Che cos’è la metaemoglobinemia?

Di Benedette Cuffari, M. Sc.Recensito da Emily Henderson, B.Sc.

La metaemoglobinemia è una condizione di salute potenzialmente pericolosa per la vita in cui la capacità di carico di ossigeno dell’emoglobina circolante è significativamente ridotta.

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La biochimica della metaemoglobinemia

La riduzione della capacità di carico di ossigeno dell’emoglobina (Hb) nei pazienti con metaemoglobinemia è dovuta alla conversione di alcune o tutte le quattro specie di ferro ridotte dallo stato ferroso allo stato ferrico ossidato.

Quando le molecole di ferro di Hb sono nello stato ossidato, non sono in grado di legare e trasportare ossigeno e anidride carbonica, il che può portare a una miriade di complicazioni di salute.

La biochimica dietro la conversione di Hb in metaemoglobina (MHb) può essere meglio compresa rivedendo le reazioni di ossidazione/riduzione. Mentre l’ossidazione comporta la rimozione di elettroni da un substrato, la riduzione si verifica quando gli elettroni sono stati trasferiti al substrato.

Poiché le reazioni di ossidazione e riduzione si verificano sempre insieme, questa combinazione di reazioni viene spesso definita come reazioni “redox”. Poiché l’Hb viene ossidato a MHb, inevitabilmente, l’ossidazione si verifica anche in altre posizioni in tutta la cellula, aumentando così la probabilità che altri enzimi cellulari e organelli siano danneggiati.

Cause

Sebbene la metaemoglobinemia si riferisca più comunemente a una condizione che si presenta dopo l’esposizione a una sostanza chimica ossidante, può anche insorgere come risultato di eziologie genetiche, chimiche, dietetiche o addirittura idiopatiche.

Esposizione ad agenti ossidanti

La causa più comune di metaemoglobinemia si verifica dopo l’esposizione ad un agente ossidante. Queste sostanze chimiche possono essere classificate come agenti ossidanti diretti, che ossidano direttamente Hb e formano MHb, o ossidanti indiretti, che funzionano riducendo l’ossigeno al radicale libero O2 – o acqua a H2O2, entrambi i quali possono ossidare Hb a MHb.

Alcuni degli agenti ossidanti comuni, che possono essere trovati in entrambi i prodotti chimici e alimentari, che sono associati a causare metaemoglobinemia includono anilina, benzocaina, dapsone, fenazopiridina (piridio), nitriti, nitrati e naftalene.

Idiopatica

La seconda causa più comune di MHb è idiopatica e correlata all’acidosi sistemica, che spesso si verifica solo nei neonati di età inferiore ai 6 mesi. In questi pazienti, la metaemoglobinemia si verificherà secondariamente alla diarrea e / o alla disidratazione.

Alcuni fattori che aumentano la suscettibilità dei bambini piccoli alla metaemoglobinemia includono livelli di globuli rossi (RBC) che sono bassi nella citocromo-b5 reduttasi (CYB5R), così come Hb più facilmente ossidato. Poiché i neonati hanno spesso livelli di pH più elevati all’interno del loro tratto gastrointestinale, vi è un maggiore supporto per la produzione di gram-negativi che convertono i nitrati alimentari in nitriti, che sono potenti induttori MHb.

Dietetico

L’ingestione di acqua che contiene alti livelli di nitrati, che è più probabile che si verifichi nelle zone rurali dove il deflusso dei fertilizzanti può entrare nelle forniture idriche pubbliche, può anche portare alla metaemoglobinemia.

Genetico

Le forme congenite di metaemoglobinemia sono tipicamente il risultato di difetti autosomici recessivi nell’enzima CYB5R. Questo tipo di mutazione può portare a una carenza nell’enzima CYB5R stesso o in una carenza di citocromo-b5. In genere, i neonati con questo tipo di difetto genetico si presenteranno alla nascita, o poco dopo, con cianosi.

Diagnosi

Poiché MHb non è in grado di trasportare ossigeno e anidride carbonica, i pazienti con metaemoglobinemia sono spesso in uno stato di ipossia, che può portare a una vasta gamma di manifestazioni cliniche che variano in gravità.

Tipicamente, le cause congenite della metaemoglobinemia indurranno i sintomi a presentare entro le prime ore o giorni di vita. I bambini di età superiore ai 6 mesi che presentano con metaemoglobinemia svilupperanno tipicamente cianosi poco dopo l’ingestione.

Come la metaemoglobinemia, anche i bambini piccoli con cardiopatia congenita presenteranno cianosi; pertanto, la distinzione tra questi due stati patologici può essere fatta se la cianosi si risolve con ossigeno supplementare.

In particolare, la metaemoglobinemia è associata alla caratteristica distintiva di PO2 elevata sull’analisi dei gas del sangue arterioso, nonostante abbia una presentazione cianotica. Comparativamente, i pazienti con cardiopatia cianotica avranno una bassa PO2 e una bassa saturazione di ossigeno calcolata.

Indipendentemente dall’eziologia, la gravità dei sintomi della metaemoglobinemia dipende in gran parte dai livelli di MHb, come indicato nella Tabella 1.

Tabella 1: Una panoramica di metaemoglobinemia sintomi e i loro rispettivi MHb concentrazioni.

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Trattamento

Il metodo di trattamento più efficace per la metaemoglobinemia è la rimozione immediata dell’agente ossidante, che può essere eseguita dal cloruro di tetrametiltionina, che è più comunemente indicato come blu di metilene.

Dopo il trattamento, la nicotinamide adenina dinucleotide fosfato idrogeno (NADPH)-MHb reduttasi riduce il blu di metilene a blu di leucometilene attraverso l’uso di NADPH. Il blu di Leukometilene quindi funge da donatore dell’elettrone a MHb, quindi riducente questa componente nociva a Hb. Il blu di metilene viene tipicamente somministrato per via endovenosa nell’intervallo di dosaggio da 1 a 2 mg / kg in 5 minuti.

Oltre al trattamento con blu di metilene, l’ossigeno ad alto flusso può anche essere consegnato ai pazienti con metaemoglobinemia attraverso una maschera non rebreather per aumentare la consegna di ossigeno ai tessuti e, infine, aumentare la degradazione naturale di MHb nel corpo.

Riferimenti e ulteriori letture

• Ludlow, JT, Wilkerson, RG, Sahu, KK, & Nappe, TM (2020). Metaemoglobinemia. Disponibile a https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK537317/. (Accesso 20 agosto 2020).
• Wright, R. O., Lewander, WJ, & Woolf, A. D. (1999). Metaemoglobinemia: Eziologia, farmacologia e gestione clinica. Annali di medicina d’urgenza 34 (5); 646-656. doi:10.1016 / S0196-0644 (99)70167-8.
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• David, S. R., Sawal, N. S., Bin Hamzah, M. N. S. & Rajabalaya, R. (2018). The blood blues: una recensione sulla metaemoglobinemia. Journal of Pharmacology & Farmacoterapeutica 9(1); 1-5. doi: 10.4103 / jpp.JPP_79_17.

Scritto da

Benedette Cuffari

Dopo aver completato il suo corso di Laurea in Tossicologia con due minori in spagnolo e in Chimica nel 2016, Benedette continua i suoi studi per completare il suo Master of Science in Tossicologia nel Maggio del 2018. Durante la scuola di specializzazione, Benedette ha studiato la dermatotossicità della mechloretamina e della bendamustina; due agenti alchilanti della senape azotata utilizzati nella terapia antitumorale.

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