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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1 30

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1 260

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