吸収はわずか1日1mg―「出口を絞る」ヘプシジンで読み解く鉄の旅

正解はa, eです

選択肢考察

1. ○a.  鉄は2価イオンの形で吸収される。

   正しい。食物中の非ヘム鉄の多くは3価鉄（Fe3+）の形で存在し、そのままでは中性付近で水に溶けにくく、吸収されにくい。胃酸によって可溶化されたのち、十二指腸上皮の刷子縁にある還元酵素（duodenal cytochrome b：Dcytb）によって2価鉄（Fe2+）に還元され、2価金属トランスポーター（divalent metal transporter 1：DMT1）を介して上皮細胞に取り込まれる。ビタミンC（アスコルビン酸）は3価鉄を2価鉄へ還元するため鉄吸収を促進し、逆に胃切除後や制酸薬（プロトンポンプ阻害薬など）の長期使用で胃酸が減ると、鉄吸収が落ちて鉄欠乏性貧血の原因になる。なお、肉や魚に含まれるヘム鉄は、ヘムのまま別の経路で取り込まれ、非ヘム鉄より吸収効率が高い。

2. ×b.  ヘプシジンは鉄の吸収を促進する。

   誤り。ヘプシジンは肝臓で産生されるペプチドホルモンで、鉄の吸収を抑制する。ヘプシジンは腸上皮細胞やマクロファージの細胞膜にある鉄排出蛋白フェロポルチンに結合し、これを細胞内に取り込ませて分解させる。その結果、腸上皮細胞から血中への鉄の移行と、マクロファージからの再利用鉄の放出がともに抑えられる。体内の鉄が過剰なときや炎症時（IL-6などの刺激）にはヘプシジンが増加し、鉄欠乏や貧血、低酸素、赤血球造血が亢進しているときには減少する。慢性炎症に伴う貧血（慢性疾患に伴う貧血）で、貯蔵鉄が十分あるのに血清鉄が低下するのは、ヘプシジンの増加で鉄がマクロファージ内に閉じ込められるためである。逆に、遺伝性ヘモクロマトーシスの多くはヘプシジンの産生低下・作用不全によって鉄の過剰吸収が起こる病態である。

3. ×c.  腸管からの鉄吸収率は50％を超える。

   誤り。通常の食事に含まれる鉄は1日10〜15 mg程度だが、そのうち吸収されるのは約1 mg、すなわち吸収率はおよそ10％前後にとどまる。これは、汗・皮膚や腸上皮の脱落などで1日に失われる鉄（約1 mg）とほぼ釣り合う量である。鉄欠乏状態ではヘプシジンが低下して吸収率が上昇するが、それでも50％を超えるほどにはならない。吸収効率は鉄の形態によっても異なり、ヘム鉄は非ヘム鉄より吸収されやすい（一般にヘム鉄で十数〜数十％、非ヘム鉄で数％程度とされる）。

4. ×d.  Hb 15 g/dLの血液10 mLには10 mgの鉄が含まれる。

   誤り。含まれる鉄は約5 mgである。計算は次のとおり。 Hb 15 g/dL の血液10 mL（＝0.1 dL）に含まれるHbは、15 g/dL × 0.1 dL ＝ 1.5 g。 Hb中の鉄含有率は約0.34％（Hb分子量約64,500に対し、鉄原子4個で約223）なので、1.5 g × 0.0034 ≒ 0.0051 g ≒ 5 mg。 つまり「血液1 mLあたり鉄約0.5 mg」と覚えておくと便利である。この値から、例えば1日10 mLの消化管出血が持続すれば1日約5 mgの鉄を失うことになり、通常の吸収量（約1 mg/日）を大きく上回るため、慢性的な少量出血でも鉄欠乏性貧血に陥ることが理解できる。

5. ○e.  血清鉄はトランスフェリンと結合して細胞に輸送される。

   正しい。腸上皮細胞からフェロポルチンを通って出た2価鉄は、ヘファエスチン（腸管）やセルロプラスミン（血中）などのフェロオキシダーゼによって3価鉄に酸化され、肝臓で合成される運搬蛋白トランスフェリンに結合する（トランスフェリン1分子あたり最大2個のFe3+を結合する）。血清鉄とは、主にこのトランスフェリンに結合した鉄を指す。鉄を結合したトランスフェリンは、骨髄の赤芽球などの細胞表面にあるトランスフェリン受容体に結合してエンドサイトーシスで細胞内に取り込まれ、鉄はヘム合成などに利用される。遊離の鉄はフェントン反応でフリーラジカルを生じ有害なため、蛋白に結合した形で運ばれることが重要である。なお、臨床で測る総鉄結合能（TIBC）はトランスフェリンが結合できる鉄の総量を反映し、鉄欠乏性貧血では上昇する。