第六节 矿物质（3）
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二、微量元素
（一）铁
1.含量与分布
铁是人体极为重要的必需微量元素之一，也是人体必需微量元素含量最多的一种。人体含铁总量约为4~5克，其中60%~70%在血红蛋白中，肌红蛋白含铁不足3%~5%，细胞色素酶等含铁约为其总量的1%，其余则以铁蛋白或含铁血黄素形式贮存于肝、脾、骨髓等处备用。胎儿体内含铁约400毫克，可供其出生后半年内的消耗。但奶中含铁低，出生四个月的婴儿应补充含铁食品以防发生缺铁性贫血。
2.吸收与代谢
（1）吸收
食物中的铁大部分为三价铁，经胃酸作用还原成二价铁后被吸收。铁吸收最高的部位在十二指肠和空肠。铁的吸收受小肠粘膜细胞调节，只有身体需铁时才被吸收。成年人能吸收的铁相当于机体的丢失量。吸收后形成铁蛋白保存在粘膜细胞中，需要时被释放。当铁蛋白量逐渐达到饱和时，机体对铁的吸收量减少，最后停止吸收。
食物中的铁分为血红素铁和非血红素铁两种形式，二者的吸收机制和吸收率不同。血红素铁主要存在于动物性食物中，它的吸收不受植酸盐和草酸盐等的影响，因此血红素铁的吸收率较高。非血红素铁主要存在于植物性食物中，吸收前必须与结合的有机物分离，并转化为二价铁后才能被吸收。
膳食中铁的吸收受许多因素的影响。影响铁吸收的主要因子有：植物性食物中含有的植酸盐、草酸盐；胃酸对铁的吸收很重要，它可使铁在胃内形成一种复合物并在肠内维持可溶状态，体内缺乏胃酸或服用抗酸药或影响铁吸收；铁的吸收与体内铁的需要量和贮存量有关，一般贮存多时其吸收率低，贮存量较低或需要量增加时则吸收率增高；膳食中磷过高、钙太低，或缺乏维生素A和C都可妨碍铁的吸收和利用。食物中的有机酸、蛋白质、维生素C、果糖、山梨醇都能促进铁的吸收；血红素型铁的吸收不受食物中植酸、磷酸的影响，以卟啉形式直接被肠粘膜上皮细胞吸收；肉、鱼、禽类动物性食品可增加非血红素铁的吸收；食物中的铜可促进铁的利用。
（2）代谢
机体对铁具有贮存和再利用的代谢特点。正常成人每日血红蛋白分解代谢需要20~25mg铁，通常人体很难从膳食中得到满足。但是人体能保留代谢铁的90%以上，并能将其反复利用，包括细胞死亡后其内部的铁也同样被保留和利用。
机体对铁的排泄能力有限，其中90%从肠道排出，其次是随汗和尿排出。月经、出血等也为铁的排出途径。
3.生理功能
（1）构成血红蛋白和肌红蛋白，参与氧的运输。血红蛋白是由一个球蛋白与四个铁卟啉组成，与氧进行可逆性的结合，使血红蛋白具有携带氧的功能；肌红蛋白是由一个血红素和一个球蛋白组成，肌红蛋白的基本功能是在肌肉组织中起转运和储存氧的作用。
（2）构成细胞色素和含铁酶，参与能量代谢。铁是细胞色素酶、过氧化酶、过氧化氢酶的组成成分，在生物氧化过程中起着十分重要作用。细胞色素为含血红素的化合物，其在线粒体内具有电子传递作用，对细胞呼吸和能量代谢具有重要意义。
（3）维持正常的造血功能。红细胞中含铁约占机体总铁的2/3。缺铁可影响血红蛋白的合成，甚至影响DNA的合成及幼红细胞的增殖。
（4）参与其他重要功能。铁与维持正常免疫功能有关，研究发现缺铁可引起淋巴细胞减少和自然杀伤细胞活性降低。另外，研究显示在催化促进β-胡萝卜素转化为维生素A、嘌呤与胶原的合成、脂类从血液中转运以及药物在肝脏解毒等方面均需铁的参与。同时还发现铁与抗脂质过氧化有关，随着铁缺乏程度增高，脂质过氧化损伤加重，铁的缺乏还可使具有抗脂质过氧化作用的卵磷脂胆固醇酰基转移酶活性下降。
4.缺乏与过量
长期膳食中铁供给不足，可引起体内缺铁或导致缺铁性贫血，多见于婴幼儿、孕妇及乳母。我国7岁以下儿童贫血平均患病率高达57.6%，其中1~3岁的幼儿患病率最高。孕妇贫血率平均为30%左右，孕末期更高。主要因机体需要量增加且膳食铁摄入不足引起。因月经过多、痔疮、消化道溃疡、肠道寄生虫等疾病的出血，也是引起铁缺乏的重要原因。
铁缺乏可分为三个阶段：第一阶段为铁减少期（ID），此期主要是体内储存铁减少，血清铁蛋白浓度下降；第二阶段为缺铁性红细胞生成期（IDE），此期除血清铁蛋白浓度下降外，血清铁也下降，同时铁结合力上升（运铁蛋白饱和度下降），游离原卟啉（FEP）浓度上升；第三阶段为缺铁性贫血期（IDA），血红蛋白和红细胞压积下降，有了临床表现。
缺铁性贫血的临床表现为食欲减退、烦躁、乏力、面色苍白、心悸、头晕、眼花、免疫功能降低、指甲脆薄、反甲、出纵脊等。
铁的过量积蓄可发生血色病。
5.供给量与食物来源
铁的供给量不仅包括生长所需要的铁，而且包括补偿丢失的部分。应考虑不同生理条件及铁的食物来源。
中国营养学会建议铁的AI如下： 出生~6个月婴儿0.3mg；6个月~1岁婴儿10mg；1岁以上至不足11岁儿童为12mg；11岁以上至不足14岁的男童为16mg，女童为18mg；14岁以上至不足18岁的男性少年为20mg，女性少年为25mg；18岁以上成年男性为15 mg，成年女性为20mg；孕妇早期15mg中期25mg，晚期35mg；乳母25mg。成年人铁的UL为50mg/d。
在铁缺乏的早、中期（即第一二阶段）机体并无贫血，只有到晚期（即第三阶段）才会出现贫血及相关症状，此时缺铁已经相当严重。但在铁缺乏的早、中期机体已有贫血的亚临床症状，如食欲下降、头晕、易疲倦、注意力不容易集中等，如果在此时及时补铁，可以避免由于贫血而产生对机体的严重损害。所以铁不是在贫血发生后才补充，应在铁缺乏的早中期或有铁缺乏的可能时（如青春期、怀孕、哺乳、老年等）就及时补充。
动物性食品中的铁吸收率较高，如鱼为11%，血红蛋白为12%，动物肌肉、肝脏为22%。植物性食品中铁的吸收率较低，如大米为1%，玉米、黑豆为3%，生菜为4%，大豆为7%。
含血红素铁较高的食物有牛肉、羊肉、动物肝和动物血等。植物性食物中含铁较高的有磨菇、黑木耳、芝麻等。
在缺氧、辐射、手术、创伤、失血、贫血、溶血以及口服避孕药、制酸剂时，铁的供给量要相应增加。
（二）碘
1.含量与分布
成人体内约含碘20~50mg，甲状腺内含碘最多，约占70%~80%。血液中含碘30~60μg/L，主要为蛋白结合碘。
2.吸收与代谢
饮食中的碘进入胃肠道转变为碘化物后吸收迅速，约3小时几乎完全被吸收，后随血流送至全身各个脏器。
甲状腺吸碘力最强，用以合成甲状腺激素——三碘酪氨酸（T3）和四碘酪氨酸（T4）。甲状腺是贮存碘化物的唯一组织。
体内的碘主要经肾脏排泄，约90%的碘随尿排出，10%由粪便排出，极少随汗液排出。
3.生理功能
碘在体内主要参与甲状腺素的合成，其生理功能是通过甲状腺素实现的。甲状腺激素的生理功能主要有以下几个方面：（1）促进生物氧化，参与磷酸化过程，调节能量转化；（2）促进蛋白质的合成和神经系统发育，碘对胚胎发育期和出生后早期生长发育，特别是智力发育尤为重要；（3）促进糖和脂肪代谢，包括促进三羧酸循环和生物氧化，促进肝糖原分解和组织对糖的利用，促进脂肪分解及调节血清中胆固醇和磷脂的浓度；（4）激活体内许多重要的酶，包括细胞色素酶系、琥珀酸氧化酶系等一百多种酶；（5）调节组织中的水盐代谢，缺乏甲状腺素可引起组织水盐潴留并发粘液性水肿；（6）促进维生素的吸收利用，包括促进尼克酸的吸收利用及β-胡萝卜素向维生素A的转化。
4.缺乏与过量
饮食中长期供应不足或生理需要量增加，长期摄入含抗甲状腺素因子的食物（如十字花科植物中的萝卜、甘蓝、花菜等含有β-硫代葡萄糖苷，可干扰甲状腺对碘的吸收利用），可引起碘的缺乏，从而使甲状腺激素分泌不足。
碘缺乏的典型症状是甲状腺肿大。孕妇严重缺碘可影响胎儿神经、肌肉的发育及引起胚胎期和围生期胎儿死亡率上升；婴幼儿缺碘可引起生长发育迟缓、智力低下，严重者发生呆小症（克汀病）。
碘摄入过量可引起高碘性甲状腺肿、碘性甲状腺功能亢进、乔本氏甲状腺炎等。
5.供给量与食物来源
中国营养学会2000年提出的每人每日碘的RNI，成年人为150μg，孕妇和乳母200μg。碘的成年人UL为1000μg。儿童：7~10岁120μg，1~6岁90μg，7个月~1岁 50μg，7个月以下50μg。
含碘量丰富的食品有海产品，如海带、紫菜、淡菜、海参等，海盐中也含有少量碘。植物性食物含碘量较低。人体对碘的需要量受年龄、性别、体重、发育及营养状况等影响。
预防碘缺乏最好的方法是采用碘强化措施，如在食盐中加碘、食用油中加碘及在自来水中加碘等。我国为改善人群碘缺乏的状况在全国范围内采取食盐加碘的防治措施，经多年实施已取得良好的效果。（续）
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