НИТРИТИНДУЦИРОВАННАЯ МЕТГЕМОГЛОБИНЕМИЯ: МЕХАНИЗМ РАЗВИТИЯ, ПУТИ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ И ПРОФИЛАКТИКИ
Титов В. Ю., Петренко Ю. М.
Кафедра биофизики Российского государственного медицинского университета, Москва
На основании анализа экспериментальных
данных предложена схема развития нитритиндуцированной метгемоглобинемии
у человека и животных. Установлено, что окисление гемоглобина,
индуцированное нитритом, является перекисьзависимым процессом,
ускоряемым изначальным присутствием метгемоглобина, и тормозящимся
соединениями, способными окисляться в пероксидазной реакции, катализируемой
метгемоглобином. Наиболее эффективные пероксидазные субстраты
способны полностью предотвратить окислительный процесс, будучи
взятыми в концентрациях на несколько порядков меньших, чем нитрит
и гемоглобин. При этом нитрит не исчезает из реакционной среды.
Последнее свидетельствует о том, что непосредственное окислительное
взаимодействие между нитритом и гемоглобином в физиологических
условиях практически отсутствует, вопреки установившемуся представлению,
а ведущим звеном процесса является окисление нитрита метгемоглобинперекисными
комплексами, всегда имеющимися в норме в эритроците. Образующийся
при этом свободнорадикальный продукт является непосредственным
окислителем молекулы оксигемоглобина. В результате образуется
метгемоглобинперекисный комплекс без выхода перекиси в окружающую
среду. Сам окислитель при этом восстанавливается до нитрита и
процесс продолжается. Количество окисленных молекул гемоглобина
может в десятки раз превышать начальное количество нитрита. При
отсутствии пероксидазных субстратов-конкурентов нитрита процесс
принимает ускоряющийся характер поскольку метгемоглобинперекисный
комплекс, являясь двухэквивалентным окислителем, способен окислить
две молекулы нитрита. Каталаза в этом случае не может остановить
уже начавшийся процесс, так как не способна разрушить перекись,
связанную с метгемоглобином. Однако, снижая концентрацию свободной
перекиси, каталаза препятствует окислению пероксидазных субстратов-конкурентов
и этим задерживает развитие самоускоряющейся стадии. Нитрит, как
было нами установлено, даже в микромолярных (физиологических)
концентрациях способен ингибировать каталазу в присутствии хлорида,
бромида и тиоцианата. Относительно низкая концентрация хлорида
внутри эритроцита-один из важнейших защитных механизмов против
токсического действия нитритов. Другим важнейшим защитным механизмом
является наличие внутри клетки мощного пула прероксидазных субстратов-конкурентов
нитрита. Однако многие из них - физиологически важные соединения
(аскорбат, катехоламины, женские половые гормоны, антиоксиданты),
и даже незначительное увеличение концентрации метгемоглобина ведет
к повышению пероксидазной активности внутри эритроцита и к усиленному
расходу данных веществ, что, по-видимому, является одной из причин,
обусловливающих общетоксическое действие нитритов. В свою очередь,
снижение концентрации субстратов-конкурентов облегчает окисление
нитрита и интенсифицирует метгемоглобинообразование. Остановить
развитие процесса на самоускоряющейся стадии возможно лишь вводом
высокоэффективного пероксидазного субстрата-конкурента нитрита.
Поиск соединений, обладающих таким свойством и не являющихся токсичными,
а также не продуцирующих токсических продуктов при окислении,
есть, по-видимому, единственный эффективный путь предотвращения
нитритиндуцированной метгемоглобинемии в случаях, когда нельзя
снизить поступление нитритов в организм. Лица с низким содержанием
аскорбата в крови, а также с низкой активностью каталазы в эритроцитах,
должны рассматриваться как группа риска.