Was ist Methämoglobinämie?

Von Benedette Cuffari, M.Sc.Rezensiert von Emily Henderson, B.Sc .

Methämoglobinämie ist ein potenziell lebensbedrohlicher Gesundheitszustand, bei dem die Sauerstofftragfähigkeit des zirkulierenden Hämoglobins signifikant verringert ist.

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Die Biochemie der Methämoglobinämie

Die Verringerung der Sauerstofftragfähigkeit von Hämoglobin (Hb) bei Patienten mit Methämoglobinämie beruht auf der Umwandlung einiger oder aller der vier Eisenspezies, die vom Eisenzustand in den oxidierten Eisenzustand reduziert werden.

Wenn sich die Eisenmoleküle von Hb im oxidierten Zustand befinden, können sie Sauerstoff und Kohlendioxid nicht binden und transportieren, was zu einer Vielzahl von gesundheitlichen Komplikationen führen kann.

Die Biochemie hinter der Umwandlung von Hb in Methämoglobin (MHb) kann durch Überprüfung der Oxidations- / Reduktionsreaktionen besser verstanden werden. Während Oxidation die Entfernung von Elektronen von einem Substrat beinhaltet, tritt die Reduktion auf, wenn Elektronen auf das Substrat übertragen wurden.

Da Oxidations- und Reduktionsreaktionen immer zusammen ablaufen, wird diese Kombination von Reaktionen oft als „Redox“-Reaktionen bezeichnet. Da Hb zu MHb oxidiert wird, tritt zwangsläufig auch an anderen Stellen in der Zelle Oxidation auf, wodurch die Wahrscheinlichkeit erhöht wird, dass andere zelluläre Enzyme und Organellen geschädigt werden.

Ursachen

Obwohl sich Methämoglobinämie am häufigsten auf einen Zustand bezieht, der nach Exposition gegenüber einer oxidierenden Chemikalie auftritt, kann er auch als Folge genetischer, chemischer, diätetischer oder sogar idiopathischer Ursachen auftreten.

Exposition gegenüber Oxidationsmitteln

Die häufigste Ursache für Methämoglobinämie tritt nach Exposition gegenüber einem Oxidationsmittel auf. Diese Chemikalien können entweder als direkte Oxidationsmittel kategorisiert werden, die Hb direkt oxidieren und MHb bilden, oder als indirekte Oxidationsmittel, die Sauerstoff zu dem freien Radikal O2- oder Wasser zu H2O2 reduzieren, die beide Hb zu MHB oxidieren können.

Einige der üblichen Oxidationsmittel, die sowohl in Chemikalien als auch in Lebensmitteln vorkommen und mit der Entstehung von Methämoglobinämie in Verbindung gebracht werden, umfassen Anilin, Benzocain, Dapson, Phenazopyridin (Pyridium), Nitrite, Nitrate und Naphthalin.

Idiopathisch

Die zweithäufigste Ursache für MHb ist idiopathisch und hängt mit einer systemischen Azidose zusammen, die häufig nur bei Säuglingen unter 6 Monaten auftritt. Bei diesen Patienten tritt eine Methämoglobinämie sekundär zu Durchfall und / oder Dehydratation auf.

Einige Faktoren, die die Anfälligkeit von Kleinkindern für Methämoglobinämie erhöhen, umfassen rote Blutkörperchen (RBC), die in Cytochrom-b5-Reduktase (CYB5R) niedrig sind, sowie leichter oxidiertes Hb. Da Säuglinge oft höhere pH-Werte in ihrem Magen-Darm-Trakt haben, gibt es eine größere Unterstützung für die Produktion von gramnegativen, die diätetische Nitrate in Nitrite umwandeln, die starke MHb-Induktoren sind.

Die Aufnahme von Wasser mit hohem Nitratgehalt, die eher in ländlichen Gebieten auftritt, in denen Düngemittelabfluss in die öffentliche Wasserversorgung gelangen kann, kann ebenfalls zu Methämoglobinämie führen.

Genetisch

Die angeborenen Formen der Methämoglobinämie sind typischerweise das Ergebnis autosomal-rezessiver Defekte im Enzym CYB5R. Diese Art von Mutation kann entweder zu einem Mangel des Enzyms CYB5R selbst oder zu einem Mangel an Cytochrom-b5 führen. Typischerweise treten Säuglinge mit dieser Art von genetischem Defekt bei der Geburt oder kurz danach mit Zyanose auf.

Diagnose

Da MHb nicht in der Lage ist, Sauerstoff und Kohlendioxid zu transportieren, befinden sich Patienten mit Methämoglobinämie häufig in einem Hypoxiezustand, der zu einer Vielzahl klinischer Manifestationen mit unterschiedlichem Schweregrad führen kann.

Typischerweise verursachen die angeborenen Ursachen der Methämoglobinämie Symptome innerhalb der ersten Stunden oder Tage des Lebens. Kinder über dem Alter von 6 Monaten, die mit Methämoglobinämie vorhanden sind, entwickeln typischerweise kurz nach der Einnahme eine Zyanose.

Wie die Methämoglobinämie weisen auch kleine Säuglinge mit angeborener Herzkrankheit eine Zyanose auf; Daher kann zwischen diesen beiden Krankheitszuständen unterschieden werden, ob sich die Zyanose mit zusätzlichem Sauerstoff auflöst.

Insbesondere ist die Methämoglobinämie mit dem Unterscheidungsmerkmal eines erhöhten PO2 bei der arteriellen Blutgasanalyse verbunden, trotz einer zyanotischen Präsentation. Vergleichsweise haben Patienten mit zyanotischer Herzkrankheit einen niedrigen PO2-Wert und eine niedrige berechnete Sauerstoffsättigung.

Unabhängig von der Ätiologie hängt der Schweregrad der Methämoglobinämie-Symptome weitgehend von den MHb-Spiegeln ab, wie in Tabelle 1 angegeben.

Tabelle 1: Eine Übersicht über die Symptome der Methämoglobinämie und ihre jeweiligen MHb-Konzentrationen.

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Behandlung

Die wirksamste Behandlungsmethode für Methämoglobinämie ist die sofortige Entfernung des Oxidationsmittels, die durch Tetramethylthioninchlorid, das häufiger als Methylenblau bezeichnet wird, erreicht werden kann.

Bei der Behandlung reduziert die Nicotinamidadenindinukleotidphosphat-Wasserstoff (NADPH) -MHb-Reduktase Methylenblau durch Verwendung von NADPH zu Leukomethylenblau. Leukomethylenblau wirkt dann als Elektronendonor für MHb, wodurch diese schädliche Komponente zu Hb reduziert wird. Methylenblau wird typischerweise intravenös im Dosisbereich von 1 bis 2 mg/kg über 5 Minuten verabreicht.

Zusätzlich zur Methylenblau-Behandlung kann Methämoglobinämie-Patienten auch Sauerstoff mit hohem Durchfluss über eine Nicht-Rebreather-Maske zugeführt werden, um die Sauerstoffzufuhr zu den Geweben zu erhöhen und letztendlich den natürlichen Abbau von MHb im Körper zu erhöhen.

Referenzen und weiterführende Literatur

• Ludlow, JT, Wilkerson, RG, Sahu, KK, & Nappe, TM (2020). Methämoglobinämie. Verfügbar unter https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK537317/. (Zugriff am 20.August 2020).
• Wright, R. O., Lewander, WJ, & Woolf, AD (1999). Methämoglobinämie: Ätiologie, Pharmakologie und klinisches Management. Annalen der Notfallmedizin 34 (5); 646-656. doi:10.1016/S0196-0644(99)70167-8.
• Rios, J. D. P., Yong, R., & Calner, P. (2019). Code Blue: Lebensbedrohliche Methämoglobinämie. Klinische Praxis Fälle Notfallmedizin 3(20; 95-99. doi:10.5811/cpcem.2019.3.41794.
• David, S. R., Sawal, N. S., Bin Hamzah, M. N. S. & Rajabalaya, R. (2018). Der Blutblues: Eine Überprüfung der Methämoglobinämie. Zeitschrift für Pharmakologie & Pharmakotherapeutika 9 (1); 1-5. doi:10.4103/jpp.JPP_79_17.

Geschrieben von

Benedette Cuffari

Nach Abschluss ihres Bachelor of Science in Toxikologie mit zwei Minderjährigen in Spanisch und Chemie im Jahr 2016 setzte Benedette ihr Studium fort, um im Mai 2018 ihren Master of Science in Toxikologie abzuschließen. Während der Graduiertenschule untersuchte Benedette die Dermatotoxizität von Mechlorethamin und Bendamustin; zwei Stickstoffsenf-Alkylierungsmittel, die in der Krebstherapie eingesetzt werden.

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