铁系元素的生物作用

大家知道，植物的叶子多是绿色的，而动物的血液多是红色的，原因在于植物叶子多含叶绿素，而动物的血液中多含血红素。这两种重要的生命色素都具有相似的卟啉环结构，不同的在于前者是镁的复杂配合物，而后者是铁的复杂配合物。

在过渡元素中，铁的生物作用最重要，植物缺铁会得萎黄病，人体缺铁会患贫血症。一个成年人平均含铁量在 4g 以上，但每天只需吸收约 1mg 铁就

3足以补充和维持人体内铁的平衡。人体中的铁约 在血红素（血红蛋白）

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中，它是体内运载氧的工具，如以 Hem 代表血红素，则动物体内吸氧和供氧过程可用下列平衡表示：

Hem＋O2 HemO2

所谓煤气中毒，就是 CO 取代了氧分子的位置，造成缺氧症状。人体中其

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余 4 的铁贮存在肝、脾、骨髓里，以维持铁在体内的平衡。研究表明，铁

主要是在十二指肠里被吸收的，而且铁若形成不带电或带负电的配合物时， 所吸收的数量要比简单铁盐多得多，长期大量的服用铁剂，会得铁沉着病， 在肝和肾中会有大量的铁沉积。

钴的生物作用一直到 1948 年才认识到。长期以来，人们知道食用生肝可治疗人的贫血，后来从数以吨计的肝里分离出其中的抗贫血因子，并将它称为维生素 B12。维生素 B12 是一种含钴的配合物。人体平均约含 2—5mg 维生素 B12（及其衍生物）。正常人每天饮食里约含 5～15μg 维生素 B12，但只能吸收 5μg。维生素 B12 有多种功能，主要是促使红细胞成熟，此外还参与蛋白质的合成、叶酸的储存、硫醇酶的活化、髓磷脂的形成等。缺少维生素 B12， 就不能长成正常的红细胞，在血液中中会产生一种特殊的没有细胞核的巨红细胞，即出现“恶性贫血”。用维生素 B12 治疗恶性贫血，具有“立杆见影” 的功效。虽然维生素 B12 具有十分重要的作用，但钴离子生物功能研究得较少，而且大量的无机钴盐是有毒的，它会引起贫血、气喘、脱毛、脊髓病及甲状腺肿大等，严重时导致进行性心力衰竭。另一方面无机钴盐是常用的钴肥，它对植物的繁殖器官的作用影响很大。试验表明，用钴盐处理大麦种子， 可增产 45.6～66.8％。

人们对镍的生物作用了解得比较少。1974 年证实了镍是动物和人必需的

微量元素，成人每天摄入量为 0.3～0.5mg。镍与体内许多酶的活性有关，缺镍可使淀粉酶与肝中脱氢酶的活性降低，其中淀粉酶活性降低 57％。苹果酸脱氢酶活性降低 29％，葡萄糖—6—磷酸脱氢酶降低 56％，使碳水化合物代谢发生紊乱，造成能量供应不足，同时缺镍也影响氨基酸代谢。已经发现镍大量存在于 DNA（脱氧核糖核酸）和 RNA（核糖核酸）中，适量的镍对 DNA 和 RNA 发挥正常生理功能是必需而且是有益的。1933 年就已发现镍对人类的致癌作用，目前国内外一致认为镍是一种致癌性很强的元素。