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

Чому це правильна відповідь

Утворення метгемоглобіну є фізіологічним процесом, пов’язаним з тим, що частина іонів Fe²⁺ у гемі спонтанно окиснюється до Fe³⁺ під дією кисню та вільнорадикальних сполук. Метгемоглобін не здатний переносити кисень, тому в еритроцитах існує спеціалізований відновлювальний механізм, що підтримує низький рівень Fe³⁺. Ключовим ферментом цього механізму є метгемоглобінредуктаза (NADH-залежна цитохром-b₅-редуктаза), яка забезпечує повернення Fe³⁺ до функціонально активної форми Fe²⁺. Основою цього процесу є реакція перенесення електронів від НАДН, що утворюється в гліколізі, до цитохрому b₅, а потім — до гемогрупи метгемоглобіну. Таким чином, відновлення метгемоглобіну повністю залежить від безкисневого метаболізму еритроцитів, адже еритроцити позбавлені мітохондрій і отримують НАДН лише шляхом анаеробного гліколізу. Ефективність цієї системи критично важлива, оскільки будь-яке значне накопичення метгемоглобіну призводить до гіпоксії тканин через нездатність Fe³⁺ зв’язувати й транспортувати кисень. Регуляція активності метгемоглобінредуктази здійснюється через наявність достатнього рівня НАДН, швидкість гліколізу та стан антиоксидантної системи еритроцитів. Підвищення вільнорадикальних процесів або дефіцит ферментів антиоксидантного захисту може різко збільшувати утворення метгемоглобіну, і робота metHb-редуктазної системи стає вирішальною для виживання клітини. При вродженому дефіциті метгемоглобінредуктази (ферментопатія типу NADH-dependent metHb reductase deficiency) розвивається хронічний метгемоглобінемічний синдром. Саме цей фермент є ключовим для підтримання стабільного циклу Fe²⁺ ↔ Fe³⁺ у гемі. Він є єдиною ферментативною ланкою, що безпосередньо відновлює метгемоглобін у нормальних умовах, і тому лише його діяльність повністю відповідає механізму, описаному в умові тесту: перетворення метгемоглобіну на гемоглобін шляхом ферментативного відновлення.