血液中の鉄分

人体に含まれる鉄の総量は約4.2gです。総鉄の約75～80%はヘモグロビンに、20～25%は予備鉄、5～10%はミオグロビンに、そして1%は細胞や組織における呼吸過程を触媒する呼吸酵素に含まれています。鉄は主に他の生理活性化合物、特に酵素の一部として生物学的機能を果たします。鉄含有酵素は主に4つの機能を果たします。

• 電子伝達（シトクロム、鉄硫黄タンパク質）
• 酸素の輸送と貯蔵（ヘモグロビン、ミオグロビン）
• 酸化還元酵素（オキシダーゼ、ヒドロキシラーゼ、SODなど）の活性中心の形成への参加。
• 鉄（トランスフェリン、ヘモジデリン、フェリチン）の輸送と沈着。

体内の鉄の恒常性は、まず第一に、この元素を排泄する体の能力が限られているため、鉄の吸収を調節することによって確保されます。

人体の鉄の状態と消化管における鉄の吸収には、明らかな逆相関関係があります。鉄の吸収は、以下の要因に依存します。

• 年齢、体内の鉄分状態;
• 胃腸管の状態;
• 摂取される鉄の量と化学形態。
• その他の食品成分の量および形態。

血清鉄濃度の基準値

年	血清鉄濃度
	Mcg/dl	µmol/l
新生児	100～250	17.90-44.75
2歳未満のお子様	40～100	7.16～17.90
子供たち	50～120	8.95～21.48
大人:
男性	65-175	11.6～31.3
女性	50～170	9.0-30.4

鉄の最適な吸収には、胃液の正常な分泌が必要です。無塩酸症では、塩酸を摂取することで鉄の吸収が促進されます。鉄を還元し、キレート錯体を形成するアスコルビン酸は、他の有機酸と同様に、鉄の利用度を高めます。鉄の吸収を改善するもう一つの食品成分は「動物性タンパク質因子」です。単純炭水化物、例えばラクトース、フルクトース、ソルビトール、そしてヒスチジン、リジン、システインなどのアミノ酸は、鉄と吸収されやすいキレート錯体を形成し、鉄の吸収を促進します。コーヒーや紅茶などの飲み物は、ポリフェノール化合物が鉄と強く結合するため、鉄の吸収を低下させます。そのため、サラセミア患者における鉄の吸収亢進を防ぐために紅茶が用いられます。様々な疾患が鉄の吸収に大きな影響を与えます。鉄欠乏症、貧血（溶血性貧血、再生不良性貧血、悪性貧血）、ビタミン B6 欠乏症_、ヘモクロマトーシスにより増加しますが、これは赤血球生成の増加、鉄貯蔵量の減少、低酸素症によって説明されます。

腸管における鉄吸収に関する現代の概念では、粘膜トランスフェリンと血漿トランスフェリンの2種類のタイプが中心的な役割を担っているとされています。粘膜アポトランスフェリンは腸管上皮細胞から腸管腔に分泌され、そこで鉄と結合した後、腸管上皮細胞に浸透します。腸管上皮細胞では鉄から遊離し、新たな循環に入ります。粘膜トランスフェリンは腸管上皮細胞ではなく肝臓で生成され、肝臓から胆汁とともに腸管に入ります。腸管上皮細胞の基底部では、粘膜トランスフェリンは鉄を血漿類似体に渡します。腸管上皮細胞の細胞質では、一部の鉄はフェリチンに含まれていますが、そのほとんどは3～4日ごとに起こる粘膜細胞の剥離中に失われ、ごく一部だけが血漿に移行します。フェリチンまたはトランスフェリンに取り込まれる前に、2価鉄は3価鉄に変換されます。鉄の吸収は小腸の近位部（十二指腸と空腸）で最も活発に行われます。血漿トランスフェリンは、特定の受容体を持つ組織に鉄を運びます。鉄が細胞に取り込まれる前に、トランスフェリンは特定の膜受容体に結合します。例えば成熟赤血球では、この受容体が失われると、細胞は鉄を吸収する能力を失います。細胞に取り込まれる鉄の量は、膜受容体の数に正比例します。細胞内では、トランスフェリンから鉄が放出されます。その後、血漿中のアポトランスフェリンが循環系に戻ります。細胞の急速な成長やヘモグロビン合成中に鉄需要が増加すると、トランスフェリン受容体の生合成が誘導されます。逆に、細胞内の鉄貯蔵量が増加すると、細胞表面の受容体の数は減少します。細胞内でトランスフェリンから放出された鉄は、フェリチンと結合し、フェリチンは鉄をミトコンドリアに運び、そこでヘムやその他の化合物の構成成分となります。

人体では、鉄は常に再分配されています。量的に最も重要なのは、血漿 → 赤色骨髄 → 赤血球 → 血漿という代謝サイクルです。さらに、血漿 → フェリチン、ヘモジデリン → 血漿、血漿 → ミオグロビン、鉄含有酵素 → 血漿というサイクルが機能します。これら 3 つのサイクルはすべて、血漿鉄 (トランスフェリン) を介して相互に関連しており、体内でのこの元素の分布を調節しています。通常、血漿鉄の 70% が赤色骨髄に入ります。ヘモグロビンの分解により、1 日に約 21～24 mg の鉄が放出されます。これは、消化管からの鉄の摂取量 (1～2 mg / 日) の数倍に相当します。鉄の 95% 以上は単核食細胞系から血漿に入り、1 日に 10 ^{11 個}以上の古い赤血球が貪食によって吸収されます。単核食細胞の細胞に入った鉄は、フェリチンの形ですぐに循環に戻るか、将来の使用のために貯蔵されます。中間鉄代謝は主にヘモグロビンの合成と崩壊の過程に関連しており、単核食細胞系が中心的な役割を果たします。成人では、骨髄中のトランスフェリン鉄が特定の受容体を使用して正赤血球と網状赤血球に取り込まれ、そこでヘモグロビンが合成されます。赤血球の崩壊中に血漿に入ったヘモグロビンはハプトグロビンに特異的に結合し、腎臓での濾過を妨げます。単核食細胞系でヘモグロビンが分解された後に放出された鉄は、再びトランスフェリンに結合し、ヘモグロビン合成の新しいサイクルに入ります。トランスフェリンが他の組織に運ぶ鉄の量は、赤色骨髄に運ぶ鉄の4倍です。ヘモグロビン中の鉄の総含有量は 3000 mg、ミオグロビン中の鉄は 125 mg、肝臓中の鉄は 700 mg (主にフェリチンの形で) です。

鉄は主に腸粘膜の剥離や胆汁によって体外に排出されます。また、髪の毛、爪、尿、汗からも排出されます。このようにして排出される鉄の総量は、健康な男性で1日あたり0.6～1mg、生殖年齢の女性では1.5mg以上です。同じ量の鉄が食物からも吸収されます（食物中の鉄含有量の5～10%）。動物性食品由来の鉄は、植物性食品由来の鉄よりも数倍吸収性が高いです。鉄濃度には日内変動があり、女性の場合は月経周期と関連があります。妊娠中は、特に妊娠後期に体内の鉄含有量が減少します。

したがって、血清中の鉄の濃度は、消化管での再吸収、腸、脾臓、赤色骨髄での蓄積、Hb の合成と分解、そして体内での損失によって決まります。

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