Билирубин (биохимический показатель, обмен биллирубина в организме)
Билирубин (от латинского слова - Bilis - желчь + ruber - красный) - производное гема со структурой тетрапирона и желтой окраской. Известно, что гемовое кольцо входит в состав молекулы гемоглобина, цитохромов, пероксидазы и каталазы. У взрослых лиц 80% суточной продукции билирубина, который находится в печени, селезенке или костном мозге, возникает вследствие расщепления гемоглобина, который высвобождается при распаде эритроцитов. Остальные 20% продукции биллирубина обеспечивает печеночный катаболизм гемопротеинов и свободного гема неэффективного эритропоэза в костном мозге. Билирубин плохо растворяется в воде, но хорошо в жирах. Метаболизм или обмен билирубина исследуют с использованием предшественников гемового кольца, таких как глицин и аминолевулиновая кислота. Глицин входит в состав белковой части молекулы гемоглобина или гемового кольца, тогда как аминолевулиновая кислота оказывается главным образом в соединениях, отличных от гемоглобина.
Обмен билирубина
Начальная фаза образования молекулы биллирубина длится от нескольких часов до 2 суток и зависит от печеночного метаболизма цитохрома, которые имеют многочасовой период биологического полувыведения. Незначительное количество билирубина, которое образуется таким образом, является следствием неэффективного эритропоэза (распад незрелых эритроцитов в костном мозге) и происходит из свободного гема. Первым этапом контроля синтеза биллирубина реакция окисления межуглеродных связей в молекуле гема при участии специальных ферментов. Реакция катализируется микросомальной гемоксидазой с образованием биливердина IX. Окисления гема является основным источником образования окиси углерода (СО2) в организме. Поэтому определение продукции СО2 может использоваться для количественной оценки образования билирубина или расщепления гема. Однако лишь немногие лаборатории используют анализы такого типа с научной целью. Освобожденный при этом атом железа накапливается и служит в организме как резерв этого элемента. Биливердин восстанавливается до свободного билирубина в реакции с участием цитозольной биливердин-редуктазы. Гемоксидаза и биливердин-редуктаза при нормальных условиях содержатся только в клетках ретикуло-гистиоцитарных системы. Свободный билирубин высвобождается из ретикулярных клеток, где он производится. Появляется в крови, с которой транспортируется в связанной с альбумином форме (комплекс, нерастворимый в воде). Способность белков плазмы крови связывать биллирубин оценивается как 420 мкмоль/л. Билирубин является анионом и поэтому другие анионы, имеющиеся в крови, например, тироксин или сульфамиды могут конкурировать за места связывания. Это явление особенно важно у новорожденных, у которых билирубин проходит через гематоэнцефалический барьер и повреждает нервные клетки. Свободный билирубин растворим в жирах и может проникать в каждую клетку организма, хотя практически он весь поглощается гепатоцитами. В печени происходит немедленное связывание билирубина и его выделение в виде растворимых в воде желчных пигментов. Предшествует печеночному поглощению биллирубина диссоциация его комплекса с альбумином. Этот процесс обусловлен высокой проницаемостью мембран клеток синусоидальной поверхности, что позволяет билирубину, связанному с альбумином, проникать в паренхимные клетки. Транспорт билирубина к клеткам паренхимы происходит в 2 направлениях, что позволяет билирубину возвращаться в кровоток.
Клетки паренхимы содержат ряд цитозольных белков с высоким сродством к билирубину. Таким образом содержится градиент между билирубином плазмы крови и билирубином гепатоцитов, а его транспорт не имеет определенного направления. Считают, что указанные белки связываются с билирубином непосредственно в цитозоле клеток паренхимы. Биллирубин становится растворимым в воде после его взаимодействия с диглюкуронатом и в таком виде он чаще всего выделяется в желчь. UDPG-глюкуронилтрансфераза (энзим, который катализирует присоединение глюкуроновой кислоты к билирубину) локализуется в эндоплазматической сети гепатоцитов. Во время этой реакции образуются как моно-, так и диглюкуронаты, которые выделяются в желчь в соотношении 1:3. В желчь попадает также незначительное количество свободного билирубина или билирубина, связанного с другими веществами, например, глюкозой. В сумме эти соединения составляют 1-3% общего количества билирубина. Связанный билирубин секретируется через желчный выход печеночных клеток к желчным канальцам, где попадает в желчь. Механизм этого выделение до конца невыясненный, но правдоподобно, что он является ключевым явлением, которое определяет скорость обмена билирубина в печени. Связанный билирубин не реабсорбируется из тонкой кишки и не участвует в внутрипеченочном обмене. В кишечнике происходит бактериальное и энзиматическое расщепления биллирубина, а в случае редукционного обмена образуются непигментированных соединения с тетрапирольной структурой и эти соединения (названные стеркобилиногеном) выделяются с калом. Определенная часть стеркобилиногена реабсорбируется из кишечника и выделяется с желчью или мочой.
Нарушение обмена билирубина при различных заболеваниях печени проявляются в виде желтухи. Повышение уровня билирубина в крови может возникать под влиянием многих лекарственных препаратов. Такие вещества, как глюкокортикостероиды, аминокапроновая кислота, пиндолол, снижают уровень билирубина в крови. Фенобарбитал способствует конъюгации билирубина с помощью индукции соответствующего фермента и поэтому используется при негемолитической желтухе (синдромах Жильбера, Криглера - Найяра).
Показатель билирубин – важный тест биохимического исследования функционального состояния печени и гепатобилиарной системы.
Пластическое вещество гем эритроцита играет ключевую роль в пигментном обмене организма
^Наверх