儿童及母婴胎铁代谢特点课件

,*,四川大学华西第二医院,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master title style,*,四川大学华西第二医院四川大学华西第二医院,*,儿童及母（胎）婴,铁代谢特点,1,儿童及母（胎）婴 铁代谢特点1,华西老建筑,2,华西老建筑2,向大家致敬！,3,向大家致敬！3,目 录,一、概述。,二、人体内铁的含量与分布。,三、铁的来源与需要量。,四、胎儿、婴儿和儿童期铁代谢的特点。,五、铁的吸收。,六、铁的转运。,七、铁的利用与储存。,八、铁的排泄。,九、母（胎）婴铁代谢。,4,目 录一、概述。4,一、概述,5,一、概述5,铁的生物学作用和功能,铁是地壳中含量占,第二位,的金属元素，存在于所有生物体的各种细胞内，参与各种代谢过程，是人体必需的一种重要,微量元素,，为细胞生存所必需。,人体内的总铁量很少（,3,5,克），仅占成人体重的,0.005,Geological Abundance and Biological Scarcity,6,铁的生物学作用和功能铁是地壳中含量占第二位的金属元素，存在于,铁的生物学功能,Hb,生物合成,(,Hb Biosynthesis),细胞呼吸,和,能量产生,(,Cell Respiration and Energy Production) :,三羧酸循环中,1/3,的酶需要铁离子作为辅因子,DNA,生物合成,(,DNA Synthesis),：核糖核酸还原酶（,ribonucleotide reductase, RR),的辅因子。,7,铁的生物学功能Hb生物合成(Hb Biosynthesis),铁的生物学毒性,铁是一种“过渡金属元素”（,transition metal),可通过,Fenton,反应,参与氧化应激反应,(,Oxidative Stress),，产生,氧自由基,(,oxygen free radicals),，导致生物膜脂质过氧化等生物大分子的,氧化损伤,(,oxidative damage),，可能与恶性肿瘤的发生发展和免疫损伤密切相关。,8,铁的生物学毒性铁是一种“过渡金属元素”（transition,铁：,“双刃剑”,（,Double-bladed Sword),9,铁：“双刃剑”9,（一）缺铁（,ID,）是多发病,对人体健康危害大。,是一个营养性疾病。补铁等措施防治效果好。,开展,ID,研究和防治对提高人口素质意义很重大。,10,（一）缺铁（ID）是多发病对人体健康危害大。10,以上研究已获得国家级和省部级科技进步奖多项。,（二）四川大学华西二院的研究,流行病学调查及群体防治。,ID,对人体健康的危害。,母（胎）婴铁代谢。,铁与慢性病,（如结缔组织病、肿瘤、白血病、新生儿,HIBD,等）,及铁与癌基因、耐药基因和基因调控的关系等。,四川华西二院研究,ID,历经四个阶段,11,以上研究已获得国家级和省部级科技进步奖多项。（二）四川,最新进展,(Latest Advances),最近,10,年相继发现了,10,余种,新的铁转运分子,(,Iron Transporter,),和铁调节分子,(,Iron Regulator,),深化了对铁稳态（,iron hemeostasis,),及其调节机制的认识，基本阐明了,HH,、,ACD,等铁代谢相关疾病的分子发病机制。,发现铁代谢异常除了与铁缺乏症（,iron deficiency,),和铁负荷增多症（,iron overload,),有关外，尚与,神经系统疾病,（如神经退性性疾病和遗传性共济失调）、,心脏损害,（尤其是化疗药物的心脏损害）和,肾性贫血,的发生发展密切相关。,12,最新进展 (Latest Advances)最近10年相继发,铁代谢相关分子,铁转运分子,(,Iron Transporter),转铁蛋白,(,transferrin, Tf),转铁蛋白受体,1(,transferrin receptor 1, TfR1),铁蛋白,(,ferritin, Fn),线粒体铁蛋白,(,mitochondrial ferritin, MtF)(,2001),二价金属转运分子,1,(,divalent metal transporter 1, DMT1)(,1996),铁输出蛋白,1,（,ferroportin 1, FPN1,，,Ireg1),(2000,）,13,铁代谢相关分子铁转运分子(Iron Transporter),铁代谢相关分子,铁调节分子,(iron regulator),Hepcidin,（,HAMP, LEAP-1),（,2000,）,HFE,(HAL-H),(1996),TfR2,(1999),IRP1,、,IRP2,Dcyt b,（,2001,）,Hephaestin:,血浆,CP,同源物，铁氧化酶,（,1999,）,Hemojuvelin,(HJV),(2004),14,铁代谢相关分子铁调节分子 (iron regulator),15,15,二、人体内铁的含量与分布,16,二、人体内铁的含量与分布16,二、人体内铁含量及其分布,成人体内总铁量为,2-5g,，小儿,30-60mg/Kg,。,铁在体内分二部分：,功能铁：为,25-55mg/Kg,。,储存铁：为,5-25mg/Kg,。,血红蛋白铁占人体总铁的,65%-70%,，铁与原卟啉结合成血红素，,4,个血红素分别与,4,条珠蛋白链连接而成血红蛋白。,17,二、人体内铁含量及其分布成人体内总铁量为2-5g，小儿30-,成人体内铁的分布,体内铁的分布,铁含量,(,mg),占总体铁百分比,(%),血红蛋白,(,Hb),2000,67,储存铁铁蛋白,和,含铁血黄素,1000,27,肌红蛋白,130,3.5,转铁蛋白,3,0.08,脆弱池铁,80,2.2,其它组织铁,8,0.08,18,成人体内铁的分布体内铁的分布铁含量(mg)占总体铁百分比(%,三、铁的来源与需要量,19,三、铁的来源与需要量19,（一）内源性铁,循环,血浆,肝,吸收,排泄,骨髓,单核巨噬细胞系统,血管外池,20.5,20.5,28,28,4.5,7.5,1,1,3,铁代谢模型图解,数字为每日铁的转换量（,mg,）,20,（一）内源性铁循环血浆肝吸收排泄骨髓单核巨噬细胞系统血管外池,21,21,（二）外源性铁,食物中的铁,胃,(Fe,3+,Fe,2+),小肠上皮,储存,血,其它,（酶、肌红蛋白）,（铁蛋白、含铁血黄素）,红细胞,衰老红细胞破坏,每天排除铁约,1,毫克,每天约,1%,骨髓幼红细胞造,Hb,22,（二）外源性铁食物中的铁胃(Fe3+ Fe2+)小肠上皮储,铁的代谢途径,23,铁的代谢途径23,铁需要量,年龄,(,岁,),美国,(mg),WHO(mg),动物性食物供热,吸收铁,25%,0.5-3,15,10,5,1.0,4-10,10,10,5,1.0,11-18,男,18,18,9,1.8,11-18,女,18,24,12,2.4,19,男,10,9,5,0.9,19-50,女,18,28,14,2.8,51,女,10,9,5,0.9,推荐每日摄入铁量,24,铁需要量年龄(岁)美国(mg)WHO(mg)动物性食物供热吸,25,25,四、胎儿、婴儿和儿童期铁代谢的特点,26,四、胎儿、婴儿和儿童期铁代谢的特点26,（一）胎儿期铁代谢,母体运铁蛋白,解离,短暂储存于胎盘中,由于胎儿期动用铁必须的黄嘌呤氧化酶活性低，铁一旦储存则不易被动用。,胎盘中,元素铁,铁蛋白,含铁血黄素,大部分合成胎儿的,肌红蛋白,血红蛋白,含铁酶等,小部分,胎儿肝、脾等组织中,元素铁,铁蛋白,含铁血黄素,胎儿运铁蛋白,肌红蛋白,血红蛋白,含铁酶等,（铁蛋白含铁血黄素）,27,（一）胎儿期铁代谢母体运铁蛋白解离短暂储存于胎盘中 由于胎,胚胎从第,4,周开始造血，足月时,Hb,可达,17-23g/100ml,。,为了增加胎儿内源性铁量，接生时注意置新生儿低于胎盘位置，并待脐动脉停搏后断脐，可增加血容量,75-125ml,，因为每克,Hb,含铁,3.4mg,，故可大大增加新生儿体内铁量。,有作者认为：,28,胚胎从第4周开始造血，足月时Hb可达17-23g/100ml,（二）新生儿期铁代谢,新生儿开始肺呼吸后，动脉血氧饱和度迅速上升。,通过自身调节，红细胞生成迅速减少。,红细胞,（胎儿血红蛋白）,破坏较快，生理性溶血，释放的铁较多，故,“,节余铁,”,多，暂时用于储存。,此期用于造红细胞的铁较少。,新生儿出生后,6-8,周血红蛋白降至最低点（平均约,110g/L,），称生理性贫血。,此期不易缺铁,29,（二）新生儿期铁代谢新生儿开始肺呼吸后，动脉血氧饱和度迅速上,（三）婴儿期,（约,2,月龄时）,第一阶段铁代谢,肝脏黄嘌呤氧化酶活跃，可动用储存铁。,同时适量吸收饮食中的外源性铁。,造血又活跃，骨髓幼红细胞增加，网织红细胞和,Hb,上升。,此期仍不易缺铁,30,（三）婴儿期（约2月龄时）第一阶段铁代谢肝脏黄嘌呤氧化酶活跃,（四）婴儿期,（约,4,月龄时）,第二阶段铁代谢,对膳食铁的需要增加（由于生长发育快）。,但一般婴儿的主食含铁量极低。,分娩后一月的人乳含铁约,0.5mg/L,。,4-6,月时约为,0.3mg/L,牛奶约,0.5-1mg/L,，大米或小麦含铁仅约,0.7-1.8mg/100g,。,此外，若食物搭配不合理可抑制铁的吸收。,牛乳或钩虫感染等可致肠道隐性失血。,婴儿易发生缺铁,31,（四）婴儿期（约4月龄时）第二阶段铁代谢对膳食铁的需要增加（,（五）性成熟期的铁代谢,生长发育加快，铁的需要量增加。,少女每次月经失血约,30ml,，每年净失铁约,175mg,。,如铁摄入不足,（膳食铁不足及其搭配不合理）,易出现缺铁。,增加体重,10Kg,，相应增加血容量需净增铁约,300mg,。,青春期少年易发生缺铁,32,（五）性成熟期的铁代谢生长发育加快，铁的需要量增加。增加体重,五、铁的吸收,33,五、铁的吸收33,整个消化道均可吸收铁，但吸收的主要部位是十二指肠和空肠上段。,无机铁或非血红素铁：（如图）,血红素铁：,（一）吸收部位和调节,34,整个消化道均可吸收铁，但吸收的主要部位是十二指肠和空肠上段。,无机铁或非血红素铁,肠腔中,大部分于,3-4,天后随肠粘膜细胞衰亡脱落排出体外,无机铁,铁蛋白等形式储存于细胞内,与细胞内转铁蛋白结合,肠粘膜细胞中,进入血循环，与转铁蛋白结合转运至骨髓造血或单,-,巨噬细胞储存。,肠粘膜微绒毛刷状缘与其金属受体结合。,铁吸收是依赖能量的主动过程，很多因素均可影响铁的吸收及其在粘膜细胞内的转运。,35,无机铁或非血红素铁肠腔中 大部分于3-4天后随肠粘膜细胞衰,血红素铁,血红素铁：,血红素,血红素,卟啉环,铁,之后的代谢同无机铁,血红素氧化酶,肠腔中,肠粘膜细胞内,吸收率可高达,37%,不受肠腔内影响铁吸收因素的影响。,36,血红素铁血红素铁：血红素血红素卟啉环铁之后的代谢同无机铁血红,人体缺乏一种有效的铁“排泄机制”。,铁稳态的维持主要是通过对十二指肠铁吸收的精细调控实现的，是维持铁稳态的关键环节。,37,人体缺乏一种有效的铁“排泄机制”。37,38,38,肠粘膜阻滞学说,Granick,提出肠粘膜阻滞学说（,mucosal block theory,）认为粘膜细胞内“铁蛋白,-,脱铁蛋白”系统有控制铁吸收的作用。,39,肠粘膜阻滞学说Granick提出肠粘膜阻滞学说（mucosa,细胞铁代谢转录后调控机制：,低铁 高铁,IRP,1,IRP,2,IRP,1,转变为,c-Acon,IRP,2,降解,IRP,与,IRE,结合,是 否,Fn mRNA,Fn mRNA,抑制 激活,翻译：,5,AAAn,Fn,合成 ：,TfR mRNA,TfR mRNA,增加 降低,稳定性：,5,AAAn,TfR,合成 ：, , , ,3,3,40,细胞铁代谢转录后调控机制：低铁,占膳食中可溶性铁的的,80%,，容易吸收且不易受抗坏血酸、植物盐、螯合剂和机体铁储存情况的影响,。,（二）影响铁吸收的因素：,大量摄入铁时吸收的百分率很低，但其吸收的绝对量仍然增加，低铁比高铁更易吸收。,血红素铁（,heme lron,）为小儿补铁的理想食品。,1.,摄入铁的量和性质,有作者证明：血红素铁吸收率为,37%,，而非血红素铁仅为,5%,。,血红素来源于血红蛋白、肌红蛋白和动物源性食物中的其他血红素蛋白。,41,占膳食中可溶性铁的的80%，容易吸收且不易受抗坏血酸、植,胃肠因素,造血和铁储存情况,其他疾病,生长发育和年龄,2.,机体本身状况和疾病对铁吸收的影响,胃切除和胃酸缺乏的病人是铁吸收障碍的典型。,胆和胰腺分泌异常也影响铁吸收,42,胃肠因素2.机体本身状况和疾病对铁吸收的影响胃切除和胃酸缺乏,胃肠因素,造血和铁储存情况,其他疾病,生长发育和年龄,2.,机体本身状况和疾病对铁吸收的影响,红系统造血活跃（如出血、溶血、高原）时，虽然铁储存正常，铁吸收明显增加。,缺铁越重，吸收越多。,43,胃肠因素2.机体本身状况和疾病对铁吸收的影响红系统造血活跃（,胃肠因素,造血和铁储存情况,其他疾病,生长发育和年龄,2.,机体本身状况和疾病对铁吸收的影响,过敏性肠病营养不良,感染、结缔组织病，增生（恶）性疾病、慢性肾病等可能有铁释放利用障碍。,44,胃肠因素2.机体本身状况和疾病对铁吸收的影响过敏性肠病营养不,有作者研究婴儿的铁吸收率，出生时至,3,月龄时人乳组为,81%,，人乳加服铁剂组,10%,。当,3-6,个月龄时吸收率明显下降，二组分别为,10%,和,4%,，可能与生长速度有一定关系。,胃肠因素,造血和铁储存情况,其他疾病,生长发育和年龄,2.,机体本身状况和疾病对铁吸收的影响,45,有作者研究婴儿的铁吸收率，出生时至3月龄时人乳组为,3.,膳食因素,能增加铁的吸收,茶、咖啡、牛乳、蛋、植物酸，磷酸盐，草酸盐，鞣酸和含纤维素高的麦麸,能抑制铁的吸收,维生素,C,、肉类、氨基酸、果糖、 脂肪。,有作者证明铁加入谷类食物时吸收率仅为,0.4%,，加入肉食中吸收率高达,8%,以上。,46,3.膳食因素能增加铁的吸收茶、咖啡、牛乳、蛋、植物酸，磷酸盐,华西二院,用同位素,Fe,59,研究证明：,食物,+,柑橘（含维生素,C,约,35mg,）,红细胞铁结合率提高,97.6%,。,食物,+,鸡蛋,/,铁强化饼干,虽然铁结合率下降，但因鸡蛋和铁强化饼干含铁量高（分别为,3.89mg/100g,和,15.34mg/100g,）结合铁的绝对值仍高。,说明增加膳食含铁量及注意搭配对防治缺铁性贫血非常重要,4,倍,5,倍,20,倍,47,华西二院用同位素Fe59研究证明：说明增加膳食含铁量及,部分食物的含铁量和吸收率,母乳,(L),牛乳,（,L,）,血红素,（,g),黄豆,(100g),菠菜（,100g,）,蛋黄（,100g,）,含铁量,0.3-0.5mg,0.5-1mg,3.4mg,11mg,3-5mg,7mg,吸收率,49-70%,10%,10-20%,7%,1.3%,3%,48,部分食物的含铁量和吸收率母乳牛乳血红素黄豆菠菜（100g）蛋,饮食因素的注意事项,同一食物加工方法不同，吸收率也不同,如烘烤黄豆铁吸收量明显高于煮黄豆。,茶和咖啡能抑制非血红素铁的吸收。,抑制率为,41-95%,，平均,75%,。,有作者主张：用茶预防重型和中间型地中海贫血患者的铁负荷过量。,人乳,牛乳,铁强化配方乳,吸收率,31.5-75%,10%,3-4%,母乳喂养的婴儿加固体食物后可明显抑制铁的吸收，其抑制率可达,80%,。,牛乳所致的胃肠隐形失血，每天大便失血约,1.7ml,。,49,饮食因素的注意事项同一食物加工方法不同，吸收率也不同人乳牛乳,50,50,六、铁的转运,51,六、铁的转运51,血清铁中的几个概念,体内有三种运铁蛋白,：,无铁结合的运铁蛋白,单铁结合的运铁蛋白,双铁结合的运铁蛋白,来自肠道吸收的,来自衰老红细胞及无效生成红细胞被网状内皮系统吞噬而释放的,正常血浆运铁蛋白仅,1/3,与铁结合。,血浆铁,：,外源性铁,内源性铁。,运铁蛋白,由肝脏合成（巨噬细胞也合成,),的一种特殊,1,球蛋白。,52,血清铁中的几个概念体内有三种运铁蛋白：来自肠道吸收的来自衰老,正常值,意义,正常血浆（清）铁,75-175mg,（平均,100mg,）,与血浆中,1/3,的运铁蛋白结合的铁,总铁结合力,250-400mg,每,100ml,血浆中运铁蛋白所能结合的最大铁量称总铁结合力（既是运铁蛋白能结合的铁与已结合铁的总和），,血浆铁饱和度,20-50%,血浆铁与总铁结合力的百分比值,未饱和铁结合力,总铁结合力减去血浆铁,53,正常值意义正常血浆（清）铁75-175mg与血浆中1/3的运,七、铁的利用与储存,54,七、铁的利用与储存54,转铁蛋白铁如何进入细胞,此受体存在于幼红细胞、网织红细胞、胎盘滋养层细胞、肝细胞、淋巴细胞、纤维母细胞、人乳腺癌细胞及很多种恶性细胞上。,细胞摄取运铁蛋白的铁需要具备,特殊受体,。,红骨髓为血浆铁主要去所。,正常人约,25-80%,的铁是以铁蛋白和含铁血黄素的形式储存，其中约,1/3,储存于骨髓，其余在肝、脾、肌肉等器官中,55,转铁蛋白铁如何进入细胞 此受体存在于幼红细胞、网,56,56,部分（约,5-10%,）成为铁蛋白。,部分进入线粒体内的“血红素合成灶”，在血红素合成酶的催化下，形成血红素。,虽然红骨髓仅接受心排出量的,5%,而它能吸取血循环总铁量的,85%,。,进入幼红细胞的 铁 ：,57,虽然红骨髓仅接受心排出量的5%,而它能吸取血循环总铁量的85,缺铁时骨髓细胞外铁和铁粒幼细胞减少；若卟啉合成正常，则卟啉可能有节余。,假如,卟啉合成受阻，卟啉减少，细胞内铁异常堆积，导致铁粒幼细胞性贫血。,58,缺铁时骨髓细胞外铁和铁粒幼细胞减少；若卟啉合成正常，则卟啉可,八、铁的排泄,59,八、铁的排泄59,男性,女性,孕妇和儿童,出生头,2,月的婴儿,每日排铁,0.5-1.5mg,因月经多排,0.5-1mg,较男性成人高,3,倍,1mg,男女铁的排泄,人体铁的排泄途径,60,男性女性孕妇和儿童出生头2月的婴儿每日排铁0.5-1.5mg,九、母（胎）婴铁代谢,61,九、母（胎）婴铁代谢61,母（胎）婴铁代谢关系的研究进展,孕妇,IDA,患病率：,妊娠晚期,53.3%,妊娠中期,47.9%,62,母（胎）婴铁代谢关系的研究进展孕妇IDA患病率：62,孕妇及育龄妇女铁减少发、,IDA,、铁缺乏症患病率,组别,ID,IDA,ID+IDA,孕早期,39.9,9.6,49.5,孕中期,38.8,19.8,58.7,孕晚期,51.6,33.8,85.4,P,0.01,0.01,0.01,孕妇,42.6,19.1,61.7,育龄妇女,34.4,15.1,49.5,P,0.01,0.01,0.05,63,孕妇及育龄妇女铁减少发、IDA、铁缺乏症患病率组别IDIDA,一般公认的母（胎）婴铁代谢的关系是：孕母对胎儿供铁是,完全不私,的，即使孕母严重缺铁，也要保证胎儿获得足够的铁。,华西二院,从,90,年到,2000,年代对不同孕期（早、中、晚期）正常孕妇和缺铁（轻、中、重度）孕妇的血、骨髓、胎盘及其胎儿组织进行系列的铁研究，结果为：孕母对其胎儿供铁是,有限无私,的。,64,一般公认的母（胎）婴铁代谢的关系是：孕母对胎儿供铁是完全不私,胎儿,妊娠中期隐性缺铁,胎盘,TfR,肝、骨髓铁和,TfR,正常,母骨髓,TfR,（,正常）,65,胎儿妊娠中期隐性缺铁胎盘 TfR 肝、骨髓铁和TfR正常母骨,妊娠中期轻（中）度,IDA,胎盘,胎儿,TfR,FnR,肝、骨髓,TfR,，细胞内外,Fe,母骨髓,TfR,66,妊娠中期轻（中）度IDA胎盘胎儿 TfR FnR肝、,胎儿,妊娠后期轻度,IDA,胎 盘,TfR,FnR,Fe,（,）,母骨髓,TfR,67,胎儿 妊娠后期轻度IDA胎 盘TfR Fe（）母,胎儿,妊娠后期中度,IDA,胎盘,TfR FnR,缺铁,明显,母骨髓,TfR FnR,(,保护自己）,68,胎儿 妊娠后期中度IDA胎盘 TfR FnR缺铁,中、晚期孕妇缺铁,(IDA),均可影响胎儿。,孕母对胎儿铁的“无私”供给是有限的（有限无私论）。,孕妇补铁对胎儿的好处大于对孕妇的好处。,研究证明,建议对孕妇从孕中期开始常规预防性补铁。,69,中、晚期孕妇缺铁(IDA)均可影响胎儿。研究证明建议对孕妇从,总 结,铁代谢研究进展大,发现,10,余种新的铁转运和调节分子,基本阐明了肠道铁吸收机制和,ACD,、,HH,分子发病机制,未解决的问题多,极为复杂的信号网络系统,临床应用前景广阔,与机体免疫密切相关,ID,、,ACD,、,HH,、母婴铁转运、恶性肿瘤细胞铁转运等。,70,总 结铁代谢研究进展大70,谢谢大家！,71,谢谢大家！71,Thank You !,72,Thank You !72,