铁（Iron）
人体必需的微量元素，是血红蛋白、肌红蛋白和多种关键酶的核心组成成分，负责氧运输、能量代谢和免疫功能。
Overview
铁（Iron）是人体含量最丰富的微量元素之一，主要以功能性铁（血红蛋白、肌红蛋白、酶）和储存性铁（铁蛋白、含铁血黄素）两种形式存在。铁的核心生物学功能是参与氧的运输与储存，以及作为多种酶系统的辅助因子参与能量产生和 DNA 合成。^[raw/guidelines/iron-health-professional-2024.md]
膳食铁以两种形式存在：
- 血红素铁（Heme iron）：来自动物性食物中的血红蛋白和肌红蛋白，吸收率较高（约 15–35%）
- 非血红素铁（Non-heme iron）：来自植物性食物、强化食品和补充剂，吸收率较低（约 2–20%），受膳食因子影响大^[raw/guidelines/iron-consumer-2024.md]
铁的吸收主要发生在十二指肠和空肠上段，受机体铁状态严格调控。当体内铁充足时，肝脏分泌的**铁调素（hepcidin）**会抑制肠道铁吸收；缺铁时铁调素水平下降，吸收率提高。^[raw/guidelines/iron-health-professional-2024.md]
Key Facts
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 化学类别 | 过渡金属（Fe²⁺/Fe³⁺） |
| 体内总量 | 成年男性约 3–4 g；成年女性约 2–3 g |
| 功能性铁 | 约 2/3（血红蛋白、肌红蛋白、酶） |
| 储存性铁 | 约 1/3（铁蛋白、含铁血黄素） |
| 主要吸收部位 | 十二指肠和空肠上段 |
| 主要排泄途径 | 肠道脱落细胞、汗液、尿液、经血（微量，无主动排泄机制） |
| 血清铁蛋白正常范围 | 男性：24–336 ng/mL；女性：11–307 ng/mL（参考实验室标准） |
血清铁蛋白是反映机体铁储备最敏感的指标。^[raw/guidelines/iron-health-professional-2024.md]
Functions & Benefits
氧运输与储存
- 血红蛋白：红细胞中负责将氧气从肺部运输到全身组织
- 肌红蛋白：肌肉组织中接受、储存和释放氧气^[raw/guidelines/iron-health-professional-2024.md]
能量代谢
- 铁是多种关键酶的组成部分，参与线粒体电子传递链（细胞色素）
- 参与三羧酸循环中的酶促反应（如乌头酸酶、琥珀酸脱氢酶）
- 缺乏时可导致细胞能量产生不足，引起疲劳和虚弱^[raw/guidelines/iron-health-professional-2024.md]
免疫功能
- 淋巴细胞正常增殖和功能需要充足的铁
- 中性粒细胞杀菌活性依赖含铁的酶
- 但过量铁也可能促进病原体生长，形成双刃剑^[raw/guidelines/iron-health-professional-2024.md]
生长发育与认知
- 铁是 DNA 合成和细胞分裂所必需
- 婴幼儿期缺铁与神经发育迟缓、认知功能受损和行为问题相关
- 妊娠期缺铁与早产、低出生体重和母婴死亡率增加相关^[raw/guidelines/iron-consumer-2024.md]
Mechanisms
- 吸收机制：非血红素铁以 Fe³⁺ 形式进入肠道，经十二指肠细胞色素 b 还原酶（Dcytb）还原为 Fe²⁺ 后，通过二价金属转运体 1（DMT1）跨膜进入肠细胞；血红素铁则通过血红素载体蛋白 1（HCP1）整体吸收，在细胞内释出 Fe²⁺
- 运输机制：吸收入血后，Fe²⁺ 被氧化为 Fe³⁺，与转铁蛋白（transferrin）结合运输至全身组织
- 储存机制：多余铁以铁蛋白（ferritin）形式储存在肝脏、脾脏和骨髓中；当铁储备饱和时可转化为含铁血黄素（hemosiderin）
- 调节机制：肝脏铁调素（hepcidin）是铁代谢的核心调控激素，通过降解肠细胞膜上的铁输出蛋白（ferroportin）来抑制铁吸收和释放^[raw/guidelines/iron-health-professional-2024.md]
Populations & Dosage
推荐摄入量（RDA/AI）— 美国 NASEM FNB 2001
| 年龄 | 男性 | 女性 | 孕期 | 哺乳期 |
|---|---|---|---|---|
| 0–6 个月* | 0.27 mg | 0.27 mg | — | — |
| 7–12 个月 | 11 mg | 11 mg | — | — |
| 1–3 岁 | 7 mg | 7 mg | — | — |
| 4–8 岁 | 10 mg | 10 mg | — | — |
| 9–13 岁 | 8 mg | 8 mg | — | — |
| 14–18 岁 | 11 mg | 15 mg | 27 mg | 10 mg |
| 19–50 岁 | 8 mg | 18 mg | 27 mg | 9 mg |
| 51+ 岁 | 8 mg | 8 mg | — | — |
*AI（适当摄入量），其余为 RDA。孕期和哺乳期铁需求显著增加，以支持胎儿发育、胎盘生长和母体血容量扩张。^[raw/guidelines/iron-health-professional-2024.md]
高风险人群
以下人群更容易出现铁缺乏或缺铁性贫血：^[raw/guidelines/iron-health-professional-2024.md]
- 经期女性：月经失血是女性铁缺乏的主要原因，约 14–18% 的育龄女性铁缺乏
- 孕妇：血容量增加和胎儿需求使铁需求显著上升；约 23% 的孕妇缺铁性贫血
- 婴幼儿和儿童：快速生长发育期铁需求高；早产儿和低出生体重儿风险更高
- 频繁献血者：每次全血捐献损失约 200–250 mg 铁
- 素食者/纯素食者：仅摄入非血红素铁，且植物中的植酸和多酚抑制吸收，需要摄入约 1.8 倍的铁量
- 胃肠道疾病患者：乳糜泻、炎症性肠病、幽门螺杆菌感染、胃旁路术后吸收不良或慢性失血
- 耐力运动员：运动性溶血、足底撞击导致的血红蛋白流失、胃肠道微量出血^[raw/guidelines/iron-consumer-2024.md]
缺乏症状与分期
铁缺乏通常经历三个阶段：^[raw/guidelines/iron-health-professional-2024.md]
- 铁储备耗竭期：血清铁蛋白下降，但血红蛋白正常，通常无症状
- 缺铁性红细胞生成期：转铁蛋白饱和度下降，红细胞内原卟啉升高，可能开始出现轻微疲劳
- 缺铁性贫血期：血红蛋白和红细胞比容下降，出现明显症状：
- 疲劳、虚弱、头晕、头痛
- 皮肤苍白、指甲变脆（匙状甲）
- 异食癖（如想吃冰块、淀粉或泥土）
- 儿童认知和行为异常、注意力下降
- 免疫功能下降、感染风险增加
- 寒冷耐受性降低、心动过速^[raw/guidelines/iron-consumer-2024.md]
Safety
安全上限（UL）
铁的可耐受最高摄入量（UL）基于胃肠道副作用（恶心、便秘、腹痛等），而非急性毒性：^[raw/guidelines/iron-health-professional-2024.md]
| 年龄 | 男性 | 女性 | 孕期 | 哺乳期 |
|---|---|---|---|---|
| 0–13 岁 | 40 mg | 40 mg | — | — |
| 14–18 岁 | 45 mg | 45 mg | 45 mg | 45 mg |
| 19–50 岁 | 45 mg | 45 mg | 45 mg | 45 mg |
| 51+ 岁 | 45 mg | 45 mg | — | — |
此 UL 适用于补充剂和强化食品中的铁，不包括食物天然含有的铁。^[raw/guidelines/iron-health-professional-2024.md]
急性铁中毒
急性铁过量是儿童中毒死亡的主要原因之一。成人每日摄入 20–60 mg/kg 元素铁和儿童摄入 10–20 mg/kg 即可出现毒性症状，超过 60 mg/kg 可能致命。^[raw/guidelines/iron-health-professional-2024.md]
中毒症状按阶段出现：
- 第1阶段（0–6小时）：腹痛、呕吐（可能带血）、腹泻、休克、代谢性酸中毒
- 第2阶段（6–24小时）：症状看似缓解，但体内持续吸收
- 第3阶段（12–48小时）：多器官衰竭（肝坏死、凝血障碍、低血糖、肺水肿）
- 第4阶段（2–5天）：肠梗阻、肝衰竭、死亡风险
- 第5阶段（2–4周）：胃幽门瘢痕狭窄^[raw/guidelines/iron-health-professional-2024.md]
重要警示：铁补充剂应放在儿童无法触及的地方。FDA 要求每片含铁 ≥30 mg 的补充剂必须使用儿童防护包装。^[raw/guidelines/iron-consumer-2024.md]
慢性铁过载
- 血色素沉着症（Hemochromatosis）：遗传性铁过载疾病，过量铁沉积在肝脏、心脏、胰腺等器官，导致肝硬化、心力衰竭、糖尿病
- 反复输血：如地中海贫血、镰状细胞病患者
- 长期过量补充：增加氧化应激和自由基损伤^[raw/guidelines/iron-health-professional-2024.md]
常见不良反应（治疗剂量）
口服铁补充剂常见副作用包括：^[raw/guidelines/iron-health-professional-2024.md]
- 恶心、呕吐
- 上腹痛、腹部不适
- 便秘（最常见）
- 腹泻
- 黑便（无害，但可能被误认为消化道出血）
- 口服铁剂时，从较低剂量开始或随餐服用可减少副作用（但随餐会降低吸收率）
药物相互作用
以下药物/补充剂可能与铁产生重要相互作用：^[raw/guidelines/iron-health-professional-2024.md]
- 左旋甲状腺素（Levothyroxine）：铁可显著降低其吸收，建议间隔至少 4 小时服用
- 左旋多巴 / 甲基多巴：铁降低这些药物的吸收，影响帕金森病和高血压治疗效果
- 质子泵抑制剂（PPI）：降低胃酸分泌，减少非血红素铁的溶解和吸收
- 钙补充剂/抗酸剂：高剂量钙（>300 mg）与铁同服会竞争性抑制铁吸收
- 喹诺酮类 / 四环素类抗生素：铁与这些抗生素形成不溶性螯合物，降低双方吸收；建议抗生素在铁剂前 2 小时或后 4–6 小时服用
- 抗凝血药（华法林）：铁缺乏纠正后红细胞生成增加，可能稀释凝血因子，需监测 INR
- 维生素 C：可显著促进非血红素铁吸收，但大剂量维生素 C 与铁联合可能增加氧化应激^[raw/guidelines/iron-health-professional-2024.md]
Forms & Bioavailability
不同铁盐的比较
| 形式 | 元素铁含量（每 325 mg 片剂） | 特点 |
|---|---|---|
| 硫酸亚铁 (Ferrous Sulfate) | 约 65 mg | 研究最充分、最常用、成本最低；胃肠副作用较明显 |
| 富马酸亚铁 (Ferrous Fumarate) | 约 106 mg | 元素铁含量最高，常用于孕妇补铁制剂 |
| 葡萄糖酸亚铁 (Ferrous Gluconate) | 约 65 mg | 元素铁含量较低，但胃肠耐受性较好 |
| 多糖铁复合物 (Polysaccharide Iron Complex) | 约 65–150 mg（依品牌） | 溶解度较低，宣称副作用较少，但证据有限 |
| 血红素铁多肽 (Heme Iron Polypeptide) | 约 11 mg | 来源自动物血红蛋白，吸收不受植酸/多酚影响，不受 PPI 影响 |
| 羰基铁 (Carbonyl Iron) | 约 65 mg | 微粒元素铁，毒性较亚铁盐低（儿童误服风险稍低），但吸收较慢 |
| 缓释铁制剂 | 依产品 | 绕过十二指肠可能导致吸收率降低，不推荐作为首选 |
对于铁缺乏的治疗，元素铁的剂量通常为每日 50–100 mg（分 1–3 次服用），应在空腹时服用以获得最佳吸收，但随餐可减少胃肠不适。^[raw/guidelines/iron-health-professional-2024.md]
影响吸收的饮食因子
促进非血红素铁吸收：^[raw/guidelines/iron-consumer-2024.md]
- 维生素 C（抗坏血酸）：可将 Fe³⁺ 还原为 Fe²⁺，增加吸收
- 肉类、鱼类、家禽（MFP 因子）：促进非血红素铁吸收
抑制非血红素铁吸收：^[raw/guidelines/iron-health-professional-2024.md]
- 植酸（全谷物、豆类、种子）
- 多酚/单宁（茶、咖啡、红酒）
- 钙（高剂量时）
- 大豆蛋白
- 膳食纤维（轻度抑制）
食物来源（每份含量示例）
血红素铁来源（高生物利用度）
| 食物 | 每份含量 | %DV* |
|---|---|---|
| 牡蛎，煮熟，3 盎司 | 8 mg | 44% |
| 瘦牛肉，3 盎司 | 2–3 mg | 11–17% |
| 火鸡胸肉，烤，3 盎司 | 1 mg | 6% |
| 鸡肉，烤，3 盎司 | 1 mg | 6% |
| 金枪鱼，淡色，罐头，3 盎司 | 1 mg | 6% |
| 沙丁鱼，罐头，3 盎司 | 2 mg | 11% |
非血红素铁来源
| 食物 | 每份含量 | %DV* |
|---|---|---|
| 强化早餐谷物，1 份 | 18 mg | 100% |
| 白豆，罐头，1 杯 | 8 mg | 44% |
| 扁豆，煮熟，½ 杯 | 3 mg | 17% |
| 菠菜，煮熟，½ 杯 | 3 mg | 17% |
| 豆腐，硬，½ 杯 | 3 mg | 17% |
| 南瓜籽，1 盎司 | 2 mg | 11% |
| 藜麦，煮熟，1 杯 | 2.8 mg | 16% |
| 黑巧克力，70–85% 可可，3 盎司 | 7 mg | 39% |
*基于 18 mg 的每日参考值（DV）。注意：DV 基于非经期女性的需求，男性和绝经后女性实际需要量较低（8 mg/日）。^[raw/guidelines/iron-health-professional-2024.md]
Quality & Standards
- USP Verified: 验证元素铁含量、纯度和溶出度
- NSF Certified: 运动补剂认证，检测重金属和污染物
- 蓝帽子 (China): 保健食品标志
- 儿童防护包装: 美国 FDA 要求含铁 ≥30 mg/片的补充剂必须采用儿童防护包装^[raw/guidelines/iron-consumer-2024.md]
Related Entities
- 维生素 C — 显著促进非血红素铁吸收
- 维生素 D — 与铁缺乏性贫血存在一定关联，共同影响骨骼和免疫健康
- 叶酸 — 常与铁联合用于孕期贫血防治
- 维生素 B12 — 与铁同为造血关键营养素，缺乏也可导致贫血
- 钙 — 高剂量钙补充剂竞争性抑制铁吸收
- 镁 — 同为矿物质，与铁在肠道吸收中存在竞争性相互作用
Sources
- NIH Office of Dietary Supplements. Iron Fact Sheet for Health Professionals. https://ods.od.nih.gov/factsheets/Iron-HealthProfessional/
- NIH Office of Dietary Supplements. Iron Fact Sheet for Consumers. https://ods.od.nih.gov/factsheets/Iron-Consumer/
- 中国营养学会. 中国居民膳食营养素参考摄入量（2013版）