В течение суток до 3% гемоглобина может спонтанно окисляться в метгемоглобин:
Hb (Fe2+) ® Met Hb (Fe3+) +e-
Восстановление метгемоглобина до гемоглобина осуществляет метгемоглобинредуктазная система. Она состоит из цитохрома b5 и цитохром b5 редуктазы (флавопротеин), донором водорода служит НАДН2, образующийся в гликолизе.
1). Цитохром b5 восстанавливает Fe3+ метгемоглобина в Fe2+ гемоглобина:
MetHb(Fe3+) + цит b5 восст → Hb(Fe2+) + цит b5 окисл
2). Окисленный Цитохром b5 восстанавливается цитохром b5 редуктазой:
цит b5 окисл + НАДН2 → цит b5 восст + НАД+
Восстановление метгемоглобина может осуществляться также неферментативным путём, например, за счёт витамина В12, аскорбиновой кислоты или глутатиона.
У здорового человека концентрация метгемоглобина в крови не превышает 1%.
Генетический дефект ферментов гликолиза и метгемоглобинредуктазной системы приводит к накоплению метгемоглобина и увеличению образования активных форм кислорода. Активные формы кислорода вызывают образование дисульфидных мостиков между протомерами метгемоглобина, что приводит к их агрегации с образованием телец Хайнца. Последние способствуют разрушению эритроцитов при попадании их в мелкие капилляры. Накопление метгемоглобина в крови из-за нарушения транспорта кислорода ведет к гипоксии.