헤모글로빈의 산화형(산소와 가볍게 결합하고 있는 oxyhemoglobin과는 다르다)으로 헤모글로빈이 일산화탄소(CO)가스 또는 질산 중독으로 산소의 운반 기능을 상실한 상태로서 혈액은 검붉은 암적색을 띠게 된다. 헤모글로빈 중의 철은 정상으로는 환원형 즉 2가(Fe2+)로 되어있으며, 이 상태에서 산소를 주고 받을 수 있지만, 철이 산화(Fe3+)되면 이런 능력이 없어지게 된고 혈액은 초콜릿색으로 된다. 일반적으로 인체 내 헤모글로빈의 1∼2퍼센트는 메트헤모글로빈 형태로 존재한다. 그러나 이 비율이 10퍼센트를 넘을 경우 청색증이 나타나게 되며 30∼40퍼센트에 이르면 무산소증(anoxia)에 걸리게 된다. 이것을 메트헤모글로빈이라고 한다. 이러한 경우는 특별한 약제를 투여한 후 그 증가를 볼 수 있다. 메트헤모글로빈혈증(methemoglobinemia)이라고 알려져 있는 선천적 기형도 간혹 볼 수 있다. 염료제조공장에서 메트헤모글로빈 혈증 2가 헴철이 산화되어 적갈색이 된다. 적혈구 내에서 불용성 단백(하이손 소체)이 형성되며, 용혈되기 쉽고, 용혈성빈혈, 갈색뇨가 나타난다. 자각증상은 두통, 오한, 심계항진 등이 출현, 음주, 입욕, 일광조사에 의해서 현저해진다.
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