铁代谢与心血管损伤的研究进展

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1、铁是人体所必需的微量元素，在许多生理生化过程中发挥着重要作用。以往对铁与健康关系的研究多注意铁缺乏的危害，近年来有关铁过负荷引起的健康问题尤其是心血管损伤相关疾病越来越引起人们的关注。已有研究表明，体内铁过负荷与心血管损伤相关疾病的发生显著相关〔1〕，铁过负荷是导致心血管损伤相关疾病发生的一种重要因素。本文就心脏铁代谢及其与心血管损伤相关疾病的关系进展作一综述。　　1 铁的含量及生理作用   　　铁是人体必需的微量元素之一，正常人体含铁量男性平均约3.8g，女性约2.3g，男性稍高于女性。体内的铁按其功能可分为必需与非必需两种。必需铁占体内铁总量

2、的70%，存在于血红蛋白、肌红蛋白、血红素酶类、辅助因子和运输铁中；非必需铁则作为体内的储备铁，主要以铁蛋白和含铁血黄素的形式存在于肝、脾和骨髓等器官组织中。正常生理条件下，细胞通过转铁蛋白转铁蛋白受体途径获得铁，并将大部分摄取的铁供给线粒体，用于细胞色素和肌红蛋白等血红素蛋白以及含铁酶等非血红蛋白的合成；其余部分则合成铁蛋白。与其他组织一样，在心脏中也存在着大量与铁的摄取、转运、储存及利用有关的蛋白，所以心肌能够快速、有效地利用胞浆内的铁。当机体铁含量超过铁蛋白的贮存能力时，铁首先贮存在网状内皮系统直到饱和〔2〕，然后过量的铁积累在心脏等器官

3、，当这些器官中的自由铁含量高于该器官的安全贮存能力时就会产生毒性反应，最终使该器官功能紊乱。铁的主要生理功能〔3〕包括：(1)合成血红蛋白和肌血红蛋白；(2)构成各种酶的必需成分；(3)参与DNA的合成；(4)参与细胞的增殖；(5)参与电子传递；(6)参与激素的合成或增强激素的作用，使各种激素与维生素有不同的特异功能；(7)维护机体正常免疫功能，铁能增强中性粒细胞杀菌及吞噬功能，维护T细胞和B细胞增殖、分化及抗体的产生。　　2 铁转运相关蛋白在心脏铁代谢中的作用   　　心脏铁代谢的平衡取决于心脏铁转运相关蛋白，由于这些蛋白的正常表达和相互协作，

4、心脏铁水平才得以保持在正常的生理范围内。心脏铁摄取和转运可通过转铁蛋白受体依赖途径和非转铁蛋白受体依赖途径介导。转铁蛋白(transferring，Tf)和转铁蛋白受体(transferringreceptor，TfR)途径：在转铁蛋白受体依赖途径中，三价铁首先与Tf结合，两者的结合物再与细胞表面的TfR结合，之后经过内吞、酸化、释放和移位等步骤进入胞浆，最终被细胞利用，合成血红蛋白及其他物质。   　　近年来，人们发现铁转运相关蛋白DMT1、Dcytb、FP1、CP和HP在心脏内均有表达〔4〕，并且HP在心脏中表达极高〔5〕，因此推测心脏内可能

5、存在类似小肠铁吸收的非转铁蛋白受体途径。小肠的三价铁首先在Dcytb的作用下还原成二价铁，再由DMT1将其由肠腔转运入小肠绒毛上皮细胞内，进入细胞内的铁一方面可以储存在细胞内，还可以通过HP与小肠基底膜的膜铁转运蛋白FP1共同作用将铁由肠上皮细胞释放进入血液循环。　　3 铁在自由基介导的脂质过氧化形成中的作用   　　OH·是体内最具有损伤性的自由基，机体的OH·基本上都是由O2和H2O2在过渡态金属铁存在下通过Fenton反应、HaberWeiss反应所产生。OH·也是脂质过氧化作用的主要引发剂，而心肌细胞内铁增加可引起心肌功能受损和脂质过

6、氧化程度增高〔6〕。心肌线粒体经H2O2/FeSO4体系产生OH·以后，用自旋捕捉剂4POBN和ESR可成功地检测到脂类自由基，表明OH·这种异常活泼的反应粒子通过特有的链锁式反应，攻击心肌线粒体脂双层磷脂中丰富的不饱和脂肪酸，产生脂质过氧化，从而导致心肌线粒体膜脂物理状态的变化，这些微观物理状态的变化会导致线粒体膜功能的损伤，如通透性、物质转运、信号的传递等，氧化磷酸化效率和呼吸控制率的显著降低反映了线粒体膜能量转换功能的异常。线粒体结构和功能的破坏会进一步影响整个细胞的结构和功能，最终导致细胞死亡及组织坏死〔7〕。　　4 人体铁过负荷引起的

7、心脏病理变化   　　各种原因所导致的人体铁过负荷临床并不罕见，往往会损伤机体各个系统，早期即可伤及心脏。一般认为，铁引起心血管疾病是通过低密度脂蛋白的氧化和内皮功能紊乱造成的〔8〕。在心肌细胞水平上，铁沉积在心肌细胞及间质细胞内，而心脏神经细胞及血管内均未见铁的沉积。铁的沉积会引起心肌细胞动作电位幅度降低、钠电流内流减弱、暂时性外向钾电流增加，同时会引起心肌细胞坏死，心肌纤维消失并导致间质纤维化和局灶性钙化。心脏铁沉积过多的病人往往产生心律失常，包括阵发性房性心动过速、房扑、房颤、室性早搏、房室传导阻滞等症状。超声波检测发现，心脏铁沉积患者左心

8、房及其他房室的扩大，收缩功能失调。体内总铁的轻度升高与心肌梗死呈正相关，铁能够使低密度脂蛋白氧化从而加剧了动脉粥样硬化。　　5 铁含量与