铁元素的生理作用

Question

如题所述

Answer 1

铁是植物结构组分元素。1844年E.Glis发现铁是必需元素。

植物根系主要吸收二价铁离子，也吸收螯合态铁。植物为了提高对铁的吸收和利用，当螯合态铁补充到根系时，在根表面螯合物中的三价铁先被还原使之与有机配位体分离，分离出来的二价铁被植物吸收。一种电子源从细胞质经过细胞色素和黄素化合物调节质膜外三价铁的还原作用。根系分泌的质子和有机螯合物是植物吸收土壤中无机铁的重要机理。缺铁导致根表皮中转移细胞的形成是植物增强对铁吸收能力的调节机制之一。恢复供铁后一二天内，转移细胞退化。

铁的吸收和运输受植物激素如生长素的控制。铁的吸收主要在能产生生长素的根尖。植物吸收铁靠不断长出的根尖来完成。

铁的化学性质使其成为氧化还原反应的重要因子，它有不只一种氧化态，能根据反应物的氧化势接受或提供电子：

铁也能与电子供体或配体结合生成复合物。配体提供多于一个电子时发生螯合。铁可与含氧、硫、氮的分子生成稳定螯合物。铁为在有机分子和铁之间运动的电子提供了酶促转化的势能。

铁是过渡元素，作为辅酶或活化剂参与许多酶反应，形成酶-底物-金属络合物，或者在金属-蛋白（酶）中作为活性基团，催化多种生化反应。这里起催化作用的是金属原子化合价的变化和电子的传递。

铁在酶系统中有铁-硫蛋白和铁-卟啉蛋白两大类。

铁氧还蛋白属于稳定的铁-硫蛋白，存在于叶绿体中，是光合电子传递链中第一个稳定氧化还原化合物，是最初的电子受体。铁氧还蛋白具有很高的负氧还电位，能还原多种物质，如NADP+、O2、亚硝酸、硫酸盐和血红蛋白。

铁是卟啉分子的结构组分，诸如细胞色素、铁血红素、羟高铁血红素和豆血红蛋白均参与叶绿体中光合作用和线粒体中呼吸作用两个代谢过程中的氧化还原反应。呼吸作用中铁化合物将氧还原为水。

在铁-卟啉蛋白中铁是作为高铁血红素或氧化血红素的辅基。这些高铁血红酶系统包括过氧化氢酶、过氧化物酶、细胞色素氧化酶和各种细胞色素。

植物中大部分铁是以铁磷蛋白的形式储存，称为植物铁蛋白。细胞中约75%的铁与叶绿体结合，叶片中高达90%的铁与叶绿体和线粒体膜的脂蛋白结合。叶子中植物铁蛋白储存作为形成质体用，是进行光合作用所必需的。

铁还参与乌头酸梅、叶绿素合成的氨基γ–酮戊酸脱水酶和氨基γ–酮戊酸合成酶和亚铁螯合酶、肽基脯氨酸水解酶、固氮酶等酶系统的作用。

铁是钼–铁蛋白和铁蛋白的组分，固氮酶缺铁就没有固氮活性。固氮酶在固氮微生物中处于N2固定过程中心。在大豆中，铁也能部分取代钼作硝酸还原酶的金属辅助因子。

Answer 2

铁的生理功能

1、铁是血红蛋白的重要部分，而血红蛋白功能是向细胞输送氧气，并将二氧化碳带出细胞。血红蛋白中4个血红素和4个球蛋白链接的结构提供一种有效机制，即能与氧结合而不被氧化，在从肺输送氧到组织的过程中起着关键作用。

2、肌红蛋白是由一个血红素和一个球蛋白链组成，仅存在于肌肉组织内，基本功能是在肌肉中转运和储存氧

3、细胞色素是一系列血红素的化合物，通过其在线粒体中的电子传导作用，对呼吸和能量代谢有非常重要的影响，如细胞a、b和c是通过氧化磷酸化作用产生能量所必需的。

4、其它含铁酶中铁可以是非血素铁，台参与能量代谢的NAP脱氢酶和琥珀脱氢酶，也有含血红素铁的对氧代谢副产物分子起反应的氢过氧化物酶，还有多氧酶（参与三羟酸循环），磷酸烯醇丙酮酸羟激酶（糖产生通路限速酶），核苷酸还原酶（DNA合成所需的酶）。

5、铁元素催化促进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脏的解毒等。铁与免疫的关系也比较密切，有研究表明，铁可以提高机体的免疫力，增加中性白细胞和吞噬细胞的吞噬功能，同时也可使机体的抗感染能力增强。

参考资料：http://zhidao.baidu.com/question/38600009.html?si=2

Answer 3

Answer 4

Answer 5

铁元素是矿物质类营养素中在人体内最多的一种微量元素，存在于人体所有的细胞内。人体通过食物摄入的铁经吸收后，在血红素合成酶的作用下与原卟啉结合形成血红素，再与球蛋白合成血红蛋白。

参考资料：http://www.ndcnc.gov.cn/datalib/2003/Life/DL/DL-176207/