在临床上，铁缺乏现象并不少见。机体缺铁状态主要由铁摄入不足、机体需铁量增加、慢性失血以及慢性炎症等原因造成。铁缺乏对人体的影响是多方面的，除了血液系统外，还对神经系统、机体代谢和运动系统存在影响，其中铁缺乏对骨骼影响的研究相对较少。
成骨细胞作为骨形成过程中的一种重要细胞，不但合成和分泌骨基质中的有机成分，还能引起骨质矿化和调节细胞外液与骨液间电解质的流动作用。骨基质中骨胶原纤维的形成有赖于赖氨酸和脯氨酸残基的正常羟基化，而铁离子是赖氨酸和脯氨酸羟化酶的辅助因子，参与羟化和胶原纤维共价交联过程。因此，铁缺乏会降低成骨细胞内关键酶的活性，使合成骨胶原减少、骨矿化能力减弱，抑制成骨功能，从而抑制骨形成，导致骨量减少。有研究表明，严重铁缺乏还能影响1，25-二羟胆钙化醇的羟化和肠道对钙的吸收。
1.1 动物实验
美国俄亥俄州州立大学Medeiros教授做了一系列关于缺铁饮食对大鼠骨结构影响的研究。1997年，Medeiros教授在研究股骨矿物质含量对股骨生物力学性能影响的实验中发现，减少铁的摄入可使大鼠皮质厚度变薄，骨髓腔扩大，骨机械强度降低，从而提出“铁缺乏可降低骨生物力学强度”的观点。2002年，Medeiros教授等对大鼠进行贫铁饮食喂养5周，检测结果显示，股骨和胫骨骨皮质厚度明显变薄，骨量下降，骨脆性增加，骨正常形态发生改变，并且发现钙的缺乏会加重缺铁状态对骨结构的影响。随后，Medeiros教授等对喂养5周不同饮食组的大鼠全身及股骨骨密度的研究显示，低铁组骨密度及骨量均明显减少，第三腰椎的骨小梁数目和厚度、骨体积分数下降，尿中骨转换指标升高，并认为铁缺乏是独立于食物摄入和体重之外的又一影响骨结构的不利因素。
1.2 细胞实验
研究表明，铁缺乏会抑制成骨细胞活性。2006年，Katsumata等用低铁饮食喂养3周龄雄性大鼠4周后发现，铁缺乏可引起血清骨钙素、骨量、骨密度及股骨机械强度显著下降，提示铁缺乏是通过下调成骨细胞活性来抑制骨形成的。2009年，Parelman等在低铁环境下培养成骨细胞发现，成骨细胞增殖及活性下降，凋亡指标升高，钙结节数目减少，提示铁缺乏能抑制成骨细胞活性。2010年，Jonathan等用铁螯合剂DFO作用于小鼠颅盖骨原始成骨细胞发现，暴露于DFO的原始颅盖骨成骨细胞表型受到抑制，矿化能力下降，骨钙素、碱性磷酸酶（ALP）含量减少。研究提示，在成骨细胞早期分化过程中，铁离子是必需的；铁缺乏可能通过抑制成骨细胞活化引起骨量减少。Diaz-Castro等通过建立缺铁性贫血模型大鼠，研究缺铁状态时骨形成、骨吸收及矿物质含量指标。结果表明，铁缺乏引起骨基质形成减少（Ⅰ型前胶原N-末端前肽数量减少），骨吸收增加（血清甲状旁腺素、抗酒石酸酸性磷酸酶以及Ⅰ型胶原C-末端降解产物增加），矿化能力减弱（大鼠股骨钙、磷含量明显下降）。国内学者高超等对去势小鼠注射去铁胺（DFO）研究小鼠体内骨钙素及骨微结构的变化。结果发现， DFO组骨钙素、骨密度、骨小梁数量以及骨体积分数均显著低于OVX和假手术组，表明铁缺乏可导致骨形成能力下降，并可加重骨质疏松的表现。
2012年，国内赵国阳等研究高铁与低铁环境对人h-FOB1.19成骨细胞活性的影响发现，适度的低铁环境能上调成骨细胞活性，而严重低铁环境则会降低成骨细胞活性。
近两年研究发现，成纤维细胞生长因子23（FGF23）、血清铁和骨密度相关。研究证明， FGF23是一种磷酸盐的调节基因，铁缺乏是FGF23表达潜在的刺激因素。低铁状态常常伴有高FGF23和碱性磷酸酶水平。
迄今为止，临床上很少有铁缺乏与骨质疏松或成骨细胞功能的研究，但有研究表明，铁缺乏后补充铁剂能改善骨质疏松。Harris等研究了绝经后妇女铁饮食组、铁+蛋白饮食组、铁+钙饮食组、铁+蛋白+钙饮食组等不同饮食对骨矿化的影响，结果发现，摄入钙800～1200mg/d的妇女骨密度随铁摄入的增加而增加，铁摄入＞20mg组BMD最高，而摄铁＜10mg组BMD最低，提示绝经后妇女在保证钙摄入的前提下，铁摄入可增加骨密度。似乎铁的摄入成为绝经后女性骨丢失的潜在保护性营养素。后来，Maurer等通过研究激素替代治疗的绝经后妇女铁摄入对BMD的影响，同样发现铁摄入量与BMD呈正相关。
（张伟、赵理平）
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