Обмен билирубина

Под желтухой понимают желтушное окрашивание тканей (кожи, склер) и тканевой жидкости (плазмы) вследствие повышения уровня билирубина. Желтушное окрашивание склер появляется при увеличении содержания билирубина в крови выше 2-2,5 мг/дл (>34-42 мкмоль/л; при нормальном содержании 0,3-1,0 мг/дл [5-7 мкмоль/л]), желтушное окрашивание кожи − при уровне билирубина выше 3,0-4,0 мг/дл (>51-68 мкмоль/л). При искусственном освещении, дающем желтоватый оттенок, можно не распознать желтуху даже при более высоком уровне билирубина. Желтуха не является специфичным симптомом заболеваний печени, однако позволяет сделать важное заключение о их тяжести и прогнозе.

Обмен билирубина

Билирубин образуется из гема, который содержится в организме в виде простетической группы гемопротеинов и лишь в незначительном количестве − в свободной форме. Из всех гемопротеинов наиболее значимым источником билирубина является гемоглобин, который освобождается при распаде зрелых эритроцитов (70-80% билирубина образуется этим путем). Остальная часть билирубина образуется (приблизительно в равной мере) из гемоглобина незрелых, преждевременно разрушающихся эритроцитов и их предшественников в костном мозге и из гемсодержащих ферментов (цитохрома, каталазы и др.) в печени. Доля билирубина, источником которого служит свободный гем, минимальна. Количество билирубина, ежедневно образующегося у взрослых, составляет 250 − 400 мг.

Образование билирубина из гема происходит в два этапа. Вначале тетрапиррольное кольцо гема расщепляется в определенном месте (а-метеновый мостик между кольцами А и D) с помощью фермента гемоксигеназы. При этом освобождаются железо и монооксид углерода. В результате указанной реакции в качестве промежуточного продукта образуется биливердин. На втором этапе биливердин восстанавливается в билирубин с помощью фермента биливердинредуктазы. Ферменты, способствующие превращению гема в билирубин, обнаруживаются в различных типах клеток и в различных органах. В печени способностью образовывать билирубин обладают гепатоциты и купферовские клетки. Вне печени высокая активность ферментов для синтеза билирубина обнаруживается в клетках мононуклеарной фагоцитарной системы (МФС) селезенки.

Билирубин, образовавшийся вне печени, циркулирует в крови в нековалентной связи с альбумином. Это препятствует обратной диффузии билирубина в ткани и, возможно, способствует его целенаправлен ному поступлению в печень. Способность альбумина связывать билирубин нарушается при концентрации билирубина более 68-86 мкмоль/л (>4-5 мг/дл). Некоторые эндогенные и экзогенные вещества способны вытеснять билирубин из его связи с альбумином.

Ранний меченный билирубин. После введения меченного предшественника гемма. 65% меченного билирубина обнаруживается в крови через 40 − 80 дней (продолжительность жизни эритроцитов). Однако 10% меченного билирубина определяется через 1-3 дня Билирубин. Связанный с альбумином. Попадает в печень через поры эндотелиальных клеток в пространство Диссе и непосредственно контактирует с синусоидальной мембраной гепатоцитов. В мембрану встроены транспортные белки для билирубина, которые облегчают его поступление в клетку путем диффузии.

Транспортная функция самого важного в количественном отношении транспортного белка за висит как от ионов Na, так и от ионов CL. Для данного белка характерна кинетика насыщения, и он обеспечивает транспорт как непрямого, так и прямого билирубина. За этот транспортный белок конкурируют лекарственные препараты и другие экзогенные вещества. Билирубин, поступивший внутрь клетки, связывается с белками. Таким образом, может обеспечиваться его накопление в нетоксичной форме и предотвращаться его обратная диффузия в кровь. Самым важным внутриклеточным белком связывания является лигандин − изофермент или субъединица глутатиона-S-трансферазы.

Конъюгация билирубина в печеночных клетках представляет собой главный этап в обмене билирубина и служит предпосылкой его последующей экскреции с желчью. При конъюгации оба остатка пропионовой кислоты билирубина подвергаются этерификации с глюкуроновой кислотой. При этом вначале возникает моноглюкуронид, а затем − билирубин-диглюкуронид. Перенос глюкуроновой кислоты, «активированной» посредством связывания с УДФ, к билирубину катализируется ферментом УДФ-глюкуронилтрансферазой (обычно сокращенно обозначаемой УГТ).

УДФ-глюкуронилтрансферазы печени образуют большую группу (семейство) изоферментов, отдельные представители которой катализируют глюкуронирование веществ, поступающих в организм извне (лекарственных препаратов), гормонов (кортикостероидов, катехоламинов) и эндогенных веществ (желчных кислот и билирубина). Для глюкуронирования билирубина большое значение имеют два изофермента, которые образуются из общего гена путем различного сплайсинга. Глюкуронилтрансферазы локализованы в эндоплазматической сети. В обеспечении их функции важную роль играют специфические липиды мембран. С помощью глюкуронирования в молекуле билирубина разрываются водородные мостики, вследствие чего билирубин становится менее «застывшим» и, в отличие от неконъюгированного билирубина, водорастворимым.

Экскреция конъюгированного билирубина из гепатоцитов в желчные канальцы представляет собой важный шаг, определяющий скорость обмена билирубина. Выделение билирубина осуществляется против высокого градиента концентрации. Оно обеспечивается транспортной АТФазой, которая транспортирует глюкуронид и производные глутатиона через каналикулярную мембрану. Энергия, необходимая для транспорта против градиента концентрации, поступает за счет гидролиза АТФ. Транспортная АТФаза для билирубинглюкуронида и производных глутатиона (MRP2) делает возможным также транспорт и других различных органических анионов через каналикулярную мембрану. Поэтому данный белок обозначался раньше сМОАТ (canalicular multispecific organic anion transporter − каналикулярный мультиспецифичный транспортер органических анионов). Конъюгированный билирубин не может всасываться в кишечнике. Под влиянием кишечных бактерий в терминальном отделе подвздошной кишки и толстой кишке происходит расщепление этерифицированных соединений глюкуроновой кислоты (деконъюгация билирубина). При этом с помощью бактериальных редуктаз образуются тетрапиррольные соединения (уробилиногены), а после их окисления − уробилин и стеркобилин. Небольшая часть неконъюгированного билирубина может солюбилизироваться в толстой кишке желчными кислотами, затем всасываться и поступать через воротную вену в печень. При нарушении всасывания желчных кислот (например, при болезни Крона или после резекции терминального отдела подвздошной кишки с последующим повышением концентрации желчных кислот в просвете толстой кишки) количество всасывающегося и поступающего затем в энтерогепатическую циркуляцию билирубина возрастает, что ведет к образованию пигментных камней. Установлено, что уробилиногены и другие продукты превращения билирубина могут всасываться в кишечнике, поступать затем по воротной вене в печень и выделяться с желчью (энтерогепатическая циркуляция продуктов превращения билирубина).

Небольшое количество желчных пигментов, поступивших в воротную вену, может попасть, минуя печень, в большой круг кровообращения и выделиться почками. Однако выделение уробилиногена с мочой не является надежным индикатором обмена билирубина, поскольку уробилиноген в определенной мере может всасываться в почечных канальцах и, кроме того, оказывается нестабильным в кислой моче. Тем не менее, если уробилиноген в кале и моче не определяется вообще, то это указывает на полное препятствие оттоку желчи. Билирубин может выделяться с мочой только в том случае, если он присутствует в конъюгированной нестойко связанно с альбумином водорастворимой форме. Урсобилиногены бесцветны. Коричневая окраска кала обусловлена наличием в нем полимеров дипирролена и других метаболитов билирубина. Таким образом, билирубин присутствует в крови в двух формах: Неконъюгированный билирубин. Характеризуется нестойкой связью с aльбумином. Эта фракция билирубина не может выделяться через почки. Ее определение с помощью диазореакции возможно лишь после предварительного применения ацетона или метанола (поэтому он обозначается как непрямой билирубин); Конъюгированный билирубин. Он поступает из гепатоцитов; возможно также его попадание из желчных капилляров и кровеносное русло. Конъюгированный билирубин циркулирует в свободной форме или в рыхлой, нестойкой связи с альбумином крови и выделяется через почки. Его определение с помощью диазореакции не требует дополнительного применения ацетона или метанола (поэтому он называется «прямой билирубин»). При длительно существующем (например, при холестазе) повышенном уровне гонъюгированного билирубина в крови возможно возникавшие ковалентной связи части конъюгирванного билирубина с альбумином. В такой форме билирубин не может выделяться через печень, ни через почки. Абсолютное и относительное содержание конъюгированного и неконъюгированного билирубина с помощью обычно применяюшейся прямой и непрямой реакции оценивается в количественном отношении лишь приблизительно. Чувствительные аналититнческие методы показали, что в плазме крови здорового человека конъюгированный билирубин содержится в минимальном количестве, почти недоступном для измерения.

Литература

Вольфганг Герок, Хуберт Е.Блюм «Заболевания печени и желчевыделительной системы». 2009 г.