铁和甲状腺的相互作用

柴晓峰(综述)，连小兰(审校)

(中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院内分泌科 卫生部内分泌重点实验室，北京 100730)



分子生物医学

铁和甲状腺的相互作用

柴晓峰(综述)，连小兰※(审校)

(中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院内分泌科 卫生部内分泌重点实验室，北京 100730)

甲状腺激素正常的合成及代谢过程，有赖于体内多种微量元素的正常。其中，铁与甲状腺激素的代谢有密切的关系。与碘缺乏一致，铁缺乏也是发展中国家重要的公共健康问题。铁缺乏可以影响体内铁依赖酶的活性，从而导致甲状腺激素的合成及代谢活性均降低，促进甲状腺滤泡细胞增生，也是地方性甲状腺肿的重要原因。碘+铁双重补充治疗，可以显著降低地方性甲状腺肿的发病率。同时，甲状腺激素的代谢异常也可以干预肝细胞的铁代谢过程。

铁；甲状腺激素；微量元素

甲状腺是重要的内分泌器官，主要功能是合成和释放甲状腺激素，对于细胞的增殖和分化、机体的代谢和生长发育都具有重要的作用。正常甲状腺激素的维持有赖于甲状腺激素合成和代谢过程中需要的多种微量元素，尤其是碘、硒、铜、铁、锌。其中碘和硒对于甲状腺激素的影响已经被熟知，但其他微量元素对于甲状腺激素的代谢和合成的影响尚不完全明确。碘是甲状腺激素的主要成分，碘缺乏是世界上多数地区的公共健康问题。但研究表明，不只是碘，其他的微量元素对于甲状腺激素的代谢和功能都有影响[1-2]。其中，铁对于甲状腺激素的影响，以及甲状腺激素异常对于铁代谢的影响，日益引起了研究者的重视。现对铁和甲状腺的相互作用进行综述。

1 铁对于甲状腺功能的影响和作用机制

1.1 铁在机体内的生理功能 铁是机体必须元素之一，对于生理和生化功能都有广泛的影响。铁分为功能铁和储存铁。功能铁主要存在于血红蛋白和肌红蛋白中，一少部分存在于细胞色素和含铁的酶中。这一少部分虽然只占体内铁总量的1%，但是参与了体内许多重要的代谢过程。因此铁依赖的生理功能的损害，在贫血之前就会出现。储存铁主要是以血清铁蛋白的形式存在。

1.2 铁缺乏的现状 和碘缺乏一样，铁缺乏也是重要的公共健康问题，影响了全球>30%的人群。世界卫生组织估测目前全世界有超过16亿人，患有缺铁性贫血或铁缺乏，其中包括5亿育龄期女性[1]。而且，在发展中国家，由于饮食中缺乏营养素的多样性，数百万的人缺乏的不是单一的而是多种营养素的缺乏[1]。碘和铁的联合缺乏也很常见。在非洲的北部和西部，缺碘性甲状腺肿的儿童，20%～40%同时缺铁。甲状腺肿母亲的新生儿，血液中碘和铁均低于健康母亲生育的新生儿[2]。

1.3 铁缺乏对于甲状腺激素的影响 在碘干预治疗之后，人们逐渐认识到铁缺乏对于甲状腺激素的影响。食盐加碘预防地方性甲状腺肿，已证明是行之有效的方式[3]。全世界已经有30多个国家采用食盐加碘防治甲状腺肿[4]，并且卓有成效。但是，在充分的碘干预之后，仍然有一些地区存在地方性甲状腺肿。对此采取的多项研究表明，在这些地区，缺铁对于导致地方性甲状腺肿有着重要的影响[4-6]。Kazi等[5]对于成年甲状腺肿患者进行的研究，发现患者的血液铁浓度、血游离三碘甲腺原氨酸(fee triiodothyronine,FT3)和游离甲状腺素(free thyroxine,FT4)的平均值均低于正常对照组，与性别无关。在伊朗，全民碘盐治疗10年之后，尿碘检测提示碘摄入正常，仍有接近40%的在校学生患有地方性甲状腺肿，铁缺乏的发生率约16.4%。铁缺乏的患者其促甲状腺激素明显升高，FT4明显降低，补铁治疗可改善儿童的甲状腺代谢[6]。波兰也进行了类似的研究，在适当的碘预防之后，在校儿童约7%存在地方性甲状腺肿，这些儿童中存在铁缺乏[7]。与单纯缺铁相比较，碘+铁联合缺乏，甲状腺素(thyroxine,T4)的降低更明显[8]。而碘+铁的双重补充治疗，可以明显降低甲状腺肿的发生率[9]。但也有少数研究认为，铁与甲状腺激素无关。Yavuz 等[10]在土耳其对于青少年中进行的研究表明，铁储备与甲状腺激素没有相关性。这可能是这一地区所独有的。

进一步的研究发现，铁缺乏对于甲状腺激素代谢的影响，不止存在于地方性甲状腺肿的患者。伊朗缺铁的青少年女性中，血清铁蛋白与T4有明显的相关性。铁蛋白低，三碘甲腺原氨酸(triiodothyronine,T3)/T4比例高[11]。进一步研究发现，伊朗缺铁的青少年女性，单纯补铁治疗就可以改善甲状腺的某些参数：总三碘甲腺原氨酸(total triiodothyronine,TT3)、总T4(total T4,TT4)、FT4、T3摄取率显著增高，反T3显著下降(反T3是甲状腺激素的一种，但无活性，无功能，与T3不同)，FT3和促甲状腺激素的变化不明显[12]。Zimmermann等[4]在瑞士对妊娠中晚期的365例女性进行铁储备和甲状腺功能的检查，发现在孕晚期，接近40%的妇女身体铁储备不足，这些孕妇TT4降低的风险显著增高，促甲状腺激素更容易升高。

铁缺乏不仅影响血液循环中的甲状腺激素水平，还能影响到脑组织的甲状腺激素水平乃至相关的甲状腺反应基因的表达。Bastian等[13]的动物实验中表明,围生期铁缺乏，新生幼鼠血T3减少43%，血T4减少67%，全脑组织T3容量减少了25%，此结果等同于围生期1×10-6的丙硫氧嘧啶治疗组的情况。而且，铁缺乏也改变了一些甲状腺激素反应基因在脑组织的表达，包括Hairless, Dbm和 Dio2的信使RNA水平，一些与铁缺乏有关的脑损害，可能是通过甲状腺状态的改变和甲状腺激素反应基因转录的伴随改变来介导的[1]。若缺铁与甲状腺激素缺乏共同存在，则对于大脑甲状腺激素反应基因表达有更严重的影响[14]。

1.4 铁过载对甲状腺激素的影响 与缺铁相反，铁过载是一种少见状况，多见于血液系统疾病，由于血红蛋白破坏过多所致。铁过载会在内皮网状细胞或实质组织出现铁沉积，从而影响机体代谢和功能。有报道输血导致的血色病患者中，常伴随内分泌疾病，糖尿病和低促性腺激素型性腺功能减退发生率最高，但对甲状腺的影响不详[15]。有报道，地中海贫血患者铁蛋白高，甲状腺功能更容易出现紊乱。而强化螯合剂的治疗可以改善甲状腺功能[16]。

1.5 铁缺乏影响甲状腺激素的机制 铁缺乏对于甲状腺代谢的影响，在出现贫血之前就已经存在。缺铁严重时可造成缺铁性贫血。这时候，贫血本身以及由此带来的低氧对于甲状腺代谢造成的危害，远高于缺铁本身。

铁缺乏影响甲状腺代谢有以下几个机制：首先，铁缺乏可通过影响碘活化来影响甲状腺代谢[5]。碘的活化是需要甲状腺过氧化物酶催化。而亚铁红素酶是甲状腺过氧化物酶的活性代谢中心。像所有的含铁酶一样，甲状腺过氧化物酶对于铁的消耗是很敏感的。铁缺乏，会导致甲状腺过氧化物酶的活性下降，影响甲状腺激素的合成。另外，铁在机体内是多种酶的辅助因子，可以调节体内多种生理活动和代谢，包括三羧酸循环过程。铁缺乏时，体内的含铁酶及铁依赖酶的活性都受到影响。腺苷三磷酸合成减少，能量提供减少，影响到甲状腺滤泡的功能，导致甲状腺激素合成减少[17]。其次甲状腺激素受到超氧化物歧化酶活性的调节。伊朗单峰骆驼的研究表明，超氧化物歧化酶与血清铁浓度呈负相关[18]。但该研究没有找到甲状腺激素与铁的关系，推测可能T3、T4的比值更重要。在大鼠实验中，铁缺乏降低了肝脏中甲状腺素5′脱碘酶的活性，影响外周T4向T3的转变，降低血浆中甲状腺激素，尤其是T3的水平[7]。

2 甲状腺激素对铁代谢的影响

甲状腺激素对于机体的生长发育、新陈代谢均有重要意义。同样，甲状腺激素也可以调节铁的代谢。甲状腺激素可通过铁调节蛋白/铁反应原件干预肝细胞的铁代谢过程，使铁蛋白的合成大于分解。动物实验证实，在甲状腺功能亢进的大鼠模型中，甲状腺激素T3和T4增加，且肝脏铁蛋白合成的速度较正常对照增加了38%。铁蛋白的增高可封闭游离铁，使铁依赖性细胞增殖活动降低[19]。已经有相关研究证实，血清铁蛋白可以作为甲状腺功能亢进症病情判断的一个指标[20]。甲状腺功能亢进症时血清铁蛋白升高，甲状腺功能亢进症缓解后，血清铁蛋白可以恢复正常。而甲状腺功能减退症时有相反的影响，甲状腺功能减退症纠正后，血清铁蛋白同样可以恢复正常。其变化趋势都是有利于甲状腺功能恢复正常[20]。亚临床甲状腺功能减退症合并缺铁性贫血的患者，单独铁治疗不能很有效地改善增加铁蛋白和血红蛋白[21]，说明甲状腺激素对于铁的调整非常重要。

3 结 语

综上所述，与碘缺乏一样，铁缺乏也是全球的健康卫生问题。在碘摄入充足地区，铁缺乏是地方性甲状腺肿的重要原因。铁和碘的共同补充，对于预防地方性甲状腺肿效果更好。此外，铁缺乏对甲状腺的功能有着重要的影响，可以影响到血液中甚至是脑组织中甲状腺激素的浓度。同时甲状腺激素也可以调节铁的代谢，血清铁蛋白在甲状腺功能异常及恢复的不同时期存在不同的表现。

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Iron and Thyroid

CHAIXiao-feng,LIANXiao-lan.

(DepartmentofEndocrinology,PekingUnionMedicalCollegeHospital/ChinaAcademyofMedicalSciences,Beijing100730,China)

The synthesis,metabolism and action of thyroid hormones require availability of many essential trace elements.Iron has important roles in normal thyroid hormone metabolism and regulation.Iron deficiency has been identified as a significant public health problem in many developing countries as well as iodine deficiency.Iron deficiency lowers the activity of enzyme depending on the iron，which adversely affects thyroid metabolism and may decrease the efficiency of thyroid hormones，stimulate the growth of thyroid follicular cell,and is a major cause of endemic goiter.The dual fortification of salt with iodine and iron may significantly reduce the prevalence of goiter.Besides,the metabolic disorder of thyroid hormones may intervene iron metabolism of hepatic cells.

Iron； Thyroid hormones； Trace elements

国家自然科学基金(81250014)；国家临床重点专科基金

R581； Q572

A

1006-2084(2015)12-2113-03

10.3969/j.issn.1006-2084.2015.12.001

2014-07-21

2014-11-10 编辑：相丹峰