A  Comparative  Study  of  Ferrous  Ascorbate  and  Ferrous  Fumarate  in  Treating  Iron  Deficiency  Anaemia  during  Pregnancy:  Efficacy  and  Safety  analysis

Mudigonda Sowjanya*, Nishad, Fariya,  Malla Rajeshwari, Dr. K. Lakshmi Surekha

Department  of  pharmacy  practice,  Marri  Laxman  Reddy  institute  of  Pharmacy,  Dundigal,  Hyderabad,  Telangana,  500043

*Correspondence: mudigonda.sowjanya2@gmail.com

DOI: https://doi.org/10.71431/IJRPAS.2025.4204    

INTRODUCTION

Anaemia  is  a  common  medical  complication  during  pregnancy,  characterized  by  haemoglobin  (Hb)  levels  below  11  g/dl,  according  to  the  World  Health  Organization  (WHO).  This  condition  reduces  oxygen  delivery  to  body  tissues,  affecting  socioeconomic  development  and  individual  health.  Pregnant  women  and  young  children  are  disproportionately  affected,  with  global  prevalence  rates  of  41.8%  and  30.2%  among  pregnant  and  non-pregnant  women,  respectively.  Significant  disparities  exist,  with  14%  prevalence  in  industrialized  nations  and  51%  in  underdeveloped  ones.  Notably,  India  accounts  for  approximately  80%  of  maternal  anaemia-related  fatalities  in  South  Asia,  making  it  a  high-prevalence  nation  for  anaemia  worldwide.[1]

Pregnancy  increases  the  risk  of  anaemia  due  to  extra  demands  on  the  body.[2]  Physiological  changes,  particularly  in  blood  circulation,  support  fetal  development  but  also  dilute  haemoglobin  levels.  Anaemia  occurs  when  red  blood  cells  (RBCs)  decrease,  impairing  oxygen  delivery,  potentially  causing  severe  problems.  RBC  production  relies  on  bone  marrow  and  essential  nutrients  like  iron,  folic  acid,  and  vitamin  B12.  Lack  of  these  components  or  accelerated  RBC  loss  can  lead  to  anaemia.[2,3]

Anaemia  is  categorized  into  four  severity  levels  based  on  haemoglobin  (Hb)  levels:  Mild  anaemia  (Hb:  10.0-10.9  g/dl),  Moderate  anaemia  (Hb:  7.0-9.0  g/dl),  Severe  anaemia  (Hb:  4.0-6.9  g/dl),  and  Very  severe  anaemia  (Hb:  <  4.0  g/dl).[2]  Chronic  mild  anaemia  reduces  women's  work  capacity,  especially  in  manual  labour.  Moderate  anaemia  (Hb  <  8  gm/dl)  impairs  household  management,  childcare,  and  work,  increasing  risks  of  premature  birth,  underweight  newborns,  and  maternal  mortality.  Severe  anaemia  (Hb  <  5  gm/dl)  leads  to  cardiac  decompensation,  circulatory  failure,  and  pulmonary  oedema.  In  India,  anaemia  accounts  for  20%  of  maternal  mortality  and  20%  of  indirect  deaths.  Haemoglobin  levels  below  8  gm/dl  increase  morbidity  risks,  while  levels  below  5  gm/dl  substantially  increase  mortality  rates,  emphasizing  the  need  for  timely  intervention.[2]

Anaemia  of  that  occurs  frequently  during  pregnancy  include:  vitamin  B12  deficiency  anaemia,  folate  deficiency  anaemia  and  iron  deficiency  anaemia.  Iron  deficiency  anaemia  is  common  in  pregnant  women  due  to  increased  iron  requirements.  During  pregnancy,  iron  needs  skyrocket  to  produce  more  red  blood  cells,  support  fetal-placental  growth,  expand  plasma  volume,  and  compensate  for  post-delivery  iron  loss.  Since  iron  is  essential  for  oxygen  delivery,  electron  transport,  and  enzymatic  activities,  its  deficiency  can  malfunction  high  metabolic  cells.[4,5]

Iron  is  crucial  for  enzyme  function  and  oxygen  transport  in  the  mother-placental-fetal  unit  during  pregnancy.  It's  essential  for  haemoglobin,  cytochromes,  and  myoglobin,  supporting  oxygen  delivery  and  ATP  synthesis.  Fetal  oxygen  demand  is  high,  especially  for  brain  development  (60%  of  total  demand).[5]  Iron  deficiency  is  common,  affecting  approximately  80%  of  pregnant  women  in  low-  and  middle-income  nations  and  45%  in  well-resourced  countries,  highlighting  the  need  for  early  intervention.[5]

During  pregnancy,  a  55kg  woman  requires  approximately  1000-1200mg  of  iron,  divided  among:  placental  and  fetal  development  (350mg),  increased  red  cell  mass  (500mg),  post-delivery  blood  loss  (250mg).  Iron  needs  are  lower  in  the  first  trimester  (0.8mg/day)  and  higher  in  the  third  trimester  (3.1-7.5mg/day).  The  foetus  and  placenta  also  require  iron  for  growth  and  oxygen  transport.  However,  40%  of  women  start  pregnancy  with  depleted  iron  stores,  and  90%  have  insufficient  stores  (<500mg),  leading  to  iron  deficiency  anaemia  (IDA)  if  untreated,  posing  significant  risks  to  mother  and  foetus.[4,5]

Iron  is  crucial  for  human  survival,  with  70%  bound  to  haemoglobin.  Heme  iron  (animal  products)  is  absorbed  more  efficiently  than  nonheme  iron  (plants,  grains).  Ascorbic  acid  enhances  absorption,  while  phytates,  polyphenols,  and  calcium  inhibit  it.  Red  meat  is  a  significant  heme  iron  source,  and  iron  balance  relies  on  dietary  absorption.[6]

Iron  deficiency  anaemia  (IDA)  in  pregnancy  poses  serious  risks,  including  morbidity,  fetal  death,  and  maternal  complications.  Symptoms  include  pallor,  breathing  issues,  and  fatigue.  IDA  also  increases  postpartum  depression,  haemorrhage,  pre-eclampsia,  and  infections.  Severity  of  IDA  correlates  with  maternal  mortality,  low  birth  weight,  and  preterm  delivery  risks,  emphasizing  urgent  need  for  detection  and  treatment.[7]

The  primary  treatment  for  iron-deficiency  anaemia  in  pregnancy  is  oral  iron  supplementation,  with  the  Institute  of  Medicine  recommending  30-120mg  of  elemental  iron  daily.  Common  oral  iron  treatments  include  ferrous  ascorbate,  gluconate,  sulphate,  and  fumarate.[8]  However,  nearly  half  of  pregnant  women  experience  adverse  effects  like  constipation,  nausea,  epigastric  pain,  and  vomiting,  which  can  reduce  tolerance  and  delay  treatment.[9,10]

Parenteral  iron  therapy  (iron  dextran,  iron  sucrose,  ferric  carboxy  maltose)  is  reserved  for  severe  iron-deficiency  anaemia  cases,  malabsorption  syndromes,  or  intolerance  to  oral  iron.  It  quickly  replenishes  iron  reserves,  especially  beneficial  for  pregnant  women  near  term.[8]  However,  its  use  is  limited  due  to  higher  costs  and  potential  risks.[9]

To  enhance  iron  intake,  encourage  consumption  of  heme  iron-rich  foods  like  chicken,  fish,  and  red  meat,  considering  individual  dietary  preferences.  Avoid  meals  centred  on  legumes  or  plain  cereal  due  to  phytates  that  inhibit  iron  absorption.  Processing  techniques  like  germination,  soaking,  and  fermentation  can  reduce  phytates.[9]  Non-heme  iron  sources  include  vegetables,  fruits,  grain  products,  dry  legumes,  and  nuts,  which  should  be  consumed  separately  from  phytate-rich  foods  to  optimize  absorption.[6]

MATERIALS  AND  METHODS

This  study  was  carried  out  in  Out-Patient  facilities  of  the  Department  of  Obstetrics  and  Gynaecology,  Arundhati  Institute  of  Medical  Sciences  and  Hospital,  Dundigal,  Gandimaisamma,  Medchal  Makagiri  -  district,500043.  Our  study  was  conducted  for  six  months  (July  2023  to  December  2023).  Subjects  were  included  in  the  study  based  on  the  study  criteria,  and  after  explaining  the  purpose  of  the  study,  a  signature  was  obtained  on  the  Inform  Consent  Form.  Before  starting  of  the  study  patient  details  will  be  collected  from  treatment  chart,  patient's  profile  and  by  communicating  with  the  patient.  Follow  up  was  be  done  after  60days.  The  collected  data  was  entered  in  excel  sheets  and  appropriate  statistical  test  was  used.

Inclusion  criteria: 

·         Antenatal  women  (>14weeks  of  gestation)  in  Out-Patient  facilities  of  the  Department  of  Obstetrics  and  Gynaecology  diagnosed  with  iron  deficiency  anaemia.

·         Include  the  patients  who  have  no  other  co-morbidities.

·         Patients  of  age  18-40  years.

Exclusion  criteria:

·         Antenatal  women  with  complications  such  as  hemoglobinopathies,  acute  malaria,  severe  gastrointestinal  disorders,  and  with  history  of  oral  iron  intolerance. 

·         Patients  not  willing  to  participate  in  the  study.

Sample  size:  About  118  subjects  were  included  in  the  study  based  on  the  study  criteria.  They  were  divided  randomly  into  two  groups  with  59  subjects  each. 

Group  A:  Subjects  received  ferrous  ascorbate  (FeA)  100mg  twice  daily.

Group  B:  Subjects  received  ferrous  fumarate  (FeF)  100mg  twice  daily.

Follow-up  was  done  after  60  days  of  therapy.

Statistical  tools: 

We  used  Microsoft  Excel  to  perform  paired  t-test.  We  calculated  mean,  standard  deviation,  confidence  interval  and  p-value  using  excel.  Paired  t-test:  It  is  a  statistical  test  used  to  compare  the  means  of  the  same  group  or  items  under  two  separate  scenarios.  P-value  less  than  0.05  was  considered  statistically  significant.

RESULTS

About  118  subjects  were  included  in  the  study  based  on  the  study  criteria.  Their  baseline  demographics  such  as  age,  education,  occupation,  residence,  diet,  gravida,  severity  of  anaemia  and  gestational  age  (in  weeks)  are  given  in  table  1  and  table  2.

Table 1: Demographic  details  of  the  subjects  that  are  included  in  the  study

Table  2:  Demographic  details  of  the  subjects  that  are  included  in  the  study

We  observed  a  significant  rise  in  the  mean  Hb  level  from  9.74  ±  0.91  and  10.43  ±  0.38  to  11.49  ±  0.84  (p  <0.001)  and  11.36  ±  1.15  (p  <0.001)  in  groups  A  and  B  respectively.  The  total  cost  of  tablets  for  60  days  for  group  A  and  B  was  Rs.  735.9  and  Rs.  334.8  respectively.  And  the  improvement  in  Hb  was  12.5%  and  6.6%  for  group  A  and  B.  the  average  cost-  effective  ratio  for  group  A  and  B  was  Rs.  58.87  and  Rs.  50.72  per  1%  rise  in  Hb  which  is  given  in  table  3.

Table  3:  Percentage  improvement  in  Hb  and  its  average  cost  effectiveness  ratio  (Rupees  per  1%  rise  in  Hb)

Figure  1:  Comparison  of  mean  rise  in  hemoglobin  between  group  A  and  B

There  were  notable  changes  in  the  RBC  count,  Hct,  MCV,  MCHC,  MCH  and  RDW  parameters  from  the  baseline  to  the  end  of  the  treatment  in  both  the  groups  given  in  table  4  and  table  5.

Table  4:  Mean  improvement  in  RBC  count,  Hct,  MCV  levels  before  and  after  treatment

Table  5:  Mean  improvement  in  MCHC,  MCH  and  RDW  levels  before  and  after  treatment

Figure  2:  Comparison  of  mean  RDW-CV  between  group  A  and  B

There  were  no  serious  side  effects  or  hypersensitivity  due  to  the  medication  during  the  study  period,  only  few  subjects  showed  minor  GI  side-effects  such  as  nausea,  vomiting  etc  (table  6).  ferrous  fumarate  group  showed  slightly  more  side  effects  than  that  of  ferrous  ascorbate  group  but  there  was  not  much  significant  difference  between  the  groups  (p=1.00).

Table  6:  Number  of  subjects  who  showed  adverse  effects  the  study  period  in  each  group

Figure  3:  Comparison  of  side  effects  between  group  A  and  B

All  the  subjects  were  counselled  regarding  iron  deficiency  anaemia  and  the  importance  to  take  proper  iron  rich  foods,  medications  and  the  complications  before  the  start  of  the  treatment.  The  subjects  throughout  the  study  period  showed  perfect  adherence,  with  no  missed  doses  reported.

DISCUSSION

Anaemia  is  common  during  pregnancy  and  it  has  a  significant  impact  on  the  mother  and  fetal  health,  if  not  taken  care  can  lead  to  severe  complications.[8]

The  treatment  with  ferrous  ascorbate  and  ferrous  fumarate  showed  a  significant  rise  in  the  haemoglobin  levels  by  1.75  and  0.93  gm%.  The  rise  in  haemoglobin  was  significant  in  ferrous  ascorbate  group.  On  comparing  the  average  cost  effectiveness  ratio  ferrous  fumarate  was  cost  effective  with  a  ratio  of  Rs.50.72  per  %  increase  in  haemoglobin.  There  were  no  serious  adverse  effects  observed  during  the  study  period  except  for  minor  GI  side  effects.

A  study  done  by  Murugesan  et  al.,  in  2022,  compared  four  iron  supplements  (ferrous  sulfate,  ferrous  ascorbate,  ferrous  fumarate  and  inj.  Iron  sucrose)  where  they  observed  ferrous  ascorbate  showed  less  improvement  in  Hb  compared  to  that  of  ferrous  fumarate.  But  in  this  study  ferrous  ascorbate  showed  significant  improvement  in  Hb  compared  to  ferrous  fumarate.[8]

A  study  done  by  Eesha  et  al.,  in  2015,  showed  that  ferrous  fumarate  was  cost  effective  compared  to  ferrous  ascorbate  and  iron  polymaltose  complex.  This  study  showed  similar  results  where  ferrous  fumarate  is  cost  effective  compared  to  ferrous  ascorbate.[11]

In  iron  deficiency  anaemia  the  RDW  levels  will  be  more  compared  to  the  other  RBC  indices  which  will  be  low  in  iron  deficiency  anaemia.  This  is  because  the  RDW  indicates  the  variance  in  the  shape  and  size  of  the  RBC  cells.  If  RDW  levels  are  high  then  it  indicates  that  there  is  variance  in  the  shape  and  size  of  the  RBC  cells  (Anisopoikilocytosis). 

In  this  study,  we  also  compared  the  mean  difference  between  the  RDW  levels  before  and  after  the  treatment  in  both  group  A  and  B.  There  was  significant  change  in  the  RDW  levels  in  group  A  after  the  treatment.

As  per  the  study  done  by  Murugesan  et  al.,  ferrous  fumarate  show  high  adverse  effects  (GI  side  effects)  compared  to  the  other  drugs.  This  study  showed  similar  results  where  ferrous  fumarate  has  high  side  effects  compared  to  ferrous  ascorbate.[8]

CONCLUSION

The  outcome  of  this  study  proved  that  the  iron  supplements  can  effectively  improve  the  Hb  levels  when  taken  regularly  as  advised  by  the  physician.  However,  ferrous  ascorbate  showed  significant  improvement  in  the  haemoglobin  concentration  compared  to  that  of  ferrous  fumarate  with  less  side  effects.  On  analysing  the  cost  effectiveness  ratio,  it  was  found  that  the  cost  incurred  per  increase  in  Hb%  was  less  in  ferrous  fumarate  group  compared  to  ferrous  ascorbate.  This  study  can  be  helpful  in  selecting  a  effective  and  safe  treatment  for  iron  deficiency  anaemia  in  pregnant  women.

ACKNOWLEDGEMENT:  We  are  thankful  to  the  healthcare  workers  of  Arundhati  Institute  of  Medical  Sciences  and  Hospital,  Dundigal,  Gandimaisamma,  Medchal  Makagiri,  Telangana,  India.

SOURCE  OF  SUPPORT:  The  author(s)  received  no  financial  support  for  the  research,  authorship,  and/publication  of  this  article. 

CONFLICT  OF  INTEREST:  The  author(s)  declared  no  potential  conflicts  of  interest  with  respect  to  the  research,  authorship,  and/or  publication  of  this  article.

REFERENCES

1.    Bansal  R,  Bedi  M,  Kaur  J,  Kaur  K,  Shergill  HK,  Khaira  HK,  Suri  V.  Prevalence  and  factors  associated  with  anemia  among  pregnant  women  attending  antenatal  clinic.  Adesh  University  Journal  of  Medical  Sciences  &  Research.  2020  Jul  23;2(1):42-8.  DOI:10.25259/AUJMSR_8_2020.

2.    Sabina  S,  Iftequar  S,  Zaheer  Z,  Khan  MM,  Khan  S.  An  overview  of  anemia  in  pregnancy.  J  Innov  Pharm  Biol  Sci.  2015;2(2):144-51.

3.    Faiza  AN,  Saadia  AG.  Types,  Experience  and  Associated  Factors  of  Anemia  among  Pregnant  Women-2018.  Age.  2019;20:20-40.

4.    Garzon  S,  Cacciato  PM,  Certelli  C,  Salvaggio  C,  Magliarditi  M,  Rizzo  G.  Iron  deficiency  anemia  in  pregnancy:  Novel  approaches  for  an  old  problem.  Oman  medical  journal.  2020  Sep;35(5):e166.  DOI:  10.5001/omj.2020.108.  PMCID:  PMC7477519;  PMID:  32953141.

5.    Georgieff  MK.  Iron  deficiency  in  pregnancy.  American  journal  of  obstetrics  and  gynecology.  2020  Oct  1;223(4):516-24.  DOI:  10.1016/j.ajog.2020.03.006.

6.    Piskin  E,  Cianciosi  D,  Gulec  S,  Tomas  M,  Capanoglu  E.  Iron  absorption:  factors,  limitations,  and  improvement  methods.  ACS  omega.  2022  Jun  10;7(24):20441-56.

7.    Abu-Ouf  NM,  Jan  MM.  The  impact  of  maternal  iron  deficiency  and  iron  deficiency  anemia  on  child’s  health.  Saudi  medical  journal.  2015;36(2):146.  DOI:  10.15537/smj.2015.2.10289.  PMCID:  PMC4375689;  PMID:  25719576.

8.    Murugesan  S,  Sudakshina  K,  Adhimoolam  M,  Arthi  S.  Comparative  study  on  efficacy,  tolerability,  and  cost  of  different  iron  supplements  among  antenatal  women  with  iron-deficiency  anemia.  National  Journal  of  Physiology,  Pharmacy  and  Pharmacology.  2023  Mar  31;13(4):802-.  DOI:  10.5455/njppp.2023.13.09427202218092022.

9.    Palihawadana  TS,  Goonewardene  IM,  Motha  MB,  Williams  HS.  Iron  deficiency  anaemia  in  pregnancy:  diagnosis,  prevention  and  treatment.  Sri  Lanka  Journal  of  Obstetrics  and  Gynaecology.  2014  Dec  1;36(3):61-5.  DOI:  10.4038/sljog.v36i3.7713.

10.    Govindappagari  S,  Burwick  RM.  Treatment  of  iron  deficiency  anemia  in  pregnancy  with  intravenous  versus  oral  iron:  systematic  review  and  meta-analysis.  American  journal  of  perinatology.  2019  Mar;36(04):366-76.  DOI:  10.1055/s-0038-1668555.

11.    Eesha  A,  Yogita  K,  Manju  T,  Girija  W,  Vijaya  P.  Pharmacoeconomic  evaluation  of  ferrous  ascorbate,  ferrous  fumarate  and  iron  polymaltose  complex  in  14  to  24  weeks  of  gestation.  Inte  J  Health  Sci  Res.  2015;5(11):339-44.