2) гем в метгемоглобине содержит железо в форме Fe3+ вместо Fe2+ (+)
3) в метгемоглобине произошла замена глутамина ?-цепи глобина на валин
4) метгемоглобин состоит из четырех ?-цепей
Метгемоглобин образуется при окислении железа гемовой группы из двухвалентного состояния Fe2+ в трёхвалентное Fe3+. В нормальном гемоглобине Fe2+ обратимо связывает O2, тогда как Fe3+ не способен присоединять молекулу кислорода. При этом глобиновая часть молекулы обычно сохраняется; изменение состава α- и β-цепей не является механизмом метгемоглобинемии.
Окисление одной или нескольких гемовых групп не только уменьшает число участков связывания кислорода, но и повышает сродство к O2 оставшихся восстановленных гемов. В результате затрудняется отдача кислорода тканям и развивается функциональная гипоксия. Клинические проявления зависят от концентрации метгемоглобина: возможны цианоз, головная боль, слабость, одышка, тахикардия, спутанность сознания, судороги и при тяжёлой форме — кома.
Причинами приобретённой метгемоглобинемии могут быть нитраты и нитриты, дапсон, местные анестетики, анилиновые соединения и другие окислители; врождённые формы связаны с дефектами ферментов восстановления гемоглобина или структурными вариантами глобина. Наиболее надёжное подтверждение обеспечивает ко-оксиметрия с непосредственным определением доли метгемоглобина. Показатель PaO2 при этом может оставаться нормальным, поскольку отражает растворённый в плазме кислород, а не его содержание в гемоглобине.
| Состояние или показатель | Молекулярная особенность | Клиническое и диагностическое значение |
|---|---|---|
| Нормальный гемоглобин | Гем содержит Fe2+ и обратимо связывает O2 | Обеспечивает транспорт и отдачу кислорода тканям |
| Метгемоглобин | Гем содержит Fe3+, не связывающее O2 | Формирует функциональную гипоксию; содержание подтверждается ко-оксиметрией |
| Влияние на оставшиеся гемы | Повышается сродство восстановленных участков гемоглобина к O2 | Кривая диссоциации оксигемоглобина смещается влево, отдача кислорода тканям ухудшается |
| Артериальная кровь при метгемоглобинемии | Избыток метгемоглобина придаёт крови шоколадно-коричневый цвет | Цвет сохраняется после контакта с воздухом или кислородом; это ориентировочный признак |
| Пульсоксиметрия | Метгемоглобин поглощает свет на основных длинах волн прибора | SpO2 может фиксироваться около 85% и плохо отражать истинную степень гипоксии |
| PaO2 | Измеряет парциальное давление растворённого в плазме O2 | Может быть нормальным даже при выраженном нарушении транспорта кислорода гемоглобином |
| Лечение | Устраняют воздействие окислителя; при показаниях применяют метиленовый синий | Метиленовый синий используют с учётом риска гемолиза и недостаточной эффективности при дефиците Г6ФД; необходима оксигенотерапия и поддержка жизненных функций |
В норме небольшое количество метгемоглобина постоянно восстанавливается системой цитохром-b5-редуктазы. При превышении её возможностей содержание функционально неактивного пигмента быстро возрастает. Диагностическое несоответствие между выраженным цианозом, относительно стабильным PaO2 и необычным показателем SpO2 должно направлять к исследованию ко-оксиметрией. Структурные варианты глобина, такие как HbS с заменой глутаминовой кислоты на валин, относятся к гемоглобинопатиям и не объясняют образование метгемоглобина.