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铁代谢在血管性认知障碍中的研究进展

【摘要】铁是大脑正常发育和认知功能持不可或缺的微量元素，故当体内铁稳

态被破坏时（无论是铁过载还是铁缺乏），都会对大脑带来一系列不良影响。血

管性认知障碍是以脑力减退、思弱化等认知功能损害为主要特征的神经退行性

疾病，严重危害着人们的健康。目前，铁代谢与血管性认知障碍的关系研究正受

到越来越多的关注。本文现围绕铁代谢过程及其在血管性认知障碍发生发展中的

作用研究进展进行总结归纳，以期为血管性认知障碍的预防及治疗提供新的思路

和方法。

【关键词】血管性认知障碍；铁代谢；铁稳态失衡

血管性认知障碍是由脑血管病及相关危险因素引起的认知功能受损类疾病，

涵盖了从主观认知能力下降、轻度认知障碍至血管性痴呆等不同程度的认知功能

损害，是全球范围内仅次于阿尔茨海默病的第二大致痴呆原因［1-3］。铁是大脑

正常发育和认知功能持不可或缺的微量元素。铁通过获得或失去电子在Fe2+

和Fe3+之间转换，实现可逆电子转移反应并可形成配位键，在髓鞘形成、神经

递质合成等细胞活动中发挥着重要作用，但其在持生理功能的同时也可能带来

潜在的危害，例如铁在催化电子转移反应时生成的活性氧可以引起脂质过氧化导

致DNA、蛋白质损伤，甚至引起细胞死亡［4］。正常情况下生物体内铁浓度、分

布范围处于相对稳定状态，但当铁稳态被破坏时可能引起一系列不良后果［5］。

本文现从铁代谢角度归纳总结铁稳态失衡与血管性认知障碍之间的关系，以深入

探讨铁代谢对中枢神经系统的影响及其在血管性认知障碍发生发展中的作用，从

而为血管性认知障碍的预防及治疗提供新的思路和方法。

一、铁代谢

1.铁代谢的一般特征：铁在多种细胞活动中都发挥着重要作用，其代谢过程

受到严格调控。铁可以循环利用且很少排出体外，因此机体铁稳态很大程度上依

赖铁吸收量和铁需求量之间的平衡。铁需求量在婴儿和儿童时期相对较高，而成

年后男性铁吸收量会下降到约每天Img,女性因月经丢失铁吸收量多于男性(约

为2mg),健康成年人全身铁含量通常持在3.5、5.0g［6-7］。除了胎儿期可以

通过胎盘获取铁外，正常人体获得铁的唯一途径是饮食摄入后经肠道吸收。生物

体内铁水平受到铁调素、膜铁转运蛋白1(ferroportin1,FPN1)共同调节。

FPN1是目前唯一已知的将细胞内铁输出到胞外的膜蛋白，经食物吸收的铁通过

肠道细胞基底侧的FPN1进入细胞间液后，被转铁蛋白运往全身各处发挥生理功

能［8］。铁调素是一种主要在肝脏中产生的多肽，可以结合FPN1诱导其内化降解,

从而实现对铁的调节。当体内铁充足时，肝脏会分泌铁调素抑制肠道吸收铁；相

反，缺铁时肝脏会减少铁调素分泌，从而促进铁的吸收［9T0］。同时也有研究表

明，大脑中也存在着同样的铁调节机制［11］。

机体获得的铁绝大部分由血清转铁蛋白转运，每个转铁蛋白分子可以携带2

个Fe3+。临床上可以通过检测转铁蛋白饱和度，即结合铁的血清转铁蛋白量与

血清转铁蛋白总量的比值，来衡量铁的可用性。通常情况下血清转铁蛋白仅有约

30%与铁胃子结合，当转铁蛋白饱和度低于20%时提示铁缺之，超过40%时提示铁

过载，进一步超过60%时则会形成不与转铁蛋白结合的非转铁蛋白结合铁，部分

非转铁蛋白结合铁具有很强的氧化还原活性且可以穿过质膜，极易造成细胞氧化

应激损伤［10］O

生物体内的铁主要储存在肝脏、骨髓、肌肉以及红细胞、巨噬细胞中，而铁

蛋白在细胞内铁的储存中起重要作用。铁蛋白是由H亚基和L亚基按不同比例组

成的蛋白质，可以结合超过4500个Fe3+O当机体缺铁时，铁蛋白可以在选择性

核受体共激活因子4的介导下通过铁自噬过程将铁释放到细胞内。细胞内富含H

亚基的铁蛋白可以快速结合游离铁从而减少氧化损伤，而主要由L亚基组成的糖

基化铁蛋白则主要分布在血清中，并可以被细胞通过内吞途径摄取。血清铁蛋白

水平可以反映细胞铁储存量，是目前临床上被广泛应用的疾病标记物，例如高铁

蛋白血症主要见于遗传性或继发性铁过载患者，但在慢性炎症、感染及恶性肿瘤

等情况下患者体内血清铁蛋白水平也会升高；血清铁蛋白水平降低则出现在缺铁

性贫血、甲状腺功能减退和抗坏血酸缺乏等缺铁人群中。

2.中枢神经系统的铁代谢：铁是脑细胞代谢所必需的元素。对脑内各类细胞

铁含量的测定显示，神经元内铁的平均浓度为0.57niniol/