Лабораторная диагностика метгемоглобинемии - анализы

Обновлено: 02.05.2024

Карбоксигемоглобин (HbCO) – это стабильный комплекс монооксида углерода, который образуется в эритроцитах при вдыхании монооксида углерода в результате метаболизма метиленхлорида в печени или в качестве побочного продукта в процессе деградации гемоглобина. Это форма гемоглобина, которая образуется из нормального гемоглобина в результате реакции с окисью углерода. Так может происходить при воздействии на организм угарного газа, а также при отравлении карбонилами металлов: никеля и железа (Ni(CO)4), (Fe(CO)5). Постоянно находится в крови в небольшом количестве, но его концентрация может колебаться в зависимости от внешних условий и факторов.

Метгемоглобин (MetHb) – продукт окисления железа в молекуле гемоглобина. Если железо гема не переходит обратно в ферроформу, то образуется MetHb, что в свою очередь приводит к нарушению транспорта кислорода. При высоком содержании MetHb присутствуют как полностью окисленные молекулы Hb, так и частично окисленные с измененными функциональными параметрами. Они вызывают нарушение процессов оксигенации органов и тканей с развитием гипоксии и цианоза. Появление неврологической симптоматики связано с нарушением десатурации и элонгации жирных кислот в нейронах. По сути это патологическая форма гемоглобина, которая не способна связывать кислород, из-за чего может возникать гипоксия тканей.

Синонимы русские

Побочные соединения гемоглобина.

Синонимы английские

MetHb, Methemoglobin; HbCO.

Метод исследования

Единицы измерения

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Общая информация об исследовании

В нормальных физиологических состояниях гемоглобин метаболизируется оксигеназой гема в монооксид углерода, двухвалентное железо и биливердин (зелёный жёлчный пигмент). Оксигеназа гема, обнаруженная в печени и селезенке, – основной эндогенный источник монооксида углерода, который отвечает за небольшое количество ( Монооксид углерода связывается с гемоглобином со сродством в 200-250 раз большим, чем кислород, что приводит к гипоксии тканей. Монооксид углерода также вызывает сдвиг кривой диссоциации оксигемоглобина влево, тем самым уменьшая выделение кислорода из гемоглобина в ткани-мишени, что еще больше усугубляет гипоксию тканей. Приблизительно 85 % поглощенного монооксида углерода связывается с гемоглобином и остается во внутрисосудистом отсеке в виде HbCO. Остальная часть угарного газа поглощается тканями и в первую очередь связывается с миоглобином. В меньшей степени монооксид углерода может также связываться с другими молекулами, такими как цитохромы и НАДФН-редуктаза. Связывание монооксида углерода с этими молекулами может нарушить нормальные физиологические процессы, включая митохондриальную дисфункцию. Мозг и сердце – наиболее часто поражаемые органы при отравлении угарным газом.

Метгемоглобин (MetHb) – продукт окисления железа в молекуле гемоглобина. Обладает пероксидазными свойствами, т.е. способен расщеплять перекись водорода и прочно связывать синильную кислоту и другие токсичные вещества, тем самым снижая степень отравления организма. Нормальная оксигенация гемоглобина предполагает высвобождение электрона из атома железа для связи с кислородом. Железо при этом приобретает ферроформу (Fe3+), а кислород преобразуется в супероксид (О2). При деоксигенации электрон возвращается к атому железа (железо переходит в ферроформу – Fe2+) и высвобождается молекула кислорода (О2). Основная ферментная система, участвующая в этом процессе, – Cb5R (или NADH феррицианидредуктаза, NADH-дегидрогеназа, диафораза I, NADH-метгемоглобинредуктаза, NADH-дегидрогеназа) / эритроцитарный цитохром b5. При блокаде этой системы вследствие генетических дефектов стимулируются минорные пути прямого восстановления MetHb-эндогенными восстановителями (аскорбиновая кислота, восстановленный глютатион, флавин, цистеин, метаболиты триптофана) или другими системами. Если железо гема не переходит обратно в ферроформу, то образуется MetHb, что в свою очередь приводит к нарушению транспорта кислорода. При высоком содержании MetHb присутствуют как полностью окисленные молекулы Hb, так и частично окисленные – так называемые валентные гибриды с измененными функциональными параметрами. Они вызывают нарушение процессов оксигенации органов и тканей с развитием гипоксии и цианоза. Появление неврологической симптоматики связано с нарушением десатурации и элонгации жирных кислот в нейронах, что подтверждено снижением содержания ненасыщенных жирных кислот в аутоптате мозга больных.

Для чего используется исследование?

Диагностика врожденных (дефицит цитохром-b5-редуктазы) или приобретенных метгемоглобинемий (вследствие радиоактивных облучений, воздействия токсичных веществ или лекарственных препаратов, являющихся метгемоглобинобразователями (способствующих окислению Fe2+ в Fe3+). Признаки таких состояний: слабость, головокружение, трудности с дыханием, синюшность или характерно грязно-серый цвет кожи, судороги, потери сознания.
Подозрения на отравление угарным газом (головная боль, головокружение, боли в груди, шум в ушах, удушье, кашель, тошнота, рвота, повышение АД, галлюцинации, двигательный паралич, потеря сознания).

При этом получение небольших доз токсичных воздействий может не сопровождаться симптомами, что затрудняет выявление хронической интоксикации.

Мониторинг лечения отравления угарным газом.
Оценка влияния хронической экспозиции СО на здоровье (на рабочих местах или дома при наличии источников СО (печи, уголь).
Симптоматика центрального цианоза на фоне отсутствия респираторных нарушений и насосной функции сердца.

Что означают результаты?

Концентрация карбоксигемоглобина: 0,5 - 1,5 %.

Концентрация метгемоглобина: 0 - 1,5 %.

Метгемоглобин

Отравление – при уровне > 15 % от общего объема Hb.

Летальный исход – > 70% от общего объема Hb.

Состояния, при которых возможно повышение уровня:

воздействие токсичных веществ или лекарственных препаратов, способствующих окислению Fe2+ в Fe3+;
отравление органическими и неорганическими нитритами и нитратами (могут попадать в питьевую воду при применении органических удобрений), бертолетовой солью;
передозировка сульфата меди;
передозировка органических соединений (хлорит натрия, карбонат аммония, 2,4-динитрофенол);
передозировка гербицидов и инсектицидов;
передозировка промышленных/бытовых агентов (аниловые красители, нитробензол, нафталин, аминофенол и нитроэтан – средство для удаления лака);
передозировка диагностических средств – метиленовым синим (высокая дозы или применение пациентами с дефицитом глюкозо-б-фосфатдегидрогеназы), индигокармином;
передозировка местных анестетиков (бензокаин, лидокаин, прилокаин), предрасполагающими факторами служат повреждения слизистой оболочки, что ведет к повышенной абсорбции, противорвотных (метоклопрамид), антибиотиков (сульфаниламиды, нитрофураны, парааминосалициловая кислота), противомалярийных препаратов (хлорохин и др.), противоопухолевых (циклофосфамид, ифосфамид, флутамид), анальгетиков и антипиретиков (ацетаминофен, ацетанилид, фенацетин, целекоксиб); снотворных (зопиклон); антисептиков (резорцин).

Карбоксигемоглобин

Отравление – при уровне > 20 %.

Летальный исход – 70 % от общего объема Hb.

курение – уровень HbCO у курильщиков может достигать 10 %;
острое или хроническое отравление СО, основные источники СО – домашние отопительные системы, печи, применение угля в брикетах, подземные гаражи, туннели, городские автодороги;
пассивное курение (места для курящих в офисах, ресторанах и т.д.);
вдыхание паров дихлорметана (растворитель, широко использующийся в агентах, аэрозольных пропеллентах и др.).

При концентрации 0,05 % СО во вдыхаемом воздухе 50 % гемоглобина переходит в HbCO, а при образовании 70 % HbCO наступает летальный исход.

Метгемоглобинемия

Метгемоглобинемия – состояние, характеризующееся повышенным содержанием метгемоглобина (окисленного гемоглобина) в крови и тканевой гипоксией. Развитие метгемоглобинемии сопровождается акроцианозом, слабостью, головными болями, головокружением, сердцебиением, одышкой при нагрузке. Характерным признаком метгемоглобинемии служит коричнево-шоколадный цвет крови. Для подтверждения диагноза проводится оценка симптоматики, лабораторные исследования и тесты. При тяжелой степени метгемоглобинемии показана кислородотерапия, введение аскорбиновой кислоты, раствора метиленового синего, в ряде случаев - обменная гемотрансфузия.

МКБ-10

Общие сведения

Метгемоглобинемия – увеличение уровня гемоглобина, содержащего окисленное железо (метгемоглобин – MtHb), в эритроцитах крови. Метгемоглобин относится к так называемым дисгемоглобинам - дериватам гемоглобина, не способным транспортировать кислород. В обычных условиях в крови присутствует небольшое количество метгемоглобина - не более 1% от общего содержания Hb. При метгемоглобинемии эндогенные механизмы оказываются не способными регулировать концентрацию дисгемоглобина, в результате чего страдает кислородно-транспортная функция эритроцитов. В гематологии метгемоглобинемии подразделяются на наследственные и приобретенные. Первые из них распространены среди коренного населения Аляски, Гренландии, Якутии; частота развития приобретенных метгемоглобинемий неизвестна.

Причины метгемоглобинемии

В процессе метаболических превращений в крови здоровых людей в очень небольших количествах образуются дисгемоглобины: карбоксигемоглобин, сульфгемоглобин, метгемоглобин (0,1-1 %). Вместе с тем, в эритроцитах содержится ряд факторов, которые поддерживают долю фракции метгемоглобина на уровне, не превышающем 1,0-1,5% от общего Hb. В частности, в реакции восстановления метгемоглобина в гемоглобин участвует фермент метгемоглобин-редуктаза. В отличие от оксигемоглобина (НbО2), содержащего восстановленное железо (Fe++), в метгемоглобине содержится окисленное железо (Fe+++), не способное переносить кислород. Поэтому при метгемоглобинемии, прежде всего, страдает кислородно-транспортная функция крови, следствием которой служит тканевая гипоксия.

Наследственные формы метгемоглобинемии представлены либо ферментопатиями (врожденной низкой активностью или отсутствием фермента метгемоглобин-редуктазы), либо М-гемоглобинопатиями (синтезом аномальных белков, содержащих окисленное железо).

В структуре приобретенных (вторичных) метгемоглобинемий выделяют токсические экзогенные и токсические эндогенные формы. Метгемоглобинемии экзогенного происхождения могут быть связаны с передозировкой лекарственных средств (сульфаниламидов, нитритов, викасола, противомалярийных препаратов, лидокаина, новокаина и др.) или отравлением химическими агентами (анилиновыми красителями, нитратом серебра, тринитротолуолом, хлорбензолом, питьевой водой и пищевыми продуктами с высоким содержанием нитратов и др.).

Повышенный уровень MtHb в крови наблюдается у недоношенных и доношенных новорожденных, что связано с низкой активностью фермента метгемоглобин-редуктазы и окислительным стрессом в родах. Однако даже при тяжелой гипоксии и желтухе новорожденных подъем MtHb не столь выражен и клинически значим, чтобы послужить причиной метгемоглобинемии. Однако при диарее, бактериальных и вирусных энтероколитах, в условиях метаболического ацидоза у детей первого года жизни может легко развиться приобретенная эндогенная метгемоглобинемия.

О смешанной форме патологии говорят в том случае, если метгемоглобинемия развивается под воздействием экзогенных факторов у здоровых лиц, являющихся гетерозиготными носителями генов наследственной формы заболевания.

Симптомы метгемоглобинемии

Признаки наследственной метгемоглобинемии становятся заметны в период новорожденности. На коже и видимых слизистых ребенка (в области губ, носогубного треугольника, мочек ушей, ногтевого ложа) заметен цианоз. Кроме наследственной метгемоглобинемии, у детей часто выявляются другие врожденные аномалии - изменения конфигурации черепа, недоразвитие верхних конечностей, атрезия влагалища, талассемия и пр. Нередко дети отстают в психомоторном развитии.

В зависимости от уровня фракции MtHb, выраженность проявлений врожденной и приобретенной метгемоглобинемии может значительно варьировать.

При концентрации MtHb в крови:

Для любых форм метгемоглобинемии характерна грифельно-серая окраска кожных покровов, однако отсутствуют характерные для сердечно-легочных заболеваний изменения ногтевых фаланг по типу «барабанных палочек». Акроцианоз усиливается при охлаждении, употреблении в пищу нитратосодержащих продуктов, при токсикозах беременности у женщин, а также приеме метгемоглобинобразующих медикаментов.

Диагностика метгемоглобинемии

Важным диагностическим признаком метгемоглобинемии служит темно-коричный цвет крови, которая, будучи помещенной в пробирку или на фильтровальную бумагу, не изменяет свой цвет на красный. При положительной пробе проводится спектроскопия, определение концентрации MtHb, активности НАД-зависимой метгемоглобинредуктазы, электрофорез гемоглобина.

В общем анализе крови может присутствовать компенсаторный эритроцитоз, увеличение Hb, ретикулоцитоз, уменьшение СОЭ. При исследовании биохимических показателей крови определяется незначительная билирубинемия, обусловленная увеличением непрямой фракции пигмента. Для хронической метгемоглобинемии типично появление в эритроцитах телец Гейнца-Эрлиха.

У больных с энзимопенической или токсической метгемоглобинемией показательна терапевтическая проба с внутривенным введением метиленового синего – после инъекции цианоз быстро исчезает, а кожа и видимые слизистые приобретают розовую окраску.

При анализе причин метгемоглобинемии важно выяснить, имел ли больной контакт с токсическими веществами, принимал ли метгемоглобинобразующие лекарственные препараты. При подозрении на врожденную метгемоглобинемию изучается родословная, проводится консультация генетика, определяется тип наследования патологии крови. Наследственные метгемоглобинемии требуют дифференциации с врожденными пороками сердца синего типа, аномалиями развития легких и другими состояниями, сопровождающимися гипоксией.

Лечение и профилактика метгемоглобинемии

Больные с отсутствием клинических проявлений не нуждаются в специальной терапии. При значительной концентрации MtHb в крови и развернутой симптоматике метгемоглобинемии назначается медикаментозная терапия, способствующая превращению метгемоглобина в гемоглобин. Такими восстанавливающими свойствами обладают аскорбиновая кислота и метиленовый синий. Аскорбиновая кислота назначается внутрь сначала в больших, а по мере нормализации состояния - в поддерживающих дозах. Раствор метиленовой сини вводится внутривенно. При выраженном цианозе проводится кислородная терапия. Тяжелая форма метгемоглобинемии является показанием к обменному переливанию крови.

Течение наследственной и лекарственной метгемоглобинемии, как правило, доброкачественное. Неблагоприятный исход возможен при тяжелых формах токсической метгемоглобинемии с высоким содержанием MtHb в эритроцитах. Пациентам с подобной патологией следует избегать контакта с метгемоглобинобразующими веществами, переохлаждений и других провоцирующих факторов. Профилактика врожденной метгемоглобинемии заключается в проведении медико-генетической консультации для выявления гетерозиготных носителей среди будущих родителей.

Лабораторная диагностика метгемоглобинемии - анализы

Метгемоглобинемии - история изучения, причины

Метгемоглобинемии составляют разнородную группу наследственных или приобретенных заболеваний, которые характеризуются наличием в крови увеличенного количества метгемоглобина. Метгемоглобин (МетГб) это окисленная форма (Fe3+) гемоглобина, непригодного для выполнения ведущей функции переноса кислорода. С клинической точки зрения метгемоглобинемия проявляется цианозом, признаками недостатка кислорода, а иногда гемолитической анемией с тельцами Гейнца, или без таковых.

К этой группе заболеваний относятся как приобретенная метгемоглобинемия, при которой образование МетГб происходит под воздействием случайно вводимых в организм метгемоглобинизирующих веществ или медикаментов, так и наследственная метгемоглобинемия, в основу которой заложена генетическая аномалия структуры гемоглобина или набора ферментов эритроцита.

Первый случай наследственной метгемоглобинемии, за счет аномалии гемоглобина, описан Horlein и Weber в 1948 г. в одной немецкой семье. К тому времени молекулярные болезни еще не были известны и аномальный гемоглобин не вскрыт. Лишь в 1961 г. Gerald и Efron описали первые случаи гемоглобина М и механизм образования метгемоглобина в связи с структурной аномалией молекулы гемоглобина.

Этот факт сделал возможным не только дифференциацию приобретенной (токсической природы) и наследственной метгемоглобинемии, но и выделение в отдельные единицы метгемоглобинемии ферментативной природы и метгемоглобинемии за счет наличия гемоглобина М.

Причины (этиология) метгемоглобинемии

Наиболее часто встречается приобретенная метгемоглобинемия. Причины — многочисленны и разнообразны, они включают совокупность тех положений, когда в организм поступают химические метгемоглобинизирующие вещества в достаточно большом количестве и тем самым преодолевают восстановительную способность эритроцита.

Ниже приведены токсические агенты, наиболее часто встречающиеся на практике. При этом некоторые из них — средства текущей терапевтической практики, в то время как другие — вводятся в организм случайно. Наиболее активные — производные анилина, сульфонамиды, нитриты.

Потребление колодезной воды,зараженной нитритами (преобразуемыми кишечной флорой в нитраты) или случайное заглатывание карандаша или мела, содержащих анилиновые красители — относительно часто встречаются, особенно в педиатрии. Описан случай энтеро-генного цианоза с метгемоглобином и сульфгемоглобином после повышенного поглощения кишечником нитритов и соединений серы, видимо в связи с нарушением функции кишок.

Причины, вызывающие метгемоглобинемию:
I. Наследственные причины метгемоглобинемии:
А. Структурные недостатки гемоглобина - наличие гемоглобина М
Б. Неполноценность систем, восстанавливающих метгемоглобин - недостаток метгемоглобинредуктазы, зависящей от восст. НАД (диафораза I)

II Приобретенные причины метгемоглобинемии:
А. Химические причины метгемоглобинемии:
— Нитриты (натрия, амила, этила)
— Нитраты (субнитрат висмута, нитрат аммония)
— Нитробензол
— Нитроглицерин, анилин, фенацетин, ацетиланилид, сульфамиды, сульфаниламид, сульфапиридин, сульфатиазол

Б. Разные причины метгемоглобинемии:
— Кишечная дисфункция (энторегенный цианоз)
— Заражение крови бациллой Clostridium welchii.

В основе наследственных метгемоглобинемий находится генетический механизм. В мировом плане показатель их частоты невелик, при этом не наблюдается расовый характер, хотя отмечается большая частота ферментативной метгемоглобинемий среди эскимосов Аляски, и наличие HbMIwate — среди нескольких семей в Японии. У нас в стране до настоящего времени диагностированы, в одной семье, недостаточность фермента, и в других трех — наличие ГбМ, причем в двух из них определен гемоглобин М вида HbMIwate.

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

В принципе при лаборатоных исследованиях метгемоглобинемии показатели эритроцитов и гематокрита в пределах нормы. В отдельных случаях наследственной метгемоглобинемии эти показатели немного повышены, отражая вторичную легкую полицитемию.

Немного заниженные показатели гемоглобина и гематокрита, равно как и численность ретикулоцитов на верхнем уровне нормы или за ее пределами отмечаются в редких случаях, которым сопутствует хронический гемолиз. На мазке периферической крови эритроциты не изменены по величине, форме и цвету.

Загрузка гемоглобином в норме. При дозировке обнаруживаются высокие значения метгемоглобина (более 2%). При метгемоглобинемиях токсической или медикаментозной природы количество метгемоглобина колеблется в широких пределах (5—40%), при этом значения от 5 до 10% — наиболее частые.

Спектроскопическое исследование крови представляет особое значение для дифференциации метгемоглобина от иных пигментов, производных гемоглобина (карбоксигемоглобин, сульфгемоглобин и пр), равно как и при уточнении его вида. Метгемоглобин, образующийся путем окисления нормального гемоглобина характеризуется максимальным поглощением при 632 нм — например, при токсической и медикаментозной или наследственной, за счет дефицита ферментов, метгемоглобинемиях.

Спектрофотометрия крови при метгемоглобинемии

При наследственном заболевании за счет гемоглобина М спектроскопическое исследование изменяется, поскольку максимум поглощения колеблется от 600 до 622 нм., в соответствии с видом гемоглобина М. Примерно одинаковый максимум — от 605 до 620 нм. отмечается и при сульфгемоглобине. Однако у последнего максимум исчезает под воздействием цианистого калия, в связи с чем возможна дифференциация сульфгемоглобина и метгемоглобина посредством гемоглобина М, спектр которого не изменяется в одинаковых условиях.

Электрофорез гемоглобина на крохмальном или агарном геле при рН 7,1 укладывается в норму в случае токсической или ферментодефицитной метгемоглобинемии. В случае гемоглобина М применение этого способа приводит к выделению аномальной фракции медленной миграции, соответствующей этому гемоглобину.

Определение структурной аномалии и вида гемоглобина М проводится посредством "fingerprint" и анализа аминокислот.

Виды гемоглобина М при метгемоглобинемии

Тельца Гейнца не всегда обнаруживаются при токсической и медикаментозной метгемоглобинемии, но в принципе отсутствуют при наследственном заболевании.

Помимо гемоглобина М существуют отдельные аномальные гемоглобины, проявляющие тенденцию к метгемоглобинизации, однако, в принципе, они не находятся в виде, метгемоглобина и не обусловливают развитие наследственной метгемоглобинемии. Например гемоглобин Цюрих (а2b2 63His-> Arg) под воздействием отдельных медикаментозных препаратов преобразуется в метгемоглобин и утрачивает устойчивость, с клиническим отражением в виде гемолитической анемии с тельцами Гейнца.

Дифференциальная диагностика наследственной метгемоглобинемии

Критерии диагностирования	Метгемоглобинемия за счет недостатка ферментов	Метгемоглобинемия, обусловленная гемоглобином М
Дозировка метгемоглобина	15—30%	15—30%
Спектральное исследование максимального диапазона поглощения	632 нм	600—622 нм
Введение метиленблау	Сокращает метгемоглобин до 2—5%; исчезает синюха	Не сокращает метгемоглобин. Не исчезает синюха
Передача по наследству	Рецессивная. На вид родители в норме	Кодоминантная. Один из родителей синюшный
Электрофорез гемоглобина	В норме	Аномальная фракция гемоглобина М
Фингерпринт и анализ аминокислот	В норме	Ненормальные. Уточнаяется аномалия и тип гемоглобина М

Диагноз метгемоглобинемии. Анамнез, клиническое исследование, дозировка метгемоглобина, спектроскопия и электрофорез гемоглобина, равно как и реакция на лечение метиленблау способствуют диагностированию метгемоглобинемии и выявлению обусловивших ее причин.

Дифференциальная диагностика метгемоглобинемии проводится по сравнению с другими цианозирующими болезнями, в том числе, сердечными, легочными, истинной полицитемией (при которой синюха объясняется повышением восстановленного гемоглобина), наличием иных производных пигментов гемоглобина (карбоксигемоглобин, сульфгемоглобин).

Некоторые медикаментозные препараты, содержащие серу, способствуют одновременному развитию метгемоглобина и сульфгемоглобина. В литературе описан лишь один случай врожденной сульфгемоглобинемии.

Метгемоглобинемия. Клинико-лабораторные параллели

В нормальных условиях в крови содержатся незначительные количества дериватов гемоглобина, не способных переносить кислород, так называемые дисгемоглобины: карбоксигемоглобин, метгемоглобин и сульфгемоглобин. При увеличении содержания дисгемоглобинов существенно страдает кислородотранспортная функция крови. Клинически наиболее значимы такие дисгемоглобины, как карбоксигемоглобин (СОНb) и метгемоглобин (MetHb).

Эндогенные и экзогенные источники метгемоглобина

Метгемоглобин постоянно образуется в результате нормального метаболизма клеток организма. Существует эндогенный механизм регуляции уровня метгемоглобина в крови, позволяющий поддерживать долю этой фракции не выше 1,0—1,5% от общего Hb. В отличие от карбоксигемоглобина, образованного в результате включения моноксида углерода в состав молекулы гемоглобина, метгемоглобин отличается от гемоглобина только наличием в геме окисленного трехвалентного железа Fe+++ вместо железа двухвалентного Fe++. В природе присутствует множество соединений, способных окислить Fe++ в Fe+++ в молекуле гемоглобина. Помимо внешних, известны и эндогенные воздействия, а также врожденные нарушения механизмов регуляции уровня метгемоглобина.

Виды воздействия и причины метгемоглобинемии

Врожденные

HbM
Дефицит метгемоглобинредуктазы (цитохром-b5-редуктазы)

Приобретенные (медикаментозные воздействия)

Амилнитрит
Новокаин
Лидокаин/прилокаин
Дапсон
Нитроглицерин
Нитропруссид
Фенацетин
Феназопиридин
Метоклопрамид
Сульфонамиды
Хиноны (хлорхинон, примаквин)
Оксид азота
Др.

Приобретенные (химические агенты)

Анилиновые красители
Бутил нитрит
Хлорбензол
Изобутил нитрит
Нафтален
Нитрофенол
Нитрат серебра
Тринитротолуол
Пищевые продукты и питьевая вода с высоким содержанием нитратов

Эндогенные причины (характерные для новорожденных и детей первого года жизни)

Сниженная активность метгемоглобинредуктазы (цитохром-b5-редуктазы) по сравнению со взрослыми (норма для взрослых 10—20 U/g, у детей в возрасте до 4 месяцев составляет не более 60%);
Диарея (непереносимость ряда белков, вирусный и бактериальный энтероколит и т. д. );
Состояния, вызывающие метаболический ацидоз;
Колонизация кишечника нитрообразующими бактериями.

Окисляющие вещества способны вызвать метгемоглобинемию либо прямым окислением железа гемоглобина, либо вследствие образования свободных радикалов. В дополнение к воздействию метгемоглобинобразующих лекарственных препаратов дети первого года жизни предрасположены к развитию метгемоглобинемии при приеме продуктов и питьевой воды с высоким содержанием нитратов. Кишечная флора, преобразующая нитраты в нитриты, также способствует увеличению образования метгемоглобина в детском возрасте. Кроме того, только к 4 месяцам жизни ребенка цитохром-b5-редуктаза достигает уровня активности взрослого индивидуума. Следует также отметить, что фетальный гемоглобин, характерный для новорожденных, легче подвергается окислению по сравнению с гемоглобином взрослых.

Новорожденные чаще подвержены диарее, которая может привести к развитию метаболического ацидоза. Известно, что в условиях метаболического ацидоза ферментная система восстановления гемоглобина способна терять до 50% своей активности. Метгемоглобинемия, связанная с диареей, вызывается комбинацией факторов даже при отсутствии системного ацидоза. В этом случае играет роль превращение нитратов в нитриты под действием грам-отрицательных бактерий, а также идиопатическая гиперчувствительная реакция на определенные протеины, содержащиеся в питательных смесях.

Механизмы регуляции уровня метгемоглобина

Основная система защиты от окисляющих агентов, позволяющая поддерживать фракцию метгемоглобина у здоровых субъектов на уровне 1,0—1,5%, включает в себя три компонента: восстановленный никотинамид динуклеотид (НАД-Н), гемсодержащий гемопротеин цитохром b5 и фермент цитохром- b5-редуктаза. Донором электронов является продукт гликолиза НАД-Н. Электрон передается от НАД-Н на цитохром b5 и в конечном счете на метгемоглобин. Транспорт электрона катализируется ферментом цитохром- b5-редуктазой. Этот механизм отвечает за восстановление 99% гемоглобина из метгемоглобина. Другой путь восстановления гемоглобина, связанный с активностью НАДФ-метгемоглобинредуктазы, в нормальных условиях оказывает незначительное влияние. Его роль повышается в случае дефицита цитохром- b5-редуктазы. Также этот альтернативный путь имеет значение для терапевтического воздействия основного антидота, применяемого при приобретенной метгемоглобинемии — метиленового синего. Наконец, восстанавливающим гемоглобин эффектом обладают такие антиоксиданты, как восстановленный глютатион и аскорбиновая кислота.

Врожденные метгемоглобинемии

Наследственная метгемоглобинемия является редкой генетической патологией, связанной с мутацией 22q13 хромосомы, на которой обнаружена цитохром-b5-редуктаза. Заболевание наследуется по аутосомно-рецессивному типу и проявляется цианозом и высоким уровнем метгемоглобина в крови вскоре после рождения. Так как фермент цитохром-b5-редуктаза представлен как в свободной, так и связанной форме с митохондриальной мембраной, существуют два типа гомозиготных метгемоглобинемий. При 1-ом типе, связанном с дефицитом фермента только в свободной форме, заболевание проявляется только цианозом. При 2-ом типе, связанном с дефицитом фермента во всех клетках, течение болезни более тяжелое (отставание в умственном развитии, неврологические нарушения).

Клинические симптомы при гетерозиготной метгемоглобинемии могут появиться только в условиях так называемого «окислительного стресса».
Гемоглобин-М (HbM) представляет группу аномальных гемоглобинов с мутациями в глобиновой цепи, которые фиксируют железо гема в окисленной форме. Замена гистидина тирозином в альфа и бета цепях определяет основные характеристики HbM. Врожденная патология, связанная с образованием гемоглобина-М, наследуется по аутосомно-доминантному типу.

Важно отметить то, что структурные изменения гема в HbM приводят к тому, что спектр поглощения HbM при проведении абсорбционной спектрофотометрии отличается от спектра обычного метгемоглобина. Это создает проблемы при проведении ко-оксиметрии, когда отмечаются ложно-нормальные значения FМetHb, а анализатор выдает ложно-повышенные значения FCOHb или FSHb. В такой ситуации необходимо проведение исследования с цианидом калия, либо использованием метода газовой хроматографии.

Клинические проявления метгмоглобинемии

Клинические проявления метгемоглобинемии достаточно отчетливо коррелируют с фракцией метгемоглобина в крови, измеряемой с помощью много-волнового ко-оксиметра. Современные ко-оксиметры, входящие в состав анализаторов газов крови и кислотно-основного баланса, позволяют провести анализ методом абсорбционной спектрофотометрии по 128 длина волн с шагом в 1,5 нм. Взаимосвязь клинических симптомов с долей фракции метгемоглобина в крови представлена в таблице 2.

FMetHb%	Симптоматика
	Отсутствие клинических проявлений
3—15	Сероватый оттенок кожных покровов
15—30	Цианоз, шоколадно-коричневое окрашивание крови
30—50	Диспноэ, головная боль, слабость, головокружение, обмороки, показатель пульсоксиметра SpO₂ около 85%
50—70	Тахипноэ, метаболический ацидоз, аритмии, судороги, угнетение ЦНС вплоть до комы
>70	Выраженная клиника гипоксии, смерть

При оценке клинической симптоматики метгемоглобинемии следует учитывать значительную ранимость детей раннего возраста. Дети до 6 месяцев достаточно часто переносят диарею различной этиологии. Также следует учитывать возможное воздействие таких окисляющих агентов, как поверхностные анестетики или зубные гели, сульфаниламиды, нафталин-содержащие шарики и т. д. Рядом авторов отмечено отсутствие цианоза у детей с выраженной метгемоглобинемией на фоне диареи. Другие авторы отмечают специфическую непереносимость протеинов питательных смесей, как основную причину клинически значимой метгемоглобинемии.

Диагностика метгемоглобинемии

В диагностике метгемоглобинемии, несомненно, основным тестом является измерение фракции MetHb на современном ко-оксиметре. Интерпретация данных пульсоксиметрии и анализа газов крови может быть обманчивой при наличии MetHb. Пульсоксиметрия определяет фракции деокси- и оксигемоглобина измерением отношения абсорбции в красном и инфракрасном спектре методом эмиссионной спектрометрии. При отсутствии дисгемоглобинов пик абсорбции деокси- и оксигемоглобина отмечается на волнах 660 и 940 нм с соотношением 0,43, соответствующим 100% сатурации. Пик абсорбции метгемоглобина может быть на обеих волнах в равной степени, то есть метгемоглобинемия создает соотношение 1,0, соответствующее сатурации 85%. Таким образом, при метгемоглобинемии свыше 30% данные пульсоксиметрии будут составлять плато 82—85%, независимо от роста уровня метгемоглобинемии, и соответственно, степени выраженности гипоксии. Результаты стандартного анализа газов крови также не позволят диагностировать метгемоглобинемию, так как анализаторы вычисляют сатурацию SaO₂%, учитывая paO₂, pH, ctHb и предполагая нормальное положение кривой диссоциации оксигемоглобина. Достаточно редко встречается так называемая «псевдогемоглобинемия», когда сульфгемоглобин ко-оксиметром идентифицируется как MetHb. «Золотым стандартом» диагностики в подобных случаях является газовая хроматография.

Цианоз является наиболее частым симптомом метгемоглобинемии и служит причиной проведения дифференциальной диагностики с заболеваниями сердечно-сосудистой и дыхательной систем. Для метгемоглобинемии характерно несоответствие выраженности цианоза и степени гипоксемии. Заболевания, сопровождающиеся выраженным цианозом, например, тромбоэмболия легочной артерии, проявляются отчетливым снижением paO₂, которое не наблюдается при метгемоглобинеии и paO₂ может быть выше 150 мм Hg. Другим диагностическим тестом является ингаляция кислорода, которая не приводит к уменьшению степени цианоза при метгемоглобинемии.
Артериальная кровь при метгемоглобинемии, бывает настолько темной, что при пункции артерии специалист может заподозрить попадание в венозный сосуд. В этом случае могут быть полезны самозаполняющиеся шприцы для забора артериальной крови. Пульсирующее поступление крови в самозаполняющийся шприц подтверждает попадание в артериальный сосуд, так как давление около 10 мм Hg в венах недостаточно для поступления крови «самотеком».

Лечение метгемоглобинемии

Лечение метгмоглобинемии базируется на восстановлении окисленного трехвалентного железа до двухвалентного. Методом выбора является внутривенное введение метиленового синего в дозе 1—2 мг/кг в течение 3-5 минут. Метиленовый синий рекомендован для введения пациентам с FmetHb 20% при наличии клинической симптоматики, при отсутствии симптомов — при уровне FmetHb 30%. Улучшение обычно наступает в течение 1 часа. При отсутствии улучшения допустимо повторное введение метиленового синего в дозе 1 мг/кг. Необходимо помнить, что метиленовый синий сам по себе является окисляющим агентом и может вызвать развитие гемолитической анемии, особенно при превышении его дозы свыше 4 мг/кг или у пациентов с дефицитом глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы. При сопутствующем наличии метгемоглобинемии и дефицита глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы терапия метиленовым синим может быть неэффективна, так как у этих пациентов имеется недостаточность НАДФ-кофактора. Альтернативным методом лечения этих больных является обменная гемотрансфузия. Также применяется введение N-ацетилцистеина, как предшественника глютатиона или глюкозы, как кофактора синтеза НАДФ. Полезным также оказывается внутривенное введение такого антиоксиданта, как аскорбиновая кислота в дозе 1—2 г.

В заключение следует отметить, что активное внедрение в практику работы отделений интенсивной терапии современных ко-оксиметров позволяет выяснить причину развития гипоксических состояний и определить степень дисгемоглобинемии, в частности метгемоглобинемии, во многих ургентных ситуациях, ранее остававшихся в области «terra incognita».

Читайте также: