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철 중독

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1. 개요

철 중독은 철 제제의 과다 복용 또는 오용으로 발생하며, 다량의 적혈구 수혈, 아프리카형 철 과다증, 혈색소 침착증 환자에게서도 나타날 수 있다. 철은 헤모글로빈 생성에 필수적이나, 과도한 유리 철은 신체에 독성을 유발하며 간, 위, 심혈관계 등을 손상시킨다. 증상은 섭취량에 따라 다르며, 20mg/kg까지는 독성이 없지만, 60mg/kg을 초과하면 심각한 증상 및 병적 상태를 유발할 수 있다. 진단은 병력 청취, 신체 검사, 혈청 철분 수치 측정 등을 통해 이루어지며, 치료는 호흡 지원, 수액 보충, 킬레이트제인 데페록사민 투여 등을 포함한다.

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철 중독
일반 정보
질병 종류금속 중독
원인 물질
임신 위험도C (미국 FDA)
증상
주요 증상구토
복통
설사
탈수
혼수상태
기타 증상졸음
창백한 피부
빠른 호흡
쇠약
저혈압
진단 및 치료
진단 방법혈액 검사
치료 방법제산제 투여
활성탄 투여 (효과 없음)
폴리에틸렌 글리콜 관장
데페록사민 투여
수혈
투석
기타
사망률치료 시 1% 미만
관련 질병철 결핍성 빈혈
혈색소증

2. 원인

철은 필수 원소이지만 과다하게 섭취하면 독성을 나타낸다[9]。 만성적인 철 과다 섭취뿐만 아니라 대량 섭취로 급성 중독도 일어날 수 있다. 특히 급성 철 중독은 소아에게서 중독사의 주요 원인 중 하나로 꼽힌다[10]。 심한 중독 증상은 치명적이며, 상태 변화가 급격하다[11]。 소아의 경우 200mg 섭취로 사망한 사례가 보고되었다[12]。 인체는 체외로 철을 능동적으로 배설하는 메커니즘이 없기 때문에[13], 중증 사례에서는 데페록사민을 사용하여 신장을 통해 철 배설을 촉진하는 치료를 한다[10]

철 제제(정제, 액제)의 과다 복용 또는 오용, 소아의 성인용 종합 비타민제 오용[10]등이 원인이 될 수 있다. 이 외에도, 다량의 적혈구 수혈을 반복하는 경우 등에도 체내에 철이 축적된다. 또한, 아프리카형 철 과다증도 철을 포함한 식품의 과다 섭취로 인해 유발된 철 중독이었다[14]。 혈색소 침착증 환자는 철 저장량이 많기 때문에 중독 증상을 나타내기 쉽다.

2. 1. 병태 생리

철은 신체 전체에 산소를 운반하는 역할을 하는 적혈구 내 헤모글로빈 생성에 필수적이다. 정상적인 생리학적 조건에서 비이온성 철(Fe°)은 위 내 위산에 의해 제2철 이온(Fe2+)으로 전환된다. 제2철 이온은 소장에서 흡수된 후 혈류로 방출되기 전에 제3철 이온 (Fe3+) 형태로 산화된다.[4] 혈액 내 유리 철은 정상적인 세포 기능을 방해하여 간, 위, 심혈관계와 같은 기관을 손상시키므로 신체에 독성이 있다.[4] 인체는 과도한 유리 제3철 이온이 신체를 순환하는 것을 방지하기 위한 보호 기전을 가지고 있다. 신체 전체로 운반될 때 철은 트랜스페린이라는 철 수송 단백질에 결합되어 철이 다른 세포에 흡수되는 것을 방지한다.[6] 과도한 철은 간에 페리틴 형태로 저장된다.[6] 철 과다 복용 시 철 저장량이 과포화되고 신체의 보호 기전이 실패하여 과도한 유리 철이 순환하게 된다.[6]

철분 섭취량에 따른 중증도는 다음과 같다.[10]

  • 독성 없음 - 20mg/kg까지
  • 경증에서 중등도의 독성 - 20~60mg/kg
  • 심각한 증상 및 병적 상태 - 60mg/kg 초과


유아(7-12개월), 소아 및 성인의 철 허용 상한 섭취량은 다음과 같다.[15]

연령남성여성임산부수유부
7-12개월40mg40mg해당 없음해당 없음
1-13세40mg40mg해당 없음해당 없음
14-18세45mg45mg45mg45mg
19세 이상45mg45mg45mg45mg


2. 2. 독성 용량

철 중독은 원소 철 섭취량 20mg/kg 이상일 때 발생하며, 주로 위장관 증상이 나타난다.[4] 60mg/kg 초과 시 심각한 독성 징후가 나타나며,[5] 120mg/kg 이상 섭취는 치명적일 수 있다.[4] 철 결핍성 빈혈 치료 용량은 3–6mg/kg/일이며, 20mg/kg 미만 섭취 시에는 대개 증상이 없다.[4] 식단만으로는 철 중독 가능성이 낮고, 철분 보충제 과다 복용이 주 원인이다. 철분 보충제 내 원소 철 함량은 정제 구성 비율로 계산된다. (예: 300mg 푸마르산제일철 정제는 100mg(33%) 원소 철 함유)

  • 황산제일철: 광물 염 1mg당 20% 원소 철 함유
  • 글루콘산제일철: 광물 염 1mg당 12% 원소 철 함유
  • 푸마르산제일철: 광물 염 1mg당 33% 원소 철 함유


철은 필수 원소이나 과다 섭취 시 독성을 나타낸다.[9] 만성적 철 과다 섭취 및 대량 섭취 시 급성 중독이 발생할 수 있다. 급성 철 중독은 소아 중독사의 주요 원인 중 하나이다.[10] 심한 중독은 치명적이며 상태 변화가 급격하다.[11] 소아의 경우 200mg 섭취로 사망한 사례가 보고되었다.[12] 인체는 철 배설 메커니즘이 없어[13] 중증 시 데페록사민으로 신장을 통한 철 배설을 촉진한다.[10]

철 섭취량에 따른 중증도:[10]

  • 20mg/kg 미만: 독성 없음
  • 20–60mg/kg: 경증~중등도 독성
  • 60mg/kg 초과: 심각한 증상 및 병적 상태


; 유아(7-12개월), 소아 및 성인의 철 허용 상한 섭취량(mg/일)[15]

연령남성여성임산부수유부
7-12개월4040N/AN/A
1-13세4040N/AN/A
14-18세45454545
19세 이상45454545


3. 증상

철 중독의 증상은 섭취한 철의 양에 따라 다르며, 증상이 나타나는 시간에 따라 5단계로 분류된다. 경증에서 중등도의 경우, 무증상이거나 6시간 이내에 해결되는 경미한 위장 증상만 나타날 수 있다.[5] 심각한 경우에는 전신 증상을 보이며 치료가 필요할 수 있다. 치료하지 않으면 철 중독은 위장 단계, 잠복 단계, 대사성 산증 및 쇼크 단계, 간독성 단계, 흉터로 인한 장 폐쇄 단계로 진행된다.[2]

철 독성의 단계[4]
단계섭취 후 시간임상적 증상
1단계 (위장)30분 ~ 6시간복통, 설사, 구토, 검은 변
2단계 (잠복)6 ~ 24시간없음
3단계 (대사성 산증 및 쇼크)6 ~ 72시간저혈량성 쇼크, 저혈압, 빠른 호흡, 호흡 곤란, 빈맥
4단계 (간독성)12 ~ 96시간급성 간부전
5단계 (장 폐쇄)2 ~ 8주구토, 흉터로 인한 소장 폐쇄



철 중독의 첫 증상은 섭취 후 6시간 이내에 나타나며, 복통, 메스꺼움, 구토(혈액 동반 가능) 등의 위장 증상이 나타난다. 철 정제가 붕괴되면서 변이 검은색, 짙은 녹색, 또는 회색으로 보일 수 있다.[4] 첫 번째 단계 이후 위장 증상은 잠복 단계에서 해결되는 것처럼 보이며, 환자는 호전되는 듯한 징후를 보일 수 있다.[2] 이 단계 이후 철은 신체 기관의 세포에 영향을 미치기 시작하여 6~72시간 후 발생하는 대사성 산증 단계에서 다양한 전신 증상으로 나타난다. 환자는 저혈압, 빠른 심박수, 심한 호흡 곤란 등 심인성 쇼크 징후를 보일 수 있다.[5] 저혈량성 쇼크는 철로 인한 위장 출혈로 발생한다. 이 단계에서 대사성 산증 같은 내부 장기를 손상시킬 수 있다.[4] 섭취 후 12~96시간에 발생하는 네 번째 단계에서는 세포가 죽기 시작하면서 간 독성 및 부전이 발생한다. 섭취 후 2~8주 후에 나타나는 마지막 단계에서는 위장 점막 내벽에 흉터가 생겨 장 폐쇄를 유발한다.[3]

대량 섭취 시 과다 섭취 후 6시간 이내에 증상이 나타난다.[16] 구토, 설사, 복통 등 급성 위장염 증상을 보이다가 무증상기를 거쳐 부정맥[17], 심부전[17], 쇼크 증상과 간부전을 보인다.[10] 소화관 천공을 일으키기도 한다.[18]


  • 제1기 (과다 섭취 후 6시간 이내)[16]: 구토, 토혈, 설사, 복통, 과민성, 졸음. 중증의 경우 빠른 호흡과 맥박, 혼수, 의식 소실, 경련 발작, 저혈압.
  • 제2기 (과다 섭취 후 6~48시간)[16]: 무증상기 - 상태가 개선된 것처럼 보임.
  • 제3기 (과다 섭취 후 12~48시간)[16]: 심각한 저혈압(쇼크), 대사성 산증, 발열, 출혈, 황달, 간부전, 경련(발작).
  • 제4기 (과다 섭취 후 2~5일)[16]: 간부전. 쇼크, 출혈, 혈액 응고 이상으로 사망하는 경우가 있음. 저혈당, 혼란 및 반응 둔화, 혼수가 나타날 수 있음.
  • 제5기 (과다 섭취 후 2~5주)[16]: 장폐색 - 소화관(위 유문부 또는 십이지장)의 반흔이 폐쇄될 수 있음. 경련성 복통, 구토, 간경변이 나타나기도 함.

4. 진단

철 중독은 주로 환자의 자세한 병력 청취 및 신체 검사를 통해 진단하며, 개인의 징후와 증상을 파악하는 것이 중요하다. 섭취한 철분의 양과 시기 등의 정보를 수집하여 독성 수준을 평가해야 한다. 혼란, 극심한 무기력증, 심박수 증가, 성인의 저혈압 등 심한 철 중독 징후를 평가해야 한다.[4] 어린이의 경우 반응 감소, 울음, 집중력 저하와 같은 행동 변화와 함께 쇼크 징후가 나타날 수 있다.[7] 지속적인 구토는 철 중독과 자주 관련되며 철 중독의 심각성을 판단하는 데 사용된다. 섭취 후 4~6시간 뒤의 최고 혈청 철분 수치를 측정하는 것과 같은 실험실 검사는 철 독성의 심각성을 판단하는 데 유용할 수 있다.[4] 일반적으로 350mcg/dL 미만의 수치는 경미한 철 중독과 관련이 있는 반면, 500mcg/dL 이상의 상위 수치는 더 심각한 철 중독과 관련이 있다.[3] 전해질 수치, 신장 기능, 혈당, 간 기능 검사(효소 및 빌리루빈), 전혈구 계산, 프로트롬빈 및 부분 트롬보플라스틴 시간을 통한 응고 시간, 대사성 산증에 대한 음이온 간격을 측정하여 철 중독의 임상 모니터링 및 확인을 수행해야 한다.[3][1][4]

데페록사민 부하 검사는 철 중독을 확인하는 진단 검사였으나, 정확성에 대한 우려로 인해 더 이상 진단 목적으로 권장되지 않는다.[3] 데페록사민은 단일 용량으로 근육 주사로 투여할 수 있으며, 혈액 내의 유리 철분과 결합하여 소변으로 배설되어 "벽돌색 오렌지" 또는 분홍색/빨간색/오렌지색으로 변하게 된다.[4][8] 방사선 촬영은 철 독성의 심각성과 X선 상 위장에 있는 방사선 불투과성 철분 정제의 존재 사이의 관련성이 부족하여 더 이상 진단에 사용되지 않는다.[3] 또한 이 방법은 섭취된 정제가 방사선 불투과성일 것을 요구하지만, 대부분의 철분 제제는 그렇지 않다.[3]

혈중 철 농도만으로는 정확한 진단을 내릴 수 없다.[10] 일반적으로 철 정제를 통째로 삼킨 경우에만 유효한 방법이지만, 복부 엑스레이 촬영을 통해 소화관 내 방사선 비투과성 철 정제를 검출하는 방법이 있다. 그러나 철 정제를 씹어 삼킨 경우에는 검출할 수 없는 경우도 있다.[10] 따라서 혈중 철의 비정상적인 고농도 등 철 중독을 시사하는 소견을 보이는 환자에게서 설명되지 않는 대사성 산증이 발견될 때 철 중독을 의심한다. 섭취 후 3-4시간 시점에 혈청 철, 전해질, pH를 측정한다.[10]

5. 치료

급성 철 중독 관리는 환자에게 호흡 지원을 제공하고 정맥 내 데페록사민을 투여하는 것을 포함한다. 위장 단계에서 심각한 증상을 보이는 환자는 혈액량 감소로 인한 저혈량 쇼크를 예방하기 위해 수액 보충을 받아야 한다.[4] 생리 식염수는 신체의 적절한 수분량을 유지하기 위해 정맥 내로 투여된다. 데페록사민은 심각한 철 중독의 경우에 사용되는 약물이다. 이 약물은 킬레이트제이며 신체의 유리 철에 결합하여 신장을 통해 소변으로 배설되도록 한다.[8] 데페록사민의 투여량은 독성학자와의 상담을 통해 결정해야 하지만 일반적으로 시간당 15mg/kg에서 35mg/kg으로 지속적으로 주입하며 성인의 경우 최대 일일 투여량은 6g을 초과하지 않아야 한다.[3] 소아 환자의 경우 투여량은 시간당 15mg/kg을 초과해서는 안 된다.[4] 권장되는 치료 기간은 증상이 해결될 때까지이며, 일반적으로 24시간이다.[3] 치명적이지 않은 철 중독의 경우 간부전이 발생하면 간 이식이 필요할 수 있다.[4]

철 중독 치료는 임상 증상, 혈청 철분 최고치 및 기타 실험실 결과를 기반으로 해야 한다. 일반적인 지침으로, 원소 철을 소량 섭취하고, 혈청 철분 최고치가 500mcg/dL 미만이며, 무증상이거나 경미한 위장 증상만 보이는 환자는 일반적으로 치료가 필요하지 않으며 섭취 후 6시간 동안 모니터링해야 한다.[1][4] 원소 철을 고용량 섭취하고 환자가 심각한 전신 철 중독의 징후와 증상을 보이는 경우 수액 보충 및 데페록사민과 같은 보조 치료를 즉시 시작해야 한다.[4] 철 중독에 대한 신속한 대응은 임상 결과를 현저히 개선할 수 있다.

철분 제제를 대량으로 경구 섭취한 직후에는 전장 세척을 통해 흡수되지 않은 철분을 소화관에서 강제로 배출한다. 이에 반해 위 세척의 유효성은 낮으며,[18] 활성탄은 철분을 흡착하지 않으므로 사용되지 않는다.[10] 중증의 경우에는 혈액 중 철분 배출을 킬레이트하여 신장에서의 배출을 촉진하기 위해 데페라시록스 정맥 내 점적 투여를 실시한다.[10] 다만, 신장에서의 배출만을 촉진하므로, 신장 기능이 고도로 저하된 환자에게 데페라시록스를 주사하는 방법은 사용할 수 없다. 혈중 철분 농도를 낮추기 위해 혈액 투석, 혈장 교환이 시도되는 경우도 있다. 그러나 간부전을 발병한 경우의 예후는 좋지 않다.[18] 간부전 치료로서 간 이식을 실시하는 경우가 있다.[19][18]

참조

[1] 논문 Iron Ingestion: an Evidence-Based Consensus Guideline for Out-of-Hospital Management 2005-01-01
[2] 웹사이트 Iron Poisoning - Injuries and Poisoning https://www.msdmanua[...] 2020-12-30
[3] 간행물 Iron Toxicity http://www.ncbi.nlm.[...] StatPearls Publishing 2020-12-30
[4] 웹사이트 Acute Iron Poisoning https://www.uptodate[...] 2020-12-31
[5] 논문 Iron poisoning: a literature-based review of epidemiology, diagnosis, and management https://pubmed.ncbi.[...] 2011-10
[6] 논문 Acute Iron Poisoning: A Review https://jamanetwork.[...] 1980-09
[7] 웹사이트 Initial Evaluation of Shock in Children https://www.uptodate[...] 2021-04-27
[8] 웹사이트 Deferoxamine: Drug Information https://www.uptodate[...] 2021-04-27
[9] 서적 ロビンス基礎病理学(第7版) 廣川書店 2004-09-01
[10] 웹사이트 鉄中毒 https://www.msdmanua[...]
[11] 논문 急性鉄中毒に対する集中治療 https://doi.org/10.3[...] 2013
[12] 논문 Accidental poisoning with iron supplements 1995
[13] 서적 ロビンス基礎病理学(第7版) 廣川書店 2004-09-01
[14] 서적 ロビンス基礎病理学(第7版) 廣川書店 2004-09-01
[15] 서적 Dietary Reference Intakes for Vitamin A, Vitamin K, Arsenic, Boron, Chromium, Copper, Iodine, Iron, Manganese, Molybdenum, Nickel, Silicon, Vanadium and Zinc National Academy Press 2001
[16] 웹사이트 鉄中毒 https://www.msdmanua[...]
[17] 기타 鉄過剰による不整脈を呈した 2 例 http://jspccs.jp/arc[...]
[18] 논문 急性鉄中毒に起因する急性肝不全により死亡した一例 https://doi.org/10.3[...] 2013
[19] 논문 Fulminant hepatic failure 1998
[20] 논문 Iron Ingestion: an Evidence-Based Consensus Guideline for Out-of-Hospital Management 2005-01-01
[21] 웹인용 Iron Poisoning - Injuries and Poisoning https://www.msdmanua[...] 2020-12-30



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