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第1章 铁的生物学作用与毒性1

1.1 铁的生物学功能1

1.1.1 血红蛋白与肌红蛋白1

1.1.2 细胞色素2

1.1.3 铁硫蛋白2

1.1.4 含铁酶2

1.2 铁的毒性3

1.2.1 铁过量的毒理学3

1.2.2 铁毒性与自由基病理学3

1.2.3 铁的急性中毒和慢性中毒4

1.2.4 铁的细胞毒性4

1.2.5 铁的致癌作用——基因毒性5

1.3 与铁相关的疾病5

1.3.1 缺铁性贫血5

1.3.2 铁与神经系统相关疾病5

1.3.3 铁与血色素沉着病6

1.3.4 铁与心脏病6

1.3.5 铁与癌6

1.3.6 铁与感染6

1.3.7 其他7

1.4 小结7

参考文献7

第2章 铁代谢蛋白10

2.1 细胞铁代谢11

2.1.1 食物中的铁吸收11

2.1.2 细胞铁摄取、转铁蛋白循环以及红细胞铁利用12

2.1.3 线粒体铁代谢13

2.2 维持铁稳态的铁代谢蛋白14

2.3 小结15

参考文献15

第3章 转铁蛋白与转铁蛋白受体19

3.1 转铁蛋白与转铁蛋白受体的基本生物学特性19

3.1.1 转铁蛋白的基本生物学特性19

3.1.2 转铁蛋白受体的基本生物学特性21

3.1.3 转铁蛋白与转铁蛋白受体循环23

3.2 转铁蛋白与转铁蛋白受体的表达调控25

3.2.1 转铁蛋白的表达调控25

3.2.2 转铁蛋白受体的表达调控25

3.3 转铁蛋白与转铁蛋白受体的应用27

3.3.1 转铁蛋白的应用27

3.3.2 转铁蛋白受体的应用28

3.4 小结28

参考文献29

第4章 二价金属离子转运蛋白130

4.1 二价金属离子转运蛋白1的表达、分布、结构和类型30

4.2 二价金属离子转运蛋白1的生理功能32

4.2.1 二价金属离子转运蛋白1介导小肠铁吸收32

4.2.2 二价金属离子转运蛋白1介导内吞小体铁移位32

4.3 二价金属离子转运蛋白1的表达调控33

4.4 二价金属离子转运蛋白1与铁紊乱和神经退行性疾病34

4.5 小结35

参考文献35

第5章 膜铁转运蛋白和膜铁转运辅助蛋白39

5.1 膜铁转运蛋白和膜铁辅助转运蛋白的发现39

5.2 膜铁转运蛋白和膜铁转运辅助蛋白的分布41

5.3 膜铁转运蛋白和膜铁转运辅助蛋白的功能42

5.4 膜铁转运蛋白和膜铁转运辅助蛋白表达的调控43

5.5 膜铁转运蛋白和膜铁转运辅助蛋白相关疾病45

5.6 小结48

参考文献48

第6章 黑素细胞瘤相关抗原52

6.1 黑素细胞瘤相关抗原与铁代谢53

6.2 黑素细胞瘤相关抗原与阿尔茨海默病56

6.3 黑素细胞瘤相关抗原的其他功能59

6.4 小结60

参考文献60

第7章 铁调素64

7.1 铁稳态64

7.1.1 人体铁代谢64

7.1.2 机体铁稳态65

7.2 铁调素65

7.2.1 铁调素的分子结构和活性65

7.2.2 铁调素的基因表达与调控66

7.3 铁调素和铁稳态66

7.3.1 铁状态的感知66

7.3.2 铁调素对铁代谢的调节67

参考文献69

第8章 铁调素调节蛋白72

8.1 铁调素调节蛋白基因及其表达、分布与调控72

8.2 铁调素调节蛋白的功能73

8.2.1 铁调素调节蛋白是铁调素表达所必需的调节蛋白73

8.2.2 铁调素调节蛋白直接调节细胞铁转运74

8.3 铁调素调节蛋白基因突变是青少年血色素沉着病的主要原因75

8.4 小结76

参考文献76

第9章 小肠铁吸收79

9.1 铁吸收机制79

9.1.1 非血红素铁（无机铁）的吸收79

9.1.2 血红素铁（有机铁）的吸收82

9.2 影响铁吸收的因素83

9.2.1 小肠黏膜的影响83

9.2.2 铁状态的影响84

9.2.3 食物中铁的形式84

9.2.4 食物的物理性状84

9.2.5 食物中的促进剂85

9.2.6 食物中的抑制剂86

9.2.7 胃肠消化液及黏液87

9.2.8 剂量的影响88

9.3 铁吸收的调节88

9.4 小结88

参考文献89

第10章 细胞铁摄取92

10.1 转铁蛋白结合性铁摄取途径92

10.1.1 结合93

10.1.2 内吞94

10.1.3 酸化95

10.1.4 解离和还原96

10.1.5 二价金属离子转运体1介导的移位过程96

10.1.6 胞质内的铁转移97

10.1.7 脱转铁蛋白返回细胞膜98

10.2 非转铁蛋白结合性铁的摄取途径98

10.2.1 二价金属离子转运蛋白1介导的细胞摄铁98

10.2.2 L型钙通道介导的细胞摄铁98

10.2.3 铁蛋白介导的细胞摄铁99

10.2.4 锌铁调控蛋白介导的细胞摄铁99

10.2.5 膜铁载体介导的细胞摄铁99

10.3 小结100

参考文献100

第11章 细胞铁释放104

11.1 概述104

11.2 铁释放的主要方式104

11.2.1 肠上皮细胞的铁释放104

11.2.2 脑内细胞的铁释放105

11.2.3 肝细胞和巨噬细胞的铁释放106

11.3 铁释放的调节机制106

11.3.1 铁释放与铁稳态的维持107

11.3.2 铁释放的调节模式107

11.3.3 铁释放的调节机制107

11.4 小结108

参考文献108

第12章 转铁蛋白受体2的功能及其相关疾病110

12.1 转铁蛋白受体2的表达与调控110

12.2 转铁蛋白受体2在铁代谢中的功能及其调节机制111

12.2.1 转铁蛋白受体2在铁代谢中的功能111

12.2.2 转铁蛋白受体2与铁代谢相关分子的关系112

12.3 转铁蛋白受体2与铁代谢相关疾病的关系115

12.3.1 转铁蛋白受体2与遗传性血色素沉着病115

12.3.2 转铁蛋白受体2与无转铁蛋白血症116

12.3.3 转铁蛋白受体2与急性髓性白血病117

12.4 小结117

参考文献118

第13章 脑铁代谢与神经变性疾病121

13.1 脑铁的分布、区域与功能蛋白121

13.2 脑内铁转运的机制122

13.2.1 铁通过血-脑屏障的机制122

13.2.2 脑内铁转运和脑细胞铁摄取124

13.3 脑铁与神经变性疾病的关系125

13.3.1 脑铁代谢紊乱是某些神经变性疾病的始发因素125

13.3.2 异常增高的脑铁和铁诱发的氧化应激是神经变性疾病发展的共同机制127

13.4 小结127

参考文献128

第14章 铜蓝蛋白及其相关疾病130

14.1 铜蓝蛋白的结构130

14.2 铜蓝蛋白的生物功能130

14.2.1 铜蓝蛋白在铜转运中的功能130

14.2.2 铜蓝蛋白在铁代谢中的功能131

14.2.3 铜蓝蛋白的其他功能132

14.3 铜蓝蛋白在脑内的分布、表达和调控132

14.4 铜蓝蛋白在脑铁代谢中的作用133

14.5 无铜蓝蛋白血症患者脑铁沉积的原因135

14.6 小结136

参考文献137

第15章 脑铁代谢与急性脑缺血损伤139

15.1 背景139

15.2 缺血性脑卒中的病理生理学139

15.2.1 兴奋性毒性和离子失衡140

15.2.2 缺血性脑卒中的氧化／亚硝基化应激140

15.2.3 坏死和凋亡141

15.3 铁稳态对于维持正常脑功能的重要性141

15.4 缺血性卒中后铁在脑组织释放的来源142

15.5 急性脑缺血后脑铁代谢的变化和氧化应激143

15.6 铁在急性脑缺血中作用的实验室与临床研究144

15.7 缺血性卒中后铁介导的神经功能损伤时间特征146

15.8 小结147

参考文献148

第16章 脑铁代谢与阿尔茨海默病151

16.1 阿尔茨海默病时脑铁含量的变化151

16.2 铁在阿尔茨海默病发病中的作用机制154

16.3 阿尔茨海默病与脑铁代谢相关蛋白155

16.3.1 铁调节蛋白、铁反应元件与阿尔茨海默病155

16.3.2 转铁蛋白与阿尔茨海默病156

16.3.3 二价金属离子转运蛋白1与阿尔茨海默病157

16.3.4 Ft与阿尔茨海默病157

16.3.5 膜铁转运蛋白与阿尔茨海默病158

16.3.6 遗传性血色素沉着病蛋白与阿尔茨海默病158

16.3.7 铜蓝蛋白与阿尔茨海默病158

16.3.8 黑素转铁蛋白与阿尔茨海默病159

16.4 阿尔茨海默病与去铁疗法159

16.5 小结161

参考文献161

第17章 遗传性血色素沉着病蛋白与遗传性血色素沉着病165

17.1 血色素沉着病基因及其表达蛋白165

17.2 血色素沉着病基因突变166

17.3 遗传性血色素沉着病蛋白-转铁蛋白受体复合体的结构及其相互作用167

17.4 遗传性血色素沉着病蛋白的生理功能及血色素沉着病基因变异的致病机制169

17.5 诊断方法170

17.6 治疗方法171

17.7 小结171

参考文献172

第18章 线粒体铁代谢和弗里德赖希共济失调175

18.1 线粒体内膜蛋白基因及其表达175

18.2 线粒体内膜蛋白结构176

18.2.1 线粒体内膜蛋白分子结构176

18.2.2 线粒体内膜蛋白在线粒体内的加工178

18.3 线粒体内膜蛋白的功能178

18.3.1 线粒体内膜蛋白在线粒体铁代谢中的作用178

18.3.2 线粒体内膜蛋白的线粒体外功能179

18.3.3 线粒体内膜蛋白的其他功能179

18.4 线粒体内膜蛋白与铁代谢180

18.4.1 线粒体内膜蛋白与铁离子结合180

18.4.2 线粒体内膜蛋白发挥类似铁蛋白功能180

18.4.3 线粒体内膜蛋白作为铁分子伴侣参与亚铁血红素代谢180

18.4.4 线粒体内膜蛋白参与了活性氧簇产生调控181

18.5 线粒体内膜蛋白基因突变与弗里德赖希共济失调181

18.5.1 弗里德赖希共济失调181

18.5.2 线粒体内膜蛋白基因变异181

18.6 线粒体内膜蛋白研究的细胞与动物模型182

18.6.1 小鼠弗里德赖希共济失调模型182

18.6.2 其他弗里德赖希共济失调模型183

18.7 小结183

参考文献184

第19章 运动与铁代谢188

19.1 铁代谢与铁稳态对运动的影响189

19.1.1 红细胞和血红蛋白与最大运动能力189

19.1.2 组织铁、储存铁与运动耐力189

19.1.3 铁、氧化应激与肌肉损伤190

19.1.4 小结191

19.2 运动对人体铁代谢的影响191

19.2.1 运动诱导的血液浓缩与稀释效应191

19.2.2 运动诱导的溶血效应192

19.2.3 运动诱导铁丢失193

19.2.4 运动影响铁吸收194

19.2.5 运动对机体铁周转和骨髓组织的作用194

19.2.6 小结195

19.3 对运动人体铁状态的描述与铁缺乏的诊断与发生率195

19.3.1 铁状态指标及运动的影响195

19.3.2 与运动相关的常见因素对铁代谢研究的干扰197

19.3.3 运动人体铁缺乏诊断与筛查198

19.3.4 小结200

19.4 运动人体的铁补充及其危险201

19.4.1 隐蔽性铁缺乏时铁补充的效果201

19.4.2 隐蔽性铁缺乏时铁补充对运动能力的作用及其与铁状态改变的关系201

1 9.4.3 铁补充方法203

19.4.4 补铁面临的危险204

19.4.5 小结204

19.5 运动模型动物中的铁代谢与铁状态204

19.5.1 动物模型与实验动物的饲料204

19.5.2 运动对血液铁状态指标的影响206

19.5.3 运动对组织铁含量或铁储存的影响206

19.5.4 运动对外周组织细胞铁代谢的影响207

19.5.5 运动对脑组织细胞铁含量的影响207

19.5.6 运动对铁吸收的影响208

19.5.7 小结208

19.6 运动对铁状态影响的相关学说及其评价208

19.6.1 运动铁缺乏学说209

19.6.2 血液稀释学说209

19.6.3 误导学说209

19.6.4 铁重分布学说209

19.6.5 生理性保护学说210

19.6.6 一氧化氮学说210

19.6.7 小结211

参考文献211

第20章 铁调素与骨代谢216

20.1 骨质矿化216

20.1.1 骨组织216

20.1.2 骨的矿化平衡及其调节217

20.1.3 细胞因子在骨矿化过程的影响219

20.2 铁代谢与骨质矿化的关系221

20.2.1 铁代谢与髋部骨性疾患221

20.2.2 铁代谢与骨质疏松症221

20.2.3 铁离子与钙离子的基础研究222

20.2.4 铁调素与骨代谢研究223

20.3 骨代谢异常223

20.3.1 骨质疏松症223

20.3.2 骨性关节炎224

20.4 铁调素与骨矿化异常相关因素的关系224

20.4.1 铁调素与白细胞介素-6的关系225

20.4.2 铁调素与白细胞介素-1的关系225

20.4.3 铁调素与成骨蛋白的关系226

20.4.4 铁调素与骨矿化异常226

20.5 小结226

参考文献227

第21章 心脏铁代谢及其相关疾病230

21.1 心脏中铁的分布与转运230

21.2 心脏铁代谢相关蛋白及其功能和调节231

21.2.1 铁的转运蛋白231

21.2.2 铁的储存蛋白233

21.2.3 铁调节蛋白234

21.3 铁与心脏病关系及其研究进展234

21.3.1 支持铁假说的研究235

21.3.2 不支持铁假说的研究235

21.4 铁源性心脏病236

21.4.1 铁超载引起的心脏病236

21.4.2 铁缺少引起的心脏病240

21.5 小结240

参考文献240

第22章 低氧与铁代谢244

22.1 低氧244

22.1.1 低氧诱导因子的结构244

22.1.2 低氧诱导因子1的调节245

22.1.3 低氧诱导因子1的靶基因246

22.2 低氧与铁代谢的关系248

22.2.1 低氧对转铁蛋白和转铁蛋白受体的影响248

22.2.2 低氧对铜蓝蛋白的影响249

22.2.3 低氧对铁调节蛋白的影响250

22.2.4 低氧对铁调素的影响250

22.2.5 低氧对二价金属离子转运蛋白1的影响252

22.3 小结252

参考文献253

第23章 妊娠期缺铁性贫血257

23.1 妊娠期缺铁性贫血概述257

23.1.1 妊娠期缺铁性贫血现状257

23.1.2 妊娠期缺铁性贫血的原因及诊断257

23.1.3 妊娠期缺铁性贫血的危害258

23.1.4 妊娠期缺铁性贫血铁剂治疗的效果258

23.1.5 乳铁蛋白的应用259

23.2 胎盘铁转运蛋白260

23.2.1 转铁蛋白及其受体260

23.2.2 二价金属离子转运蛋白1260

23.2.3 铁蛋白261

23.2.4 遗传性血色素沉着病蛋白261

23.2.5 膜铁转运蛋白和铁调素262

23.2.6 含铜氧化酶263

23.2.7 铁调节蛋白263

23.3 妊娠期缺铁性贫血与胎盘铁转运蛋白的关系263

23.4 小结264

参考文献265

第24章 转铁蛋白受体介导的药物定向运输268

24.1 转铁蛋白268

24.2 转铁蛋白受体268

24.3 转铁蛋白和转铁蛋白受体在药物运输中的作用269

24.3.1 转铁蛋白和转铁蛋白受体介导的内吞作用269

24.3.2 转铁蛋白与金属药物的转运270

24.3.3 转铁蛋白复合物与药物和基因转运272

24.3.4 转铁蛋白和转铁蛋白受体在小分子药物运输中的作用274

24.3.5 转铁蛋白和转铁蛋白受体在脂质体运输中的作用275

参考文献277

第25章 铁调素相关药物的药理学应用280

25.1 铁调素相关药物的设计280

25.1.1 铁调素的应用280

25.1.2 铁调素拮抗剂的应用282

25.2 铁调素在铁过载疾病中的应用283

25.2.1 遗传性血色素沉着病283

25.2.2 铁相关神经变性疾病284

25.2.3 铁源性心脏病285

25.2.4 伴铁沉积的慢性肝疾病285

25.3 铁调素拮抗剂在铁缺乏疾病中的应用286

25.3.1 炎症性贫血286

25.3.2 肾脏病性贫血287

25.3.3 不宁腿综合征288

25.4 铁调素在鱼类养殖业中的应用289

25.5 小结289

参考文献290

第26章 啮齿动物纯化饲料标准化、配制与铁状态造模294

26.1 实验动物饲料质量在铁代谢研究中的重要性294

26.1.1 饲料对动物机能的决定性作用及其对铁代谢研究的影响294

26.1.2 影响营养素吸收和体内代谢的饲料因素295

26.1.3 营养素在基因水平的作用296

26.1.4 营养素与药物的相互作用297

26.1.5 小结297

26.2 啮齿类实验动物饲料类型、标准化297

26.2.1 啮齿类实验动物饲料分类与选择297

26.2.2 啮齿类实验动物饲料质量标准299

26.2.3 我国啮齿类实验动物饲料质量标准的制订及所存在的问题301

26.2.4 小结301

26.3 美国AIN-93标准以及饲料购买与使用注意事项302

26.3.1 美国AIN-93饲料质量标准介绍302

26.3.2 美国AIN-93标准的升级304

26.3.3 美国AIN-93标准饲料的购买与使用注意事项304

26.4 对美国AIN-93标准的修饰与铁代谢研究305

26.4.1 我国学者使用的修饰方法及其存在的问题305

26.4.2 修饰时应当注意的问题306

26.4.3 小结307

26.5 美国AIN-93饲料配制中铁含量的控制与铁状态造模307

26.5.1 饲料配制中铁含量的控制307

26.5.2 铁状态造模310

26.5.3 小结312

26.6 总结312

参考文献313

中英文词汇表315

后记321