在第一章中已经介绍了微量元素的概念及分类，对微量元素有了初步的认识。现在主要介绍14种人体必需的微量元素（铁、硅、氟、锌、铜、锡、碘、锰、钼、硒、钴、镍、铬、钒）。从它们对人体的生物学作用和生理功能，与疾病的关系，在体内的吸收、分布及排泄，中毒及防治，参考摄取量及食物来源等方面，对其做更深层的了解，且介绍在日常饮食中如何合理地摄取，以保证膳食中含有丰富的营养物质。
1.铁元素基本信息
铁元素符号是Fe。原子序数是26，位于元素周期表中第4周期，第Ⅷ族。相对原子质量为55.85，纯铁密度7.86，熔点1535℃，沸点2750℃。铁是地球上分布最广的金属之一，约占地壳质量的5.1%。人类最早发现的铁是从天空掉下来的陨石。考古学家曾在伊拉克境内的古代苏美尔人的坟墓中，发现一把陨石制成的小斧。我国古代人民什么时候开始使用铁，目前尚无定论。从一些文献记载来看，大致可以追溯到春秋时代，再早的一些传说或推测则难以为据。从目前的资料来看，我国最早人工冶铁是在春秋战国之交时期出现的，在江苏六合县程桥镇春秋墓出土的铁条、铁丸等，迄今为止被确定为我国最早的生铁工具，从发掘的结果和文献记载考证，认为我国在公元前700多年已知冶铁。英国学者李约瑟（Needham·Joseph）说：“欧洲的铸铁术，是在十一世纪或十二世纪由中国传去的，大约早于欧洲一千数百年。”铁在自然界中的分布是极为广泛的，但是由于地壳上单质状态的铁较少，而且它容易锈蚀，熔点比较高，不易冶炼，因此人类利用铁是比较晚的。铁是人体中最早发现的一种必需微量元素，已有2000年的历史了。
2.铁元素在人体内的分布情况
铁是人体含量最丰富的微量元素，一般成人含铁4.2～6.1克，约占体重的0.004%。体内的铁按其功能可分为必需和非必需两部分，必需部分占体内铁总量的90%，存在于血红蛋白、肌红蛋白、血红蛋白酶类、辅助因子和运输铁中；非必需部分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肺、脾和骨髓中，所以说铁在体内分布很广，几乎所有组织都含铁，是人体发育的“建筑材料”。铁主要由消化道经十二指肠吸收，胃和小肠也可少量吸收。二价铁比三价铁易吸收，但食物中的铁多为三价铁，所以必须在胃和十二指肠内经过还原成二价铁才能充分吸收。正常情况下，铁的排泄量很少，一般每日排泄0.5～1毫克。排泄途径主要是肾脏、肠道和汗腺，女性乳腺在哺乳期也随乳汁排出部分铁。女性月经也是丢失铁的主要原因，每天平均失去1～2毫克。
3.铁元素对人体健康的作用
（1）铁与酶的关系：铁是血红蛋白的重要组成部分，也是血液中输送氧与交换氧的重要元素。铁又是许多酶的组成成分和氧化还原反应酶的激活剂，其主要功能是补血。铁参与血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、细胞色素氧化酶及触酶的合成，并激活琥珀脱氢酶、黄嘌呤氧化酶等活性。红细胞功能是输送氧的，肌红蛋白是肌肉贮存氧的地方，每个肌红蛋白含一个铁血红蛋白，当肌肉运动时，它可以提供或补充血液输氧的不足。近代研究表明，急性心肌梗死发作时，血清肌红蛋白显著增加，与上述机制有关。细胞色素酶类，是体内复杂的氧化还原过程所不可缺少的，有了它才能完成电子传递，并在三羧酸循环中使脱下的氢原子与由血红蛋白从肺运来的氧生成水，以保证代谢，同时在这一过程中释放出能量，供给机体需要。在氧化过程中所产生的过氧化氢等有害物质，又可被含铁的触酶和过氧化物所破坏而解毒。
（2）铁参与能量代谢与造血功能：由于铁在人体内存在形式很多，其生理功能也相应广泛。例如，血红蛋白可输送氧，肌红蛋白可贮存氧，细胞色素可转运电子，铁结合各种酶又可分解过氧化物、解毒抑制细菌、参与三羧酸循环、释放能量。释放能量与细胞膜线粒体聚集铁的数量多少有关，线粒体聚集铁越多，释放的能量也就越多。
铁影响蛋白质及去氧核糖核酸的合成及造血、维生素代谢。许多研究证明，缺铁时，肝脏内合成去氧核糖核酸将受到抑制，肝脏发育减慢，肝细胞及其他细胞内的线粒体和微粒体发生异常，细胞色素C含量减少，导致蛋白质的合成及能量运用减少，进而发生贫血，以及身高、体重发育不良等。
（3）铁与人体免疫功能：铁在体内参与造血，并形成血红蛋白、肌红蛋白，参与氧的携带和运输。铁还是多种酶活性中心，铁过剩和缺铁时均可引起机体感染增加，微生物生长繁殖也需要铁的存在，有时补铁会增加感染的危险性。
实验表明，缺铁时中性白细胞的杀菌能力降低，淋巴细胞功能受损，在补充铁后免疫功能可以得到改善。在中性白细胞中，被吞噬的细菌需要依赖超氧化物酶等杀灭，在缺铁时此酶系统不能发挥作用。
（4）铁与其他元素的关系：铅中毒时铁的利用会有障碍，同时肠道铁的吸收也受到抑制。缺铁性贫血患者细胞内铜、锌浓度降低，人和动物口服锌，血清铁蛋白下降，加服铁剂后上升。长期血液透析的尿毒症患者出现小细胞低色素性贫血，且必须静脉补充铁剂才能纠正。其红细胞指数与血清铝和红细胞铝超负荷有关。机体缺铜时不仅使铁的吸收量减少，而且铁的利用也发生困难。缺铁又影响锌吸收。
4.缺铁引起的相关疾病
据世界卫生组织调查，缺铁性贫血几乎遍及全球，占世界人口的10%～20%，不论城市或农村，不论性别或年龄，都有发病的可能。女性比男性高，这是由于妇女月经失血丢铁、孕育需铁及哺乳期失铁所致。世界各地区妇女贫血的百分比较高，男女发病率之比为1：2.据国内不完全统计，儿童贫血病者约占50%，主要是缺铁性贫血。
（1）缺铁造成贫血
①缺铁性贫血。缺铁性贫血是体内铁缺乏，影响正常铁血红蛋白合成所引起的贫血。由于体内总铁量的65%存在于细胞内，因此反复多量失血会引起体内总铁量显著下降。钩虫病引起肠道长期少量出血，多年肛痔出血或妇女月经过多等长期损失铁，最终可使体内贮铁量枯竭，以致发生缺铁性贫血。临床表现与贫血程度有关，可有皮肤黏膜苍白，以口唇、甲床及口腔黏膜苍白最为明显，体力差、易疲乏、不活泼，不爱运动、食欲减退、精神萎靡，年长儿童及成人头晕、耳鸣、眼花等，生长发育缓慢。严重者除有一般贫血症状外，可发生肝、脾、淋巴结肿大和四肢水肿。
②溶血性贫血。溶血性贫血是由于红细胞破坏增速，超过造血补偿能力范围发生的一种贫血。这种病人虽对铁的吸收量增多，但铁的利用率很低，贮存的铁反而增多，因而对铁剂治疗要慎重，以免引起继发性血色病。临床表现较多为急性中毒，肢体酸痛、头痛、呕吐、寒战、高热、面色苍白、黄疸、肝脾大、血尿、急性肾衰竭、尿毒症。
③再生障碍性贫血。是由于红骨髓显著减少、造血功能衰竭而引起的一种综合征，以全血细胞减少为主要临床表现。病因有化学因素、物理因素和生物因素，还多见于长期贫血治疗无效、慢性肾衰竭、脑垂体功能减退症等。该病有造血功能障碍、出血和感染三大特点。用铁剂、维生素B12、雄激素治疗，可提高人体对铁的利用，刺激亚铁血红素的合成。
（2）缺铁影响某些生理系统
①消化系统。出现厌食、胃肠功能减退等。严重时可出现营养吸收不良综合征，还可出现异食癖。
②神经系统。在贫血不明显而机体缺铁时，会有烦躁不安、多动、注意力不集中、反应迟钝、记忆力差、智力减退等表现。
③心血管系统。血红蛋白低于70克/升时可出现心率增快、气急，同时可并发呼吸道感染，易发生心力衰竭。
④免疫系统。常使细胞免疫力下降，易发生各种感染，常迁延难愈，还可反复感染。
5.高铁对人健康的危害
（1）急性中毒：误服大量亚铁盐类（如硫酸亚铁等）可发生急性中毒。中毒时出现恶心、呕吐，伴剧烈的胃部烧灼感，呕吐物中有血性物质，呈咖啡色。腹痛、腹泻、排出血性和柏油样便，可伴有轻度黄疸。患者嗜睡、疲乏无力，有时烦躁不安。皮肤可出现淤斑。肝大伴压痛，尿有蛋白和管型，偶见血尿。重症患者可迅速发生休克，出现血压下降、脉快而弱、呼吸困难，可有缺氧、发绀和肺水肿。严重者由于昏迷和血液循环衰竭而危及生命。成人口服氯化铁的致死量是30克左右，硫酸亚铁约50克左右，小儿5～10克。
口服铁剂引起急性中毒，可用50克/升碳酸氢钠溶液洗胃，继而用牛奶、豆浆、鸡蛋清、药用炭等洗胃。
（2）慢性中毒：慢性中毒也称继发性血色病。长期过量注射铁剂及反复输血，可使机体产生铁代谢紊乱，引起继发性含铁血黄素沉着症。
①皮肤色素沉着。皮肤呈蓝、棕、灰色或青铜色，以体表外露部位、腋窝、腹股沟最明显，牙龈、软腭的黏膜也有色素沉着。
②肝脾大。肝可明显增大，质地坚硬，表面光滑，压痛一般不显著。脾大往往不如肝大明显。可伴有肝功能异常。
③糖尿病。多饮、多食、多尿，症状多不明显。血糖可轻度或中度升高。尿糖阳性。
④性功能下降。可有性欲减低、阳痿、睾丸缩小变软，腋毛、阴毛稀少等改变。
⑤心肌炎。心脏可增大伴心律失常，心电图有低电压、S-T段降低、T波平坦或倒置、束支传导阻滞等心律失常表现。
慢性中毒的防治可采取立即停止输血和注射铁剂、放血疗法、驱铁疗法等。
6.铁元素的主要饮食来源
铁含量比较丰富的蔬菜有薹菜、菠菜、苜蓿、芹菜、油菜、番茄、萝卜、萝卜缨子、荠菜、发菜、黑木耳、海带等。铁含量比较丰富的动物性食品有鸡、鸭、鹅、猪、牛、羊肉及动物肝脏、心脏，动物血、蛋黄、鱼类等。水果类食品中尤以樱桃的含铁量最为丰富，居各种水果之首，其次是草莓、枣、桃、橘子、桂圆、橙子、山楂、苹果、杏脯等。此外，牛奶、冰淇淋、部分果汁、酸奶、干酪及糖类也含有微量的铁。豆类食物中则以毛豆、黄豆铁的含量较高，其中黄豆不仅铁含量较高且吸收率也较高，是铁的良好来源。
“专家健康提醒”
（1）铁元素的摄入：当膳食有足够的铁时，人体所吸收的铁就会被储存在机体组织中，主要是被储存在骨髓、肝、脾中；吸收的铁不足时，储存的铁就会因逐渐消耗而减少。一般成年男性每天所需的铁为10毫克，女性为10～15毫克，青少年为15毫克，儿童为10毫克，婴儿为5毫克，孕妇为10～45毫克，产妇为30～45毫克。在日常饮食中，合理地摄取铁，会令肌肤红润亮泽，显得更美更健康。
治疗缺铁性贫血是使用硫酸亚铁为原料的各种补铁剂。硫酸亚铁在肠道中离解为硫酸根和亚铁离子，亚铁离子的吸收和食物中的铁一样，受很多因素影响，人体吸收率低，为了达到治疗目的必须加大服用剂量，但大量的游离状亚铁离子会刺激胃肠道黏膜而使服用者出现呕吐、腹痛腹泻等不良反应，因而病人尤其是婴儿难以坚持服药。
（2）推荐补铁食谱
蘑菇炒鸡蛋
“主要原料”主料用鲜蘑菇（最好是红蘑菇）、鸡脯肉、鸡蛋，作料为植物油、食盐、白糖、姜末、淀粉、料酒、酱油、葱末。
“一般做法”把鸡脯肉用清水冲洗干净后切成片，放入碗内，加入鸡蛋清，并用适量淀粉、食盐搅拌均匀，待用。把蘑菇用清水冲洗干净，放入沸水中煮熟，捞出控干水分，然后切成片，待用。在铁锅中加入植物油，烧至六成热时，放入鸡脯片炒熟，用漏勺捞出控油。在铁锅中留油适量，放入葱、姜炒香，再放入蘑菇片及白糖、酱油、料酒适量煸炒一下，然后再倒入控好的鸡脯肉，用水淀粉勾芡，翻炒均匀即可出锅。
“功效作用”蘑菇中含有大量的铁元素，它能够促进机体造血功能的发挥，预防贫血症的发生，并且有助于增强人体的免疫力。鸡肉中含有丰富的蛋白质等营养物质，能够补气健脾，尤其适合女性产后食用。
鸡肝大米粥
“主要原料”鸡肝15克，鸡汤15毫升，大米100克，酱油、熟芝麻各少许。
“制作方法”将鸡肝放入水中煮，除去血污后再换水煮10分钟后捞起，放入碗内研碎。将鸡汤放入锅内，加入研碎的鸡肝，煮成糊状；大米煮成粥后，将鸡肝糊加入，再放酱油和熟芝麻，搅匀即成。
“功效作用”此粥含有丰富的蛋白质、钙、磷、铁、锌及维生素A、维生素B1、维生素B2和烟酸等多种营养素，坚持食用有很好的补铁效果，最适宜9个月以上的孩子。
泥鳅大米粥
“主要原料”泥鳅200克，大米100克，食用油、料酒、食盐各少许，香葱10段，生姜3片。
“制作方法”将泥鳅去头，剖腹去内脏，用温水洗去黏液；将食用油加入铁锅内烧热，下泥鳅稍煎捞出；另换铁锅注入适量清水，加入煎后泥鳅、料酒、食盐、葱、姜，煮开后去浮沫，待泥鳅熟后，取汤；然后将泥鳅汤与大米同煮至粥。
“功效作用”此粥含铁元素丰富，最适宜9个月以上的孩子。
扩展阅读资料
1.张朝华，贾存英，“富铁元素与人体健康”，《微量元素与健康研究》，2002年第3期
2.朱王飞，钱胜峰，“铁与人体健康”，《中国食物与营养》，2004年第3期
3.吕金荣，“微量元素铁与人体健康”，《微量元素与健康研究》，2006年第3期
4.朱航，罗海吉，“铁过量与人体健康”，《广东微量元素科学》，2006年第7期
5.徐素萍，“微量元素铁与人体健康的关系”，《中国食物与营养》，2007年第12期
6.郑华，徐恒玉，“浅谈微量元素铁与人体健康”，《河南农业》，2009年第4期