2 HZB Formation
HzB koostuu hapettuneesta denaturoidusta Hb: stä. Niitä ei useinkaan tunnisteta rutiininomaisesti värjätyistä verifilmeistä, koska ne eivät joko värjää tai värjää samalla tavalla kuin jäljellä oleva ehjä Hb. Jos ne ovat riittävän kokoisia (1-2 µm), ne voivat näkyä vaaleina sulkeumina riskipainojen sisällä tai Nännimäisinä ulkonemina riskipainojen pinnalta. HzB voidaan visualisoida tummina, taittuvina sulkeumina uusissa metyleenisinisissä ”märissä” valmisteissa ja vaaleansinisinä sulkeumina retikulosyyttitahroilla (Harvey, 2001).
Seuraavassa esitetään hapettimen laukaisemien biokemiallisten tapahtumien sarja, joka johtaa HzB: n muodostumiseen (Allen ja Jandl, 1961; Chiu ja Lubin, 1989; Hebbel ja Eaton, 1989; Low, 1989; Mawatari ja Murakami, 2004): (1) ferrohemeet hapettuvat ferrihemeiksi (MetHb). (2) Methb: n reaktiiviset Sh-ryhmät hapettuvat (kysteiini 93 ihmisen HB-β-ketjusta) ja sekoittuvat disulfidisidokset muodostavat vuorovaikutuksen gssg: n kanssa (syntyy myös vastauksena oksidatiiviseen stressiin). Tämä methb: n glutationylaatio voi olla suojaava, koska nämä globiiniryhmät voidaan regeneroida glutaredoksiinin ja mahdollisesti tioredoksiinin avulla (Klatt ja Lamas, 2000). (3) hapettumisen jatkuessa normaalisti methb: n ”haudatut” Sh-ryhmät hapettuvat aiheuttaen lisää glutationylaatioreaktioita ja oletettavasti disulfidisidoksen muodostumista globiiniketjujen välille. Nämä reaktiot eivät todennäköisesti ole palautuvia (Mawatari and Murakami, 2004). (4) Globiiniketjujen Konformaatiomuutokset johtavat tetrameerin dissosioitumiseen dimeereiksi ja monomeereiksi ja hemichromien muodostumiseen (hemichromeilla on sekä ferriraudan viides että kuudes koordinaatisto, jossa on globiiniketjun tarjoama ligandi). (5) Hemichromes sitoutuvat vyöhykkeeseen 3 ja vähäisemmässä määrin muihin kalvokomponentteihin muodostaen kopolymeerien klustereita. (6) denaturoitujen globiinimolekyylien saostuminen ja kertyminen johtaa HzB: n muodostumiseen. Saostumista voimistaa ferrihemeen (hemin) osien dissosioituminen hemichromeista, koska tuloksena olevat vapaat globiiniketjut ovat epävakaita.
hemolyyttiset anemiat, jotka liittyvät HzB: n muodostumiseen kotieläimillä, ovat syntyneet erilaisista yhdisteistä. Ruokavalion syitä ovat kulutus sipulit karjan (Lincoln et al., 1992), sheep (Kirk and Bulgin, 1979; Knight et al., 2000; Verhoeff ym., 1985), horses (Pierce et al., 1972), kissat (Kobayashi, 1981) ja koirat (Harvey ja Rackear, 1985; Ogawa et al., 1986), koirien ja hevosten valkosipulin kulutus (Lee et al., 2000; Pearson ym., 2005; Yamato et al., 2005), ja lehtikaalin ja muiden Kaalilajien kulutus märehtijöillä (Greenhalgh et al., 1969; Smith, 1980; Suttle et al., 1987). Dipropyyli-ja diallyylidi-, tri-ja tetrasulfidit ja mahdollisesti muut Allium-suvun kasveista (sipulit, valkosipuli ja ruohosipuli) saadut organosulfuuriyhdisteet aiheuttavat oksidatiivisia vaurioita RBC-yhdisteille. ROS muodostuu näiden yhdisteiden tai niiden metaboliittien redox-kierrätyksessä GSH: n ja OxyHb: n läsnä ollessa (Munday et al., 2003). GSH: n rooli elektronien lähteenä tässä redox-syklissä voi selittää, miksi koirat, joilla on korkea RBC GSH-pitoisuus, ovat alttiimpia sipulin aiheuttamille RBC-vaurioille kuin koirat, joilla on normaali RBC GSH-pitoisuus (Yamoto and Maede, 1992). Brassica-lajien tapauksessa hemolyyttiseksi tekijäksi on ilmoitettu dimetyylidisulfidi, jota syntyy pötsimikrobien vaikutuksesta kasvien sisältämään s-metyylikysteiinisulfoksidiin (Smith, 1980).
HZB: n hemolyyttistä anemiaa esiintyy Floridassa rehevillä ruislaitumilla (Secale cereale) talvella laiduntavissa karjoissa (Simpson ja Anderson, 1980) ja kesällä St. Augustine-nurmilaitumilla laiduntavissa seleenipuutteisissa karjoissa (Morris et al., 1984). Mukana olevien hapettimien luonnetta ei tunneta. Methemoglobinemia, HzB muodostuminen, vaikea intravaskulaarinen hemolyysi, ja kuolema ovat seuranneet kulutusta punavaahteran lehdet hevosten (Alward et al., 2006; George et al., 1982; Tennant ym., 1981)ja alpakat (Dewitt et al., 2004). Nuutuneet tai kuivuneet lehdet ovat myrkyllisiä, mutta vasta korjatut lehdet eivät. Lehdistä on tunnistettu gallushappoa ja muita yhdisteitä, jotka kykenevät aiheuttamaan oksidatiivisia vaurioita (Boyer et al., 2002).
taudin jälkeistä hemoglobinuriaa, johon liittyy HzB: n muodostumista, esiintyy Uuden-Seelannin naudoilla, jotka laiduntavat pääasiassa monivuotista raiheinää (Lolium perenne) (Martinovich and Woodhouse, 1971). Synnytyksen jälkeinen karja voi olla alttiimpi anemian kehittymiselle, koska imetykseen liittyvä lisääntynyt ruoan kulutus voi lisätä altistumista tunnistamattomalle ravinnon hapettimelle. Molemmat hypocuprosis (Gardner et al., 1976)ja hypofosfatemia (Jubb et al., 1990) on katsottu myötävaikuttavan näiden nautojen anemian vakavuuteen. Ilmeisesti erilainen oireyhtymä postparturien hemoglobinuria on myös raportoitu hypofosfatemic naudat Pohjois-Amerikassa (MacWilliams et al., 1982). HZB: tä ei ole raportoitu sairastuneilla eläimillä,ja anemia näyttää kehittyvän, koska sairastuneet eläimet ovat vähentäneet RBC ATP-pitoisuuksia (Ogawa et al., 1987, 1989).
Methemoglobinemia ja HZB-hemolyyttinen anemia ilmenevät akuutisti, kun märehtijöiden maksasta vapautuu suuria määriä kuparia, joka on seurausta ravinnon lisääntymisestä (Brewer, 1987; Kerr and McGavin, 1991; Soli and Froslie, 1977). Sinkkimyrkyllisyys on pääasiassa johtunut sinkkiä sisältävien esineiden nauttimisesta ja säilyttämisestä koirien vatsassa. Sinkin lähteitä ovat Yhdysvaltain vuoden 1982 jälkeen lyödyt pennit, metalliset laitteistot, Lelut ja sinkkioksidia sisältävä voide (Bexfield et al., 2007; Breitschwerdt et al., 1986). Mekanismi(S), jolla sinkki tuottaa hemolyyttinen anemia on epäselvä, mutta HzB on tunnustettu joissakin kliinisissä tapauksissa (Bexfield et al., 2007; Hammond ym., 2004; Harvey, 2001; Houston and Myers, 1993; Luttgen et al., 1990). HzB-anemiaa raportoitiin myös koiralla mahdollisen naftaleenin nauttimisen jälkeen (Desnoyers and Hebert, 1995).
HZB: n hemolyyttisiä anemiatapauksia on esiintynyt useiden eri lääkkeiden, kuten metyleenisinisen, antamisen jälkeen kissoilla (Schechter et al., 1973)ja koirat (Fingeroth ja Smeak, 1988; Osuna et al., 1990), fenatsopyridiini kissalla (Harvey ja Kornick, 1976), parasetamoli kissoilla (Finco et al., 1975; Gaunt et al., 1981; Hjelle and Grauer, 1986)ja koirat (Harvey et al., 1986; Houston and Myers, 1993), metioniini kissoissa (Maede et al., 1987), menadioni (K3-vitamiini) koirilla (Fernandez et al., 1984), ja fentiatsiini hevosilla (McSherry et al., 1966). Soveltaminen bentsokaiinin tulehtunut koiran iho voi johtaa methemoglobinemia ja Heinz kehon muodostumista (Harvey et al., 1979). Heinz kehon hemolyyttinen anemia on raportoitu koira, joka oli suihkutettu haisunäätä myski (Zaks et al., 2005). Erilaiset ylimääräiset hapettimet tuottavat HzB: n hemolyyttisiä anemioita kokeellisesti eläimillä (Fertman and Fertman, 1955).
kissoja pidetään yleensä HzB: n muodostumiselle alttiimpina lajeina. Vaikka lajien väliset erot eri lääkkeiden aineenvaihdunnassa ja erittymisessä voivat osittain selittää tämän lisääntyneen herkkyyden, kissan Hb näyttää yleensä olevan alttiimpi oksidatiiviselle denaturaatiolle kuin muiden lajien HBS (Harvey and Kaneko, 1976b). Cat HB-tetrameerissä on 8-10 reaktiivista Sh-ryhmää HB-tetrameeria kohti, mikä saattaa tehdä sen alttiimmaksi hapettumiselle (Mauk ja Taketa, 1972); ilmeisesti millään muulla lajilla ei ole enempää kuin 4 reaktiivista Sh-ryhmää tetrameeria kohti (Snow, 1962).
HzB: tä tunnistetaan harvoin useimpien lajien punasoluissa, mutta sitä esiintyy usein kissan punasoluissa, koska kissa on altis muodostamaan HzB: tä ja koska kissan perna ei pysty poistamaan HzB: tä punasoluista (Jain, 1986). Jopa normaaleilla kissoilla saattaa olla alhainen HzB: n määrä (<5%), ja lisääntyneitä HzB: n määriä on havaittu kissanpennuilla, joita ruokitaan kalapohjaisella ruokavaliolla (Hickman et al., 1990), kissoilla, joita ruokitaan kaupallisilla pehmeänkosteilla ruokavalioilla, jotka sisältävät propyleeniglykolia (Christopher et al., 1989; Hickman ym., 1990), ja kissoilla ruokitaan vauvanruokaa, joka sisältää sipulijauhetta (Robertson et al., 1998). Lisääntynyt HzB: n muodostuminen voi esiintyä kissoilla, joilla on toistuva propofolianestesia (Andress et al., 1995; Matthews ym., 2004). HZB-lukujen lisääntymistä on dokumentoitu myös kissoilla, joilla on diabetes mellitus, kilpirauhasen liikatoiminta ja lymfooma (Christopher, 1989). Diabeettisilla kissoilla, joilla on ketoasidoosi, on enemmän HzB: tä ja matalampia hematokriittejä kuin ei-ketoottisilla diabeettisilla kissoilla (Christopher et al., 1995). Vaikka RBC eloonjääminen yleensä lyhennetään, anemia on joko poissa tai lievä edeltävissä olosuhteissa. Näissä olosuhteissa tapahtuvia oksidatiivisia reaktioita ei ole selvästi määritelty.