MET-Hgb 메트헤모글로빈, 안보이지만 봐야 하는

오늘은 ABGA를 돌리면 나오는 수치 중 마이너(?)한 결과를 보려고한다.
일단 우리가 ABGA를 하면 제일 먼저 보는 결과가 있다. 아니 굳이 동맥에서 뽑는 이유가 되겠다.
pH, pCO2, PO2, HCO3-, sO2

하지만 0.1mm의 피를 사용하면 이렇게 많은 결과가 나온다.

ABGA를 돌렸을 때 나오는 모든 결과 값

검사 수치에서 중요하지 않은 것은 하나도 없다.
중요하지 않지만, 결과가 대개 정상인, 그래서 눈에 잘 안담기는 결과에 대해 이야기 해보려고 한다.

바로 MET-Hb

0.1ml의 작은 피를 가지고 ABGA를 돌리고 나면 pH, CO2, HCO3를 비롯해 수많은 수치들이 나온다 .
그 중에서 아래쪽에 위치하고 수치가 보통 0.1 정도로 표시되는 수치가 있다. 바로 met-hemoglobin 이다.
평소에는 눈길도 주지 않던 수치인데, 요즘 들어 눈에 들어온다. ‘아는 만큼 보인다.’ 라는 말을 몸으로 느낄 때다. 그런데 한달 넘게 보고 있지만 이 작은 수치가 비정상적으로 들어오는 환자를 본적이 없다.

하지만 중요한 환자가 있다. DI.

왜 DI 상황에서 유심히 봐야하는 수치인지는 글을 읽다보면 자연스럽게 알게 될테니 모른다면 너무 조급해 하지는 말자.
일단 MET-Hb가 무엇인지 부터 보며 왜 중요한지 부터 이야기 해보자.

결론적으로 왜 Met-Hb의 수치가 중요한가?

Met-hemoglobin은 Hypoxia상태를 일으켜 HAGMA(High Anion Gap Metabolic Acidosis)에 빠지게 된다.

Met-hemoglobin (메트헤모글로빈) 이란?

Met는 그리스어로 changed in position or form를 의미한다.

Hemoglobin은 지겹게 중학생 때 부터 과학시간에 어김 없이 등장하던 적혈구 속에 헤모글로빈이다. Hb 또는 Hgb을 약어로 쓴다.
즉. Met-hemoglobin 은 구조가 변형된 hemoglobin이라는 것이다. 어떤 구조가 변경 되었냐? 헤모글로빈 속 Fe(철)의 구조가 변경되었다.
(구조에 대해서는 아래에서 다시 이야기 하겠다.)
그리고 -(e)mia를 붙어 Methemoglobinemia가 되는 언어는 병적으로 Methemoglobin이 많은 상태를 의미한다.

Methemoglobinemia

혈액 속에 Met-hemoglobin이 많아지면 그 상태를 Methemoglobinemia라고 한다.
정확히는 혈액 속 총 hemoglobin 중 Met-hemoglobin이 1% 이상인 경우를 말한다.
구조를 통해 Methemoglobin이 어떻게 Hypoxia를 일으키는지 알아보자.
Hemoglobin은 Heme과 globin 으로 구성되며 다시 Heme은 iron과 protoporphyrin 으로 구성되어 있으며 iron에 2가산화 Fe에 O2가 붙게된다.

그리고 ‘2가 산화Fe’이 산화 되어 ‘3가 산화철’이 되면 산소를 효율적으로 이송하지 못한다.

3가 산화철이 있는 [헴]구조를 가진 hemoglobin이 methemoglobin 이다.

그렇다면 치료제도 이미 설명 되지 않았는가? 3가철을 2가철로 환원시키는 물질만 있으면 된다. 이 물질이 무엇인지는 본문 마지막쯤에 다루겠다. 이 물질이 곧 치료제다.
2가 산화철은 폐포상태에서 산소와 잘 결합하고, 산소를 필요로하는 조식상태에서 산소와 잘 해리된다.

이과생이라면 생물시간에 지겹게 봐온 그래프 (산소해리곡선)

3가 산화철은 2가 산화철보다 산소와 결합하는 능력이 떨어지고, 결합하면 산소를 놔주지 않는다. 결국 산소가 필요한 조직에 산소를 주지 못한다. 결국 우리 몸은 hypoxia에 빠지게 되는 것이다.

빨간색 그래프는 MET-Hb시에 해리곡선이 left shift 되는 것을 보여준다.

우리 몸은 hemoglobin도 methemoglobin도 있다. 그렇다면 우리몸은 낮은 methemoglobin을 유지 할 수 있을까? 효소 때문이다. Cytochrome B5 reductase (methemoglobin reductase)이다.
어디서 많이 들어본듯 한 이 효소는 불포화 지방산의 베타산화 과정에서 쓰이는 효소이기도 하다.
(베타산화 : 카복실기 말단에서 두 번째 탄소(β탄소)가 산화되는 과정으로 아세틸-CoA).
Cytochrome B5 reductase는 NADH가 NAD+가 되게 산화시키며, 동시에 3가철을 2가철로 환원시킨다.

이런 메커니즘으로 우리 몸은 총 헤모글로빈 중 1퍼센트 미만의 메트헤모글로빈을 유지시킨다.

선천적 Methemoglobinemia

기전을 배우고 나니 선천적 methemoglobinemia는 언제 나타나는지 알게 되지 않았는가?
Cytochrome B5 reductase가 문제가 생겼을 때다.
모든세포에 없을 때와 적혈구에만 없는 경우에 따라 타입을 나누지만 오늘 내가 다루고 싶은 내용은 선천적인 경우보다 외부에 의한 경우를 다루고 싶기 때문에 더 자세히 이야기 하지 않겠다.

훨씬 흔한 후천적 Methemoglobinemia

후천적 methemoglobinemia은 훨씬 더 흔하다. 특정 물질에 노출 되었을 때를 후천적이라고 한다. 그 어떤 물질은아까 배웠듯이 2가철을 3가 철로 바꾸는 산화제 물질들이다. 대표적인 예로 국소마취제(리도카인,벤조계열), 아세트아미노펜, nitrates & nitrites, DAPSONE 등이 있다.

어떤 증상 들을 나타낼까?

Met-hemoglobin의 농도에 따라 다르다고 할 수 있다.
15퍼센트에서 청색증과, 구강이 파랗게 보일 수 있다.
15퍼센트 이상의 농도에서는 몸의 hypoxia증상이 나타난다. CNS에서는 headache, confusion, syncope, seizures, coma 이 나타나고, 심혈관계통에서는 호흡곤란, 빈맥, 가슴통증, 부정맥이 나타나며
70퍼센트 이상은 대개 죽음에 이른다.

그렇다면 이런 메타헤모글로빈은 나쁜 것으로만 알고 있을 것인가?
아니다. MetHemoglobin은 치료제가 될 수 있다. 결합을 잘한 다는 것을 이용 하면 말이다.
Cyanide 중독에서 메타헤모글로빈은 그 역할을 톡톡히 해낸다.
Cyanide는 cytochrom C에 붙어 ATP가 세포내에서 에너지로 쓰이는 것을 방해한다. 그런데 메타헤모글로빈은 Cyanide와 결합을 잘하기 때문에, Cyanide가 cytochrom C와 붙으려 하면 머리채를 끄잡아 당겨 자신(메타헤모글로빈)과 붙어 있게 만든다.

그렇다면 어떻게 methemoglobin을 진단 내릴 수 있을까?

외관을 살폈을 때 nail clubbing이 없다. 심혈관계문제를 가지고 저산소증을 만성으로 가지고 있는 사람이라면 가지고 있을 것이지만, 특정 물질 때문에 일시적으로 hypoxia에 빠졌다면 nail clubbing이 없으니 하나의 단서로 여길수있을 것이다.
deoxyhemoglobin 때문에 나타는 cyanosis.
피검사 했을 때 피가 초콜렛같은 갈색 처럼 보인다. 2가철과 산소와 결합 했을 경우는 빨갛게 보이지만, 메트헤모글로빈은 검붉은 색을 띤다.
PaO2는 정상 SaO2는 감소
Pulse oximetry는 약간 감소 해 있을 수 있는데, 이건 정확하지 않다. 오히려 정상처럼 측정 될 수가 있다.
ABGA의 MetHb의 수치를 빠르게 볼 수 있으면 가장 정확한 진단이 되겠다.
그리고 산소 부족시 나타는 증상도 보일 것이다.

치료는 어떻게 할 것인가?

hypoxia를 개선하기 위해 O2를 준다. 그런데 이렇게 해도 말단부의 피부색은 바로 돌아오지는 않을 것이다.
근본적인 치료의 방법은 3가철(메트헤모글로빈)을 2가철(헤모글로빈)로 바꾸는 방법이 치료일 것이다. 즉 환원제를 투입하는 것이다.
경증의 경우에는 비타민C와 비타민B2주어 메트헤모글로빈의 농도를 낮추고
중증의 경우에는 (메트헤모글로빈의 농도가 20퍼센트 이상) 메틸렌블루를 IV준다.
산증치료를 위해 HCO3-를 주고, hydration.

정리해보면 ...

평시에

해독제로 메틸렌블루를 사용했을 때

두가지 방법으로 메트헤모글로빈을 헤모글로빈으로 바꿀 수 있다.

오늘 ABGA에 있는 수치 methemoglobin에 대해 얘기 해봤다.하지만 독성학에서 methemoglobin은 cyanide와 CO와 3종 셋트다.
모두 저산소증 증상이 나타나는데, SaO2의 수치, 산소포화곡선, 기전이 다르기에 치료도 다르게 이루어져야 한다.
그래서 다음엔 이 세가지를 비교하며 어떤 것이 같고, 어떤 것이 다른지 이야기 해보려한다.