腸道鐵吸收

鐵平衡基礎

人類無法排泄過量鐵 → 鐵平衡由十二指腸近端鐵吸收控制
鐵超載 (iron overload)：若繞過吸收調節
- 肌注鐵劑 (parenteral iron)
- 輸血 (transfusion)

吸收量

正常：成人飲食含鐵 10-20 mg，僅吸收 1-1.5 mg 以平衡必然損失 (basal iron loss)

飲食鐵進入

非血紅素鐵 (non-heme iron) + 血紅素鐵 (heme iron) 經腸細胞刷狀邊界頂端（管腔）表面進入

非血紅素鐵吸收

氧化還原

膳食非血紅素鐵主要呈 Fe³⁺ (高價)
吸收前轉換為 Fe²⁺ (低價)：
- 抗壞血酸 (ascorbic acid, 維生素 C) 還原
- 刷狀邊界鐵還原酶 (brush border ferrireductase)：
  - 十二指腸細胞色素 B (duodenal cytochrome B, DCYTB) 膜相關
  - 其他鐵還原酶 (ferrireductase)

攝取轉運蛋白

DMT1 (二價金屬轉運蛋白-1, divalent metal transporter-1)
- 同一轉運蛋白從內體出口（見前文）
- 轉運 Fe²⁺ 需內向質子梯度
- 梯度由黏膜酸化 NHE2、NHE3 (Na/H 交換器, sodium-hydrogen exchanger) 產生

血紅素鐵吸收

吸收機制仍未完全明瞭，特定膜轉運蛋白未知
進入細胞後：
- 血紅素氧合酶 (heme oxygenase) 1 (HO-1) 從血紅素釋放鐵 → 公共細胞質鐵池

細胞質鐵代謝

短期分配

吸收鐵進入公共細胞質鐵池：
- (1) 細胞需求或儲存於鐵蛋白 (ferritin) (見後)
  - 腸細胞脫落時丟失
- (2) 經腸細胞基底外側膜 ferroportin 出口

細胞質鐵陪伴蛋白

PCBP1：將過量鐵轉運至鐵蛋白 (ferritin) 儲存

腸細胞出口：Ferroportin 途徑

鐵蛋白轉運：
- 由陪伴蛋白 (poly(rC)-結合蛋白 2 [PCBP2]) 轉運至 ferroportin
- 經 ferroportin 出口，受 **肝素鐵蛋白 (hepcidin)**調節
氧化步驟 (oxidation step)：
- 膜結合 hephaestin 或循環 ceruloplasmin 作為鐵氧化酶 (ferroxidase)
- Fe²⁺ → Fe³⁺ 轉換
- Fe³⁺ 結合血漿 轉鐵蛋白 (transferrin, Tf)

十二指腸鐵吸收控制

全身調節

**肝素鐵蛋白 (hepcidin)**控制 ferroportin

局部調節

轉錄級 (transcriptional level)：低氧誘導因子 (hypoxia-inducible factor) 2α (HIF-2α) 轉錄後級 (posttranscriptional level)：鐵調節蛋白 (iron-responsive protein, IRP1、IRP2) / 鐵應答性元件 (iron response element, IRE) 系統

FPN1B 適應機制

FPN1B 表達：缺乏 5' 非翻譯區中鐵應答性元件 (iron response element, IRE)
- 允許腸細胞繞過鐵調節蛋白 (iron-responsive protein) 對 ferroportin 的抑制
- 即使全身細胞缺鐵 (iron deficiency) 時仍可進行鐵出口

圖表概覽 (Figure 36.8)

十二指腸腸細胞膳食鐵吸收

管腔側 (lumen side)

血紅素鐵 (heme iron)：未全表徵，特定膜轉運蛋白未定義 → 吸收後由 HO-1 釋放鐵入公共池
非血紅素鐵 (non-heme iron) (主要 Fe³⁺)：
- 膳食成分還原 + 刷狀邊界 ferrireductases (如 DCYTB)
- Fe²⁺ 經 DMT1 跨頂端膜入公共細胞質鐵池

細胞質處理 (cytoplasmic processing)

Fe²⁺ 可：
- 儲存於 ferritin (經 PCBP1 陪伴)
- 出口經 ferroportin (經 PCBP2 陪伴)
受調節：hepcidin、HIF-2α、IRP/IRE 系統

血清側出口 (serum-side exit)

Ferroportin 出口 Fe²⁺
Hephaestin / ceruloplasmin 鐵氧化酶 (ferroxidase)
Fe³⁺ 上 transferrin