Метгемоглобин: состав, функции, диагностика¶
Метгемоглобин — это форма гемоглобина, в которой железо в гемовой группе находится в окисленной (трёхвалентной, Fe³⁺) форме вместо нормальной двухвалентной (Fe²⁺). Метгемоглобин не способен обратимо связывать кислород, поэтому его накопление в крови приводит к тканевой гипоксии. В норме метгемоглобин присутствует в эритроцитах в количестве не более 1 % от общего гемоглобина; повышение его уровня свыше 10 % сопровождается видимым цианозом, а концентрация выше 50–70 % обычно несовместима с жизнью.
¶Структура и химические свойства
Гемоглобин состоит из четырёх субъединиц, каждая из которых содержит гем — порфириновое кольцо с ионом железа в центре. В нормальном (оксигемоглобине) железо двухвалентное и обратимо связывает молекулу O₂. При окислении Fe²⁺ до Fe³⁺ образуется метгемоглобин, который утрачивает способность переносить кислород. Более того, наличие Fe³⁺ в одной из четырёх субъединиц повышает сродство оставшихся субъединиц к кислороду, то есть гемоглобин «запирает» кислород и не отдаёт его тканям. Этот эффект объясняет, почему даже умеренное повышение метгемоглобина вызывает тяжёлую гипоксию.
¶Образование и восстановление
В норме небольшое количество метгемоглобина постоянно образуется в эритроцитах в результате самоокисления гемоглобина. Основной фермент, возвращающий железо в двухвалентную форму, — цитохом-b5-редуктаза (метгемоглобинредуктаза I типа), использующая НАДН как донор электронов. Дополнительный путь восстановления обеспечивают аскорбиновая кислота, глутатион и уридиндифосфат-глюкуроновая кислота.
При врождённом дефиците цитохом-b5-редуктазы или аномальном гемоглобине M (мутации аминокислот вблизи гема, стабилизирующие Fe³⁺) развивается наследственный метгемоглобинемия. Заболевание передаётся аутосомно-рецессивно; при дефиците фермента II типа поражаются все ткани, включая эритроциты и мышцы, что проявляется миопатией и неврологическими нарушениями.
¶Причины приобретённого метгемоглобинемии
Наиболее частая причина — воздействие лекарственных средств и химических веществ, окисляющих гемоглобин. К ним относятся:
- нитриты и нитраты (в том числе натрия нитрит, применяемый в пищевой промышленности);
- нитроглицерин и другие нитраты;
- сульфаниламиды;
- прокаинамид;
- дапсон;
- топирамат;
- анестетики бензокаин и прилокаин (в составе местных аппликационных форм);
- нафталин (вдыхание паров у детей);
- анилиновые красители.
Особую группу составляет «псевдоцианоз» младенцев — окрашивание кожи под действием анилиновых красителей из одежды или косметики матери. Описаны случаи метгемоглобинемии у детей после нанесения на кожу бензокаинсодержащих мазей.
¶Клинические проявления
Основной симптом — цианоз, который не купируется кислородом (в отличие от обычного цианоза при дыхательной недостаточности). Характерна «шоколадная» окраска крови. При уровне метгемоглобина 15–20 % появляется головная боль, одышка, тахикардия; 30–50 % — выраженная слабость, головокружение, тахипноэ; свыше 50–70 % — судороги, кома, смерть. Тяжесть состояния определяется не только абсолютной концентрацией метгемоглобина, но и скоростью его накопления и сопутствующей патологией лёгких или сердца.
¶Диагностика
Ключевой метод — ко-оксиметрия, показывающая аномально высокое «непрямое» поглощение света на длине волны 660 нм при нормальном или сниженном поглощении на 940 нм. Классический признак — «шоколадный» цвет крови, не меняющийся при продувании кислородом. Диагноз подтверждается спектрофотометрическим определением уровня метгемоглобина. Пульсоксиметрия при этом состоянии даёт ложные результаты: прибор упорно показывает сатурацию около 85 %, не реагируя на кислород.
¶Лечение
Специфический антидот — метиленовый синий (митилионум). Внутривенное введение 1–2 мг/кг на 5 % растворе глюкозы приводит к восстановлению Fe³⁺ до Fe²⁺ через путь НАДФН-зависимой метгемоглобинредуктазы. Эффект наступает в течение 30–60 минут. Метиленовый синой противопоказан при дефиците глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы — в этом случае он сам может вызвать гемолиз. При отсутствии антидота показаны обменное переливание крови и гипербарическая оксигенация.
¶Значение в токсикологии
Метгемоглобинемия служит важным диагностическим маркером отравления нитритами, анилином и рядом лекарств. Уровень метгемоглобина используется для оценки эффективности антидотной терапии и динамики интоксикации. В клинической практике случаи заболевания чаще всего связаны с лекарственной идиосинкразией и полифармацией.
Источники:
- Гематология: руководство / под ред. О. А. Рукавицына.
- Harrison's Principles of Internal Medicine.
- Клиническая лабораторная диагностика / под ред. Н. Т. Работягова.
- Национальные рекомендации по лечению отравлений (Российская ассоциация специалистов неотложной медицинской помощи).