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  [组图]铁元素与人体健康         ★★★ 【字体:
铁元素与人体健康
作者:佚名    文章来源:本站原创    点击数:4917    更新时间:2011-12-13    
    地球上生存的所有生物体中都含有铁,也需要铁。一个成年人,全身的含铁量不过3~4g,仅占体重的0.004%,与地壳中铁的丰度高居第4位相比,生物体内的含铁量低得远不成比例。然而,这微量的铁却为生命体铺满红色的通道。  
    “生命之树常青”是因为体内存在着氧的利用系统。它包括吸氧(O2)后氧化有机营养物向细胞提供能量;释放活性氧使之破坏、杀伤吞入细胞的细菌和外来物;对外源性物质在肝脏进行氧化性解毒;参与某些氧化性代谢和生物合成等。 
可以把能量代谢中氧的利用系统用图3.12表示。  
    图3.12中每一环节的完成都有一种或几种生物物质作为基础。其中存在于红细胞内的血红蛋白(Hb)是担负运氧重任的载体,并负责运送二氧化碳(CO2)经肺呼出;还有在组织中从血红蛋白接氧并贮存起来的肌红蛋白(Mb),定位于线粒体里膜、由细胞色素等构成的电子传递系统等,使有机代谢物最终氧化成CO2和H2O。  
    有趣的是,由于分子演化的结果,血红蛋白、肌红蛋白及细胞色素都是血红素蛋白,即都是以铁的卟啉配合物为辅基的蛋白质,并构成人和哺乳动物氧利用系统共有的特性。 

 
    血红素是一类铁卟啉配合物(图3.13)的总称。其中以原卟啉区为赤道配体并与2价铁离子(Fe2+)配位形成的为血红素b,也是细胞色素b、细胞色素P450、过氧化氢酶与过氧化物酶的辅基。此外,还有由不同的卟啉取代基构成类似的血红素a和血红素c,分别是细胞色素氧化酶(即细胞色素a+a3)和细胞色素c的辅基,Fe(Ⅱ)成为血红素结合O2的活性中心。 

 
    肌红蛋白(Mb)分子由一条多肽链(珠蛋白)和一个血红素b辅基组成,分子量约为17 000;而血红蛋白(Hb)则是由四条多肽链和四个血红素b辅基组成的四聚体大分子,亦即含四个亚基,其中两条α链与两条β链在Mb三级结构的基础上,通过亚基之间氢键、离子键这些次级键的作用,聚合成近四面体排布的四级结构,分子量约为65 000。  
    肌红蛋白和血红蛋白的贮氧、运氧功能都是依靠血红素中的Fe(Ⅱ)与O2的配位结合:  

 
    可见,它们都是氧载体。血红蛋白要在氧分压较高的肺泡处尽量结合较多的O2,在氧分压较低的需氧组织中,又把O2传给肌红蛋白,从而进行下列氧转移反应,并使CO2溶解在血液中:
    HbFe(Ⅱ)·O2+Mb MbFe(Ⅱ)·O2+Hb
    这一氧转移反应的连续进行,以及反应物、产物的水溶性和稳定性等,都是由它们的分子结构决定的。正是这些含铁氧载体在生物体内的存在,使有机营养物得以被携入的氧通过氧化作用,释放出生命的能量和光彩。  
    上述主要存在于红细胞中的血红素铁和全身肌肉中的肌红蛋白铁,约占全身总铁量的75%,它们肩负着人体对O2的代谢和运转功能。体内尚有含铁的酶,包括过氧化氢酶、过氧化物酶、细胞色素过氧化物酶等血红素酶,以及固氮酶复合物、核苷酸还原酶等非血红素酶等,它们均涉及电子的转移。含铁酶虽只占总铁量的1%~2%,但参与体内许多重要的代谢过程。 &

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