A. 植物中的铁元素来自于哪里
铁在植物生理上有重要作用。铁是一些重要的氧化-还原酶催化部分的组分。在植物体内,铁存在于血红蛋白的电子转移键上,在催化氧化-还原反应中铁可以成为氧化或还原的形态,即能减少或增加一个电子。铁不是叶绿素的组成成分,但缺铁时,叶绿体的片层结构发生很大变化,严重时甚至使叶绿体发生崩解,可见铁对叶绿素的形成是必不可少的。缺铁时叶片会发生失绿现象。铁在植物体内以各种形式与蛋白质结合,作为重要的电子传递体或催化剂,参与许多生命活动。铁是固氮酶中铁蛋白和钼铁蛋白的组成部分,在生物固氮中起着极为重要的作用。作物正常的含铁量为50~100mg/kg,豆科作物含铁量比禾本科作物高。 不同植物对缺铁的敏感程度各不相同。一般地说,在根际区有还原能力并能分泌出某些能螯合铁的有机物质的植物(如麦类植物能分泌麦根酸)能有效地利用土壤中的铁,因而较少发生缺铁现象;而有些植物(如旱稻)由于其根际是氧化态的,所以极易遭受缺铁的危害。 按作物对缺铁的敏感程度可分为三类如表。 表. 作物对缺铁的敏感程度不敏感 中度敏感 高度敏感小麦 鳄梨 花生、葡萄水稻 燕麦 大豆、草莓谷子 大麦 蚕豆、越橘马铃薯 紫花苜蓿 饲用高粱柑橘糖甜菜 棉花 籽用高粱、葡萄柚 亚麻 花椰菜、苹果 牧草 甘蓝、桃 蔬菜 番茄、梨 薄荷、樱桃 苏丹草、鳄梨 观赏植物 在我国北方,多年生木本和草本植物以及农作物的缺铁症状极为常见。由于铁在植物体内难以移动,又是叶绿素形成所必需的元素,所以最常见的缺铁症状是幼叶失绿。失绿症开始时,叶片颜色变淡,新叶脉间失绿而黄化,但叶脉仍保持绿色。当缺铁严重时,整个叶尖失绿,极度缺乏时,叶色完全变白并可出现坏死斑点。缺铁失绿可导致生长停滞,严重时可导致植株死亡。在田间条件下,缺铁症状并不总是象上述那样典型规则。在有的地段,植物可能失绿,而毗邻的地段可能生长正常,甚至失绿和正常生长的植株可能紧靠着生长在一起。
因此,铁是叶绿素的稳定元素!
叶绿素分子含有一个卟啉环的“头部”和一个叶绿醇的“尾巴”。卟啉环中的镁原子可被H+、Cu2+、Zn2+所置换。用酸处理叶片,H+易进入叶绿体,置换镁原子形成去镁叶绿素,使叶片呈褐色。去镁叶绿素易再与铜离子结合,形成铜代叶绿素,颜色比原来更稳定。人们常根据这一原理用醋酸铜处理来保存绿色植物标本。
因此镁是叶绿素的组分,但很不稳定,而铁不是叶绿素的组分!
B. 矿物质(钙,铁,锌等)在人体内的吸收机理是怎样的
矿物质(又称无机盐),英文mineral。矿物质是人体内无机物的总称。是地壳中自然存在的化合物或天然元素。矿物质和维生素一样,是人体必须的元素,矿物质是无法自身产生、合成的,每天矿物质的摄取量也是基本确定的,但随年龄、性别、身体状况、环境、工作状况等因素有所不同。人体内约有50多种矿物质,虽然它们在人体内仅占人体体重的4%,但却是生物体的必需组成部分。根据它们在体内含量的多少,大致可分为常量元素和微量元素两大类。
人体内矿物质不足可能出现许多症状:
如:缺乏钙、镁、磷、锰、铜,可能引起骨骼或牙齿不坚固。缺乏镁,可能引起肌肉疼痛。缺乏铁,可能引起贫血。缺乏铁、钠、碘、磷可能会引起疲劳等。
人体必须的矿物质有钙、磷、钾、钠、氯等需要量较多的宏量元素,铁、锌、铜、锰、钴、钼、硒、碘、铬等需要量少的微量元素。但无论哪中元素,和人体所需蛋白质相比,都是非常少量的。
矿物质的作用:矿物质和酶结合,帮助代谢。酶是新陈代谢过程中不可缺少的蛋白质,而使酶活化的是矿物质。如果矿物质不足,酶就无法正常工作,代谢活动就随之停止。
矿物质如果摄取过多,容易引起过剩症及中毒。所以一定要注意矿物质的适量摄取。
人体内必需的主要矿物质:
钙 镁 钾 磷 铁 锌
C. 怎么补充人体内的铁元素
对于人体,铁是不可缺少的微量元素。在十多种人体必需的微量元素中铁无论在重要性上还是在数量上,都属于首位。一个正常的成年人全身含有3g多铁,相当于一颗小铁钉的质量。人体血液中的血红蛋白就是铁的配合物,它具有固定氧和输送氧的功能。人体缺铁会引起贫血症。只要不偏食,不大出血,成年人一般不会缺铁。 【营养学中的铁】 一、人类对铁的认识 缺铁性贫血是世界卫生组织确认的四大营养缺乏症之一。 18世纪,Menghini用磁铁吸附在干燥血中的颗粒,注意到了血液中含有铁。 1892年,Bunge注意到婴幼儿容易缺乏铁。 1928年,Mackay最早证明铁缺乏是伦敦东区婴幼儿贫血盛行的原因。她还以为提供铁强化的奶粉可缓解贫血。 1932年,Castle及其同事确证无机铁可用于血红蛋白合成。 二、铁的分布 铁是人体含量的必需微量元素,人体内铁的总量越4—5克,是血红蛋白的重要部分,人全身都需要它,这种矿物质而已存在于向肌肉供给氧气的红细胞中,还是需多酶和免疫系统化合物的成分,人体从食物中摄取所需的大部分铁,并小心控制着铁含量。 三、人体每日适宜的摄取量 年龄 每日摄入量 孕妇 0—0.5岁 0.3mg 早期 15mg 0.5岁—1岁 10mg 中期 25mg 1岁—4岁 12mg 后期 35mg 4岁—7岁 12mg 乳期 25mg 7岁—11岁 12mg 11岁—14岁 男 16mg 女 18mg 14岁—18岁 男 20mg女 25mg 18岁—50岁 男 15mg女 20mg 50岁 15mg 四、铁的生理功能 1、铁是血红蛋白的重要部分,而血红蛋白功能是向细胞输送氧气,并将二氧化碳带出细胞。血红蛋白中4个血红素和4个球蛋白链接的结构提供一种有效机制,即能与氧结合而不被氧化,在从肺输送氧到组织的过程中起着关键作用。 2、肌红蛋白是由一个血红素和一个球蛋白链组成,仅存在于肌肉组织内,基本功能是在肌肉中转运和储存氧 3、细胞色素是一系列血红素的化合物,通过其在线粒体中的电子传导作用,对呼吸和能量代谢有非常重要的影响,如细胞a、b和c是通过氧化磷酸化作用产生能量所必需的。 4、其它含铁酶中铁可以是非血素铁,台参与能量代谢的NAP脱氢酶和琥珀脱氢酶,也有含血红素铁的对氧代谢副产物分子起反应的氢过氧化物酶,还有多氧酶(参与三羟酸循环),磷酸烯醇丙酮酸羟激酶(糖产生通路限速酶),核苷酸还原酶(DNA合成所需的酶)。 5、铁元素催化促进β-胡萝卜素转化为维生素A、嘌呤与胶原的合成,抗体的产生,脂类从血液中转运以及药物在肝脏的解毒等。铁与免疫的关系也比较密切,有研究表明,铁可以提高机体的免疫力,增加中性白细胞和吞噬细胞的吞噬功能,同时也可使机体的抗感染能力增强。 五、缺乏症状与后果 1、贫血:严重时可增加儿童和母亲死亡率,使机体工作能力明显下降。 2、行为和智力方面:铁缺乏可引起心理活动和智力发育的损害及行为改变。铁缺乏(尚未出现贫血时的缺乏)还可损害儿童的认知能力,而且在以后补充铁后也难以恢复。动物试验表明,短时期缺乏可使幼小动物脑中铁含量下降。以后补充铁可纠正身体内铁储存,但对脑中铁没有作用。长期铁缺乏会明显影响身体耐力。 Finch等进行动物实验表明,铁缺乏对动物跑的能力的损害与血红蛋白的水平无关,而是因为铁缺乏肌肉中氧化代谢受损所至。 免疫力和抗感染能力方面,人及动物实验皆记实缺铁的一项特点是抗感染能力降低。 1、体温调节方面,缺铁性贫血的另一特点是在寒冷环境中保持体温的能力受损。 2、铅中毒方面,动物和人体实验证明缺铁会增加铅的吸收。 3、有的妊娠后果,汗多浒病学研究表明妊娠早期贫血为早产、低出生体重儿及胎儿死亡有关。 4、铁缺乏症症状包括皮肤苍白,舌部发痛,疲劳或无力,食欲不掁以及恶心。 铁缺乏对免疫系统的影响: 1.抵抗病原微生物入侵的能力减弱。 2.降低免疫细胞从静止---临战的反应速度。 3.使抗氧化生化酶活性降低。 4.抗体的生产停止或以很慢的速度进行。 5.缺铁性贫血,细胞供氧不足。其结果是整天无精打采,疲劳而倦怠,比较容易被感染。 血液里流动的太多的自由铁不仅无助于抵抗能力,不能保护人的肌体,反而会被细菌吞噬,成为细菌的美食,并且细菌会因此而大量地繁殖。这就是为什么必须加倍小心给孩子补充铁质的原因。 六、铁的主要食物来源 丰富来源:动物血、肝脏、鸡胗、牛肾、大豆、黑木耳、芝麻酱、牛肉、羊肉、蛤蜊和牡蛎。 良好来源:瘦肉、红糖、蛋黄、猪肾、羊肾、干果(杏干、葡萄干),啤酒酵母菌、海草、赤糖糊及麦。 一般来源:鱼、谷物、菠菜、扁豆、豌豆、芥菜叶、蚕豆、瓜子(南瓜、西葫芦等种子) 微量来源:奶制品、蔬菜各水果 此外用铸铁锅煮番茄或其它酸性食物,也可增添铁质,锅会把有益于健康的铁深入食物内。 看似很多食物中含有铁,但中国仍是严重缺乏铁的国家,主要集中在妇女、儿童和老人,每日科学补铁,必不可少! 食物中的铁有两种形式: 非血红素铁。主要以三价铁与蛋白质和有机酸结合成络合物。这种形式的铁必须与有机部分分开,并还原成二价铁后才能被吸收。如果膳食中有较多的植酸或磷酸,将与铁形成不溶性铁盐,而影响被吸收。抗坏血酸、半胱氨酸能将三价铁还原成二价铁,有利于铁的吸收。 铁(Fe)是体内血红蛋白,肌红蛋白和许多酶的成分。血红素铁,主要存在于动物性产品中,比非血红素铁吸收好得多,非血红素铁在平均饮食中占铁的85%以上。但是,当它与动物性蛋白质和维生素一起摄入时可提高非血红素铁的吸收。 铁需要量,铁代谢和缺铁性贫血在第127节红细胞生成缺乏引起的贫血中讨论。铁过负性疾病在第127节讨论。 缺乏 缺铁能引起贫血是世界上最为常见的营养缺乏症。某些婴儿,青春期少女和妊娠妇女因铁摄入量不足引起缺铁性贫血。任何人失血可产生缺铁。所有缺铁的人需要铁补充。 中毒 过量的铁是有毒的,可引起呕吐,腹泻和肠损害。当一个人给以铁治疗过量或时间太长,或反复接受输血,或有慢性酒精中毒,铁即可在体内蓄积。铁过负疾病(血色素沉着症)是一种可能致命但能治疗的遗传性疾病,该病吸收铁太多;它波及100万美国人。
D. 铁和钙的吸收主要在什么部位
成人体内铁的总量约为4-5g,其中72%以血红蛋白、3%以肌红蛋白、0.2%以其他化合物形式存在;其余则为储备铁,以铁蛋白的形式储存于肝脏、脾脏和骨髓的网状内皮系统中,约占总铁量的25%。
食物中的铁主要以Fe(OH)3络合物的形式存在,在胃酸作用下,还原成亚铁离子,再与肠内容物中的维生素C、某些糖及氨基酸形成络合物,在十二指肠及空肠吸收。
铁在体内代谢中可反复被身体利用。一般情况下,除肠道分泌和皮肤、消化道及尿道上皮脱落可损失一定数量外,几乎不存在其它途径损失。
膳食中存在的磷酸盐、碳酸盐、植酸、草酸、鞣酸等可与非血红素铁形成不溶性的铁盐而阻止铁的吸收。胃酸分泌减少也影响铁的吸收。
铁的平衡 铁的平衡是指一种稳定的状态,即从膳食中吸收的铁既可能补充机体实际丢失的铁又可满足机体生长(和怀孕)的需要。铁的平衡依赖于铁吸收、铁转运和铁储存的共同协调。
机体有三种独特机制以保持铁的平衡及预防体内的缺乏和过分蓄积。
⑴反复利用红细胞分解代谢中的铁。铁在体内生物半衰期在成年男子为5.9年,成年女子(绝经期前)为3.8年。
⑵根据体内铁营养状态调节肠道内铁的吸收。
⑶增加独特的储存蛋白——铁蛋白可储存或释放以满足额外铁的需要,如在孕期后1/3。
E. 铁是以怎样的形式被人体吸收的是哪一种化合物的
铁主要是Fe2+被吸收,肉类食品中的肌红蛋白所含的铁可被完整地直接吸收,植物中的铁多为Fe3+,需要还原成Fe2+或与铁螯合物结合后才容易被吸收
F. 植物中的铁元素来自于哪里请问植物中的铁元素主要
铁在植物生理上有重要作用。铁是一些重要的氧化-还原酶催化部分的组分。在植物体内,铁存在于血红蛋白的电子转移键上,在催化氧化-还原反应中铁可以成为氧化或还原的形态,即能减少或增加一个电子。铁不是叶绿素的组成成分,但缺铁时,叶绿体的片层结构发生很大变化,严重时甚至使叶绿体发生崩解,可见铁对叶绿素的形成是必不可少的。缺铁时叶片会发生失绿现象。铁在植物体内以各种形式与蛋白质结合,作为重要的电子传递体或催化剂,参与许多生命活动。铁是固氮酶中铁蛋白和钼铁蛋白的组成部分,在生物固氮中起着极为重要的作用。作物正常的含铁量为50~100mg/kg,豆科作物含铁量比禾本科作物高。 不同植物对缺铁的敏感程度各不相同。一般地说,在根际区有还原能力并能分泌出某些能螯合铁的有机物质的植物(如麦类植物能分泌麦根酸)能有效地利用土壤中的铁,因而较少发生缺铁现象;而有些植物(如旱稻)由于其根际是氧化态的,所以极易遭受缺铁的危害。 按作物对缺铁的敏感程度可分为三类如表。 表. 作物对缺铁的敏感程度不敏感 中度敏感 高度敏感小麦 鳄梨 花生、葡萄水稻 燕麦 大豆、草莓谷子 大麦 蚕豆、越橘马铃薯 紫花苜蓿 饲用高粱柑橘糖甜菜 棉花 籽用高粱、葡萄柚 亚麻 花椰菜、苹果 牧草 甘蓝、桃 蔬菜 番茄、梨 薄荷、樱桃 苏丹草、鳄梨 观赏植物 在我国北方,多年生木本和草本植物以及农作物的缺铁症状极为常见。由于铁在植物体内难以移动,又是叶绿素形成所必需的元素,所以最常见的缺铁症状是幼叶失绿。失绿症开始时,叶片颜色变淡,新叶脉间失绿而黄化,但叶脉仍保持绿色。当缺铁严重时,整个叶尖失绿,极度缺乏时,叶色完全变白并可出现坏死斑点。缺铁失绿可导致生长停滞,严重时可导致植株死亡。在田间条件下,缺铁症状并不总是象上述那样典型规则。在有的地段,植物可能失绿,而毗邻的地段可能生长正常,甚至失绿和正常生长的植株可能紧靠着生长在一起。
因此,铁是叶绿素的稳定元素!
G. 铁的主要食物来源是什么
猪肝、猪血、鸭血,豆制品、芝麻、蘑菇、木耳、海带、紫菜、桂圆等。
1、猪肝
猪肝含有多种营养物质,它富含维生素A和微量元素铁、锌、铜,而且鲜嫩可口,但猪肝食前要去毒。
2、猪血
猪血富含维生素B2、维生素C、蛋白质、铁、磷、钙、尼克酸等营养成分。据本草纲目记载,猪血味咸,性平。
3、鸭血
鸭血富含铁、钙等各种矿物质,营养丰富。家鸭的血液。以取鲜血用为好。性味咸凉。
4、芝麻
芝麻含有大量的脂肪和蛋白质,其中主要为油酸、亚油酸、棕榈酸、花生酸等的甘油脂;又含甾醇、芝麻素、芝麻酚、叶酸、烟酸、蔗糖、卵磷脂、蛋白质;还有膳食纤维、糖类、维生素a、维生素B1,B2、尼克酸、维生素E、卵磷脂、钙、铁、镁等营养成分。
5、蘑菇
每100克鲜蘑菇中含优质蛋白质2.9克、脂肪0.2克、碳水化合物2.4克、膳食纤维0.6克、钙8毫克、磷66毫克、铁1.3克、维生素B 0.16毫克、烟酸3.3毫克、维生素C 4毫克。
H. 哪类物质中的铁元素容易被人体吸收
1、动物肝脏富含各种营养素 是预防缺铁性贫血的首选食品 每100克猪肝含铁25毫克,而且也较易被人体吸收 如肝泥就很便于儿童食用
2、鸡蛋黄
每100克鸡蛋黄含铁7毫克 尽管铁吸收率只有3% 但鸡蛋原料易得 食用保存方便 而且还富其他营养 所以它仍不失为婴幼儿补充铁的来源之一
3、糙米
糙米中含有大量铁 同时具有减肥 降脂和助消化等功效
4、南瓜籽
每100克南瓜籽含铁15毫克 可满足女性日推荐量的75%
5、全谷食物
小麦 强化麦片 燕麦及大麦等全谷食物同样富含铁 既能助消化 减肥和降血脂 又可改善血红蛋白水平
6、黑巧克力
100克可可粉含量为80%的黑巧克力含铁17毫克。
7、干果
没有经过漂白的杏干和葡萄干是铁的优质食物来源 另外干果中还有益健康的多种维生素和大量的膳食纤维
1、
I. 铁在体内时怎样消化吸收的
1 和分布 近端小肠(十二指肠和空肠)是铁吸收的主要部位,也是调节铁平衡的一个关键环节。动物消化道的其它部位如胃、回肠、盲肠也能吸收少量的铁。Darrell于1965年利用结扎小肠段技术,研究得到大鼠不同消化道部位吸收铁的能力依次为:十二指肠>回肠>小肠中段>胃。由此可见,动物整个消化道都可以吸收铁,但主要吸收部位在十二指肠 [1] 。 虽然整个消化道都可吸收铁,但动物采食的铁仅有很少部分(5%~8%)被吸收,其余的则通过肠道随粪便排出。大约有三分之二的机体铁存在于红细胞的血红蛋白和肌肉的肌红蛋白中,20%的铁以不同形式存在于肝、脾和其他组织中,剩余的以不可利用形式存在于肌球蛋白、肌纤凝蛋白和金属结合酶中 [2] 。 机体内铁的稳定态主要受肠道对铁的吸收率的控制。虽然过去的几十年已经投入了相当大的努力,各种假说,如载体转运、离子通道等机制已相继提出,但小肠黏膜铁吸收的机制一直是不清楚的。一般认为,铁在许多组织细胞被吸收(或摄取) 都是通过经典的转铁蛋白(transferrin,Tf)和转铁蛋白受体(transferrin receptor,TfR)的途径 [2] 。即三价铁首先与Tf 结合,两者的结合物再与细胞表面的TfR 结合,之后经过内吞、酸化、释放和移位等步骤,铁进入胞浆,最终被细胞利用,合成血红蛋白及其他物质。但小肠肠腔表面的吸收上皮细胞不存在TfR 表达,因此,铁穿过小肠进入机体不可能通过Tf-TfR 的经典转运途径实现。近年来,在小肠黏膜细胞相继发现了DMT1(divalent metal transporter 1,二价金属离子转运蛋白)、DCb(odenal cytochrome b,肠细胞色素B)、MTP1(metal transporter protein 1金属转运子蛋白1)和Fp1 (ferroportin 1,膜铁转运蛋白1) 和Hp (hephaestin,膜铁转运辅助蛋白) 等几种铁转运相关的蛋白质。这些蛋白的发现是铁代谢领域中近年取得的最大突破,也使小肠如何吸收铁这一重要问题有了基本答案。新的研究证实,DMT1 和DCb 两种蛋白质参与黏膜铁吸收过程(铁穿过肠吸收上皮细胞的顶端进入细胞),而Fp1 和Hp 则参与黏膜转运过程(从肠上皮细胞的基底侧转运入血液循环)。近年来,国外学者从肠道提纯一种新的铁结合蛋白—木比耳铁蛋白(Mobilferrin, Mf),并发现了Mf2整合素这一新的铁转运途径。同时提出了肠道铁吸收的新学说 [3] 。但这些新的假设和学说还有待于今后进一步的验证。 2 铁的生理功能 铁对动物有多种功能,主要表现在:铁是构成血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素和多种氧化酶的重要成分,作为氧的载体,保证体组织内氧的正常输送;血红蛋白中的铁,对于维持机体每个器官和每种组织的正常生理作用是不可缺少的;铁在胎盘中是以转铁蛋白的形式存在;以乳铁蛋白的形式存在于哺乳动物乳汁、胰液、泪液及白细胞胞浆;以铁蛋白和血红素形式存在于肝中;在禽卵和爬行类卵蛋白中存在的卵转铁蛋白;并且铁也是构成机体内许多代谢酶的活性成分,如:铁硫蛋白、细胞色素、细胞色素氧化酶、过氧化物酶等;铁与某些酶的活性有密切的关系,如乙酰辅酶A,琥珀酸脱氢酶、黄嘌呤氧化酶,细胞色素还原酶,在细胞生物氧化过程中发挥着重要作用。现代研究证明,铁与能量代谢密切相关,因为三羧循环中有一半以上的酶和因子含铁或者只有铁存在时才能发挥其生化作用,完成生理功能;铁还影响动物体内的蛋白质合成和免疫机能。 缺铁或铁的利用不良,将导致氧的运输、贮存、二氧化碳的运输及氧化还原等代谢过程紊乱,影响生长发育甚至发生贫血等各种疾病。机体若贮铁或摄铁不足,或因寄生虫感染缺铁,或红细胞分解速度大于合成速度,则出现缺铁性贫血。贫血可发生于生长的任何阶段,需要人工补铁。 3 影响动物对铁剂吸收利用的因素 动物补铁效果受到多种因素的影响,归纳起来主要有三个方面:动物自身方面,饲料方面和铁的状态 [4] 。 3.1 动物自身方面 不同种类的动物对铁在吸收利用有很大差异。不同动物,如反刍动物和单胃动物的日粮组成、消化道结构不同,对铁的吸收利用显然不同。而同种动物不同品种间、同品种不同性别间对铁吸收利用无明显差别(除人类外)。幼龄畜禽(尤其是初生的)易患缺铁症,这是由于其体内铁贮相对较低。所以幼龄畜禽对铁的吸收利用率高于成年畜禽。随着年龄的增加,铁的吸收降低,同时铁在组织器官中的沉积量也降低。动物不同生理状态对铁的吸收利用也有很大差别,如孕期的母畜铁的吸收率增加(Robert,1977;Manis,1962) [5][6] 。动物的胃肠道环境也影响铁的吸收。当肠腔内pH值大于4时,铁离子与氢氧根离子形成不溶性羟合络合物的聚合物,从而降低其吸收利用率。 3.2 饲料方面 饲料中铁的含量影响铁的吸收利用,日粮中含铁量降低,铁的吸收增加,反之亦然。我国饲料含铁量的特点为:动物性饲料含铁量最高,糠麸类、饼粕类、草粉类次之,豆类及谷实类含量最少(杜荣1989) [7] 。同一种饲料含铁量差异很大。所以,在实际应用中,应以实测值为依据。一般来说,植物性饲料中铁的吸收利用率小于动物性饲料中的铁(杨文正1993) [1] 。如玉米、大豆、小麦中铁吸收率只有1-5%,而鱼肉(11%)、牛肉(22%)、牛肝(14-16%)等动物性饲料中铁的利用率要高的多。这主要是由于动物性饲料中的铁有一部分是以血红素铁的形式存在的,血红素铁的吸收代谢特点决定了其吸收利用率高于非血红素铁。 另外,日粮中的成分影响铁的吸收和利用。饲料中富含维生素C、A、B等还原剂性的物质、动物性蛋白质、某些氨基酸(如组氨酸、赖氨酸、半胱氨酸等)和糖类时,可以提高Fe的吸收利用率。同时饲料中某些有机酸(如饲料中草酸、植酸脑壳磷酸盐等)、纤维素能与Fe形成不溶性铁盐,均可阻碍铁的吸收和利用。饲料中的棉酚和高浓度的Zn 、Mn、I、Cu、Co存在时,也可降低Fe的吸收利用率 [8] 。 3.3 铁的状态 生产实际中,选择含二价铁作为铁添加剂,是比较普遍的做法,这是因为含三价铁的化合物生物利用率极低。当溶液pH=7时,二价铁在该溶液中的浓度可达1M,而三价铁几乎是不溶的,当溶液pH>4时,三价就是不溶的。因此,铁能否被动物体吸收利用,其前提条件是它的溶解度。而在小肠内pH值环境里,只有二价是可溶的,因此在肠腔内,铁首选应被还原为二价铁,才可能被机体吸收利用。 此外,不同补铁剂其生物学效价不同,一般是二价铁化合物优于三价铁化合物。同样是二价铁化合物,不同化合物的生物学效价也不同 [9] 。 4 铁吸收利用的技术研究进展 随着相关学科的发展,关于铁吸收利用的研究技术发展很快,大致可分为三个阶段:传统的平衡试验阶段、同位素应用阶段和细胞生物学技术应用阶段 [10] 。 4.1平衡试验 平衡试验即在一定时间内测定动物对铁的食入量和排出量,从而得到被动物吸收或利用的量。此法原理和操作简单,所需试验设备也不复杂,只要能准确分析样品含铁量,准确记录食入和排出量即可。但其缺点也是显而易见的,因为动物对铁的需要量很小,而且动物机体内排泄量很低,加上试验误差的干扰,很难得到真实可靠的数据 [1] 。但此法对研究动物对某种营养吸收利用时还是一种经典方法:它可以使试验期延长,使动物处于自然生长状态,使试验结果更贴近动物自身生理状况等优点是其它任何方法所无法替代的。 4.2同位素示踪技术的应用 Georgede在1924年首次将放射性同位素应用于动物研究,但直到50年代放射性同位素与辐射技术才被广泛应用于动物物质代谢和临床研究。Moore(1951)首次用 55 Fe标记示踪研究了人不同食物中铁的吸收利用情况。此后利用该技术进行日粮原料中铁吸收利用的研究取得了很大进展,该技术得以不断发展和完善,最后形成内标和外标法两个独立的研究体系。Cook(1972)在其综述中已详细说明了两个体系的具体实施过程和各自的优缺点 [10] 。 采用同位素示踪技术研究不同铁化合物中铁的生物学效价和铁吸收利用情况的方法主要有二种: 其一是外标法,即外翻肠囊法,就是从活体取出小肠后分割成不同的片段,将各片段外翻做成囊状物,放入培养液中培养一段时间行,取出放进装有被测物的烧瓶中,观测肠道粘膜、浆膜及肠体中被测物的变化。该技术优点为操作简便,快速且耗费低,还能详细观察铁进入肠粘膜和浆膜的变化规律。缺点是由于在非生理条件(无备注无血液供应)下进行的,小肠的功能不能正常发挥,另外,仅限于研究铁的吸收,无法对铁在动物体内的进一步代谢进行研究。 其二是内标法,根据动物引入铁的方法,可分为两类,一类是直接采食或通过胃管引入,另一种是十二指肠灌注,当以动物为对象时,主要采用后者,前者主要用于人的研究。该法具有试验期短,操作简便,在动物体内进行等优点,得到了研究者的广泛应用(Wheby,1970;Hungerford,1983;Simpson,1996;Van Campen,1973;Huebers,1983)。周桂莲等(2000)利用体内原位结扎肠段并灌注技术结合放射性同位素示踪技术研究了氨基酸螯合铁在大鼠体内的吸收特点,认为放射性同位素示踪技术结合结扎十二指肠段并灌注技术不失为一种研究动物对微量元素吸收情况的较为理想的试验手段 [10] 。 4.3细胞培养技术的应用 细胞培养就是人为地提供模拟体内的生理条件在离体条件下使细胞继续生长繁殖的实验技术。运用细胞培养进行研究有其独到的优点。首先, 离体培养细胞脱离了有机体复杂的环境因素的影响,可以很方便地控制实验条件,进行单因子测试;其次,实验中可以直接观测细胞发生的变化;再次,可以提供大量均一细胞供研究用。将细胞培养与同位素示踪技术有机结合用于研究铁的吸收特点始于九十年代,Carcia(1996)研究了细胞作为研究铁吸收利用模型的培养条件、时间和可行性。Glahn(1997)利用细胞培养研究了几种氨基酸对细胞铁吸收的影响,结果表明,细胞培养技术是研究细胞铁吸收的有效方法,但不能用于研究细胞内铁的转运 [10] 。近年来,我国细胞生物学技术发展很快,借助于同位素示踪技术,使得将细胞培养用于动物营养研究成为可能。但由于技术要求高且是离体培养,还不能完全反映机体的真实情况,所以这项技术在国内尚未见报道。 5 铁对基因表达的调控 铁可通过控制转铁蛋白和铁蛋白mRNA稳定性和mRNA翻译来调控基因的表达 [11][12] 。转铁蛋白受体和铁蛋白在细胞铁代谢过程中具有十分重要的功能。 5.1铁含量对转铁蛋白基因表达的调控 转铁蛋白是血清中运输铁元素的蛋白质,它将铁从肝脏运送到网织红血球中用于合成血红蛋白。当日粮中血红蛋白合成量不足时,机体就需要更多的转铁蛋白来加快铁的运输。Mcknight等(1980)在肉鸡试验中发现,日粮中缺铁将导致血清中转铁蛋白含量迅速增加,肝脏中转铁蛋白基因的mRNA含量增加到正常水平的2.5倍 [11] 。因此可以认为缺铁所引起的转铁蛋白基因表达的加强是通过增加转录水平来实现的。当饲粮中补铁以后,转铁蛋白基因的mRNA含量和蛋白质合成量在3天内恢复至正常水平,鸡肝脏中铁的贮存量也同时增加 [13] 。 在血液当中,铁和转铁蛋白(transferrin,Tf)结合成一种复合物被运输,转铁蛋白通过和细胞表面的特异性转铁蛋白受体(transferrin receptor,TfR)结合释放到细胞内。转铁蛋白受体是一种以非二硫键连接的跨膜糖蛋白,该蛋白由二个完全相同的肽链组成,每条肽链的分子量为95KD。TfR—Tf—铁复合物通过细胞内吞泡的内在化途径由细胞膜进入细胞液。铁留在细胞液中,TfR—Tf复合物通过再循环返回到细胞表面,事实上,所有的细胞表面都有特征性的转铁蛋白受体,成熟的红细胞也很少例外。然而,在正常成人当中大约80%的受体被固定在红骨髓当中的红细胞前体上。存在于血清或血浆当中的可溶性TfR是组织受体的分离形式,该受体主要来源于未成熟红细胞在成熟过程中脱落下来的。在细胞表面上的转铁蛋白受体的数目反映了与之相关的可供应的细胞铁的要求。因而,铁的供应减少将迅速导致TfR合成的调整,有证据表明,感染或炎症性疾病不会引起血清中血清转铁蛋白(sTfR)浓度的任何显着性的变化。因而sTfR测定的临床解释比铁蛋白测定更简便、可靠。sTfR在临床已被认为特别有用,包括区别缺铁性贫血和慢性疾病引起的贫血(有感染、炎症性疾病或肿瘤引起的贫血)以及孕妇铁缺乏的识别。在一些简单的病例当中,目前铁蛋白主要用于体内贮存铁的耗尽或减少,sTfR作为组织水平铁供应减少的一项指标。因而,认为sTfR是提示缺铁性红细胞生成期的首先指标。有证据支持使用sTfR来测定亚临床性贫血,近来铁缺乏已成为一个新的研究领域。即使在贫血尚未出现时,sTfR浓度的测定提供了关于铁贮存的有价值的信息。它有助于鉴别诊断缺铁性贫血和其他的贫血,特别是那些慢性疾病引起的非缺铁性贫血。sTfR的值也已发现可预测贫血患者促红细胞生成素(EPO)治疗的反应。 5.2铁含量对铁蛋白基因表达的调控 铁是以铁蛋白的形式贮存在肝脏中的。铁蛋白是一种由20个亚基所组成,四周结合着大量铁离子的蛋白质。铁的营养状态可影响铁蛋白mRNA翻译速度以及转铁蛋白的mRNA的稳定性(Klausner,1989) [14] 。铁对铁蛋白基因表达的调控正好与转铁蛋白基因的相反,铁含量越高铁蛋白基因表达就越强,高铁可以促进铁蛋白生物合成,而且这种调控并非发生在转录水平。Zabringer等(1976)研究发现这是由于当铁含量低时,铁蛋白的亚基与该基因的mRNA结合,使后者不能与核糖体结合,从而抑制了该基因的表达。当铁含量增加时, 铁蛋白亚基与铁离子结合,而使该基因的mRNA能激离出来与核糖体结合并开始大量表达铁蛋白 [15] 。 铁蛋白受体可调节细胞对铁的吸收。通过铁—转铁蛋白受体排流,铁被释放于核内体中;而铁与铁蛋白结合可以储铁。采用核酸杂交技术,人们发现铁营养状况对铁蛋白mRNA水平没有影响。采用缺失分析技术,科学家已经确定了铁蛋白mRNA中控制翻译速率的瓜元件(Aziz等,1987;Hehtze等,1987) [17] 。体外研究表明,当完整人铁蛋白cDNA在鼠成纤维细胞或鼠肝细胞瘤中表达时,正常人铁蛋白也可以被合成,并且随着介质中铁含量不同,其合成量可变化100倍左右(Aziz等,1987;Hehtze等,1987)。与铁蛋白不同,铁蛋白受体合成量变化与细胞质中mRNA相一致(Klausner,1989),但是铁对mRNA转录则没有影响。这表明mRNA变化显然是由于铁对mRNA稳定性影响而造成的。转铁蛋白控制mRNA稳定性核苷酸元件位于mRNA的3’非翻译区,它包含680核苷酸片段和5个环状结构,当第2或第3环状元被转移至5’非翻译区时,它们同样也可发挥象铁蛋白一样的翻译调节元件的功能。铁反式作用反应元件在细胞质中可以作为铁结合蛋白受体来发挥作用(Koeller等,1989) [17] 。当结合蛋白与5’元件结合时,翻译就被阻断,而当它与3’元件结合时,就可提高mRNA稳定性。与铁反应元件结合取决于铁结合蛋白亲和力高低,无铁细胞培养时,50%铁结合蛋白是处于高亲和力状态,所以增加转铁蛋白mRNA稳定性而降低铁蛋白 同RNA 的翻译;相反,铁充裕时,高亲和力形式仅有1%以下,因此有利于铁蛋白mRNA的翻译。铁结合蛋白可在翻译水平上调节基因的表达。当细胞中铁缺乏时,翻译起始位点被铁反应要素所覆盖,作为负的调控因素,使翻译不能进行。而当细胞中铁存在时,它与反应要素结合,导致mRNA的翻译起始位点暴露,从而使翻译得以进行。许多mRNA的翻译都以这种方式受到营养素的调控 [15] 。 5.3血浆转铁蛋白含量变化及其与增重速度关系 血清转铁蛋白是β球蛋白的一种,是脊椎动物体内主要的运输铁离子的蛋白,能将铁离子从肠道运输到血红蛋白、肌红蛋白及各种需铁酶,还能与Mn 2 + 、Cr 3 + 、Co 3 + 、Zn 2 + 等多种微量元素结合。近年来,国内外一些学者已开始对畜禽的Tf 进行定量研究,相继发现了马血浆转铁蛋白含量与铁含量平衡变化的规律;母鸡血浆转铁蛋白含量与产蛋性能密切相关;猪血浆转铁蛋白与体重、日增重显着相关 [17] 。这些报道开拓了Tf 研究的新领域。刘丽均等经试验发现杂交猪转铁蛋白含量与体重、日增重有相关性。大二猪转铁蛋白含量与日增重的相关性高达0.895313,0.68615,长大二猪也达到了0.516669。转铁蛋白与体重的相关性也较大,分别达到0.883461、0.485559、0.47571 [18] 。转铁蛋白含量与体重、日增重的相关性随着日龄的增大而增大,与初生重相关性最小,与20日重相关性较大,与35日龄重相关性最大。有资料表示转铁蛋白含量及体重、日增重的相关性在45日龄前很大,到45日龄时达到最大,45日龄以后随着日龄的增加而逐渐下降,到猪成年后则稳定在一范围内 [19] 。这种动态的变化是与转铁蛋白的功能相联系的。转铁蛋白作为细胞生长和分化所必需的生长因子对仔猪早期的生长发育起重要作用 [18] 。 5.4铁对造血系统基因表达的调控作用 金属对基因表达的调控体系由诱导金属(IM)—金属效应元件(MRE)—金属效应元件结合蛋白(MRE.BP)构成,IM其中是发挥调控作用的先决条件,MRE是效应基因(DNA或RNA)序列上对诱导金属起反应的片段,MRD.BP是IM结合发生变构进而识别MRE,对其表达调控的蛋白 [2] 。必需微量金属元素铁是一种重要的诱导金属,它所构成的调控体系,除了调节铁自身的平衡代谢,还参与调控血红素/血红蛋白合成中某些过程,影响血细胞的分化、增生、成熟与功能。铁参与的金属调控体系有:铁效应元件结合蛋白调控体系,铁吸收调节蛋白调节体系 [20] 。 综上所述,日粮中的铁可保证体组织内氧的正常输送、维持机体每个器官和每种组织的正常生理作用、影响动物体内的蛋白质合成和免疫机能并通过调控动物基因的表达,影响动物机体的代谢过程,并最终影响动物的生长。因此,如何选择合适的铁源,有效预防缺铁症的发生,充分考虑日粮配方中对动物生长、肥育或生产所需要的微量金属元素—铁,及铁与基因的互作,并兼顾各种微量金属元素的平衡,是今后动物营养领域需要研究的领域
J. 人体里的铁元素是怎么来的
铁元素也是构成人体的必不可少的元素之一。成人体内约有4—5克铁,其中72%以血红蛋白、35%以肌红蛋白、0.2以其它化合物形式存在,其余为储备铁。储备铁约占25%,主要以铁蛋白的形式储存在肝、脾和骨髓中。
铁在代谢过程中可反复被利用。除了肠道分泌排泄和皮肤、黏膜上皮脱落损失一定数量的铁(1mg/每日),几乎没有其它途径的丢失。
食物中的铁有两种形式:
非血红素铁。主要以三价铁与蛋白质和有机酸结合成络合物。这种形式的铁必须与有机部分分开,并还原成二价铁后才能被吸收。如果膳食中有较多的植酸或磷酸,将与铁形成不溶性铁盐,而影响被吸收。抗坏血酸、半胱氨酸能将三价铁还原成二价铁,有利于铁的吸收。
血红素铁。是与血红蛋白及肌红蛋白中的卟啉结合的铁。这种铁不受有机酸的影响,其吸收率比离子铁高。
植物性食物中的铁,吸收率多在1%(菠菜)到7%(大豆)。动物性食物中的铁吸收率多在11(鱼)到22%(肝脏)。
铁在体内的生理功能主要是参与氧的运转。缺铁将造成缺铁性贫血。
缺铁性贫血表现为:脸色苍白、疲倦、乏力、头晕、耳鸣、思想不集中。严重者可有低热,稍事活动,可发生呼吸急促。中等程度者会出现代偿性改变,如心跳加快等。病人常有食欲减退、嗳气、恶心、腹胀、腹泻等。肾脏功能也可能改变。
铁缺乏对免疫系统的影响:
1.抵抗病原微生物入侵的能力减弱。
2.降低免疫细胞从静止---临战的反应速度。
3.使抗氧化生化酶活性降低。
4.抗体的生产停止或以很慢的速度进行。
5.缺铁性贫血,细胞供氧不足。其结果是整天无精打采,疲劳而倦怠,比较容易被感染。
结果你的免疫大军只是一支装备简陋,行动缓慢的军队。
血液里流动的太多的自由铁不仅无助于抵抗能力,不能保护人的肌体,反而会被细菌吞噬,成为细菌的美食,并且细菌会因此而大量地繁殖。这就是为什么我们必须加倍小心结孩子补充铁质的原因。