铁

一、化学结构与理化性质

铁（iron）是生物系统广泛存在的金属元素，分子量为55.85, ，CAS号为7439-89-6。它在固体中以游离铁或含铁化合物的形式存在。在水溶液里，铁以2种氧化形式Fe2+Fe2+和Fe3+Fe3+存在，有很强的氧化还原能力。

常见的铁化合物来源为硫酸亚铁（分子式为FeSO4,，分子量为 278.05，，CAS 号为 7782-63-0。硫酸亚铁晶体为FeSO4·7H2O,，又称绿矶矾）、富马酸亚铁（分子式为C4H2FeO4,，分子量为169.90，CAS号为141-01-5）、葡萄糖酸亚铁、柠檬酸铁铵、柠檬酸铁、乳酸亚铁、柠檬酸亚铁、琥珀酸亚铁、血红素铁、乙二胺四乙酸铁钠等。

二、主要来源与生产制备方法

主要来源  铁极其广泛的存在于自然界中，自然界的铁由4种稳定性的同位素构成，即54Fe、56Fe, 57Fe 和58Fe。铁在地球（地壳）中含量相当高，为仅次于铝而居第2位的最丰富的金属，铁在多种土壤中的含量可高达4%。地球上生存的所有生物体中都含有铁，但在动、植物体内含量并不高。膳食铁的良好来源为动物肝、动物全血、畜禽肉类等。

生产制备方法  硫酸亚铁工业生产有：

（1）硫酸法：硫酸与废铁屑反应，经沉淀结晶，脱水即得到硫酸亚铁。

（2）钛白生产副产物：由钛铁矿制取钛白粉生产中副产物得到。

三、生理功能及作用

参与血红蛋白等合成  铁与红细胞形成和成熟有关，铁在骨髓造血组织中，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。血红蛋白在把氧从肺转运到组织过程中起关键作用。缺铁时，新生的红细胞中血红蛋白量不足，甚至影响DNA的合成和幼红细胞的分裂增殖，还可使红细胞变形能力降低，寿命缩短，自身溶血增加。

肌红蛋白在肌肉中转运和储存氧，在肌肉收缩时释放氧以满足代谢需要。

参与造血功能  铁影响蛋白质合成及去氧核糖核酸合成化谢，缺铁时，细胞色素C含量减少。导致合成蛋 白能力下降进而发生贫血。

含铁酶类 （1）含非血红素铁的酶（如NADH脱氢酶和琥珀酸脱氢酶的铁-硫复合物）也参与能量代谢，这些酶是电子传递链的第一步反应所必需的。

（2）氢过氧化物酶：作用于氧代谢副产物中的活性分子，防止过氧化氢堆积所造成的氧化损伤。

（3）卵磷脂胆固醇酰基转移酶：是一种抗脂质过氧化作用的酶。

（4）乌头酸酶：参与三羧酸循环。

（5）磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶：糖异生途径的限速酶。

（6）核苷酸还原酶：DNA合成所需的一种酶。

铁与免疫  人及动物试验皆以证实，铁缺乏有导致抗感染能力降低的特点，但尚未证实感染率的增加是由于缺铁本身造成的。有关铁在体内与感染的关系，大多数人认为许多有关杀菌酶的成分、淋巴细胞转化率、吞噬细胞移动抑制因子、中性粒细胞吞噬功能等，均与铁水平有关。但当感染时，过量铁往往促进细菌的生长，对抵御感染不利。

许多流行病学研究表明，妊娠早期贫血与早产、低出生体重儿及胎儿死亡有关。一项研究表明，早产的危险性与铁缺乏而非贫血本身有关。但这些结果都是基于有关的观察性研究，而不是试验性研究。

妊娠期间高水平的血红蛋白也与出生体重有关，主要是子宫内生长迟缓。这些病例的高血红蛋白是由于血浆容量扩张不良，而后者是子痫前期的一个主要方面。

其他  铁还参与许多重要功能，如催化促进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的解毒等。

四、安全性研究

人群资料

缺乏：贫血是铁缺乏的最主要表现。缺铁性贫血可造成婴幼儿精神运动能力的损伤和行为改变，缺铁性贫血的另一个特点是在寒冷环境中保持体温的能力受损；缺铁会增加2价金属的吸收，包括有害重金属（铅和镉）。铁缺乏时肌肉功能降低，虚弱，无力，做工能力受损。

过量：急性和亚急性毒性：最常见症状是呕吐、血性腹泻、肠道出血等[1]。主要是铁局部作用引起。婴儿发生急性铁中毒的剂量大约是20mg/kg，常常伴有胃肠道反应，在铁摄入量60mg/kg以下时一般不会发生全身性损害。儿童铁的致死摄入量是200～300mg/kg。成人发生铁中毒很少见。有报道，大约摄入1OO100g铁（约1 400mg/kg）是致死性的，但如能及时抢救，也有可能存活。但也有研究表明，治疗量的铁补充剂可能引起组织病理学水平的损伤。所以，治疗量的铁补充剂是否会引起胃肠道的损伤至今还不明确[2]。

代谢情况  食物中的铁摄入后在胃内经胃酸消化、溶解、离子化并被还原成亚铁状态，形成低分子量的螯合物质。铁在小肠的任何部位均可被吸收，但主要在小肠的前半段被吸收，且吸收效率最佳。铁被吸收后在血浆中与运铁蛋白结合而被转运。体内代谢需要的铁主要来源于膳食提供的铁和红细胞衰老解体释放的血红蛋白铁，体内贮存的铁在维持血浆铁水平方面发挥着重要作用。

急性毒性  据报道，硫酸亚铁和装人磷脂微胶囊的硫酸亚铁对Swiss小鼠的口服致死剂量分别是 675mg/kg和1 230mg/kg。整合亚铁对SD大鼠的口服LD50是2 800mg/kg （含铁约560mg/kg）。在给予10 000mg/kg的腐植酸、黄腐酸螯合物（HFC）时，没有显示有明显的急性毒性、组织器官的病理学改变。大小鼠的急性毒性试验中，每天给予超过1 000mg/kg的腐植酸、黄腐酸螯合铁，没有毒性表现。成年CLFP小鼠24小时内给予600mg/kg的螯合铁没有体重下降和组织器官病理变化[4]。

遗传毒性  腐植酸、黄腐酸螯合铁未表现出致突变性。

亚慢性毒性  长期高剂量的铁补充剂引起铁在小鼠和大鼠肝内迅速沉积，与人类血色素沉着症相似，但是大多不会发展成细胞纤维化和钙化。除了肝外，其他主要的靶器官是心脏、胰腺和脾。成年大鼠给予5mg/kg、15mg/kg、50mg/kg的腐植酸、黄腐酸螯合铁进行28天喂养试验后，发现这些剂量下大鼠的体重、器官重量、血液、酶功能均未发生变化[5]。但给予150mg/kg、500mg/kg的腐植酸、黄腐酸螯合铁后发现有体重、肝和肾重量的减轻，但没有对肝和肾可能伴随的组织变化进行研究，因此EFSA从这些研究中总结腐植酸、黄腐酸螯合铁的NOAEL为每天50mg/kg。

慢性毒性与致癌性  长期高剂量的铁补充剂引起铁在小鼠和大鼠肝内迅速沉积，与人类血色素沉着症相似，但是大多不会发展成细胞纤维化和钙化。除了肝外，其他主要的靶器官是心脏、胰腺和脾。一些研究表明，在接种了肿瘤细胞或暴露在化学致癌物中的动物饲料中加入铁补充剂，会促进肿瘤的发生和发展。但是又发现，高剂量（每日1 200～1 500mg/kg）的羰基铁不会促进肝肿瘤的发生和发展。似乎很少有人在动物致癌的试验里，研究没有化学致癌物时，单纯铁负荷过度的作用。在给予小鼠高脂肪膳食的试验里，同时加铁每日80mg/kg的大鼠增加了结肠憩室细胞的有丝分裂率和标记率，而给予大鼠低水平的铁补充剂（每天约5.1 mg/kg，持续5天）也增加了结肠憩室的有丝分裂。给予BALB/cJ小鼠羰基铁最髙达每天4 500mg/kg，持续12个月，和肝纤维化、肝细胞肿瘤无明显关系，但是有证据表明肝细胞核有改变。

生殖与发育毒性  一项大鼠多代试验表明，给予母鼠铁补充剂每周20mg/kg （在非孕期经肌内注射），对出生幼鼠的数量和体重没有明显影响；也没有证据表明，过量的铁能通过胎盘转运到胎鼠。另一项建立铁中毒母羊模型的试验也表明，母羊体内过高的血清铁浓度，并不引起胎羊体内血清铁浓度的升高。大多数亚铁盐和正铁盐以及羰基铁在基因突变试验中出现阴性结果。但在叙利亚鼠胚胎细胞体外转化试验以及小鼠淋巴瘤检测中出现阳性结果。一项小鼠试验表明，在孕第8天和第9天经腹膜给予葡萄糖酸铁会引起胎鼠畸形，特别是露脑畸形[6]。

其他  未查见相关文献资料。

五、常见使用方法与调查/推荐摄入量

常见使用方法

食品  可以作为食品添加剂或营养强化剂添加于食品中。可添加于动物饲料中。

保健食品  可应用于膳食补充剂和保健食品。

其他  作为药品，铁可被用于治疗缺铁性贫血、预防铁缺乏（儿童、孕妇、母乳、老年）、增强运动能力、月经过多、注意力集中障碍、多动腿综合征、HIV感染等。

调查/推荐摄入量

调查摄入量  根据第四次全国营养调查，中国人膳食中的摄入量为23.2mg/d。

推荐摄入量  中国营养学会的成人推荐摄入量（RNI）为男性 15mg/d，女性 20mg/d，UL 为 50mg/d。

美国制定的铁的AlAI值为：19岁以上男性及51岁以上女性8mg/d，19～50岁女性18mg/d，孕妇27mg/d。美国制定的铁的UL值为：0～13岁人群40mg/d，14岁以上（包括孕妇和乳母）45mg/d。该UL值不适用于缺铁性贫血临床治疗过程中。各种形式的铁剂并不等价，1g葡萄糖酸亚铁=120mg元素铁；1g硫酸亚铁=200mg元素铁；1g富马酸亚铁=330mg元素铁。FNB经过全面的总结和分析后未发现高铁摄入量增加健康成人心血管疾病或癌症发病危险性的可靠证据。临床研究表明，给予60mg或更多的铁补充剂（富马酸铁）出现明显的胃肠道不良反应。根据这一研究结果，FNB将铁的LOAEL定为60mg，由于这一不良反应发生的频率不高且有限性，选择了较小的UF值1.5，得到成人铁的UL值为45mg/d。

英国EVM的结论是现有的证据不足以制定铁的SUL值。根据临床上关于含铁量低至50mg的可溶性铁盐可引起胃肠道反应的报道，并将默认UF值定为3，得到铁的GL值为17mg/d。

六、国际组织和各国政府评价、批准、认可情况

中国 我国批准铁为营养强化剂，允许的铁的化合物来源为硫酸亚铁、葡萄糖酸亚铁、柠檬酸铁铵、富马酸亚铁、柠檬酸铁、乳酸亚铁、电解铁、氯化高铁血红素、焦磷酸铁、铁卟啉、甘氨酸亚铁、碳酸亚铁、柠檬酸亚铁、琥珀酸亚铁、血红素铁、乙二胺四乙酸铁钠等15种。

我国允许铁作为原料药、药品、保健食品使用。

美国 被批准的GRAS物质有枸椽酸铁铵（21 CFR 184.1296），三氯化铁（21 CFR 184.1297）、柠檬酸铁（21 CFR 184.1307C）,氧化铁（21 CFR 186.1300），磷酸铁（21 CFR 184.1301）,焦磷酸铁（21 CFR 184.1304）, 硫酸铁（21 CFR 184.1307），抗坏血酸亚铁（21 CFR 184.1307a）,碳酸亚铁（21 CFR 184.1307b）、柠檬酸亚铁（21 CFR I84I3O7C184.1307c）,富马酸亚铁（21 CFR 184.1307d）,葡萄糖酸亚铁（21 CFR 184.1308）,乳酸亚铁（21 CFR 184.1311）、硫酸亚铁（21 CFR 184.1315）。

可使用于膳食补充剂药品和营养强化剂。

欧盟 允许将铁作为膳食补充剂，允许的铁来源有碳酸亚铁、柠檬酸亚铁、枸橼酸铁铵、葡萄糖酸亚铁、富马酸亚铁、二磷酸铁钠、乳酸亚铁、硫酸亚铁、焦磷酸铁、蔗糖亚铁、铁元素（羰基、电离、氢化）、磷酸亚铁、甘氨酸亚铁、吡啶甲酸亚铁、牛磺酸亚铁等形式（EC NO 1170/2009）。

允许将铁作为膳食添加剂，允许的铁来源有碳酸亚铁、柠檬酸亚铁、枸橼酸铁铵、葡萄糖酸亚铁、富马酸亚铁、二磷酸铁钠、乳酸亚铁、硫酸亚铁、焦磷酸铁、蔗糖亚铁、铁元素（羰基、电离、氢化）等形式（EC NO 1925/2006）。

允许将铁添加于婴幼儿和较大婴儿的配方食品和其他食品中。

允许将铁应用于具有特殊营养作用的食品中，允许的来源有碳酸亚铁、柠檬酸亚铁、枸橼酸铁铵、葡萄糖酸亚铁、富马酸亚铁、二磷酸铁钠、乳酸亚铁、硫酸亚铁、焦磷酸铁、蔗糖亚铁、铁元素（羰基、电离、氢化）（2001/15EC）。

澳/新 允许将铁作为营养强化剂添加于食品中，允许添加量如下表所示（STANDARD 1.3.2）:

铁在食品中的添加量

允许将铁应用

于婴幼儿配方食品中，允许的含量为0.2-1.5mg/100kJ，允许的铁的来源为枸橼酸铁铵、焦磷酸铁、柠檬酸亚铁、富马酸亚铁、葡萄糖酸亚铁、乳酸亚铁、琥珀酸亚铁、硫酸亚铁（STANDARD 2.9.1）。

允许将铁应用于一般性运动配方补充食品中，每天从中摄入的碘的最大声称为12mg （STANDARD 2.9.4）。

CAC 婴幼儿特殊膳食用食品中允许的铁的来源有碳酸亚铁、富马酸亚铁、葡萄糖酸亚铁、乳酸亚铁、硫酸亚铁、枸橼酸铁铵、柠檬酸铁、焦磷酸铁、氢还原铁、电解铁、羰基铁、蔗糖铁、二磷酸铁钠铁、柠檬酸亚铁、琥珀酸亚铁、二甘氨酸亚铁、正磷酸铁 （CAC/GL 10-1979）。

允许将铁添加到婴幼儿配方食品和特殊医学用途的婴儿配方食品中，允许的最低添加量为0.45mg/100kcal（0.1mg/kJ）（CODEX STAN 72-1981）。

七、注意事顷和禁忌

不适宜人群  遗传性血色素沉着症的患者由于铁吸收过多特别容易发生铁负荷过度。杂合子患者铁储存可能有少量地增加。

禁忌  未査见相关文献资料。

与药物相互作用  为了避免铁吸收障碍，服用四环素或喹诺酮类抗生素、ACE抑制剂、左旋多巴、甲基多巴、甲基多巴肼、青霉胺、甲状腺激素时，应与服用铁剂时间前后至少相隔2小时。

与其他营养素相互作用  铁补充剂可能影响人体对锌的吸收。铁对镁吸收的影响在大鼠要比在人体明显。补铁同时摄取大剂量维生素C，可促进铁吸收，引起铁过量。钙与磷过多会减弱肠道对铁的吸收。

其他  未査见相关文献资料。