铁是一种必需的膳食矿物质，是合成血红蛋白（在血液中运输氧气）和肌红蛋白（为肌肉提供氧气）所必需的。虽然膳食铁有两种形式——血红素铁（来自全动物产品）和非血红素铁（来自植物）——但补充剂中的铁完全是非血红素铁。它被广泛用于预防和治疗缺铁性贫血（IDA）和非贫血性缺铁，后者是导致不明原因疲劳、运动后恢复不佳和脑雾的常见原因，尤其是在经期女性和耐力运动员中。
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对于确诊为缺铁或贫血的个体，补充铁剂是一种非常有效、恢复性的干预措施，能迅速逆转疲劳、提高运动能力并恢复认知功能。然而，由于过量的铁具有毒性并会加速氧化衰老，在没有生物标志物确认的情况下，绝不应“以防万一”地盲目服用。
恢复铁水平最直接、最显著的益处是消除慢性疲劳和认知迟缓。铁是线粒体电子传递链（特别是细胞色素，cytochromes）中不可或缺的辅助因子，对于产生 ATP（能量）至关重要。即使在没有临床贫血的情况下（血红蛋白正常但铁蛋白偏低），缺铁也会导致严重的身体和精神疲劳。随机试验表明，对非贫血但缺铁的成年人进行铁剂补充，可显著降低疲劳评分并改善主观幸福感 [5]。
铁决定了身体运输和利用氧气的能力。铁储备耗尽会抑制 VO2 max（最大摄氧量）和肌肉耐力，因为肌红蛋白无法为工作中的肌肉提供充足的氧气。耐力运动员（尤其是女性跑步者）极易发生“足底撞击性溶血”（foot-strike hemolysis）和汗液引起的铁流失。将铁蛋白（ferritin）水平恢复到 30-50 ng/mL 以上，通常能使有氧能力和恢复指标得到快速改善 [6]。
铁是核糖核苷酸还原酶（ribonucleotide reductase）的关键辅助因子，该酶是毛囊等快速分裂细胞中 DNA 合成所必需的。慢性弥漫性脱发（休止期脱发，telogen effluvium）通常与铁蛋白水平欠佳（<50 ng/mL）有关 [7]。此外，大脑中的缺铁会改变多巴胺信号传导，使其成为不宁腿综合征（Restless Legs Syndrome, RLS）的主要可逆原因。补充铁剂通常能解决夜间腿部抽搐及相关的失眠问题 [8]。
铁补充剂面临的主要挑战不是功效，而是耐受性。人体对铁的吸收有严格的调节机制，因为它缺乏主动排泄途径。
铁调素阻滞 (The Hepcidin Blockade)：当摄入高剂量的铁时，肝脏会释放铁调素 (hepcidin)，这种激素基本上会关闭肠道内壁的“大门”长达24-48小时，以防止铁过载。每天多次服用铁剂通常只会导致未吸收的铁滞留在肠道中，成为致病菌的养料，并引起严重的便秘、黑便和绞痛 [2:2]。这就是为什么现代方案强调隔日给药 (alternate-day dosing)，这种方法可以绕过铁调素的阻滞，从而显著提高吸收率和耐受性 [2:3]。
形式很重要 (Forms Matter)：传统的硫酸亚铁 (ferrous sulfate) 价格便宜但刺激性强。大约30-50%的使用者会经历明显的胃肠道 (GI) 副作用 [4:3]。甘氨酸亚铁 (Iron bisglycinate，铁与两个甘氨酸分子结合) 可以完整地通过胃部，并通过肠道中的氨基酸通道被吸收。试验一致表明，25 mg 的甘氨酸亚铁在提高铁蛋白 (ferritin) 方面与 50 mg 的硫酸亚铁一样有效，但副作用却小得多 [3:2]。
铁的生物学效用源于其在亚铁 (Fe2+) 和高铁 (Fe3+) 状态之间轻松转换的能力，这使其成为理想的电子供体和受体。
| 结果 | 证据等级 | 方向 | 发现总结 | 参考文献 |
|---|---|---|---|---|
| 血红蛋白 / 贫血消退 | 高 | 增加 | 在剂量和依从性充足的情况下，能一致有效地增加血红蛋白并解决缺铁性贫血。 | [2:4][3:3] |
| 疲劳减轻（非贫血） | 高 | 减少 | 显著降低铁蛋白低但血红蛋白正常的患者的疲劳评分，尤其是经期女性。 | [5:1] |
| 运动表现 / VO2 Max | 中 | 增加 | 通过恢复氧气输送和线粒体效率，改善缺铁运动员的有氧能力和耐力。 | [6:1] |
| 不宁腿综合征 (RLS) 症状 | 中 | 减少 | 缓解全身或中枢神经系统铁储备较低患者的 RLS 症状。 | [8:1] |
| 胃肠道不适 | 高 | 增加 | 传统形式（硫酸盐/富马酸盐）会导致高发生率的便秘和恶心；甘氨酸亚铁和隔日给药可减轻这种情况。 | [2:5][4:4] |
由于人体无法主动排泄多余的铁（只能通过出血或皮肤/肠道细胞的脱落流失），无节制的补充会导致铁过载。铁在组织中的积累会通过芬顿反应（Fenton reaction，Fe2+ + H2O2 -> Fe3+ + OH. + OH-）驱动氧化应激，从而加速细胞衰老和胰岛素抵抗，并增加患心血管疾病与神经退行性疾病的风险。
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