铁是人体内含量最高的必需微量元素, 它有参与氧的运输和贮存, 参与合成细胞色素和多种金属酶,增强机体免疫功能等非常重要的生理作用。 人体内缺铁或铁过量都会发生相应病变。

在自然界中 ,天然存在的化学元素有 92 种 , 其中人体内含有 80 多种。根据它们在体内含量不同 ,将其分为两类 :一是常量元素 ,包括 C 、H 、O 、N 、P 、S 、Ca 、K 、M g 、Na 和 Cl 共 11 种元素 ,占人体总重的99.25 %,它们构成机体组织 ,并在体内起电解质作用;其二为微量元素, 是指在人体中的含量低于0.01 %的元素, 包括 Fe 、I 、Cu 、Zn 、Cr 、Co 、M n 、Ni 、Sn 、Se 、Mo 、F 、稀土等 70 多种元素,这些微量元素在人体内含量虽然非常之少, 但却能起到非常重要的生理作用 。根据微量元素在人和动物体内的作用,微量元素还可分为必需元素、非必需元素和有害元素。铁是人体所必需的微量元素之一, 而且是人体中含量最高的微量元素 。

1 微量元素———铁

铁,元素符号为 Fe ,英文名称为 Iron ,原子序数为 26 。 自 然 界 中 铁 存 在 四 种 同 位 素:54Fe(5.8 %)、56Fe (91.72 %)、57Fe (2.2 %)、58Fe(0.28 %), 平均相对原子量为 55.85。其核外电子层排布为[ Ar] 3d64s2, 位于元素周期表第四周期(第一过渡系)Ⅷ族, 3d 轨道的电子可以参与成键 ,因此有多种氧化态 ,其中稳定存在的氧化数主要有+2 、+3 。

铁是一 种具有银白 色光泽的 金属, 密度为7.874 g/ml ,沸点为 2750 ℃,熔点为 1535 ℃, 具有良好的导电导热性 , 能被磁铁吸引, 在磁场的作用下 ,自身也能产生磁性 。铁属于中等活泼金属, 可以置换出稀酸中的 H2 ,甚至在高温条件下可以与 H2O反应;铁很容易被氧化 ,暴露在潮湿的空气中很快就会“生锈” ;它能把较不活泼的金属从溶液中置换出来 ;还可与 C6H5(环戊二烯)生成二茂铁等。铁的化合物以 Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)为主,其中氯化物 、硝酸盐、硫酸盐等易溶于水 ,而氧化物、氢氧化物、硫化物 、磷酸盐等难溶于水;Fe(Ⅱ)还原性较强 ,易被空气中或溶解在水中的 O2 氧化, 所以 Fe(Ⅱ)的盐溶液中往往有 Fe(Ⅲ)存在。铁在地球上的丰度为 4 .1 %,占第四位, 储量比较丰富, 但是在人体内属于微量元素 。正常成年男子体内铁元素的平均含量为 0.05 g/kg , 女子为0.035 g/kg ,铁元素在人体中虽然含量很少 ,但在人体所必需的 10 多种微量元素中 ,铁无论在重要性上还是在数量上都居首位 ,堪称“微量元素中的老大” 。

2 铁在人体中的含量及存在形式

铁在人体内的分布极为普遍 , 几乎所有组织中都有, 其中 65 %在红细胞中以血红蛋白的形式存在;10 %在肌肉中以肌红蛋白和酶的形式存在;15 %～ 20 %存在于肝 、脾 、骨髓 、肠等组织器官中, 以铁蛋白和含铁血黄素的形式存在, 称为储备铁。当人体缺铁时,铁蛋白即可作为补充 ,而含铁血黄素被机体所用;还有少量铁作为运输铁而与血浆中的运铁蛋白相结合 ,称之为血浆铁 。

铁在人体内可反复利用 , 健康成年人每日只需吸收 l mg 以上的铁即可满足机体需要 。但人体内的储备铁很少 , 只占人体铁总量的 10 %左右 , 当人体对铁的消耗过多或大量失血时 ,就很难满足身体需要,因此就会导致缺铁性贫血 。

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