เมทิลีนบลูในภาวะพิษจากไนเตรตและไนไตรต์ในสัตว์ใหญ่

ฝูงโคถูกย้ายไปกินข้าวฟ่างที่ได้รับผลกระทบจากภัยแล้งในช่วงบ่าย พอตกเย็น โคหลายตัวเดินตามฝูงไม่ทัน หายใจเร็ว เยื่อเมือกมีสีคล้ำ และเลือดที่เจาะจากหลอดเลือดดำมีสีน้ำตาล ส่วนม้าในทุ่งหญ้าข้างเคียงดูไม่เป็นอะไร ความแตกต่างนี้ไม่ใช่เรื่องของโชค แต่เป็นผลจากตำแหน่งที่ไนเตรตเปลี่ยนเป็นไนไตรต์ ซึ่งเป็นตัวกำหนดทั้งการวินิจฉัยและแผนการใช้ยาต้านพิษ

ประเด็นหลักนั้นเรียบง่าย: ไนเตรตส่วนใหญ่เป็นสารตั้งต้น ไนไตรต์คือสารพิษ และการใช้เมทิลีนบลูในโคที่ได้รับไนเตรตเป็นการรักษาผลของไนไตรต์ต่อฮีโมโกลบิน เนื้อหาที่เหลือทั้งหมดในบทความนี้ต่อยอดจากสามขั้นตอนดังกล่าว

ไนเตรตเปลี่ยนเป็นไนไตรต์ภายในตัวสัตว์

ไนเตรตในพืชอาหารสัตว์เองเป็นสารออกซิไดซ์ที่อ่อน จุลินทรีย์ในกระเพาะรูเมนรีดิวซ์ไนเตรตในสองขั้นตอน เริ่มจากไนเตรตเป็นไนไตรต์ แล้วเปลี่ยนไนไตรต์ต่อไปเป็นแอมโมเนีย เมื่อได้รับไนเตรตปริมาณมากในคราวเดียว ขั้นตอนแรกจะเกิดเร็วกว่าขั้นตอนที่สอง ไนไตรต์จึงสะสม ผ่านเข้าสู่กระแสเลือด และออกซิไดซ์เหล็กในฮีโมโกลบินจากสถานะเฟอร์รัสที่ขนส่งออกซิเจนได้ไปเป็นสถานะเฟอร์ริก ผลที่ได้คือเมทฮีโมโกลบิน ซึ่งไม่สามารถขนส่งออกซิเจนได้

บททบทวนเรื่องภาวะพิษจากไนเตรตและไนไตรต์ใน MSD Veterinary Manual ประเมินว่าไนไตรต์มีพิษมากกว่าไนเตรตประมาณสิบเท่า และอธิบายลำดับเหตุการณ์เดียวกัน แหล่งที่พบบ่อยคือพืชอาหารสัตว์ที่สะสมไนเตรต เช่น ข้าวโอ๊ต ข้าวฟ่างเมล็ดเล็ก หญ้าไรย์ ข้าวโพด ทานตะวัน และข้าวฟ่างชนิดต่าง ๆ รวมถึงวัชพืช เช่น ผักโขมป่า ผักโขมฝรั่ง โคเคีย และหญ้าจอห์นสัน ตลอดจนการกินปุ๋ย และบ่อน้ำหรือบ่อน้ำตื้นที่ปนเปื้อนน้ำไหลบ่า ภัยแล้ง การใส่ปุ๋ยไนโตรเจนในปริมาณมาก และการหยุดชะงักของการเจริญเติบโตหลังช่วงอากาศมีเมฆมากหรือเย็น ล้วนทำให้ไนเตรตในพืชอาหารสัตว์สูงขึ้น

สัดส่วนเมทฮีโมโกลบินสัมพันธ์กับความรุนแรงเพียงคร่าว ๆ แต่ความสัมพันธ์นี้ช่วยในการคัดแยกความเร่งด่วนได้ MSD ระบุว่าอาการเริ่มต้น เช่น หัวใจเต้นเร็ว อ่อนแรง สั่น และเดินเซ พบได้เมื่อเมทฮีโมโกลบินอยู่ที่ประมาณ 30 ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ ส่วนอาการหายใจลำบากอย่างชัดเจนร่วมกับเยื่อเมือกสีน้ำตาลหรือเขียวคล้ำพบเมื่อสูงกว่าประมาณ 50 เปอร์เซ็นต์ และการเสียชีวิตมักเกิดที่ 80 เปอร์เซ็นต์ขึ้นไป เลือดสีน้ำตาลช็อกโกแลตที่ยังคงเป็นสีน้ำตาลเมื่อสัมผัสอากาศเป็นลักษณะเด่น แต่ไม่ใช่ลักษณะที่ยืนยันโรคนี้ได้โดยเฉพาะ และเมทฮีโมโกลบินเปลี่ยนกลับได้เร็วพอที่ตัวอย่างซึ่งเก็บล่าช้าจะให้ค่าต่ำกว่าระดับสูงสุด สำหรับการยืนยัน MSD แนะนำการตรวจไนเตรตในพลาสมาก่อนสัตว์ตาย และในของเหลวภายในลูกตาหลังตาย ควบคู่กับการวิเคราะห์พืชอาหารสัตว์และน้ำ ค่าไนเตรตที่สูงกว่าประมาณ 20 ppm หรือไนไตรต์ที่สูงกว่า 0.5 ppm ในตัวอย่างชีวภาพที่เหมาะสม โดยทั่วไปบ่งชี้ว่าได้รับสารมากเกินไป

เมทิลีนบลูแก้การขัดขวางนี้อย่างไร

ในภาวะปกติ เมทฮีโมโกลบินส่วนใหญ่ถูกรีดิวซ์กลับโดยระบบ NADH และไซโตโครม b5 รีดักเตส เมทิลีนบลูช่วยให้วิถีที่สองซึ่งปกติมีบทบาทน้อยเข้ามาทำงาน NADPH ภายในเซลล์ซึ่งสร้างผ่านวิถีเพนโทสฟอสเฟต ส่งผ่านอิเล็กตรอนผ่านรีดักเตสที่อาศัย NADPH ไปยังเมทิลีนบลู เปลี่ยนสารนี้เป็นลิวโคเมทิลีนบลู ซึ่งจะรีดิวซ์เหล็กเฟอร์ริกกลับเป็นฮีโมโกลบินที่มีเหล็กเฟอร์รัส บททบทวนกลไกจาก StatPearls อธิบายบทบาทการเป็นตัวพานี้ไว้

เคมีเดียวกันนี้ก่อให้เกิดข้อควรระวังหลัก เมทิลีนบลูเป็นยาที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยารีดอกซ์ ไม่ใช่สารต้านออกซิเดชันล้วน ๆ เมื่อมีความเข้มข้นสูง ตัวมันเองจะทำหน้าที่เป็นสารออกซิไดซ์ ทำให้เกิดเมทฮีโมโกลบินขึ้นอีกและทำลายเม็ดเลือดแดง ด้วยเหตุนี้ หากการตอบสนองไม่ดี สัตวแพทย์ควรทบทวนการวินิจฉัย การดูดซึมจากกระเพาะรูเมนที่ยังดำเนินอยู่ และสภาพเม็ดเลือดแดง แทนที่จะเพียงให้ซ้ำในปริมาณมากขึ้น หลักการทั่วไปในโรงพยาบาล รวมถึงการวินิจฉัยด้วยโคออกซิเมทรีและการฉีดภายใต้การกำกับดูแล อธิบายไว้ในบทความ เมทิลีนบลูสำหรับภาวะเมทฮีโมโกลบินในเลือดสูง

เปรียบเทียบชนิดสัตว์และการได้รับสาร

ตารางนี้เป็นเครื่องมือช่วยตัดสินใจ แต่ละแถวรวบรวมเส้นทางการได้รับสาร ตำแหน่งที่เกิดการเปลี่ยนสาร และสิ่งที่เมทิลีนบลูทำได้และทำไม่ได้

สัตว์เคี้ยวเอื้อง: โค แกะ และแพะ

โคเป็นสัตว์ที่ได้รับผลกระทบบ่อยที่สุด และเอกสารส่งเสริมการเกษตรมักจัดให้เป็นกลุ่มปศุสัตว์ที่ไวต่อพิษมากที่สุด แกะและแพะไวต่อพิษอย่างชัดเจนเช่นกัน แต่มักมีคำอธิบายว่าได้รับผลกระทบน้อยกว่าอยู่บ้าง อาจเพราะจัดการกับไนเตรตที่ได้รับได้เร็วกว่า ควรมองการจัดลำดับนี้เป็นแนวโน้มที่มีประโยชน์ ไม่ใช่ค่าคงที่ทางชีวเคมีที่ยืนยันแน่นอนแล้ว

การสูญเสียทางการสืบพันธุ์ควรได้รับความสนใจแยกต่างหาก แม่โคที่รอดจากภาวะเมทฮีโมโกลบินในเลือดสูงอย่างรุนแรงและยาวนานอาจแท้งหรือคลอดลูกตายประมาณ 5 ถึง 14 วันต่อมา ซึ่งสอดคล้องกับภาวะขาดออกซิเจนของทารกในครรภ์ ลูกโคที่ปกติในเช้าวันถัดมาไม่ได้พิสูจน์ว่าได้รับสารเพียงเล็กน้อย และการแท้งในสัปดาห์ถัดมาก็ไม่ได้พิสูจน์ว่าได้รับสารเป็นครั้งที่สอง

ขนาดเมทิลีนบลูสำหรับโคที่มีการตีพิมพ์แตกต่างกัน เพราะมาจากหลักฐานคนละประเภท ข้อความปัจจุบันใน MSD ระบุการให้ทางหลอดเลือดดำอย่างช้า ๆ ที่ 4 ถึง 15 mg/kg หรือมากกว่า โดยใช้สารละลาย 1 ถึง 2 เปอร์เซ็นต์ และกำหนดขนาดกับการให้ซ้ำตามความรุนแรงและการดูดซึมที่ยังดำเนินอยู่ พร้อมระบุชัดเจนว่ามีเพียงสัตว์เคี้ยวเอื้องที่ทนต่อปริมาณสูงกว่าได้อย่างปลอดภัย นอกเหนือจากแหล่งอ้างอิงนี้ยังมีการทดลองขนาดเล็กและรายงานภาคสนาม: การทดลองในโครุ่นเก่าพบว่า 1 mg/kg เพียงพอภายใต้เงื่อนไขของการทดลองนั้น งานเภสัชวิทยาในแกะประเมินการให้ 15 mg/kg ทางหลอดเลือดดำ การทดลองในแพะทดสอบ 1 ถึง 4 mg/kg โดยกลุ่ม 4 mg/kg ให้ผลดีที่สุด และรายงานภาคสนามกล่าวถึงการฟื้นตัวที่ประมาณ 4 mg/kg รวมถึงกรณีโครายหนึ่งที่แตกต่างจากกรณีทั่วไปอย่างมาก ซึ่งได้รับประมาณ 20 mg/kg การศึกษาการกระจายและกำจัดยาในแกะปี 1984 เป็นตัวอย่างของหลักฐานประเภทนี้ได้ดี: สนับสนุนเหตุผลด้านความทนต่อยา แต่ไม่ใช่ข้อกำหนดบนฉลากยา

ในการตัดสินใจทางสัตวแพทย์เรื่องเมทิลีนบลูสำหรับภาวะเมทฮีโมโกลบินในเลือดสูงในแกะ ข้อสรุปเชิงปฏิบัติคือไม่มีตัวเลขเดียวที่ครอบคลุมทุกกรณี การสร้างไนไตรต์ในกระเพาะรูเมนที่ยังดำเนินอยู่ทำให้สัตว์ที่กำลังฟื้นตัวอาจกลับมีอาการเมื่อไนไตรต์ถูกดูดซึมเพิ่มขึ้น นี่จึงเป็นเหตุผลที่ MSD ผูกการให้ซ้ำกับการได้รับสารที่ยังดำเนินอยู่ แทนที่จะใช้ตารางเวลาตายตัว การดูแลประคับประคองต้องทำควบคู่กัน ได้แก่ การจัดการให้สัตว์เครียดน้อยที่สุดเพื่อลดความต้องการออกซิเจน การหยุดให้อาหารและน้ำที่ต้องสงสัย การให้อาหารทดแทนที่ปลอดภัย และการใส่ใจการไหลเวียนเลือดไปเลี้ยงเนื้อเยื่อ เมทิลีนบลูที่ให้โดยการฉีดทำให้ระคายเคืองเฉพาะที่ จึงต้องเข้าถึงหลอดเลือดดำอย่างมั่นคงและให้ทางหลอดเลือดดำอย่างช้า ๆ อีกทั้งควรคาดว่าจะมีการย้อมสีเนื้อเยื่อ ปัสสาวะ และเซนเซอร์ บทความ ข้อจำกัดของสีย้อมและสเปรย์ทางสัตวแพทย์ อธิบายบริบทของข้อจำกัดระหว่างชนิดสัตว์ในภาพรวม

ม้าต้องพิจารณาแยกต่างหาก

ม้าหมักย่อยเส้นใยในลำไส้ส่วนท้าย ไม่ใช่ในกระเพาะรูเมน จุลินทรีย์ในไส้ตันสามารถรีดิวซ์ไนเตรตได้ แต่เกิดการเปลี่ยนสารน้อยกว่าในโคมาก ม้าโตเต็มวัยจึงมักไวต่อไนเตรตในพืชอาหารสัตว์น้อยกว่า ไนไตรต์ที่มีอยู่แล้วก่อนกินข้ามกลไกป้องกันนี้ได้และยังคงเป็นอันตราย

หลักการเลือกยาต้านพิษก็เปลี่ยนไปด้วย ในการศึกษาเปรียบเทียบการควบคุมเมทฮีโมโกลบินในเม็ดเลือดแดงที่เป็นที่อ้างอิง เมทิลีนบลูช่วยเพิ่มการรีดิวซ์ในเซลล์มนุษย์ แต่ไม่ช่วยในเซลล์ม้า (การศึกษาเม็ดเลือดแดงม้า) เอกสารอ้างอิงด้านพิษวิทยาในม้ายังระบุแยกต่างหากว่าเมทิลีนบลูเองเป็นสาเหตุของเม็ดเลือดแดงแตกจากความเสียหายออกซิเดชันร่วมกับไฮนซ์บอดีและเอคเซนโทรไซต์ และเตือนไม่ให้ใช้ในภาวะที่เกี่ยวข้องกับออกซิเดชัน เช่น พิษจากเมเปิลแดง ข้อใดข้อหนึ่งเพียงอย่างเดียวไม่ได้พิสูจน์ว่ายานี้ไม่มีทางช่วยม้าบางตัวได้เลย แต่เมื่อพิจารณาร่วมกัน ทั้งสองข้อย่อมขัดกับข้อผิดพลาดที่พบบ่อย คือการลดขนาดตามน้ำหนักจากแนวทางของโค ม้าที่สงสัยว่ามีภาวะเมทฮีโมโกลบินในเลือดสูงจากไนไตรต์ต้องได้รับการวินิจฉัย การระบุสารออกซิไดซ์ และการประเมินความเสี่ยงเฉพาะของตน ไม่ใช่อาศัยตารางขนาดยาของสัตว์เคี้ยวเอื้อง

สัตว์เลี้ยงและสัตว์น้ำในตู้แสดงให้เห็นว่าทำไมการปรับตามน้ำหนักจึงใช้ไม่ได้

แมวเป็นตัวอย่างที่ชัดเจนที่สุดของคำเตือนนี้ ฮีโมโกลบินของแมวมีแนวโน้มเสียสภาพจากออกซิเดชันสูงผิดปกติ และการได้รับเมทิลีนบลูปริมาณสูงหรือซ้ำหลายครั้งทำให้เกิดไฮนซ์บอดีและเม็ดเลือดแดงแตก แทนที่จะรักษา สุนัขเปราะบางน้อยกว่าแมว แต่ยังถูกจัดอยู่ในกลุ่มสัตว์ที่ไวต่อสารในงานศึกษาเปรียบเทียบ การได้รับสารออกซิไดซ์ในสัตว์เลี้ยงยังแตกต่างกันในลักษณะของแหล่งสารด้วย เพราะส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับยา สารเคมี และเหตุการณ์กินสารเข้าไป มากกว่าไนเตรตจากทุ่งหญ้า

ปลาแสดงให้เห็นบริบทที่แตกต่างออกไปโดยสิ้นเชิง ไนไตรต์เข้าสู่ร่างกายผ่านเหงือก ดังนั้นสิ่งสำคัญที่ต้องจัดการก่อนใช้ยาคือเคมีของน้ำ โดยเฉพาะการแข่งขันของคลอไรด์และการกำจัดไนไตรต์ เมทิลีนบลูสำหรับปลาใช้เป็นความเข้มข้นในการแช่ โดยต้องพิจารณาชนิดปลา ระยะเวลา อุณหภูมิ และผลต่อระบบกรองชีวภาพร่วมด้วย ระบบนี้อธิบายไว้ใน การใช้เมทิลีนบลูแบบแช่และการรักษาในตู้ ค่าการแช่ในหน่วย mg ต่อลิตรไม่สามารถแปลงเป็นขนาดทางหลอดเลือดดำในหน่วย mg ต่อ kg สำหรับลูกโคได้ และแนวทางของลูกโคก็ไม่สามารถนำมาเจือจางเพื่อใช้ในตู้ปลาได้

สัตว์ที่ใช้ผลิตอาหารมีประเด็นด้านกฎระเบียบเพิ่มขึ้น

ไม่มีฉลากยาต้านพิษเมทิลีนบลูสำหรับโค แกะ หรือแพะที่ได้รับอนุมัติตามปกติจาก FDA FDA จัดเมทิลีนบลูสำหรับสัตว์เหล่านี้ไว้เป็นสารตัวยาปริมาณมากที่ได้รับการเสนอชื่อสำหรับยาต้านพิษในสัตว์ที่ใช้ผลิตอาหาร และขณะนี้อยู่ระหว่างการทบทวน (หน้าข้อมูลการปรุงยาของ FDA) ซึ่งเป็นเพียงสถานะในคิวพิจารณา ไม่ใช่การอนุมัติและไม่ใช่ระยะหยุดยา

ในสหรัฐอเมริกา การใช้จึงต้องอยู่ภายใต้สัตวแพทย์ตามข้อกำหนดการใช้ยานอกฉลาก กฎหมายชี้แจงการใช้ยาในสัตว์ กำหนดให้มีความสัมพันธ์ระหว่างสัตวแพทย์ เจ้าของสัตว์ และสัตว์ป่วยที่ถูกต้อง และสำหรับสัตว์ที่ใช้ผลิตอาหาร ต้องมีระยะหยุดยาที่ยาวขึ้นโดยมีหลักฐานทางวิทยาศาสตร์รองรับ พร้อมการระบุตัวสัตว์และมาตรการป้องกันสารตกค้าง การศึกษาสารตกค้างยุคใหม่ในโคสุขภาพดีแปดตัวที่ได้รับเมทิลีนบลูปรุงเฉพาะราย 6 mg/kg ทางหลอดเลือดดำ คำนวณระยะหยุดยาจากการศึกษาได้ 5 วันสำหรับน้ำนม และ 6 วันสำหรับเนื้อ (การศึกษาเภสัชจลนศาสตร์และระยะหยุดยาในโค) ตัวเลขเหล่านี้เป็นผลเฉพาะของรูปแบบการศึกษานั้น ไม่ใช่ระยะหยุดยาที่ FDA อนุมัติ และคำแนะนำปัจจุบันเรื่องสารตกค้างสำหรับสัตว์ที่ได้รับการรักษาควรมาจากสัตวแพทย์ผู้ดูแลและแหล่งข้อมูล เช่น FARAD

กฎของยุโรปเข้มงวดกว่าในระดับตัวสาร โดยทั่วไปสารที่ออกฤทธิ์ทางเภสัชวิทยาสำหรับสัตว์ที่ใช้ผลิตอาหารต้องมีรายการค่าขีดจำกัดสารตกค้างสูงสุดหรือการจัดประเภทที่เทียบเท่าภายใต้กรอบสารตกค้างของสหภาพยุโรป (แนวทางสารตกค้างของ EMA) และการประเมินของสหภาพยุโรปได้กล่าวถึงเมทิลีนบลูในกลุ่มสารที่ไม่ได้ขึ้นทะเบียนสำหรับใช้ในสัตว์ที่ผลิตอาหาร ควรอธิบายว่าไม่ได้รับอนุญาตให้ใช้เป็นประจำในสัตว์ที่ผลิตอาหารในสหภาพยุโรป แทนที่จะสร้างหมวดหมู่ข้อห้ามขึ้นเอง ม้าที่มีสถานะเข้าสู่ห่วงโซ่อาหารได้ต้องผ่านการตรวจสอบเดียวกันก่อนใช้ยาภายใต้หลักเกณฑ์ลำดับขั้นการเลือกยา

ลำดับการตัดสินใจแบบสั้นสำหรับสัตวแพทย์ผู้ดูแล

ยืนยันภาวะเมทฮีโมโกลบินในเลือดสูงพร้อมกับค้นหาสารออกซิไดซ์: เลือดสีน้ำตาลร่วมกับความผิดปกติของเยื่อเมือก หัวใจเต้นเร็ว และหายใจลำบากชี้ไปทางภาวะนี้ ส่วนการตรวจไนเตรตในพลาสมาหรือของเหลวภายในลูกตา รวมถึงการตรวจพืชอาหารสัตว์และน้ำช่วยชี้แหล่งที่มา หยุดการได้รับสารก่อน เพราะการให้เมทิลีนบลูขณะที่ยังมีการดูดซึมจากกระเพาะรูเมนเป็นการรักษาอาการ ขณะที่กระเพาะรูเมนยังคงสร้างสาเหตุต่อไป เลือกกรอบตามชนิดสัตว์ก่อนเลือกปริมาณ: ม้าไม่สามารถยืมช่วงอ้างอิงเมทิลีนบลูของสัตว์เคี้ยวเอื้องมาใช้ได้ แมวต้องได้รับการระวังเรื่องออกซิเดชันอย่างเข้มงวดที่สุด และปลาต้องแก้ไขสภาพน้ำร่วมกับหลักการแช่ตามบทความ การใช้และข้อจำกัดในการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ ให้ทางหลอดเลือดดำอย่างช้า ๆ โดยมีทางเข้าหลอดเลือดที่มั่นคง เฝ้าระวังการกลับมีอาการและเม็ดเลือดแดงแตก และกำหนดสถานะของน้ำนมกับเนื้อเป็นลายลักษณ์อักษรตามกฎสารตกค้างในพื้นที่ก่อนสัตว์กลับเข้าสู่ห่วงโซ่อาหาร