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學習重點 吸收部位：鐵主要在小腸吸收，最主要部位是十二指腸，其次為近端空腸；胃、迴腸、大腸及肝臟都不是主要吸收部位。 吸收形式與運輸蛋白：非血紅質鐵須先由Fe³⁺還原為Fe²⁺，再經管腔側的DMT-1進入腸上皮細胞；血紅質鐵（heme）則以完整分子經HCP-1進入細胞。 出細胞與上車：鐵由基底側的ferroportin送出細胞，經ferroxidase（ferrioxidase）氧化成Fe³⁺後，才與transferrin結合。 調控：肝臟分泌的hepcidin使ferroportin被內吞降解，抑制腸道吸收及巨噬細胞釋鐵；缺鐵時hepcidin下降，鐵過多及發炎時上升。維生素C促進吸收，茶、制酸劑、感染則降低吸收。 transferrin循環：一分子transferrin結合2個Fe³⁺（transferrin：Fe＝1：2）；血漿transferrin所攜帶的鐵主要來自老廢紅血球血紅素的回收，而非飲食。 核心觀念 一、膳食鐵的形式、吸收部位與運輸機制 人體吸收鐵的器官是小腸，主要部位為十二指腸，其次為近端空腸。胃酸可幫助鐵保持可溶狀態，而十二指腸的腸上皮細胞（enterocyte）富含還原酶與DMT-1，因此成為主要吸收處。迴腸主要負責膽鹽與維生素B₁₂的吸收，不是鐵的主要吸收部位。 膳食鐵形式腸腔處理方式進入小腸上皮細胞的運輸蛋白進入細胞後的處理 非血紅質鐵（無機鐵）食物中多為Fe³⁺，先由ferrireductase（如十二指腸細胞色素b，Dcytb）還原成Fe²⁺DMT-1（divalent metal transporter-1，二價金屬轉運蛋白-1）可與ferritin結合暫存，或由ferroportin送至血液 血紅質鐵（heme iron）以完整heme分子吸收，不需在腸腔還原HCP-1（heme carrier protein-1，血紅質載體蛋白-1）由heme oxygenase分解heme，釋出Fe²⁺、膽綠素（biliverdin）與一氧化碳 因此，飲食中的鐵是以Fe²⁺形式被吸收，無機鐵以ferrous（Fe²⁺）態進入腸細胞。Hemosiderin與ferritin是細胞內的儲存鐵形式，不是吸收形式。 DMT-1位於腸上皮細胞的管腔側（刷狀緣）細胞膜，是鐵從腸腔進入細胞的入口；若要「直接促進腸腔中的鐵進入黏膜上皮細胞」，關鍵就是DMT-1表現量上升。Heme oxygenase是細胞內分解heme的酵素；ferroportin與ferroxidase作用於鐵離開細胞的階段，都不是進入細胞的入口。 缺鐵時，細胞內的鐵調節蛋白（IRP）會結合DMT-1 mRNA 3′非轉譯區的鐵反應元件（IRE），使mRNA穩定、DMT-1表現增加。IRP結合在5′非轉譯區時（如ferritin mRNA）作用則是抑制轉譯。所以「IRP結合DMT-1 mRNA 5′非轉譯區促進表現」的說法是錯的。 二、腸上皮細胞如何將鐵送入血液 Fe²⁺進入腸上皮細胞後，一部分與ferritin結合暫存（若未被利用，會隨腸細胞脫落而排出）；需要輸出時，由基底外側細胞膜上的ferroportin將Fe²⁺送出細胞。由於transferrin只結合Fe³⁺，鐵離開細胞後須由ferroxidase（題目亦寫作ferrioxidase）氧化成Fe³⁺；腸上皮細胞使用的是hephaestin，巨噬細胞與血漿中則主要由ceruloplasmin負責。氧化後的Fe³⁺才與血漿transferrin結合。 食物中的Fe³⁺進入血液成為transferrin－Fe³⁺複合物，蛋白質作用順序為： ferrireductase：腸腔中將Fe³⁺還原成Fe²⁺。 DMT-1：將Fe²⁺運入腸上皮細胞。 ferroportin：將Fe²⁺由細胞基底側輸出。 ferroxidase（ferrioxidase）：將Fe²⁺氧化成Fe³⁺，與transferrin結合。 口訣「還原→進→出→氧化」。 三、hepcidin對鐵吸收與再循環的調節 Hepcidin（鐵調素）由肝細胞製造分泌，是全身鐵恆定的主要調控激素。它與ferroportin結合後，使ferroportin被內吞並降解（不是穩定ferroportin），結果是： 腸上皮細胞無法把鐵送入血液，腸道鐵吸收降低。 巨噬細胞無法釋放回收的鐵，鐵的再循環受阻，骨髓造血可用的鐵減少。 身體狀態血清hepcidinferroportin與鐵代謝結果 缺鐵、缺鐵性貧血下降ferroportin保留，腸道吸收及巨噬細胞釋鐵增加，以補充鐵 體內鐵過多（鐵負荷、鐵質沉積）上升（負回饋）ferroportin減少，限制吸收與釋鐵 慢性發炎、感染（IL-6刺激）上升吸收減少，鐵被困在巨噬細胞內，血清鐵降低，造成慢性病貧血 四、影響鐵吸收的因素 促進鐵吸收降低鐵吸收 維生素C：將Fe³⁺還原為Fe²⁺並形成可溶錯合物茶：多酚（單寧）與鐵形成不溶複合物 食物中的二價鐵（Fe²⁺）及血紅質鐵制酸劑：提高胃內pH，降低鐵的溶解度 缺鐵：hepcidin下降、DMT-1表現上升感染、發炎：hepcidin上升 懷孕、造血需求增加體內鐵過多 五、transferrin的鐵負荷與體內循環 一分子transferrin有兩個鐵結合位，可結合2個Fe³⁺，故transferrin與鐵的結合比例為1：2。血漿transferrin攜帶的是Fe³⁺，不是Fe²⁺，也不是hemosiderin或ferritin。 血漿transferrin所攜帶的鐵，主要來源是老廢紅血球被巨噬細胞（主要在脾臟）吞噬後，由血紅素（Hb）分解回收的鐵。每日紅血球回收的鐵約20～25 mg，遠多於腸道每日吸收的1～2 mg，所以健康人的血清鐵主要不是來自當日飲食。肝臟儲存鐵與肌紅素鐵也不是主要來源。 回收的鐵經巨噬細胞的ferroportin釋出，由ceruloplasmin氧化成Fe³⁺後裝載到transferrin。transferrin與紅血球前驅細胞等細胞膜上的transferrin receptor結合，經內吞作用進入細胞；內體酸化使Fe³⁺與transferrin分離，鐵還原後送入粒線體合成血紅素，或存入ferritin。卸鐵後的apotransferrin與受體一同回到細胞表面，再釋回血漿重複使用。 常考陷阱 吸收部位寫成胃、迴腸、大腸或肝：主要吸收器官是小腸，部位是十二指腸。「透過迴腸的enterocytes吸收」是錯的。 吸收形式寫成Fe³⁺、hemosiderin、ferritin：腸道吸收是Fe²⁺；hemosiderin、ferritin是儲存形式。 血漿transferrin攜帶Fe²⁺：錯，transferrin攜帶的是Fe³⁺。吸收Fe²⁺、運送Fe³⁺，要分清楚。 混淆入口蛋白：無機鐵用DMT-1；heme用HCP-1。Band 3與glycophorin A是紅血球膜蛋白；cubilin是迴腸吸收維生素B₁₂–內在因子複合物的受體；ferroportin是出口而非入口。 「最直接促進鐵進入腸黏膜細胞」選ferroportin或heme oxygenase：應選DMT-1。 IRP結合DMT-1 mRNA的5′端：錯，DMT-1的IRE在3′非轉譯區，IRP結合後穩定mRNA、增加表現。 作用順序排錯：正確為ferrireductase→DMT-1→ferroportin→ferroxidase。ferroxidase最後才作用，把Fe²⁺氧化成Fe³⁺；ferrireductase最先作用，方向是還原。 hepcidin「穩定」ferroportin、增進釋鐵：錯，hepcidin使ferroportin被內吞降解。 hepcidin變化方向：缺鐵性貧血hepcidin下降；鐵負荷與慢性發炎hepcidin上升。「慢性發炎時hepcidin下降導致吸收不良」是錯的。 促進與抑制因素對調：維生素C、二價鐵、懷孕、缺鐵都會增加吸收；茶、制酸劑、感染則降低吸收。 結合比例：transferrin：Fe＝1：2，不是2：1、1：4或4：1。 血清鐵主要來自飲食或肝臟儲存鐵：錯，主要來自老廢紅血球Hb的回收。 記憶口訣 「十二指腸收二價；無機走DMT，血質走HCP。」 「還原→進→出→氧化：reductase、DMT-1、ferroportin、oxidase。」 「缺鐵hepcidin低，發炎鐵多hepcidin高；hepcidin一上來，ferroportin被拆。」 「C幫鐵，茶擋鐵。」 「一車載兩個三價鐵；車上的鐵多半來自舊紅球。」