铁代谢的基础与临床OPT
COPD患者中缺铁性贫血较常见
• 一项对住院的107例COPD患者研究发现,43.9%的患者贫血,对其中18例患者 进行铁指标检测,全部患者均铁缺乏,COPD患者中铁缺乏常见 • 贫血增加患者住院率和死亡率 • COPD患者贫血主要由炎症引起,细胞因子的增加引起贫血和铁缺乏
Silverberg et al. BMC Pulmonary Medicine 2014;14:24
血红素铁
• •
•
非血红素铁
•
•
来自铁盐、铁蛋白、含铁血黄素及植物性食物中的 高铁化合物等 吸收取决于铁原子的价数、可溶性及食物中鳌合剂 的存在 Fe++易吸收;胃酸可增加非血红素铁的溶解度
钱忠明主编.[铁代谢—基础与临床].科学出版社.2000.P45
铁的转运及分布
食物中的铁
铁吸收 促红细胞生成素 肾脏 肠 Fe(Ⅲ) 10mg 1~2mg 铁转运 1~2mg 转铁蛋白
– 青少年快速增长 – 怀孕和哺乳
铁的摄取或吸收降低
•Leabharlann • •吸收功能受损膳食摄入量不足 小肠吸收不良
• 失血增加
– 月经量大 – 消化道失血 – 献血
Oliveira F, et al. J Clin Lab Anal. 2014 May;28(3):210-8.
功能性铁缺乏
• 一些铁储备足够或甚至过多的患者,当其储存的铁不能快速转运以满足骨髓受 到EPO刺激后生成红细胞时对铁的大量需求,可能发展为功能性缺铁 • 为使重组人促红细胞生成素(rHuEPO)治疗达到最佳效果,应有充足的铁以维 持血清铁蛋白≥100 mg/L,低色素红细胞<10%,转铁蛋白饱和度≥20%1 • 检测功能性缺铁有三个重要方法,即检测血清铁蛋白、转铁蛋白饱和度和低色 素红细胞 • 功能性缺铁是rHuEPO治疗反应差的最常见原因,治疗功能性缺铁可优化 rHuEPO治疗效果,并防止rHuEPO浪费
正常 正常
第1阶段
• 体内贮存铁减少或消失,但尚未影响红细胞生成, 血清铁、血红蛋白都正常
钱忠明主编.[铁代谢—基础与临床].科学出版社.2000.P185
内科住院患者铁缺乏常见
• 内科住院患者铁缺乏常见 • 对329例内科住院患者进行铁指标 检测,45例(13.7%)患者铁缺乏
• 高达2/3内科住院患者可能未进行 铁缺乏诊断
5
目录
铁的重要性
铁的代谢
铁缺乏与相关疾病 缺铁性贫血的诊断
铁
• 铁元素普遍存在的氧化态是亚铁(Fe2+) 和 三价铁 (Fe3+) • 在我们周围占最大比例的铁是具有较低生物利用度的氧化Fe3+ • 只有 Fe2+ 能被人体吸收
7
钱忠明,柯亚主编.[铁代谢与相关疾病].北京:科学技术出版社.2010;P1
铁的毒性
• 铁离子具有毒性,是因其具有催化不同的氧化/还原反应的能力,它能催化体内有毒性 的活性氧(ROS)的形成
• ROS是当氧分子(O2) 被还原为水(H2O) 时在系列的1-电子摄取4步反应中出现的 化学簇:
+ 1e+2H+ + 1e+OH+ 1e+H+ +1 eO2 → •O2- → H2O2 → •OH → H2O
储存部位:肝脏、脾、肺、骨髓和巨噬细胞
在所有细胞中,如果摄取的铁超越其当时代谢的需求,铁将被暂时贮于铁蛋白中,其中,
网状内皮系统的巨噬细胞和肝细胞最适于铁的贮存
钱忠明主编.[铁代谢—基础与临床].科学出版社.2000.P101-102
各脏器和铁代谢
• • • • 合成铁调肽 人体1/3的储存铁存在于肝脏 合成转铁蛋白 在必要时,如红细胞生成增多需要释放贮存的铁时,肝脏参与铁进入 和输出红细胞的双向运输过程
促进剂
抑制剂
胃液中的胃酸及覆盖在肠粘膜上的粘液与黏蛋白在非血红素铁的吸收中起重要作用
钱忠明,柯亚主编.[铁代谢与相关疾病].北京:科学技术出版社.2010;P83-85
铁的储存
铁卟啉类 贮存形式 非铁卟啉类
血红蛋白、肌红蛋白和细胞色素及酶
转铁蛋白、铁蛋白、乳铁蛋白、含铁血黄素、无机 铁和不稳定的储存铁或铁池
Cohen-Solal A, et al. Heart. 2014; pii: heartjnl-2014-305669.
非酒精性脂肪肝患者易发生缺铁性贫血
• 非酒精性脂肪肝患者易发生缺铁性贫血,发生率高达34% • 与无铁缺乏的非酒精性脂肪肝患者相比,铁缺乏的患者具有显著的肥胖症,糖尿病, 代谢综合征,P<0.01
铁是红细胞合成的必须因素
• • 铁(Fe)是合成血红蛋白的必需原料 促红细胞生成素(EPO):主要促进晚期红系祖细胞(CFU-E)的 增殖,促进红系组细胞向原红细胞分化,促进网织红细胞的 成熟与释放 肾脏是产生EPO的主要部位,5%~10%的EPO由肾外组织 (如肝脏)产生 叶酸和维生素B12是DNA合成过程中的重要辅酶
钱忠明,柯亚主编.[铁代谢与相关疾病].北京:科学技术出版社.2010;P83-85
影响铁吸收的因素
食物的影响
对非血红素铁吸收的影响
• • • • • • •
食物
动物组织如肉、家禽和鱼的蛋白质 抗坏血酸 其他有机酸:如柠檬酸、苹果酸 植物蛋白的某些降解产物 植酸盐:麦麸、糙米等 多酚:是茶和咖啡的组分 钙及其他金属与矿物质
肝和铁代谢
骨髓和铁代谢
• • •
铁贮存的部位 红细胞生成及血红素合成的部位 机体利用铁的主要部位
脾和铁代谢
• •
铁贮存的部位 破坏衰老红细胞,释放出血红素,血红素进一步降解为铁和胆绿素
1.钱忠明主编.[铁代谢—基础与临床].科学出版社.2000.P101-102 2. 陈宝安等.癌症.2010;29(4):500-504
1.丁小强等.复旦学报(医学版).2009;36:562-565 2.Agarwal AK. J Am Med Dir Assoc 2006; 7: S7-12 3. Iain C. Macdougall, et al. Nephrol Dial Transplant .2000;15: 20–32
• 血浆铁>91 μmol/L是中重度中毒标志
• 机理 :抑制线粒体功能 • 表现:腹痛、呕吐、呕血、黑便和代谢性酸中毒 • 治疗:去铁敏、去铁胺
19
钱忠明,柯亚主编.[铁代谢与相关疾病].北京:科学技术出版社.2010;P4
目录
铁的重要性
铁的代谢
铁缺乏与相关疾病 缺铁性贫血的诊断
铁缺乏的原因
铁的需求增加 • 需求增加
铁的来源
铁 的 来 源
衰老的红细胞被巨噬细胞吞噬后, 分解出的铁被利用,是人体铁的 主要来源
内源性
外源性
每天从食物中摄取铁1~1.5mg
陆再英, 钟南山主编.[内科学].人民卫生出版社.2008. P571
铁吸收的过程
铁吸收主要部位是十二指肠和空肠上段
食物中的高铁 (Fe3+)
胃酸
亚铁(Fe2+)
促红细胞生成素
红细胞生成
储存铁
骨髓
红细胞200mg
肝、脾、网状内皮细胞
铁在机体内的状态及分布
吸收
转运(转铁蛋白)
转运铁
功能铁
储存铁
• 成份约占机体总铁量的75% • 极少部分(约4 mg)以转铁蛋白结 • 功能性铁以血红蛋白结合铁为主 (约2500mg) 合铁的转运铁形式存在于血浆中, 处于储存铁与功能铁之间 • 肌红蛋白及各种酶含活性铁 400mg
缺铁性贫血和缺血性中风相关
与无IDA缺血性患者相比, IDA缺血性患者调整后的 OR值为1.45(95%CI: 1.43~1.58)
Chang YL, et al. PLoS One. 2013;8(12):e82952
铁缺乏和慢性心力衰竭
• 30%~50%的慢性心力衰竭患 者铁缺乏 • 铁缺乏增加慢性心力衰竭患者 死亡率和心脏移植的风险 • 铁缺乏是慢性心力衰竭严重程 度的独立预测因子 • 目前铁缺乏是慢性心力衰竭的 一个新兴治疗靶点
0
12
18 细胞成熟的时间 (天)
20
22
25
• 计数的细胞是网织红细胞,它占血液循环的总红细胞数的1%
• 红细胞能存活120天,被脾脏破坏,红细胞的生成应该等于红细胞的破坏
Kalantar-Zadeh et al. Adv Chronic Kidney Dis. 2009;16:143-51.
4
1. European Best Practice Guideline 2004
铁缺乏的分期
贮存铁 转运铁 红细胞系铁
缺铁性 贫血 缺铁性红细 胞生成减少
第2阶段:
第3阶段
指循环内血红蛋白总量减少,除上二阶段表 现外,还有血红蛋白浓度、红细胞积压下降
储铁减少
指红细胞生成所需铁已供给不足,表现为储铁减 少或消失,血清铁、转铁蛋白饱和度下降,但尚 未出现明显贫血
• ROS,特别是 •OH,是非常强的氧化剂,它反应非常快,非选择性的作用于活 细胞中发现的几乎所有分子类型:糖,蛋白,核酸 和脂肪酸 • 术语“氧化应激”是指细胞成分,例如DNA、蛋白、脂肪和糖,被氧化到一定 程度而对细胞或组织产生伤害
18
铁中毒
• 当肠腔内铁的浓度很高,如口服大剂量铁盐时,小肠会失去吸收铁的调节 能力,结果大量铁可进入肠粘膜细胞。因此误服大剂量无机铁盐可以引起 急性铁中毒 • 急性铁中毒死亡率高(20%),多数一周内,见于儿童,成人比较少见 • 中毒剂量 :金属铁致死剂量200~900 mg/kg
• 25%的铁(约800~1200mg)储存 于肝、脾、骨髓网状内皮系统 • 主要以铁蛋白和含铁血黄素的形 式存在 • 当储存于组织细胞中的铁过剩时, 浓缩形成含铁血黄素