鐵更多,且極不易溶解。含鐵血黃素沉著症是一種鐵儲存狀況,它發生在大量異常攝取鐵的人或有基因缺陷者,引起過量鐵的吸收。如果含鐵血黃素沉著症伴有組織損傷,則稱之為血色素沉著症。