Forhøjet methæmoglobin og "rod i redox" hos ME patienter

Konklusionen på Germain et al (2018) metabolisme studiet var, at det er "rod i redox" (1):
"Our hypothesis is that a disturbance in the redox status influences the status of chemical reaction donors and acceptors as well as their coenzymes such as NAD+/NADH, FAD+/FADH for dehydrogenases. Oxidases would obviously also be affected as catalyzers of redox reactions."

Ordet redox er en sammentrækning af reduktion og oxidation. Det handler om at flytte elektroner mellem kemiske forbindelser.

NAD+/NADH er et eksempel på et redox-par:

• NAD+ kan modtage en elektron
• NADH kan donere en elektron

Jern (latin: Ferrum) bliver også anvendt til kroppens redox-processer:

• Fe3+ er den trivalente jern-ion, også kaldet jern i ferri form (engelsk: ferric state). Fe3+ kan modtage en elektron.
• Fe2+ er den divalente jern-ion, også kaldet jern i ferro form (engelsk: ferrous state). Fe2+ kan donere en elektron.

Jern redox enzymer katalyserer skiftet mellem ferri og ferro formen:

• Ferrireduktaser reducerer Fe3+ til Fe2+
• Ferrooxidaser oxiderer Fe2+ til Fe3+

Hæmoglobin transporterer ilt (også kaldet oxygen eller O2) rundt i kroppen. Hæmoglobin indeholder jern. For at hæmoglobin kan binde ilt, skal jern være i ferro form (Fe2+). Hæmoglobin auto-oxiderer meget langsomt (ca. 3% pr. dag) til methæmoglobin, som er hæmoglobin i ferri form (Fe3+). Methæmoglobin kan ikke binde ilt (2):

• Hæmoglobin: Hgb(Fe2+), kan binde ilt
• Methæmoglobin: Hgb(Fe3+), kan IKKE binde ilt

Hvis niveauet af methæmoglobin bliver for højt, bliver man træt og motionsintolerant, fordi der ikke bliver båret ilt nok rundt i kroppen.

Som kompensation for dannelse af methæmoglobin har kroppen et enzym cytochrome b5, som reducerer methæmoglobin til hæmoglobin. Dvs. cytochrome b5 giver en elektron til methæmoglobin (Fe3+), så der dannes hæmoglobin (Fe2+), som igen kan binde ilt.

Idet cytochrome b5 har en elektron at give bort, er den i ferro form, og kaldes også for ferrocytochrome b5. Når ferrocytochrome br har givet sin elektron bort, bliver den til ferricytochrome b5.

Ferricytochrome b5 skal nu "genoplades" med en ny elektron for at blive til ferrocytochrome  b5. Cytochrome b5 får sin elektron fra NADH (3):

NADH + H⁺ + 2 ferricytochrome b₅ → NAD⁺ + 2 ferrocytochrome b₅


Enzymet der reducerer ferricytochrome b5 til ferrocytochrome b5 hedder cytochrome b5 reduktase, også kaldet methæmoglobin reduktase.

Germain et al (2018) henviser til et ældre studie, hvor der er målt forhøjede niveauer af methæmoglobn hos ME patienter (1):
"Richards et al.found that methaemoglobin was one of the principal components that differentiated their ME/CFS patients and control cohorts. This hemoglobin carries the oxidized form of the iron ion, namely, the ferric state instead of the ferrous state necessary for the hemoglobin to bind oxygen. Even though methaemoglobin measurements are not part of our dataset, it is intriguing to relate its oxidation state to a disturbed redox environment while the effect of the inability to bind oxygen could translate into anoxia and asphyxia."


I Richards et al's studiet står der (4):

Methaemoglobin was found to be the major component associated with variation in symptom expression in CFS patients (R(2) = 0.99, P <0.00001), which included fatigue, musculoskeletal symptoms, pain and sleep disturbance.

Måling af methæmoglobin

Det er let at måle methæmoglobin. Man tager en blodprøve og sprøjter den direkte ind i blodgas apparatet ABL800 og to minutter senere har man resultatet. Ethvert hospital har et blodgas apparat.

ABL800:
https://www.radiometer.dk/da-dk/videnscenter/h%C3%A5ndb%C3%B8ger-og-apps/acute-care-testing-handbook/critical-parameters-in-acute-care-testing

Referencer

1) Germain et al: Prospective Biomarkers from Plasma Metabolomics of Myalgic Encephalomyelitis/Chronic Fatigue Syndrome Implicate Redox Imbalance in Disease Symptomatology. Metabolites. 2018 Dec 6;8(4). pii: E90. doi: 10.3390/metabo8040090.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30563204

2) Umbreit: Methemoglobin--it's not just blue: a concise review. Am J Hematol. 2007 Feb;82(2):134-44. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16986127

3) Wikipedia. Cytochrome b5 https://en.wikipedia.org/wiki/Cytochrome_b5

4) Blood parameters indicative of oxidative stress are associated with symptom expression in chronic fatigue syndrome. Richards RS, Roberts TK, McGregor NR, Dunstan RH, Butt HL
Redox Rep. 2000; 5(1):35-41.https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10905542