Щоденно в організмі людини 0,5% всього гемоглобіну перетворюється на метгемоглобін. Який фермент, що міститься в еритроцитах, каталізує відновлення метгемоглобіну до гемоглобіну?

Чому це правильна відповідь

У еритроцитах постійно відбувається автоокиснення гемоглобіну до метгемоглобіну зі швидкістю 0,5–1 % на добу внаслідок прямого окиснення Fe²⁺ до Fe³⁺ молекулярним киснем та реактивними формами кисню. Метгемоглобін не зв’язує кисень і при концентрації >10 % викликає ціаноз, а при >50 % — тяжку гіпоксію. Основним ферментом, що забезпечує постійне відновлення метгемоглобіну до функціонального гемоглобіну в еритроцитах, є NADH-залежна метгемоглобінредуктаза (цитохром-b5-редуктаза, діафораза І), яка становить 95–97 % всієї відновлювальної активності. Фермент локалізується в цитозолі еритроцитів і працює за двоступеневим механізмом: NADH передає два електрони на ФАД-вмісний домен редуктази, відновлений ФАДН₂ відновлює цитохром b5, а вже відновлений цитохром b5 безпосередньо передає електрон на Fe³⁺ гема метгемоглобіну, переводячи його в Fe²⁺. Активність метгемоглобінредуктази залежить від постійного надходження NADH, який генерується в еритроцитах виключно гліколізом (реакція гліцеральдегід-3-фосфатдегідрогенази). Допоміжний шлях відновлення (3–5 %) здійснюється неферментативно за участю аскорбату та глутатіону, але він значно менш ефективний. При спадковому дефіциті метгемоглобінредуктази (автосомно-рецесивне захворювання) розвивається хронічна метгемоглобінемія з ціанозом (типу І — лише еритроцити, тип ІІ — генералізований з неврологічними порушеннями). Гостра метгемоглобінемія виникає при впливі окисників (нітрити, хлорати, анілінові похідні), коли навіть нормальна активність ферменту не справляється. Саме NADH-залежна метгемоглобінредуктаза є єдиним ферментом, що безпосередньо каталізує відновлення метгемоглобіну до гемоглобіну в еритроцитах, тоді як інші перелічені ферменти беруть участь у катаболізмі гема поза еритроцитами (гемоксигеназа, білівердинредуктаза) або в кон’югації білірубіну (глюкуронілтрансфераза).