2 HZB-Bildung
HzB bestehen aus oxidiertem denaturiertem Hb. Sie werden oft nicht auf routinemäßig gefärbten Blutfilmen erkannt, weil sie entweder nicht gefärbt sind oder ähnlich wie die verbleibenden intakten Hb färben. Wenn sie ausreichend groß sind (1 bis 2 µm), können sie als blasse Einschlüsse innerhalb von Erythrozyten oder als nippelartige Vorsprünge von der Oberfläche von Erythrozyten auftreten. HzB kann als dunkle, refraktive Einschlüsse in neuen methylenblauen „nassen“ Präparaten und als hellblaue Einschlüsse mit Retikulozytenflecken (Harvey, 2001) visualisiert werden.
Die folgende Abfolge von durch Oxidationsmittel ausgelösten biochemischen Ereignissen, die zur HzB-Bildung führen, wird vorgeschlagen (Allen and Jandl, 1961; Chiu and Lubin, 1989; Hebbel and Eaton, 1989; Low, 1989; Mawatari and Murakami, 2004): (1) ferrohemes are oxidized to ferrihemes (MetHb). (2) Reaktive SH-Gruppen von MetHb werden oxidiert (Cystein 93 der menschlichen Hb β-Kette) und nach Wechselwirkung mit GSSG bilden sich gemischte Disulfidbindungen (auch als Reaktion auf oxidativen Stress erzeugt). Diese Glutathionylierung von MetHb kann schützend sein, da diese Globin-SH-Gruppen über die Glutaredoxin- und möglicherweise Thioredoxin-Systeme regeneriert werden können (Klatt und Lamas, 2000). (3) Wenn die weitere Oxidation fortgesetzt wird, werden normalerweise „vergrabene“ SH-Gruppen von MetHb oxidiert, was zusätzliche Glutathionylierungsreaktionen und vermutlich Disulfidbindungsbildung zwischen Globinketten verursacht. Diese Reaktionen sind wahrscheinlich nicht reversibel (Mawatari und Murakami, 2004). (4) Konformationsänderungen in Globinketten führen zur Dissoziation des Tetramers zu Dimeren und Monomeren und zur Hemichrombildung (Hemichrome haben sowohl die fünfte als auch die sechste Koordinatenposition des Eisen (III) -Eisens, die von einem Liganden besetzt sind, der von der Globinkette bereitgestellt wird). (5) Hemichrome binden an Band 3 und in geringerem Maße an andere Membrankomponenten und bilden Cluster von Copolymeren. (6) Die Ausfällung und Akkumulation denaturierter Globinmoleküle führt zur Bildung von HzB. Die Ausfällung wird durch die Dissoziation der Ferrihem- (Hemin-) Einheiten von den Hemichromen potenziert, da die resultierenden freien Globinketten instabil sind.
Hämolytische Anämien im Zusammenhang mit der HzB-Bildung bei Haustieren sind auf eine Vielzahl von Verbindungen zurückzuführen. Diätetische Ursachen sind der Verzehr von Zwiebeln durch Rinder (Lincoln et al., 1992), Schafe (Kirk und Bulgin, 1979; Knight et al., 2000; Verhoeff et al., 1985), Pferde (Pierce et al., 1972), Katzen (Kobayashi, 1981) und Hunde (Harvey und Rackear, 1985; Ogawa et al., 1986), Verzehr von Knoblauch durch Hunde und Pferde (Lee et al., 2000; Pearson et al., 2005; Yamato et al., 2005) und der Verzehr von Grünkohl und anderen Brassica-Arten durch Wiederkäuer (Greenhalgh et al., 1969; Schmied, 1980; Suttle et al., 1987). Dipropyl- und Diallyldi-, Tri- und Tetrasulfide und möglicherweise andere Organoschwefelverbindungen, die aus Pflanzen der Gattung Allium (Zwiebeln, Knoblauch und Schnittlauch) stammen, verursachen oxidative Schäden an Erythrozyten. ROS werden während des Redoxrecyclings dieser Verbindungen oder ihrer Metaboliten in Gegenwart von GSH und OxyHb gebildet (Munday et al., 2003). Die Rolle von GSH als Elektronenquelle in diesem Redoxzyklus könnte erklären, warum Hunde mit hohen RBC-GSH-Konzentrationen anfälliger für zwiebelinduzierte RBC-Schäden sind als Hunde mit normalen RBC-GSH-Konzentrationen (Yamoto und Maede, 1992). Im Falle von Brassica-Arten wird berichtet, dass der hämolytische Faktor Dimethyldisulfid ist, das durch die Einwirkung von Pansenmikroben auf in den Pflanzen enthaltenes S-Methylcysteinsulfoxid erzeugt wird (Smith, 1980).
HZB hämolytische Anämie tritt in Florida bei Rindern auf, die im Winter auf üppigen Roggenweiden (Secale cereale) weiden (Simpson und Anderson, 1980) und bei selenarmen Rindern, die im Sommer auf St. Augustine Grass weiden (Morris et al., 1984). Die Art der beteiligten Oxidationsmittel ist unbekannt. Methämoglobinämie, HzB-Bildung, schwere intravaskuläre Hämolyse und Tod folgten dem Verzehr von roten Ahornblättern durch Pferde (Alward et al., 2006; George et al., 1982; Tennant et al., 1981) und Alpakas (Dewitt et al., 2004). Verwelkte oder getrocknete Blätter sind giftig, frisch geerntete Blätter jedoch nicht. Gallussäure und andere Verbindungen wurden in den Blättern identifiziert, die oxidative Schäden induzieren können (Boyer et al., 2002).
Postparturiente Hämoglobinurie mit HzB-Bildung tritt bei Rindern in Neuseeland auf, die hauptsächlich auf mehrjährigem Weidelgras (Lolium perenne) weiden (Martinovich und Woodhouse, 1971). Rinder nach der Geburt können anfälliger für die Entwicklung einer Anämie sein, da ein erhöhter Nahrungsverbrauch im Zusammenhang mit der Laktation die Exposition gegenüber einem nicht identifizierten Oxidationsmittel aus der Nahrung erhöhen kann. Sowohl Hypokuprose (Gardner et al., 1976) und Hypophosphatämie (Jubb et al., 1990) wurden als Beitrag zur Schwere der Anämie bei diesen Rindern angesehen. Ein offensichtlich anderes Syndrom der postpartalen Hämoglobinurie wurde auch bei hypophosphatämischen Rindern in Nordamerika berichtet (MacWilliams et al., 1982). HzB wurden bei betroffenen Tieren nicht berichtet, und die Anämie scheint sich zu entwickeln, da die betroffenen Tiere die ATP-Konzentrationen der Erythrozyten verringert haben (Ogawa et al., 1987, 1989).
Methämoglobinämie und hämolytische HZB-Anämie treten akut auf, wenn große Mengen Kupfer aus der Leber von Wiederkäuern freigesetzt werden, die infolge einer erhöhten Nahrungsaufnahme übermäßige Mengen an Leberkupfer angesammelt haben (Brewer, 1987; Kerr und McGavin, 1991; Soli und Froslie, 1977). Zinktoxizität ist in erster Linie auf den Verzehr und die Zurückhaltung zinkhaltiger Gegenstände im Magen von Hunden zurückzuführen. Zinkquellen sind nach 1982 geprägte US-Pennies, metallische Hardware, Spielzeug und zinkoxidhaltige Produkte (Bexfield et al., 2007; Breitschwerdt et al., 1986). Der Mechanismus, durch den Zink eine hämolytische Anämie hervorruft, ist unklar, aber HzB wurden in einigen klinischen Fällen erkannt (Bexfield et al., 2007; Hammond et al., 2004; Harvey, 2001; Houston und Myers, 1993; Luttgen et al., 1990). HzB-Anämie wurde auch bei einem Hund nach möglicher Naphthalinaufnahme berichtet (Desnoyers und Hebert, 1995).
Klinische Fälle von hämolytischen HZB-Anämien traten nach Verabreichung einer Vielzahl von Arzneimitteln, einschließlich Methylenblau, bei Katzen auf (Schechter et al., 1973) und Hunde (Fingeroth und Smeak, 1988; Osuna et al., 1990), Phenazopyridin bei einer Katze (Harvey und Kornick, 1976), Paracetamol bei Katzen (Finco et al., 1975; Gaunt et al., 1981; Hjelle und Grauer, 1986) und Hunde (Harvey et al., 1986; Houston und Myers, 1993), Methionin bei Katzen (Maede et al., 1987), Menadion (Vitamin K3) bei Hunden (Fernandez et al., 1984) und Phenothiazin bei Pferden (McSherry et al., 1966). Die Anwendung von Benzocain auf entzündete Hundehaut kann zu Methämoglobinämie und Heinz-Körperbildung führen (Harvey et al., 1979). Heinz-Körper-hämolytische Anämie wurde bei einem Hund berichtet, der mit Stinktiermoschus besprüht worden war (Zaks et al., 2005). Eine Vielzahl zusätzlicher Oxidationsmittel erzeugt HZB-hämolytische Anämien experimentell bei Tieren (Fertman und Fertman, 1955).
Katzen gelten allgemein als die Arten, die am anfälligsten für die Bildung von HzB sind. Obwohl Artenunterschiede im Metabolismus und in der Ausscheidung verschiedener Arzneimittel teilweise für diese erhöhte Anfälligkeit verantwortlich sein können, scheint Cat Hb im Allgemeinen anfälliger für oxidative Denaturierung zu sein als Hbs anderer Arten (Harvey und Kaneko, 1976b). Die Anwesenheit von 8 bis 10 reaktiven SH-Gruppen pro Hb-Tetramer in cat Hb kann es anfälliger für Oxidation machen (Mauk und Taketa, 1972); Anscheinend hat keine andere Spezies mehr als 4 reaktive SH-Gruppen pro Tetramer (Snow, 1962).
HzB werden in Erythrozyten der meisten Arten selten erkannt, sind jedoch häufig in Katzen-Erythrozyten vorhanden, da Katzen-Hb HzB bildet, kombiniert mit einer schlechten Fähigkeit der Katzenmilz, HzB aus Erythrozyten zu entfernen (Jain, 1986). Selbst normale Katzen können eine geringe Anzahl von HzB aufweisen (<5%), und erhöhte HzB-Zahlen wurden bei Kätzchen beobachtet, die mit Fischfutter gefüttert wurden (Hickman et al., 1990), bei Katzen, die mit kommerziellen weichfeuchten Diäten gefüttert wurden, die Propylenglykol enthalten (Christopher et al., 1989; Hickman et al., 1990) und bei Katzen, die mit Babynahrung gefüttert wurden, die Zwiebelpulver enthielt (Robertson et al., 1998). Eine erhöhte HzB-Bildung kann bei Katzen mit wiederholter Propofolanästhesie auftreten (Andress et al., 1995; Matthews et al., 2004). Erhöhte HzB-Zahlen wurden auch bei Katzen mit Diabetes mellitus, Hyperthyreose und Lymphom dokumentiert (Christopher, 1989). Diabetische Katzen mit Ketoazidose haben mehr HzB und niedrigere Hämatokritwerte als nichtketotische diabetische Katzen (Christopher et al., 1995). Obwohl das Überleben der Erythrozyten tendenziell verkürzt wird, ist die Anämie unter den vorhergehenden Bedingungen entweder nicht vorhanden oder mild. Die oxidativen Reaktionen, die an diesen Bedingungen beteiligt sind, sind nicht klar definiert.