Excess Iron的含义
Excess iron即过量的铁。在许多情境下都会涉及到铁过量的情况，例如植物学研究中，有实验将植物置于含有不同浓度铁的营养液中研究植物对过量铁的反应 。在植物中，当铁含量高于临界毒性水平时，过量的铁会引发许多问题，像根部铁含量过高时，植物根部呈现出典型的因铁过量导致的应激视觉症状，如颜色改变、外观黏液状、松弛；同时解剖结构也受到损伤，包括通气组织破坏、内皮层细胞改变以及导管和筛管元素形状不规则等 。
有黑色斑点的青铜叶子，太多铁了
从人体健康角度看，如果摄入的铁超过了人体的需求或者身体无法正常代谢多余的铁时，就会出现体内多余的铁。例如，血液本身富含铁，但人体排出过量铁比较困难，所以经常食用血液的动物有含铁过量的风险。过量的铁会在身体里沉淀，例如肝细胞和枯否细胞内会充满由肝脏中过多的铁积聚造成的含铁血黄素褐色粒状沉着，过量的铁可引起呕吐、腹泻、肠道损伤等症状，治疗目标往往是从身体去除多余的铁并且对受损器官给予支持性治疗 。
肝和脾脏组织中多余铁的分布情况,在肝硬化和正常组中。(a)在注射24小时后获得铁的浓度,按组织样品的重量计算。所提供的数据为每组四个样本的平均平均分子量.统计分析采用单向方差分析法和图基多次比较试验(*P<0.05)。(b)螺旋注射后24小时,病理组织切片上有铁沉积物(箭头所示的蓝色)的普鲁士蓝染色。
在其他领域，像中国的粗钢产能已达6亿吨，钢铁工业存在钢铁（铁的一种应用）过剩的情况，这也是excess iron在工业方面的体现，产能过剩局面短期难以缓解 。
此外，虽然铁是一种必要的微量元素，比如对于动物或人体的生理功能维持有重要意义，从饮食到氧气运输等一系列生理过程，但过量就会带来诸多负面影响，如体内过量的锌就可能干扰铁吸收，过量铁还会导致铁的褪绿症（主要在植物中出现相关症状的表述较多，但也提示了过量铁破坏营养平衡）等现象。
Iron Overload的含义
Iron overload可译为铁过载。它多体现在医学领域，主要是指体内铁的含量超出正常范围，处于一种超载状态。这种情况常见于部分血液疾病患者身上，例如血色素沉着症（hemochromatosis）、骨髓增生异常综合征（myelodysplastic syndromes）、再生障碍性贫血（aplastic anaemia）以及地中海贫血（thalassaemia ，不管是否依赖输血）等，都容易出现铁过载的问题 。铁过载会促进活性氧（ROS）的产生，诱导一种名为铁死亡（ferroptosis）的新型程序性细胞死亡方式，其特点是铁过量和脂质过氧化，进而导致细胞和组织损伤 。另外，从机体对铁的处理机制来看，没有生理机制可用来排泄多余的铁以避免铁过载情况加剧。
在一些非生物医学领域，也可以类比理解为铁元素在某个体系或者环境中的含量处于高高的负荷状态。比如，在铸造工艺里，铁液中如果含有过量的氧、氢、氮，这种铁含量过高的情况就和铁过载类似，会促使铸件产生气孔缺陷，影响最终的成品质量。还有在地下水资源方面，部分农村饮用水除了存在污染以外，有的还含有氟和砷超标、铁锰超标等问题，这里的铁锰超标也类似铁过载概念，对人体健康和水质都带来一定危害。
Excess Iron和Iron Overload的区别
一、概念侧重方面
对于excess iron，这一概念更侧重于描述铁的量在某个体系（可以是生物组织、生态环境、工业产能等）中的过量状态这一现象本身，强调的是铁量超出正常需求的客观情况。例如在研究植物根对铁元素的耐受与影响时，观察到根处在含有过高浓度铁元素的营养液里时生长状态被改变，体现出excess iron的情况，这里强调铁的量超过了合适的程度而带来的植物变化，关注的重点是铁的量的过量程度和直接可见的对研究对象（植物根）的影响关系等结果性表现。
Iron overload则更多地从机体内铁的平衡这个角度出发，侧重表达的是铁在生物体内（主要是人或动物）累积而超出正常的承载限度，强调机体承载和代谢平衡被打破这个状态。例如在那些患有血色素沉着症等血液疾病的患者中，铁过载是身体内铁代谢功能出现异常后导致的一种状态，这种疾病患者的体内，铁不断地在身体各处沉积，心脏、肝脏等器官都可能受到影响，是身体整体内环境稳态被打乱，铁在体内的供应、利用和排出之间不再平衡的一种状态，这里更关注身体内部机能失调的机制原因 。
二、所涉范畴方面
Excess iron的范围更广，可以用于描述各种体系中铁元素量的过多情况。像钢铁产业里生产铁的量过多，是从产业产能这个层面描述铁量的过剩，还不一定涉及到对易受钢铁产品或者原料影响的个体或者环境的致病或者不良影响等层面；在植物学里研究植物自身吸收的铁元素过量时，也是从植物体系内来探究铁过量，涉及到植物自身的生理结构改变（如根的形态学改变）等现象。它可以用来描述宏观的铁产量、微观的生物体内铁、非生物体系中的铁等各个范畴中的铁过量情况。
Iron overload主要用于生物医学体系，描述生物体内，特别是人或动物身体内部铁超载并带来一系列疾病风险的特定状态。虽然偶尔会延伸比喻一些非生物体系里铁量过多类似生物体内过载的情形，但从根源上主要是关联生物体内铁代谢失衡相关联的概念。比如铸造中铁含量高产生气孔缺陷只是类比，但实际上这种非生物事情的评估是用其他工业质量指标体系，并不用iron overload这个概念从生理性能类似性上去评估和诊断。
Excess Iron和Iron Overload的危害
一、Excess Iron的危害
对植物的危害：在植物中，过量的铁会破坏植物正常的生理机能。许多植物实验表明，当植物遭到过量铁胁迫时，根部会出现各种应激反应。以Setaria parviflora和Paspallum urvillei这两种植物为例，过量铁使其根部颜色改变、质地变得黏糊且松弛，解剖结构出现异常，如通气组织被破坏、内皮层细胞改变、导管和筛管元素形状不规则等。并且当铁在根部皮质、原生木质部和后生木质部细胞壁过度积累时，其虽可以成为植物应对过量铁的解毒策略，但从整体根功能来讲是受到损害的 。铁过量还会与其他营养元素竞争吸收通道或运输载体等，影响植物对其他营养元素的吸收，造成植物营养失衡，最终影响植物的生长发育 。在某些土壤生态环境下，过量的铁还可能影响土壤微生物群落结构和功能。植物根际周围土壤微生物依靠植物根系分泌物和植物残体等为营养源，铁的过量可能间接通过改变植物根系的生物学特性，从而改变根系分泌物种类和数量等，影响微生物对有机物的分解和营养循环过程，影响土壤微生态平衡，长期可能影响土壤肥力等。
对人体和动物的危害：在人体和动物体内，过量的铁在胃肠道等消化系统中会引发直接的问题，如呕吐、腹泻等胃肠道症状，铁过量也会对肠道黏膜等造成损伤。因为人体肠道细胞对于铁的吸收有一定的调节机制，当这个机制被过量铁冲击时，细胞内的生理代谢紊乱，这也是肠道损伤的内在原因之一。过量的铁还难以被排出体外，在体内长期积累后可能会沉积在各种器官内，以肝脏为例，肝细胞和枯否细胞内会充满含铁血黄素的褐色粒状沉着（由过量铁累积导致），更进一步影响器官正常功能，长期可导致肝脏疾病等多种健康问题。体内的过量铁还会影响其他营养元素的吸收，就像过量的锌会干扰铁吸收一样，铁过量也会干扰其他矿物质的吸收平衡，例如导致铜等营养元素吸收不良，从而造成机体微量元素比例失衡。这种失衡会影响人体内很多酶的活性等功能，例如某些酶需要铁和铜共同参与其活性中心的组成或者其活化过程，铁铜失衡就会导致这些酶功能异常，进一步影响生理机能，比如人体的造血、免疫等生理环节都会因为这些相关酶的异常而出现某些细微紊乱或者功能障碍。从抗氧化层面，过量的铁会促使活性氧（ROS）的生成，因为铁离子（特别是二价铁离子）能够参与Fenton反应，将过氧化氢转化为极具破坏力的羟基自由基，而过量的活性氧物质会造成生物分子（如脂质、蛋白质、核酸）的氧化损伤，进而损害细胞结构和功能，并可能引发心血管疾病、神经退行性疾病等慢性疾病的过早发生或者加重病情。
二、Iron Overload的危害
细胞和组织层面的危害
Iron overload会诱导细胞的铁死亡（ferroptosis）。这一过程特点为铁过量和脂质过氧化，而铁过载提供了过量的铁离子作为驱动铁死亡的关键因素。当组织中出现铁过载时，细胞内过多的铁离子催化芬顿（Fenton）反应，使活性氧（ROS）大量产生，ROS会攻击细胞膜中的不饱和脂肪酸，引发脂质过氧化链式反应，破坏细胞膜的完整性，最终细胞发生铁死亡。在某些疾病中，例如在一些血液疾病患者中，骨髓细胞更容易发生铁过载 ，此时铁死亡可能涉及骨髓细胞的异常死亡，进而影响身体的造血功能等，同时肾、肝等器官组织细胞的铁过载也会使细胞铁死亡增加，影响器官正常功能 。
铁过载容易使铁在器官中过度沉积，以心脏为例，铁的过度沉淀可导致心脏增大以及类似心肌病（cardiomyopathy ）的心力衰竭，让血色素沉着症成为一种“限制性”心肌病，心脏功能从心室舒张、收缩到心脏内的电生理传导都会受到铁过载引致的铁沉积物的干扰而出现异常；在肝脏中，过量铁沉积影响肝细胞的代谢，干扰肝脏正常的解毒、蛋白质合成、营养物质代谢等多种功能，长期可能发展成肝硬化、肝衰竭等肝脏严重疾病。
整体生理功能方面的危害
由于铁过载造成体内活性氧大量产生，体内抗氧化防御系统被削弱。整个机体的新陈代谢过程中，许多酶促反应依赖于稳定的细胞内环境，但活性氧会干扰这些酶促反应的正常进行。在人体的免疫系统里，这个现象会影响免疫细胞（如白细胞）的正常功能，削弱机体免疫力，使身体容易感染疾病；在神经系统中，活性氧对神经元细胞的结构和功能产生破坏，可能与帕金森病、阿尔茨海默病等神经退行性疾病的发生、发展高度相关，让神经传导速度减慢、神经递质代谢紊乱、神经细胞之间的网络联系被削弱等，影响整体神经系统的正常功能。
铁过载还容易破坏体内的激素平衡。在铁过载时，身体内正常的内分泌器官也会受到过量铁的影响，例如甲状腺组织受到过多铁离子时，可能影响甲状腺激素的合成、转运、分泌等过程，甲状腺激素对人体的生长发育、新陈代谢、体温调节等方面起着至关重要的作用，所以甲状腺激素失衡进一步引起全身性的代谢紊乱等，包括基础代谢率异常、儿童生长发育迟缓等各种生理功能异常现象。
应对Excess Iron和Iron Overload的方法
一、应对Excess Iron的方法
在植物方面
土壤改良方面：可以通过调节土壤的酸碱度等方式来影响植物可吸收铁的量。在碱性土壤中，铁的有效性相对较低，对于土壤中铁过量的情况，对于适合在偏酸性土壤生长的植物（如茶树），可适量施加石灰等碱性物质提高土壤pH来降低铁的有效性。因为铁在碱性条件下更易形成氢氧化铁等难溶物质，从而减少植物可吸收铁的量，以此缓解植物可能面临的铁过量问题。
施肥管理方面：进行合理施肥，精确控制肥料中含铁元素的量，或者根据植物生长阶段选择含铁量适宜的肥料。另外，平衡施肥也至关重要，确保植物获得充足而不过量的其他营养元素，以防止因为营养元素不平衡导致植物对铁的吸收异常增加。例如在蔷薇科植物中，当土壤中钾含量过低时，植物可能会增加对铁的吸收来弥补某些生理功能，可能会造成相对的铁过量吸收情况，因此维持多种营养元素（如氮、磷、钾等）的适量供给可避免这种状况。植物品种选育方面：筛选和培育对铁过量有较好耐受能力的植物品种。通过传统的杂交选育或者现代基因工程手段，将其他耐铁过量植物品种的优良基因导入目标植物。例如某些野生植物在高含铁量土壤中生存时进化出特殊的铁排斥或者耐铁毒害机制，可以把这些野生植物的相关基因进行研究鉴定后，通过转基因等生物技术手段改善作物的铁耐受性。
在人体和动物方面
饮食调整方面：避免长期过度摄入含铁丰富的食物（如动物肝脏、血液制品等）。尤其对于铁吸收功能亢进的人群，更需要严格控制食物中的铁量。一些食物含有抑制铁吸收的成分，可以适当增加这些食物在膳食中的比例进行调节，如茶叶中的多酚类物质可抑制铁的吸收，适量喝茶有助于减少人体对铁的过度吸收；钙也可在胃肠道内与铁竞争吸收，增加富含钙的食物（如牛奶等乳制品）摄入可一定程度减轻铁过量的风险。
药物治疗方面：如已出现因为铁过量造成的贫血等疾病时，针对过量铁需要进行去铁治疗。一些铁螯合剂如去铁胺（deferoxamine）、去铁酮（deferiprone）等药物已被用于临床上治疗铁过量疾病。这些药物能够与体内过量的铁离子结合，形成稳定的复合物，随后通过尿液或粪便将铁排出体外。以地中海贫血患者为例，患者长期输血导致铁过载，使用这些铁螯合剂进行周期性地治疗能减轻身体内铁的负荷，降低铁过载带来的心脏、肝脏等器官疾病风险 。
二、应对Iron Overload的方法
医学治疗方面
铁螯合剂治疗依然是主要的手段。对于患有血色素沉着症、骨髓增生异常综合征、再生障碍性贫血、地中海贫血等容易出现铁过载疾病的患者来说。选择合适的铁螯合剂（如上述提到的去铁胺、去铁酮等）并且周期性地规律用药至关重要。医生需要根据患者的年龄、体重、疾病严重程度、铁过载程度等个体因素调整药物剂量方案。例如，儿童患者在使用铁螯合剂时，需要更加细致地考虑药物对生长发育的影响而谨慎调整剂量。对于铁过载已经引发严重器官损伤的患者，对受损器官进行针对性的支持和保护治疗是必要的。如果肝脏因为铁过载而出现早期纤维化，除了进行铁过载的纠正治疗外，给予一些保肝药物（如多烯磷脂酰胆碱等保护肝细胞的药物）有助于肝脏功能的恢复。如果心脏出现功能异常，可以应用一些心血管药物（如改善心肌功能和代谢的药物等）辅助治疗，避免出现心功能进一步恶化等不良后果。在特定的情况下，例如患者身体状况允许、铁过载严重程度适度等情况下，进行放血疗法是一种在短期内迅速减少体内铁过载的有效方式。定期地从患者静脉抽取一定量的血液，可以降低体内总的铁含量。对血色病这种铁过载疾病，在疾病早期且患者身体状况比较好时，适度的放血疗法能较快地缓解体内铁过载压力，但放血疗法也需要严格评估和监测患者身体指标（如血红蛋白量等），以防止引起其他不良反应（如贫血） 。
日常健康管理方面
因为铁过载除先天性血液疾病因素外，往往和饮食摄入也有关系。对于风险人群或者已经有轻微铁过载倾向的人群，需要关注饮食中的铁来源并进行调整。减少摄入高铁含量食物的频率，如限制铁强化食品的摄入。同时，应避免铁补充剂的滥用，如果要进行铁补充剂摄入，也需要在医生的指导下进行，尤其是一些补铁的复合制剂保健品不能自行盲目使用，以免加重铁过载风险。对于特定高危人群（如有血液疾病家族史等可能存在遗传易感性群体），定期进行健康体检，检测包括血清铁蛋白、转铁蛋白饱和度等指标，有助于早期发现铁过载前期迹象，从而尽早进行干预。例如，每半年进行一次相关血液指标的检查，如果发现铁过敏指标（如血清铁蛋白升高等异常情况），及时调整生活方式或者在医生指导下进行简单的预防性治疗。
参看文献：
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7611894/
https://biosignaling.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12964-023-01267-1
https://www.researchgate.net/figure/Distribution-of-excess-iron-in-the-liver-and-spleen-tissues-post-the-SPION-injection-in_fig5_304660840
https://roobytalk.com/how-to-get-rid-of-excess-iron-in-the-body-naturally/
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