铁作为人体必不可少的微量元素之一，对人体营养和健康非常重要。因此，对铁的结构和营养价值展开系统的分析研究有积极的现实意义。

1 铁元素的发现与重要性

在人体中，铁最早是在18世纪被发现的。当时，Menghini用磁铁吸附在干燥血中的颗粒，注意到了血液中含有铁的现象。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。现代，人们越来越重视铁对人体营养的重要性，缺铁性贫血是世界卫生组织确认的四大营养缺乏症之一。

铁元素是构成人体的必不可少的元素之一，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。成人体内约有4-5克铁，其中60%-75%以血红蛋白、3%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%-30%，主要以铁蛋白的形式储存在肝、脾和骨髓中。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。

2 物理与化学性质

中文名： 铁

外文名： Iron

元素符号： Fe

原子量： 55.85

原子结构图如下示。

2.1 物理性质

铁是柔韧而有延展性的银白色金属。在地壳中含量第四（百万分之56300），在宇宙中含量第九。铁有良好的延展性、导电、导热性能，密度为7.86克/厘米3，熔点为1535℃，沸点为2750℃，比热容为460J/（Kg*℃）。纯铁质地软，不过如果是铁与其他金属的合金或者是掺有杂质的铁，熔点降低，硬度将增大，具体得看杂质或者合金的性质。

2.2 化学性质

铁在干燥空气中很难跟氧气反应，但在潮湿空气中很容易发生电化学腐蚀，若在酸性气体或在盐水中或卤素蒸气氛围中腐蚀更快。铁可以从溶液中还原金、铂、银、汞、铜或锡等离子。铁活泼，为强还原剂，化合价有0、+2、+3、+6，最常见的价态是+2和+3。在室温下，铁不能从水中置换出氢气，在500℃以上反应速度增大。

3 合成血红蛋白机理分析

铁是血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素以及一些酶的组成成分。血红蛋白功能是向细胞输送氧气，并将二氧化碳带出细胞。铁与红细胞的形成和成熟有关，在骨髓造血组织中进入幼红细胞内，与卟啉结合形成正铁血红素，后者再与珠蛋白合成血红蛋白；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；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；其它含铁酶中铁可以是非血素铁，包括一系列还原酶、氢化酶、固氮酶、过氧化物酶等，调节细胞代谢。

4 应用领域的类别

4.1 铁参与造血。

4.2 铁参与体内氧与二氧化碳的转运、交换和组织呼吸过程，并在细胞的能量代谢中起重要作用。

4.3 铁与免疫关系密切，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。

4.4 铁可以催化促进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。

5 缺乏症状及其相关分析

当人体内缺铁时，铁损耗可以分为3个阶段：第一阶段为铁减少期（ID），此时储存铁耗竭，血清铁蛋白浓度下降；第二阶段为红细胞生成缺铁期（IDE），此时除血清铁蛋白下降外，血清铁也下降，同时铁结合力上升（运铁蛋白饱和度下降），游离原卟啉浓度上升；第三阶段为缺铁性贫血期（IDA），血红蛋白和红细胞比容下降，长时间的铁的负平衡，致使体内铁储备减少，以致耗尽。

铁缺乏的症状表现为：

1．皮肤苍白，舌部发痛，疲劳或无力，食欲不振以及恶心。

2．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。

　　3．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。长期铁缺乏还会明显影响身体耐力。

　　4．导致免疫力下降，抵抗病原微生物入侵的能力减弱。

　　5．体温调节方面，缺铁会导致在寒冷环境中保持体温的能力受损。

6．铅中毒方面，动物和人体实验证明缺铁会增加铅的吸收。

6 现状调查及存在问题

据调查，中国患缺铁性贫血的儿童超过五成，孕妇超过四成，每三个妇女中就有一个有贫血，可见缺铁影响很大。不同生理状况的人群，铁的需要量是不同的。

6.1 女性。缺铁性贫血最常见的患者就是女性。因为生理期血液的流失会造成铁质的流失，尤其是生理期长的女性，孕妇也是缺铁性贫血的高峰人群，因为孕妇体内的铁质不单是自己在吸收利用，胎儿也从中吸收，而且，分娩时大出血，铁质流失更大，所以，女性尤其是孕妇是最需要补铁的首要人群。

6.2 老年人。老年人年事高，人体机能就下降，造血功能也相对减退，而吸收系统也退步了，对铁元素的吸收能力也会下降，老年人因造血功能减退，对铁的吸收能力也逐渐下降，每日进食量也逐渐减少。

6.3 婴幼儿、儿童、青少年。出生4个月的婴幼儿从母体带来的储备铁已耗竭，必须依赖摄食补充。少年和儿童的身体和心智上的发育都很快，因此血液体积的增加也快，对铁的需求也很大，由于正在生长发育，需求量极大，而平时饮食不注意辅食的添加，甚至偏食厌食的情况多有发生，就会造成铁元素摄取不足。

6.4 运动员。运动员容易发生红血球破坏的情况，容易导致贫血，铁质可以给肌肉细胞带来较高的含氧量，这样就可以增加体力和耐力，对运动员是很有帮助的。

6.5 长期酗酒、喜欢喝茶的人群。因为酒会导致红血球无法吸收到足够的铁质，而茶则会阻碍人体对铁的吸收。 

6.6有些疾病如消化道出血、胃酸过少、钩虫病、痔疮等患者，也容易出现铁缺乏，需要适时补充。

7 二价铁形态与人体的关系

不同形态铁的吸收情况不同。二价铁（亚铁）比三价铁容易吸收，有机铁比无机铁容易吸收，经过氨基酸螯合处理的有机二价铁则是最容易吸收的铁形态，吸收率比一般铁高出3～10倍。

　　不同铁剂会对人体产生不同的影响。无机铁如硫酸亚铁可能会引起便秘、恶心、胀气等不适；带包衣的铁剂不会刺激肠道，但吸收率大大降低；氨基酸螯合铁很温和，不会刺激敏感的肠胃系统，而且可直接为人体吸收利用。氨基酸螯合铁还可穿透胎盘，增加胎儿体内的铁贮藏，并提高母乳铁含量。

8 食物摄取途径的分类

铁广泛存在与各种食物中，但分布极不均匀，吸收率相差也极大，一般动物性食物的含量和吸收率均较高。

　  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、牡蛎等。

　　良好来源：瘦肉、红糖、蛋黄、猪肾、羊肾、干果，啤酒酵母菌、海草、赤糖糊及麦等。

　　一般来源：鱼、谷物、菠菜、扁豆、豌豆、芥菜叶、蚕豆、瓜子等。

　　微量来源：奶制品、蔬菜各种水果。

　　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。

9 当前存在问题及对策的展示

全国第四次营养与健康调查数据显示，我国各类人群的平均贫血发生率达到20.1%，其中妇女、儿童和老年人人群贫血发病率高于全国平均水平。铁营养不良影响着我国国民的体质、儿童的生长发育和学习能力，以及国民的身心健康，改善铁营养不良已经成为我国公共营养工作的重点。

我国需要加强缺铁性贫血的防治工作。中国缺铁性贫血疾病负担和诊疗现状研究表明，肾脏内科和妇产科的病人，特别是正在接受血液透析治疗的慢性肾病患者发生缺铁性贫血的可能性较高。肾脏内科和妇产科平均每周接诊缺铁性贫血患者的人数远高于血液科。所以，加强缺铁性贫血的预防与治疗对减轻中国疾病负担具有重要意义，妇女儿童以及慢性肾病患者是推进缺铁性贫血防控的关键领域。