鉄分：補給方法と減少させるもの＋鉄分を多く含む食品

鉄について私たちは何を知っているのだろうか？

鉄は私たちの環境に広く存在する化学元素であり、30.1％と地球上では酸素に次いで2番目に多い元素である。

また、太陽や恒星、隕石にも含まれている。

鉄は先史時代から人類に知られており、重要な工業生産は18世紀頃から始まった。

鉄の化学名はFeで、ラテン語で強さを意味するferrumに由来する。

鉄は、化学元素の周期表の第VIII族の元素であり、周期4に見られる。

遷移元素または遷移金属と呼ばれる元素群に属する。

この名称は、化学者が周期表の中間に位置する元素に、アルカリ金属と非金属の間の遷移的性質を持たせたことに由来する。

性質としては、鉄は薄い灰色から白色の固体金属であり、硬く、もろく、可溶性で、耐食性は低い。 空気中の水分に触れると容易に酸化して水和酸化物（さび）を形成する。

鉄は元素のままでは非常に不安定で反応性が高く、特に大気中の水分や高温にさらされると溶解することがある。

鉄の基本的な化学的・物理的情報を表にまとめた。

鉄の大部分は、この元素を含む鉱物の形で天然に産出する。 主な鉄鉱石であるヘマタイト（Fe2O3）、マグネタイト（Fe3O4）、シデライト（FeCO3）、リモナイト（FeO(OH)-nH2O）またはタコナイトなどがこれにあたる。

鉄は、鋼鉄、ステンレス鋼、鋳鉄などの合金を製造するために使用される。

鉄は最も重要な工業物質のひとつとして知られているほか、生化学的プロセスへの幅広い応用という点では、人体にとって最も重要な元素のひとつと考えることもできる。

古来、人々は健康や病気と鉄の重要性を認識しており、医療目的で鉄が最初に使用されたのはエジプト人、ギリシャ人、ローマ人である。

17世紀には、鉄欠乏によって起こるクロローシスの治療に鉄が使われた。

しかし、無機鉄がヘモグロビンの合成に必要であるという説得力のある証拠は、1932年まで得られなかった。

鉄のもう一つの生物学的機能とは何だろうか？

人間にとって鉄の重要性とは？

鉄は必須元素で、ほとんどすべての生物に必要であり、酸素や電子の移動、DNAの形成など、多くの代謝過程に関与している。

いわゆる微量元素のひとつで、通常、体重の0.005％未満を占める。

人間の体内には約3～4グラムの鉄が存在する。 この量は以下のように分布している：

• 赤血球に含まれる赤色血色素であるヘモグロビン分子中に65～70％。
• 3～4％はミオグロビンに含まれる。ミオグロビンは筋肉に含まれるタンパク質で、酸素と結合することができる。
• 15-30%は貯蔵鉄で、フェリチンまたはヘモシデリンというタンパク質と結合している。
• 約1％はシトクロム、シトクロムオキシダーゼ、ペルオキシダーゼなどの酵素に含まれる。
• 0.1%は輸送鉄で、血漿中に存在し、タンパク質（特にトランスフェリンというタンパク質）と結合する。

鉄はフリーラジカルを生成する能力があり、過剰に存在すると組織に損傷を与える可能性があるためである。

鉄は人体においていくつかの重要な機能を持つ。

まず、血液中の気体、特に酸素の運搬に関与している。

鉄の70％近くは、赤血球に含まれるヘモグロビン、特にヘムと呼ばれるヘモグロビンの一部である。

ヘムは、中心原子が鉄である複雑な非タンパク質化合物であり、グロビンのタンパク質部分とともにヘモグロビン分子を形成している。

ヘモグロビンは、血液中の酸素を肺から組織や細胞に運ぶ役割を担っている。 酸素は肺の部屋でヘモグロビン分子に結合し、オキシヘモグロビンが形成される。 こうして酸素が細胞に運ばれる。

酸素がヘモグロビンと結合するのとは異なり、二酸化炭素はグロビンというタンパク質と結合する。

ヘモグロビンに加えて、鉄はミオグロビンの構成成分でもある。 これは筋肉に含まれるタンパク質で、酸素運搬にも関与するが、筋肉細胞内に存在する。 ミオグロビンは心臓の筋肉細胞や骨格筋に存在する。

構造的には、ミオグロビンはヘモグロビンよりもはるかに単純である。

ヘモグロビンの1分子は4分子の酸素と結合できるが、ミオグロビンの場合は1分子だけである。

上記以外にも、人体における鉄の生物学的な働きがある。

• 脳、筋肉、甲状腺、免疫系の正常な機能を保証する。
• エネルギー産生に関与する。
• 皮膚、髪、爪に良い影響を与える。
• 疲労を抑制する。
• 精神の健康を促進し、精神疾患のリスクを軽減する。
• 胎児の発育をサポートする。

体内での鉄の扱いは？

吸収

鉄は食物を通して体内に入り、主に腸管の初期で特定のキャリアタンパク質を介して吸収されます。 その後、血液に入ります。

鉄の主な吸収形態は2価、すなわちFe+2であり、3価のFe+3は吸収能力が低い。

食事に含まれる鉄の総量に占める吸収鉄の割合は5～35％と比較的低く、この割合は状況、特に摂取した鉄の物理的状態に左右される。

生理的pHでは、酸化状態+2の鉄は、酸化状態+3の不溶性鉄に著しく酸化される。 小腸の初期部分では、胃酸の作用によりpHが低下する。 これにより、Fe+3がFe+2に還元され、鉄の吸収率が著しく上昇する。

このように、胃酸は鉄の吸収に大きな影響を及ぼし、欠乏すると鉄の吸収が低下する。

血液中では、鉄はトランスフェリンというタンパク質と結合し、それを介して細胞や骨髄に運ばれる。

鉄レベルの調節

鉄は高濃度になると毒性を示す可能性があるため、体内の鉄量を常にコントロールする必要がある。 そのため、鉄の摂取、輸送、貯蔵、利用のバランスを保つ必要がある。 ホメオスタシスの維持という言い方をする。

人体には鉄を体外に積極的に排泄するメカニズムがないため、鉄の濃度は吸収された時点から厳密にコントロールされ、調節されなければならない。

このような調節機能を担っているのがヘプシジンというペプチドホルモンであり、鉄の貯蔵と利用のプロセスを調整し、必要に応じて吸収を減少させたり増加させたりするよう血液に指令を出すことで恒常性を維持している。

ヘプシジンのレベルや機能が乱れると、体内の鉄が過剰になったり、逆に鉄が欠乏したりする。

貯蔵

鉄は体内貯蔵という形で体内に貯蔵される。

鉄の体内貯蔵（貯蔵鉄）とは、フェリチンとヘモシデリンというタンパク質に結合した鉄のことである。 この2つのタンパク質の濃度を見れば、鉄の貯蔵量がわかる。

鉄の大部分はフェリチンと結合しており、ヘモジデリンから鉄を放出するのはより困難である。

このように結合した鉄は不溶性で、主に肝臓、脾臓、骨髄に集中する。

排泄

人体には鉄を積極的に排泄する機構がないため、鉄の大部分は体内に蓄積され、容易に除去することはできない。

出血、月経、妊娠などの状況によっては、鉄が体内から一定量失われることがある。 月経中は、成人女性で1日あたり約2mgの鉄が失われる。

しかし、皮膚、消化器官、泌尿生殖器官などでの生理的な細胞の分解によっても、定期的に鉄が失われることがあるが、その量は非常に少ない（1日あたり約1mg）。

鉄排泄の可能性が限られていることを考えると、鉄レベルの調節は必要不可欠であると考えられる。

食事からの鉄摂取についてはどうだろうか？

食事から摂取する鉄分には、ヘム鉄と非ヘム鉄の2種類がある。

ヘム型鉄の主な摂取源は、肉類、鶏肉、魚介類などの食品から摂取するヘモグロビンやミオグロビンである。

この場合の鉄の吸収率は高く（鉄含有量全体の15～25％）、同時に摂取する食品の成分による制限もわずかである。

鉄の非ヘム型は、穀類、豆類、野菜、果物に最も多く含まれ、鉄の吸収率はすでにかなり低く（鉄全体の2～20％）、他の食事成分にも大きく影響される。

しかし実際には、食事中の非ヘム鉄含有量はヘム鉄含有量の何倍もあるため、吸収率が低いにもかかわらず、非ヘム鉄の貢献度は高い。

どのような物質（食品または薬物）が鉄の吸収に影響（減少または増加）するのでしょうか？

消化管での鉄吸収に影響を及ぼす食品と薬剤の概要を表にまとめた。

動物実験では、鉄の吸収は、マンガン、コバルト、ストロンチウム、鉛などの金属によっても影響を受けることが示されている。 これらの金属は、吸収のためにトランスポーターに結合するために互いに競合する。

ビタミンCも忘れずに

ビタミンCは、腸管での鉄の吸収に非常に重要な役割を果たすことが、いくつかの科学的研究で明らかになっている。

ビタミンCの作用は、不溶性のFe+3を可溶性のFe+2に還元することと、穏やかなキレート作用にあり、鉄の溶解度を向上させる。

さらに、フィチン酸塩、ポリフェノール、カルシウム、乳タンパク質の阻害効果を大幅に減少させることもできる。

したがって、鉄サプリメントは、例えばオレンジジュースと一緒に摂るべきである。

ビタミンCを含む食品の調理、工業的加工、保存は、ビタミンCの分解を引き起こす。

ビタミンCは、ベジタリアンやビーガンの食事において鉄の吸収を高める数少ない物質のひとつである。 したがって、このビタミンを十分量含む野菜や果物を摂取することで、吸収を最適化する必要がある。

鉄を含む食品という観点から、性別や年齢に応じて、その人にとって理想的な鉄の1日の摂取量がどの程度であるべきかについても言及することが重要である。

鉄の1日当たりの推奨摂取量は？

欧州食品安全機関によると、1日の鉄分摂取量の推奨値は以下の通り。

年齢と性別による1日の鉄分摂取量の表

鉄欠乏と鉄過剰

身体に不可欠なほぼすべての物質と同様に、鉄も生理的レベルから逸脱すると健康に悪影響を及ぼす。

体内の鉄過剰と鉄欠乏の2つの状態が起こりうる。

鉄欠乏症になりやすいリスクグループがある。

鉄欠乏症になりやすいのは、鉄を吸収しやすい形で豊富に含む食事を十分に摂取できない集団である。 これは、鉄の必要量が多い発育期に特に当てはまる。

これは、小児、青年、生殖年齢の女性、妊娠中の女性などのグループを意味する。

子供や青少年では、急成長による鉄の必要量の増加、生殖年齢の女性では、定期的な月経による過剰な出血が原因である。

妊娠中は、胎盤と胎児が急速に成長するため、女性の体はより多くの鉄を必要とする。

定期的な献血者、消化管疾患、心臓疾患、がん患者も、体内の鉄貯蔵量が減少するリスクがあります。

鉄欠乏症-どのように現れ、何が原因か？

鉄欠乏症は、体内の鉄貯蔵量が不足し、組織への鉄の供給が障害された状態と定義されます。

鉄欠乏症は通常、貧血と呼ばれますが、貧血にならずに鉄欠乏症が存在することもあります。 鉄欠乏症はよりまれで、体内の特定の機能変化によって現れます。

しかし、鉄欠乏症の大半は貧血を伴う。

本当の意味での貧血とは、赤血球の数が少ない、あるいは血球中のヘモグロビンの量が少ないことを特徴とする状態である。

赤血球の形成と量は、鉄の利用可能性だけでなく、腎臓におけるエリスロポエチンの産生（赤血球の産生を調整する物質）、骨髄（細胞が形成される場所）、栄養状態など、その他多くの関連因子に左右されます。

貧血かどうかはどうすればわかりますか？

短期的な鉄欠乏は、通常、目に見える症状はありません。 実際、体は短期的な鉄欠乏をカバーするために、主に筋肉、肝臓、脾臓、骨髄からの貯蔵を使用します。

長期的な欠乏は、脱力感、疲労感、エネルギー不足、記憶力や集中力の低下、消化不良、感染症にかかりやすくなるなどの症状を引き起こします。

長期的な貧血の最も深刻な結果は、主に認知能力や発達（知覚・思考能力）、免疫機能に影響を及ぼす機能障害である。

妊婦の場合、貧血は母体と胎児の両方に悪影響を及ぼし、敗血症、胎児の低出生体重、母体および胎児の死亡のリスクが高まる。

貧血はそれ自体が病気というわけではなく、体内で発症した病気や病気のプロセスの症状である。

鉄欠乏性貧血の原因はいくつか考えられるが、そのいくつかを挙げてみよう：

• 食事からの吸収性の鉄の摂取不足
• 赤血球の形成に関与するビタミンやミネラル（ビタミンB12、ビタミンA、リボフラビン、銅）の摂取不足。
• 鉄の吸収障害
• 生理的に鉄の必要摂取量が増加している場合（成長期、妊娠中、月経中、透析患者など）
• 過剰な出血
• 消化管または泌尿生殖器からの出血
• 特定の薬剤の使用（コルチコステロイド、結核治療薬）
• 特定の病気（急性および慢性感染症、術後状態、甲状腺や腎臓の病気）
• 鎌状赤血球貧血、サラセミア、再生不良性貧血、溶血性貧血などの血液疾患
• 肥満症
• アルコール中毒
• 菜食、肉食不足

食事からの鉄分摂取不足による鉄欠乏は、いくつかの方法で補うことができる。

鉄分を多く含む食品を選び、鉄分を強化する。

そして、鉄の吸収を良くしたり、サプリメントや医薬品で補ったりする。

鉄のサプリメント

鉄のサプリメントを始める前に、貧血が病気によって引き起こされている可能性があることを常に考慮する必要があります。 この病気を最初に考慮する必要があります。

現在、鉄を含む単品または複合ビタミン剤が市販されている。

最もよく使われているのは、硫酸第一鉄やグルコン酸第一鉄などの鉄塩で、安価で吸収率が高いため、経口（口から）摂取する。

鉄の吸収率は経口投与が最も高いが、この方法では吐き気や腹痛を起こすことがある。 この場合は、量を減らすか、食事と同時に摂取する必要がある。

鉄の過剰使用の症状で、投与量が多すぎることを示す確実な指標は、吐き気、便秘、腹痛、嘔吐、めまいです。

体内の鉄分が過剰になると、どのような影響があるのか、順番に見ていきましょう。

鉄過剰の結果とは？

鉄の危険性は、細胞や組織にダメージを与える有毒な酸素ラジカルの生成を促進することである。

また、生理的pHと酸素の存在下では、鉄は急速に酸化し、不溶性の水酸化鉄に沈殿する。

体内の鉄濃度が高くなると、肝臓、心臓、膵臓、皮膚などの臓器に鉄が沈着し、病理学的変化や病気の発症を引き起こす。

体内の鉄過剰の原因は以下の通りである：

• 食事からの過剰摂取
• 輸血の繰り返し
• ヘモグロビンの分解亢進を伴う疾患

臓器への鉄の蓄積を特徴とする疾患は、ヘモクロマトーシスまたはヘモシデローシスと呼ばれる。

ヘモクロマトーシスは、消化管での鉄の過剰吸収によって引き起こされる遺伝性疾患である。

ヘモシデローシスは通常、輸血を繰り返し受けた後天性または先天性貧血の患者に起こり、体は受け取った鉄を適切に利用することができない。

ヘモシデローシスは、肝臓、心臓、血液腺に障害を与え、肝硬変、肝臓がん、糖尿病、甲状腺疾患、心臓・神経疾患、炎症性関節疾患などを引き起こす。

初期症状としては、脱力感、腹痛、皮膚の過剰な色素沈着、不整脈、心筋梗塞、心不全、月経消失、脱毛、股関節の痛みと炎症、骨粗鬆症、肝臓と脾臓の軟化などがあります。

鉄が高い場合の治療法は？

現在のところ、キレーション療法が唯一の予防・治療法です。

この治療法は、組織の鉄の量を減らして蓄積を防ぎ、その毒性を中和します。

治療の原理は、鉄がキレート剤と結合し、尿や便を通じて体外に排出されるというものです。

キレート剤は静脈内または経口で投与される。

使用されるキレート剤の例としては、デフェロキサミン（静脈内投与用）、デフェリプロンまたはデフェラシロクス（いずれも経口投与用）がある。