개요
철분 결핍은 세계적으로 가장 흔한 영양 결핍입니다.
철분이 결핍되면 저색소성 (hypochromic), 소적혈구성 (microcytic) 빈혈 (anemia)로 나타납니다.
철결핍빈혈 (iron deficiency anemia, IDA)은 선진국보다 개발도상국에서 유병률이 높습니다.
남성보다는 여성에서 흔합니다.
소아, 청소년에서 나타나는 빈혈의 흔한 원인이 철결핍입니다.
특히 성장기에 철분이 부족하면 신경발달과 행동에 영향을 주기 때문에 중요합니다.
철분 함량이 낮은 음식만 먹고 육류 섭취가 적은 경우 철분이 부족할 수 있습니다.
그래서 채식주의자는 철결핍빈혈이 생길 수 있습니다.
증상 (임상 양상)
철결핍빈혈에서 가장 흔한 증상은 창백입니다.
피곤감, 운동능력 감소, 빈맥 (tachycardia), 심장비대 (cardiomegaly), 기능성 심잡음이 있을 수 있습니다.
하지만 빈혈은 서서히 진행되고, 상당히 진행될 때까지 자각증상이 거의 없습니다.
빈혈이 매우 심해지기 전에는 피부가 약간 창백해 보이는 정도입니다.
혈색소 (hemoglobin, Hb) 8 g/dL 미만이면 산소운반능력이 감소하여 빈맥, 저혈압, 호흡곤란이 있을 수 있습니다.
심한 경우 X-ray에서 심장비대가 관찰됩니다.
노인 여성에서는 드물게 식도협착이나 망에 의한 Plummer-Vinson syndrome이 나타날 수 있습니다.
소아에서의 증상은 다음과 같습니다.
식욕 감소, 보채기, 주위에 대한 관심 감소, 기운 없음, 활동 감소, 빈번한 감염이 나타날 수 있습니다.
식욕 감소로 인해 철분이 부족한 것이 악화되고 성장을 잘 하지 못합니다.
특이한 것으로 이식증 (pica)이 있을 수 있습니다.
비정상적인 식탐을 보이는 것입니다.
진흙, 얼음, 털 등에 비정상적인 식탐을 보이는데, 영어로는 순서대로 geophagia, pagophagia, trichophagia라고 합니다.
심한 경우 위축성 설염, 입술증 (cheilosis), 스푼형 손발톱 (koilonychia)을 보일 수 있습니다.
철분 결핍은 신경학적, 지능적 기능에 악영향을 줍니다.
철분 결핍이 빈혈을 일으킬 정도가 아니더라도 주의력, 각성, 학습능력에 영향을 줄 수 있습니다.
어린 아이는 밤에 잠을 푹 자지 못하고 자주 깨며 보채게 됩니다.
자극에 대한 반응이 감소합니다.
문제는 이러한 인지기능, 정신운동장애는 비가역적일 수 있다는 점입니다.
빈혈을 30일 이상 치료한 경우 정신운동발달 개선이 있었다는 보고가 있긴 하지만, 빈혈은 개선되어도 인지기능, 정신운동장애는 개선되지 않을 수 있습니다.
따라서 소아의 철결핍빈혈은 중요합니다.
또한 철결핍은 면역기능을 감소시키므로 감염이 반복되는 경우 철결핍을 의심해봐야 합니다.
철결핍빈혈이 있으면 장에서 납의 흡수가 증가됩니다.
납중독이 있는 철결핍빈혈 환자에서 철분을 보충하면 혈중 납 농도를 증가시키고 배설은 감소시킵니다.
납중독은 신경학적 독성이 있습니다.
[납 관련 이전 글 링크]
철결핍빈혈 검사 소견, 기준, 수치
체내 철 요구량이 증가하는 경우, 출혈이 하루에 10~20 mL 이상으로 지속되지만 철분 보충이 부족한 경우 등에는 음의 철균형상태가 초래됩니다.
이러한 경우 초기에는 우선적으로 저장철을 이용해서 혈색소를 생산하기 때문에 조직 저장철이 감소합니다.
저장철이 고갈되면 골수 내 hemosiderin (헤모시데린)이 사라지고, 저장 철을 반영하는 지표인 ferritin (페리틴)이 10~15 ng/mL 이하로 감소합니다.
혈청 페리틴이 15 ng/mL 이하인 것은 체내 저장철이 고갈되었다는 의미입니다.
저장철이 다 소모되면 혈청에 있는 철이 10~60 μg/dL로 감소하고 총 철 결합능 (total iron binding capacity, TIBC)이 350~500 μg/dL 정도로 증가합니다.
그 결과 transferrin saturation (트랜스페린 포화도)는 10~16% 미만으로 감소합니다.
* Transferrin saturation = (serum iron) / TIBC X 100 (%)
트랜스페린 포화도 = (혈청 철) / (총 철 결합능) X 100 (%)
혈색소와 hematocrit (헤마토크리트, 적혈구용적률, Hct)도 감소합니다.
그 결과 철결핍빈혈 상태가 됩니다.
말초혈액도말 (peripheral blood smear, PBS)에서 hypochromic (저색소성), microcytic (소구성), anisocytosis (적혈구부동증. 적혈구의 크기가 서로 다른 정도가 정상 범주 이상인 상태), poikilocytosis (변형적혈구증가증. 비정상적인 적혈구 형태가 관찰되는 상태) 등이 관찰됩니다.
Microcytic이므로 MCV는 감소하고 anisocytosis가 있어서 RDW (red cell distribution width. 적혈구분포폭)은 15%이상으로 증가합니다.
혈색소를 효과적으로 생성하지 못하고 헴 (heme)의 전구물질이 축적되어 유리적혈구포르피린 (free erythrocyte protoporphyrin, FEP)이 50 μg/dL 이상으로 증가합니다.
적혈구계 세포는 트랜스페린 수용체 (Transferrin receptor, TfR)를 가장 많이 가지고 있는데, 철결핍이 있는 경우 Tfr이 적혈구에서 혈액내로 방출되어 혈청 TfR이 증가합니다.
이와 같은 과정에서 알 수 있듯이, 소(적혈)구성 저색소성 빈혈까지 나타나는 것은 위와 같은 보상 단계를 거쳐서 최종적으로 나타나는 소견이므로, 철결핍이 매우 진행된 상태라는 것을 암시합니다.
체내 저장철이 얼마나 있는지를 반영하는 지표로는 혈청 페리틴 (ferritin), 트랜스페린 수용체 (transferrin receptor, TfR), 트랜스페린 수용체-페리틴 지수 (sTfR-log ferritin index), 망상적혈구 혈색소 양 (reticulocyte hemoglobin content, CHr), erythrocyte zinc protoporphyrin/heme ratio (ZPP/H) 등이 있습니다.
저장철이 감소되어있는지 확인하기 위해서는 엄밀히 따지자면 골수검사를 하여 prussian blue 염색을 해서 골수 내의 헤모시데린 (hemosiderin) 감소를 관찰해야 합니다.
하지만 너무 칩습적인 검사이므로 보통 간편하게 검사할 수 있는 혈청 페리틴을 측정합니다.
혈청 페리틴 수치는 저장철 상태를 비교적 정확하게 반영합니다.
Ferritin 비정상 수치는 성인에서 15 ng/mL 미만, 소아에서 12 ng/mL 미만인 경우로, 저장철이 부족하다고 할 수 있습니다.
주의사항은, 혈청 페리틴은 급성기 반응물질 (acute reactant)이라는 것입니다.
Ferritin은 만성 염증, 간질환, 만성 신장 질환, 감염, 악성종양 등이 있는 경우에 증가할 수 있어서, 저장철이 감소된 것을 감춰버릴 수 (masking) 있습니다.
따라서 CRP를 함께 측정하여 위와 같은 상황을 배제하는 것이 유용합니다.
CRP가 증가하지 않은 상태여야 (= 급성기 염증 상태가 아니어야) ferritin 수치를 더 신뢰할 수 있습니다.
[급성기 반응물질 (단백질, CRP) 관련 글]
페리틴과 달리 TfR, CHr 농도는 감염, 만성 염증, 만성 신장 질환, 악성종양 등에 영향을 받지 않고 저장철 상태를 정확히 반영합니다.
TfR은 적혈구 세포막에 존재하여 transferrin과 결합된 철을 세포내로 들여보냅니다.
가용성 트랜스페린 수용체 (soluble transferrin receptor, sTfR) 농도는 골수에서 적혈구 조혈 정도를 반영하는데, 특히 철결핍이 있으면 증가합니다.
혈청 sTfR이 증가하는 것이 골수 내 철결핍을 반영하는 가장 예민한 검사 지표입니다.
트랜스페린 수용체-페리틴 지수 (sTfR-log ferritin index)는 염증에 의한 빈혈 (anemia of inflammation. 예전에 만성질환빈혈 (anemia of chronic disease, ACD)이라고 불림)과 철결핍빈혈 (iron deficiency anemia, IDA)을 감별하는데에 유용합니다.
트랜스페린 수용체-페리틴 지수가 2.2 mg/L 미만이면 철결핍빈혈을 배제할 수 있고, 2.9 mg/L 이상이면 철결핍빈혈을 확진할 수 있습니다.
CHr (reticulocyte hemoglobin content. 망상적혈구 혈색소 양)은 망상적혈구에서의 혈색소 양을 반영하는 지표입니다.
이는 3~4일 전의 적혈구 조혈 과정에서 즉시 이용할 수 있었던 철의 양을 반영하므로 저장철의 상태를 알려주는 가장 초기의 표지자입니다.
CHr이 감소하면 철결핍을 강력히 예측할 수 있습니다.
Erythrocyte zinc protoporphyrin/heme ratio (ZPP/H)는 혈색소를 형성하는 골수의 초기 철부족을 알려주는 지표로, 철이 부족하면 아연 사용이 증가하여 ZPP/H가 증가합니다.
최근에 대두된 철상태 추정 표지자로 헵시딘 (hepsidin)이 있습니다.
헵시딘은 장내 철의 흡수, 대식세포에 의한 아연의 흡수, 간에 저장된 철 가동화를 억제하여 조직 내 철의 분포와 농도를 조절하는 역할을 합니다.
헵시딘이 과도하게 생산되면 철의 흡수 및 가동화를 억제하여 철결핍빈혈이 발생할 수 있습니다.
역으로 철결핍빈혈이 이미 있는 상황에서는 헵시딘이 감소하고 염증 시에는 증가하므로 철결핍빈혈과 염증에 의한 빈혈을 감별하는데에 도움이 됩니다.
철결핍빈혈의 진단
철결핍빈혈의 원인으로 의심되는 것이 있는지 자세한 문진으로 찾는 것이 중요합니다.
(여성의 경우 산전 병력, )식이력, 증상, 신체검진 등이 필요합니다.
일반혈액검사 (완전혈구계산 (complete blood count (CBC))에서 빈혈이 있는 사람이 MCV 감소, MCH(C) 감소, RDW 증가가 있으면 일단 철결핍빈혈을 의심할 수 있습니다.
Ferritin을 측정하여 혈청 페리틴이 12~15 ng/mL 이하로 매우 감소되어 있으면 철결핍빈혈을 확진할 수 있습니다.
혈청 페리틴 참고 범위 (정상 수치)를 환자군별로 세분화하여 생각하면, 다음과 같은 경우 철결핍빈혈을 진단할 수 있습니다.
영유아에서 12 ng/mL 미만
임산부에서 12~15 ng/mL 미만
일반 성인에서 15 ng/mL 미만
* 철결핍빈혈 검사/지표 수치/소견 요약
혈청 Ferritin 감소
총 철결합능 (total iron binding capacity, TIBC)이 350~500 μg/dL로 증가
트랜스페린 포화도 (transferrin saturation) 16% 미만으로 감소
적혈구내 free protoporphyrin (FEP)가 1~2세에서 70 μg/dL 이상으로, 성인에서 100 μg/dL 이상으로 증가
혈청 sTfR 증가
한편 빈혈이 심하지 않은 경우 진단이 쉽지 않을 수 있습니다.
Ferritin, CHr, sTfR 검사가 진단에 도움이 됩니다.
또한 철분제제를 투여하여 혈색소치가 1~2 g/dL 이상 상승하면 철결핍이 있었다고 볼 수 있습니다.
앞서 언급했던 골수검사에서 철염색을 하여 헤모시데린을 관찰하는 것은 침습적이며, ferritin이라는 간단하고 정확한 검사가 있습니다.
다만 빈혈의 원인을 철적모구빈혈 (sideroblastic anemia) 등과 감별해야 하는 경우 골수검사가 도움이 됩니다.
감별진단
기본적으로 microcytic hypochromic anemia (소(적혈)구성 저색소성 빈혈)을 보이는 질환들과 감별해야 합니다.
대표적으로 염증에 의한 빈혈 (anemia of inflammation), 철적모구빈혈 (sideroblastic anemia), 지중해빈혈 (thalassemia)과 감별해야 합니다.
다른 질환들은 빈도가 낮은 것도 그렇고, 염증에 의한 빈혈과 감별하는 것이 임상적으로 중요합니다.
RDW가 증가되어 있으면 철결핍빈혈, 감소되어 있으면 염증에 의한 빈혈일 가능성이 높습니다.
혈청 페리틴이 감소되어 있는 것은 철결핍빈혈을 강력하게 시사합니다.
하지만 저장철이 감소되어 있어도 ferritin은 염증 등에 의해 감소하지 않는 상황이 있을 수 있으며, 이러한 경우 염증에 의한 빈혈로 오인할 수도 있습니다.
sTfR 등을 측정하면 감별에 도움이 됩니다.
염증에 의한 빈혈은 보통 normocytic normochromic (정(적혈)구성 정색소성이고 RDW가 정상입니다.
Ferritin은 정상이거나 증가합니다.
TIBC는 정상입니다.
sTfR은 증가하지 않습니다.
혈색소가 낮은데도 불구하고 erythropoietin (EPO. 적혈구조혈인자. 에리스로포이이틴)이 낮습니다.
Reference
Hematology, 3rd ed.
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