【專文】貧血與缺鐵

貧血與缺鐵是二個並無絕對關聯的問題。脊椎動物把大多數鐵儲存在於紅細胞(RBC)中。1746年蒙吉尼是第一個確定血液中鐵是集中在RBC中的人。1830年代勒卡努則首先確定血液RBC中二種含有「球蛋白」和含鐵的紅色色素「血紅素」。經由動力學實驗,證實人體基本上不會排泄鐵,因此鐵從體內損失的機會微乎其微,除非另有病因。

RBC平均壽命是100天,因此身體會不斷進行替換。成人RBC在骨髓產生。當RBC可用於血紅蛋白形成的鐵量不足時,稱為「缺鐵性貧血」。世界衛生組織(WHO)估計,全世界患有貧血的20億人大約有50%是缺鐵性貧血。

鐵是必需元素,體內鐵主要與血紅蛋白結合參與各種代謝,如血紅素合成、血紅素酶形成和電子轉移、氧化還原、氧氣運輸、DNA合成。缺鐵性貧血最顯著的特徵,是RBC紅色素減退、體積較小。因為血紅素和非血紅素蛋白都需要鐵,因此缺鐵會影響多個器官。此外,鐵滯留在巨噬細胞中(如慢性病貧血、功能性缺鐵)、原卟啉(PPIX)合成缺陷、珠蛋白減少,都會導致血紅蛋白減少。

從食物攝入鐵的比例通常很低,大約只有5%~35%,主要發生在十二指腸和空腸上部。因此切除十二指腸腸的患者,吸收鐵質的效率較差,但小腸仍然具有一定吸收功能,只是與許多因素有關。

人體每天吸收鐵量只需1毫克,佔每天形成含鐵蛋白質鐵量(約30毫克)之3.3%。30毫克鐵會產生大約2000億個RBC血紅蛋白。因此,循環轉鐵蛋白(Tf)總計少於3毫克,是最具活力的鐵室,每天翻轉約10次。任何進入健康個體循環鐵都會與Tf結合,成為大多數細胞唯一可用的鐵源。Tf與鐵的結合提取功能發生在線粒體,是產生血紅素的地方。

釋放鐵的第二個主要場所是巨噬細胞。巨噬細胞除了是先天免疫系統的基本組成外,還負責分解衰老或受損RBC、回收血紅蛋白鐵,算是生物鐵的回收工廠。

貧血的人容易疲勞、心悸、皮膚蒼白和呼吸困難,其中最最常見的原因是缺鐵。膳食鐵缺乏是嬰幼兒缺鐵最重要的原因,而失血是大齡兒童和成人缺鐵的主因。後一類貧血通常是上消化道隱性出血。在絕經前婦女中,月經出血是缺鐵最常見的原因。

但長期醫療也可能導致貧血。這種類型的貧血是僅次於「缺鐵性貧血」的第二大病因,像是發生在食管裂孔疝、憩室病、食管靜脈曲張和服用水楊酸鹽、類固醇、非甾體抗炎藥物和劇烈運動等。患有急性或慢性全身性疾病或炎症患者,如鉤蟲感染稱為「炎症性貧血」。其它像是大量月經出血、傷口失血、胃腸道潰瘍或腫瘤、結腸發育不良或癌症、腺瘤和息肉慢性失血,稱為「 活動性出血引發貧血」。

此外,患有慢性腎臟病的人,也會因促進生成RBC的激素減少而貧血。至於營養不良(缺乏維生素 B12、維生素 A、葉酸、核黃素和銅)、肥胖導致慢性低度及全身性炎症、鐵調素升高都與慢性貧血有關。酒精對骨髓有毒,可能減慢RBC產生。缺鐵包括也與抑鬱症有關,像是產後抑鬱症(PPD)母親服用補充鐵劑後,常常可以明顯改善PPD症狀。

缺鐵性貧血可能會影響認知發育、免疫機制和工作障礙。懷孕期間與母親和嬰兒的各種不良後果,包括敗血症、孕產婦死亡率、免疫系統和低出生體重風險。缺鐵和貧血也會降低學習能力並與發病率增加、易怒和耐力下降有關。

鐵雖然重要,但是過量鐵也可能導致身體損傷,包括心血管疾病與心臟病風險、肉類血紅素鐵可使冠心病風險增加57% (但非血紅素鐵則不會)、提高阿茲海默和帕金森氏症、腦內出血、骨關節炎、肝癌和糖尿病風險。

膳食鐵分為二大類:血紅素鐵和非血紅素鐵:首先,「血紅素鐵」是一種比較容易吸收的鐵,存在於肉類、魚類和家禽的血紅蛋白和肌紅蛋白;吸收率可以高達15%-35%。其次,「非血紅素鐵」也會被人體吸收,主要存在於穀物、豆類、水果和蔬菜,如菠菜、羽衣甘藍、西蘭花和肉類;吸收率只有2%-20%,而且受其它食物的影響很大。雖然如此,由於飲食中非血紅素鐵的含量比大多數膳食中的血紅素鐵多很多倍。因此,非血紅素鐵的生物利用度通常比血紅素鐵對鐵營養的貢獻更大。

富含鐵的食物包括肉類,如牛肉、肝臟、雞肉和豬肉;海鮮(蝦、蛤蜊、牡蠣和金槍魚);蔬菜(菠菜、豌豆、西蘭花、紅薯和四季豆);麵包和穀物(麩皮穀物、全麥麵包和強化大米);另外其它富含鐵的食物,還有豆類、扁豆、番茄、豆腐、馬鈴薯、乾燕麥、黑巧克力和糖蜜。雖然豆類鐵蛋白在加工和消化過程中會被分解,釋放出無機鐵。不過,由於一個鐵蛋白分子包含超過1000個鐵原子,並且不受鐵吸收抑制劑影響,因此食用豆類與小麥粉也是重要的鐵來源。

此外,鐵的吸收還要考慮增強與抑制二大因子:

(1)增強劑:如富含維生素C及檸檬酸鹽的食物(西紅柿、柑橘類和肌肉組織),幫助提高非血紅素鐵吸收。天然或添加維生素C可以克服所有抑制劑對鐵吸收的負面影響,是素食飲食中唯一的吸收增強劑。而30克肌肉相當於25毫克抗維生素C。在玉米粉中添加雞肉、牛肉或魚肉可使非血紅素鐵的吸收增加2-3倍。當每日肌肉組織攝入量增加至300克/天時,自選飲食在5天內的鐵吸收會改善35%,在素食中加入60克豬肉可使鐵的吸收增加50%。

(2)抑制劑主要是植酸鹽、多酚、鈣和部分消化蛋白質胜肽;像胃酸會降低近端十二指腸pH值,增強三價鐵攝取,所以一旦減少胃酸分泌(如服用酸泵抑制劑PPI、奧美拉唑),鐵的吸收會大量減少。動物蛋白如牛奶蛋白、雞蛋蛋白、白蛋白大豆中的蛋白質、咖啡、茶、一些葡萄酒和某些漿果中的單寧、碳酸飲料(蘇打水)中的磷酸鹽都會抑製鐵的吸收。

提醒:一般而言,過量鐵可能導致生命危險,通常不宜私自補充鐵劑,除非被診斷出缺鐵,或者一個人患有缺鐵的風險很高,而且在專業醫生的建議下才適合食用。

參考文獻

1. A. D. Sheftel et.al., The long history of iron in the universe and in health and disease. Biochim Biophys Acta. 2012 March ; 1820(3): 161-187.

2. Serum Iron Studies, CMS National Coverage Policy, Coverage Indications, Limitations, and/or Medical Necessity.

3. N. Abbaspour et.al., Review on iron and its importance for human health. J Res Med Sci. 2014; 19:164-74.

4. A. Blaszczak-Boxe, Facts about iron., 2017 August 23.

5. M. Ware et.al., Everything you need to know about iron, 2018 February 23.

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