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第一章 铁在生物学中的用途1

1.生物体内的铁1

1.1 植物中的铁1

1.2 人体铁代谢2

2.铁的运送及贮存蛋白5

2.1 转铁蛋白类5

2.2 铁蛋白及含铁血黄素7

1.3 液相内吞8

3.1 血红蛋白与肌红蛋白10

3.2 细胞色素10

3.生物体内的其他含铁蛋白10

2.3 铁的结合与释放10

3.3 铁硫蛋白11

3.4 含铁酶11

4.铁的毒性12

4.1 急性铁中毒12

4.2 铁的慢性中毒12

4.3 铁的细胞毒性12

5.1 缺铁引起的疾病13

5.与铁有关的疾病13

4.4 铁的致癌作用——基因毒性13

5.2 铁的过负荷14

5.3 异常血红蛋白症15

5.6 铁与癌16

5.4 与自由基损伤有关的贫血16

5.5 铁、自由基、动脉粥样硬化16

5.7 铁与感染17

5.8 铁与炎症18

6.小结19

1.铁结合蛋白与铁硫酶22

2.哺乳类动物的铁依赖酶类22

2.1 氧化还原酶类22

第二章 铁的化学性质与生化功能22

2.2 单加氧酶类26

2.3 双加氧酶类28

2.4 过氧化物酶类31

2.5 NO合成酶32

3.2 铁反应的转最后调节33

2.6 其他33

3.氧的运输与贮存34

4.电子传递34

5.铁对血红素生物合成的调节34

5.2 对亚铁螫合酶转录的调节36

5.1 对δ－氨基乙酰丙酸合成酶的调节36

5.4 对Ｔｆ铁蛋白转运系统的调节36

5.3 对β珠蛋白基因转录的调节36

6.铁的水化学38

6.1 铁的氧化还原性质38

6.2 水解作用39

6.3 生物学配体交换反应39

第三章 铁的吸收42

1.研究铁吸收的方法42

1.1 组织化学方法42

1.2 肠襻模型42

1.3 铁平衡技术44

1.4 同位素技术44

2.影响铁吸收的因素45

2.1 食物中铁的形式45

1.5 体外研究45

2.2 食物的物理性状46

2.3 食物中的促进剂46

2.4 食物中的抑制剂49

2.5 蛋白与促进剂及抑制剂的相互作用51

2.6 单餐研究的局限性52

2.7 胃肠消化液及粘液52

2.9 小肠粘膜的影响53

2.8 剂量的影响53

3.血红素铁的吸收54

2.10 铁状态的影响54

4.1 粘膜细胞吸收55

4.非血红素铁的吸收55

4.2 粘膜铁处理及细胞内铁转运56

4.3 粘膜细胞铁向血浆的转运58

5.铁吸收的调节59

5.1 调节吸收的部位59

5.2 铁状态的影响60

5.3 红细胞生成的影响60

6.小结61

1.1 转铁蛋白与血浆铁的结合66

1.细胞外的铁转运66

第四章 铁的细胞外及细胞内转运66

1.2 特异的、非转铁蛋白结合血浆铁68

1.3 非特异性非转铁蛋白结合铁70

2.铁的细胞内转运71

2.1 低分子量运输铁池71

2.2 参与铁摄取的高分子量中介物72

2.3 是否有“动铁蛋白”在细胞内铁转运中起作用?73

2.4 另一种假说——不存在低分子量运输铁池?73

3.细胞内铁稳态74

3.1 铁反应成分75

3.2 铁调节蛋白-176

3.3 铁调节蛋白-278

3.4 血红素78

第五章 细胞的铁摄取84

1.转铁蛋白依赖性铁摄取84

1.1 受体介导性内吞84

1.2 吸附性内吞88

1.4 跨膜还原酶作用88

2.非转铁蛋白依赖性铁摄取89

2.1 生理功能89

2.2 参与转铁蛋白结合铁的摄取89

2.3 铁如何穿过内吞小体膜进入细胞质90

3.脑摄铁机制探讨94

3.1 神经胶质细胞94

3.2 神经细胞95

3.3 脑细胞摄铁的胞内调控机制96

4.小结96

第六章 铁的贮存——铁蛋白的作用101

1.肝脏和正常铁代谢101

2.肝脏和主要的铁结合蛋白104

2.1 转铁蛋白104

2.2 铁蛋白105

2.3 细胞内铁的稳态108

2.4 含铁血黄素109

3.铁蛋白的功能111

3.1 参与铁代谢112

3.2 防止过氧化作用112

3.3 对细胞生长的调节113

3.4 对免疫系统和肿瘤的影响114

4.铁蛋白——铁的摄取和释放115

4.1 铁蛋白——铁的摄取115

4.2 铁蛋白——铁的释放115

5.铁蛋白受体116

6.细胞内铁蛋白的降解117

6.1 铁蛋白从囊泡迁移至溶酶体117

6.3 溶酶体中铁蛋白的去向118

6.4 铁蛋白和铁的胆汁排泄118

6.2 铁蛋白降解的细胞差异118

2.3 转铁蛋白的S—S键120

第七章 转铁蛋白123

1.转铁蛋白的生物学123

1.1 转铁蛋白的合成、分布和代谢123

1.2 转铁蛋白的功能124

2.转铁蛋白的结构生物学126

2.1 转铁蛋白的化学结构126

2.2 转铁蛋白的三维结构127

2.4 转铁蛋白的铁结合部位129

2.5 转铁蛋白分子“功能结构域”的保守与变异131

3.转铁蛋白的分子生物学132

3.1 基因的染色体定位132

3.2 转铁蛋白的cDNA结构132

3.3 转铁蛋白的基因结构132

3.4 转铁蛋白基因的表达调控133

4.转铁蛋白结构域和转铁蛋白的分子进133

4.1 转铁蛋白结构域133

4.2 转铁蛋白的分子进化135

5.1 动物转铁蛋白139

5.动物转铁蛋白和转铁蛋白的相关蛋白质139

5.2 转铁蛋白相关蛋白质141

6.转铁蛋白的遗传变异142

7.结论143

第八章 转铁蛋白受体148

1.转铁蛋白受体的结构和功能148

2.转铁蛋白循环149

3.转铁蛋白受体表达的生理学意义151

3.1 红细胞151

3.2 肝细胞151

3.3 小肠细胞152

3.4 脑152

3.5 血-脑、血-睾丸和血-胎盘屏障153

3.6 增殖的细胞153

4.转铁蛋白受体表达调控的分子机制154

4.1 转铁蛋白受体基因154

4.2 转铁蛋白受体基因的转录调节：基因启动子155

4.3 转铁蛋白受体基因的转最后调节：铁离子应答元件和铁离子调节蛋白156

4.4 转铁蛋白受体基因调节中细胞信号途径158

5.转铁蛋白受体用于临床诊断和实验性治疗159

5.1 转铁蛋白受体作为临床诊断的工具159

5.2 转铁蛋白受体介导药物和基因运送159

6.总结160

第九章 铁状态及其评定165

1.体内铁域的测定167

1.1 血红蛋白和红细胞指标167

1.2 估计铁贮量的方法167

1.3 组织供铁的测定172

2.测试的变异性175

2.1 方法学和生物学的变异性175

2.2 发育中的变化176

3.血液测试在测定铁状态中的应用176

3.1 人群调查176

3.2 个别病例177

3.3 具体的应用178

4.实验研究中应用的细胞摄铁的测定180

4.1 网织红细胞摄取转铁蛋白结合铁和非转铁蛋白结合铁的测定180

4.3 铁摄取过程中细胞内和膜结合铁的测定181

4.4 转铁蛋白循环时间的计算181

4.2 肝细胞摄取转铁蛋白结合铁的测定181

第十章 铁缺乏症185

1.人体内铁的分布185

2.铁缺乏的分期185

2.1 储铁减少期186

2.2 缺铁性红细胞生成期186

2.3 缺铁性贫血期186

3.人体内铁平衡的影响因素187

3.1 铁的基础排泄量187

3.2 生理性铁丢失过多187

3.3 病理性铁丢失过多188

3.4 既非病理性也非正常生理性丢失188

3.5 组织对铁需要量的增加188

3.6饮食铁的影响189

4.推荐铁摄入量190

5.铁缺乏的原因191

6.铁缺乏的评价和实验指标191

6.1 血象193

6.2 骨髓象193

6.3 反映储铁缺乏的指标193

6.4 反映功能铁缺乏即缺铁性细胞生成的指标194

6.5 缺铁性贫血的指标195

6.6 其他指标196

7.鉴别诊断197

2.活性氧自由基引起的组织损伤200

8.铁缺乏的流行病学200

9.缺铁对人体的影响及临床表现201

9.1 对中枢神经系统的影响201

9.2 对体力的影响202

9.3 对免疫功能的影响202

9.4 对妊娠的影响203

9.5 其他影响203

9.6 临床表现203

10.铁缺乏症的治疗203

10.1 口服铁治疗204

10.2 注射铁剂治疗205

11.铁缺乏症的预防205

11.1 饮食调整206

11.2 强化铁食物207

11.3 补充铁剂207

1.1 遗传性血色病210

1.原发性铁过负荷210

第十一章 铁过负荷210

1.2 铁过负荷及其他疾病220

2.继发性铁过负荷222

2.1 铁过负荷性贫血223

3.其他原因引起的铁过负荷228

3.1 亚撒哈拉区饮食铁过负荷228

3.2 先天性转铁蛋白缺乏症228

3.3 慢性肝病——酒精性肝病229

4.局限性铁过负荷229

4.1 特发性肺含铁血黄素沉着症229

4.2 阵发性睡眠性血红蛋白尿症230

5.结论230

第十二章 铁螯合剂234

1.去铁胺的药理学235

2.体内可整合铁的性质236

3.去铁胺的毒性238

4.去铁胺在铁过负荷病人中的应用239

5.新的口服螯合剂的发展240

5.1 多阴离子胺240

5.2 芳香基腙241

5.3 3-羟基吡啶-4-酮241

6.2 局部缺血后的再灌注性损伤243

6.1 铁螯合剂干扰羟自由基的形成243

6.并非与铁过负荷有关的铁螯合作用243

6.3 药物毒性245

6.4 肺脉管炎246

6.5 抑制细胞分裂248

6.6 皮肤卟啉病249

7.结论249

1.1 运动员的铁状态254

1.运动后铁状态的调查254

第十三章 运动与铁代谢254

1.2 非运动员运动后的铁状态256

1.3 大鼠运动模型中铁状态的观察256

2.1 运动性铁缺乏是真正的铁缺乏257

2.运动与铁缺乏257

2.2 铁缺乏的原因258

3.运动性贫血265

3.1 运动性贫血265

3.2 运动性贫血的原因266

3.3 对“运动性贫血”的评价268

4.铁缺乏与运动操作能力268

4.1 铁缺乏与能量代谢268

4.2 铁缺乏对运动操作能力的影响268

5.铁补充270

5.1 铁补充后铁状态或运动操作能力的变化270

5.2 铁补充对铁缺乏的预防与治疗271

6.研究中尚存在的问题272

7.小结273

第十四章 围产期母婴铁代谢的研究277

1.孕妇铁代谢277

1.1 概述277

1.3 孕妇发生IDA时对妊娠的影响278

1.2 孕妇铁缺乏的原因278

1.4 孕期缺铁的诊断和监测279

2.胎儿铁代谢279

3.母体胎儿间铁转运的过程及调节281

3.1 胎盘转铁蛋白受体(Tm)的作用281

3.2 胎盘铁蛋白受体(FnR)表达与胎盘铁转运282

3.3 参与胎盘铁转运的其他载体283

4.母婴铁代谢的关系285

4.1 对血清铁生化指标的检测285

4.2 血清铁蛋白(SF)的检测286

4.3 红细胞碱性铁蛋白(EF)的检测286

4.4 红细胞内外铁染色观察287

4.5 其他288

5.小婴儿铁代谢的特点288

第十五章 铁与氧化应激292

1.铁离子催化的活性氧自由基的产生293

1.1 细胞正常代谢过程中产生的超氧阴离子(O-2)和过氧化氢(H2O2)293

1.2 体内产生超氧阴离子的其他途径294

1.3 Fenton反应——铁离子催化的羟自由基(·OH)的产生296

1.4 体内催化产生·OH的铁的存在形式297

2.1 脂质过氧化299

2.2 活性氧自由基对DNA的损伤301

3.具有氧化活性的高价铁离子和铁离子复合物302

3.1 高铁离子自由基302

3.2 铁离子的氧化还原与脂氧化的启动305

4.1 铁与人类癌症307

4.铁的致癌作用307

4.2 铁引起的动物致癌308

第十六章 铁的毒性312

1.铁过量的毒理学313

2.铁毒性与自由基病理学313

3.环境铁水平与暴露314

3.1 一般环境314

3.2 工作环境315

4.效应及剂量-反应关系315

4.1 局部效应与剂量-反应关系315

4.2 全身效应与剂量-反应关系316

5.1 铁过负荷肝损伤的病理生理机制317

5.肝的病理317

5.2 铁过负荷时的肝纤维化323

6.铁过负荷与胆道323

6.1 正常人类胆路与铁324

6.2 铁过负荷时的胆路与铁324

7.铁与心血管系统疾病325

7.1 铁与动脉粥样硬化325

7.2 铁与冠心病325

1.1 脑铁的区域性分布329

1.脑铁的分布329

第十七章 脑铁代谢和中枢神经系统变性疾病329

1.2 脑铁的细胞分布331

2.1 转铁蛋白和转铁蛋白受体331

2.2 铁的贮存——铁蛋白333

2.3 脑内其他铁转运物质333

3.脑内铁平衡的调节337

3.1 细胞水平的调节337

3.3 非铁依赖的转录水平调控339

4.脑铁与髓鞘形成339

5.1 铁与帕金森病340

5.脑铁与神经变性疾病340

5.2 铁与阿尔茨海默病344

5.3 与铁代谢相关的其他神经变性疾病346

5.4 游离铁、一氧化氮合成酶和神经变性疾病347

5.5 神经变性疾病中铁的转移和来源347

6.小结348

第十八章 铁代谢与炎症、免疫和感染353

1.铁代谢与炎症反应353

2.铁缺乏对免疫系统的影响357

2.1 缺铁对淋巴细胞及其功能的影响357

2.2 缺铁对吞噬细胞及其功能的影响358

3.铁过剩对免疫系统的影响359

3.1 铁过剩对淋巴细胞及其功能的影响359

3.2 铁过负荷对吞噬细胞功能的影响360

3.3 铁过负荷对NK细胞的影响360

4.转铁蛋白、乳铁蛋白和铁蛋白的免疫调节活性361

4.1 转铁蛋白的免疫调节活性361

4.2 乳铁蛋白的免疫调节活性362

4.3 铁蛋白的免疫调节活性362

5.铁代谢与感染363

编后369