Билирубин физические и химические свойства

Анализ печени

D — № 8. Билирубин общий, прямой (билирубин общий, билирубин конъюгированный, связанный)(Bilirubin total, Bilirubin direct) (кровь)

Особенности

• Стоимость:прайс-лист.
• Срок исполнения: 1 рабочий день.
• Где можно сдать: Данный анализ Вы можете сдать в любом медицинском офисе «ДИАМЕД».
• Подготовка к анализу: Кровь сдается утром натощак. Между последним приемом пищи и взятием крови проходит не менее 8 часов (желательно — не менее 12 часов). Сок, чай, кофе (тем более с сахаром) — не допускаются. Можно пить воду.

Описание

Билирубин общий: пигмент крови, продукт распада гемоглобина, миоглобина и цитохромов.

Билирубин прямой: фракция общего билирубина крови, образующаяся в результате процессов конъюгирования свободного билирубина в печени.

Функции билирубина общего:

Желтый гемохромный пигмент, образуется в результате распада гемоглобина, миоглобина и цитохромов в ретикулоэндотелиальной системе селезенки и печени. Один из основных компонентов желчи, содержится также в сыворотке в виде двух фракций: прямого (связанного, или конъюгированного) и непрямого (свободного, или несвязанного) билирубина, вместе составляющих общий билирубин крови. В лабораторной диагностике используют определение общего и прямого билирубина. Разница между этими показателями составляет величину свободного (неконъюгированного, непрямого) билирубина.

При распаде гемоглобина первоначально образуется свободный билирубин. Он практически нерастворим в воде, липофилен и потому легко растворяется в липидах мембран, проникая в мембраны митохондрий, нарушая метаболические процессы в клетках, высоко токсичен. Билирубин транспортируется из селезенки в печень в комплексе с альбумином. Затем в печени свободный билирубин связывается с глюкуроновой кислотой. В результате образуется конъюгированный (прямой), водорастворимый, менее токсичный билирубин, который активно против градиента концентрации экскретируется в желчные протоки.

При повышении концентрации билирубина в сыворотке свыше 27-34 мкмоль/л появляется желтуха (легкая форма — до 85 мкмоль/л, среднетяжелая — 86-169 мкмоль/л, тяжелая форма — свыше 170 мкмоль/л). У новорожденных наблюдается физиологическая желтуха в первую неделю жизни (с повышением общего билирубина крови за счет фракции непрямого билирубина), т.к. отмечается усиленное разрушение эритроцитов, а билирубин-конъюгирующая система несовершенна. Гипербилирубинемия может быть результатом повышенной продукции билирубина вследствие повышенного гемолиза эритроцитов (гемолитические желтухи), пониженной способности к метаболизму и транспорту против градиента в желчь билирубина гепатоцитами (паренхиматозные желтухи), а также следствием механических затруднений желчевыделения (обтурационные — застойные, механические, холестатические желтухи.). Для дифференциальной диагностики желтух используют комплекс пигментных тестов — определение концентрации в крови общего, прямого билирубина (и оценку по их разности уровня непрямого билирубина), а также определение концентрации в моче уробилиногена и билирубина.

Функции билирубина прямого:

Это соединение свободного билирубина с глюкуроновой кислотой — глюкуронид билирубина. Хорошо растворимо в воде; проникает в ткани, малотоксичен; дает прямую реакцию с диазореактивом, откуда и происходит название «прямой» билирубин (в отличие от неконъюгированного свободного «непрямого» билирубина, который требует добавления акселератора реакции). Прямой билирубин синтезируется в печени и затем большая его часть поступает с желчью в тонкую кишку. Здесь от него отщепляется глюкуроновая кислота, и билирубин восстанавливается в уробилин через образование мезобилирубина и мезобилиногена (частично этот процесс протекает во внепеченочных желчных путях и желчном пузыре). Бактерии в кишечнике переводят мезобилирубин в стеркобилиноген, который частично всасывается в кровь и выделяется почками , основная его часть окисляется в стеркобилин и выделяется с калом. Небольшое количество конъюгированного билирубина поступает из печеночных клеток в кровь. При гипербилирубинемии прямой билирубин накапливается в эластической ткани, глазном яблоке, мукозных мембранах и коже. Рост прямого билирубина наблюдается при паренхиматозных желтухах в следствие нарушения способности гепатоцитов транспортировать конъюгированный билирубин против градиента в желчь. А также при обтурационных желтухах из-за нарушения оттока желчи. У пациентов с повышенным уровнем прямого (связанного) билирубина в сыворотке отмечается билирубинурия.

Показания к назначению анализа:

1. Гемолитические анемии;
2. Заболевания печени;
3. Холестаз;
4. Дифференциальная диагностика желтух различной этиологии.

Материал для исследования: сыворотка без признаков гемолиза.

Метод определения: колориметрическое определение с диазореагентом (DPD) и детергентом в кислой среде (колориметрический метод Ендрашика с диазореагентом).

Единицы измерения: в лаборатории «ДИАМЕД» — мкмоль/л.

Билирубин общий: 5 — 20 мкмоль/л;

Билирубин прямой: 1,25 — 5 мкмоль/л;

Билирубин непрямой: 3,75 — 15 мкмоль/л.

Повышение уровня билирубина (гипербилирубинемия):

Гипербилирубинемии гемолитические (надпеченочные желтухи)- увеличение общего билирубина происходит за счет преимущественно свободной фракции:

1. гемолитические анемии острые и хронические;
2. В12-дефицитная анемия;
3. талассемия;
4. обширные гематомы;

Гипербилирубинемии печеночные паренхиматозные (печеночные желтухи) — повышение уровня общего билирубина происходит за счет прямого и непрямого билирубина:

1. острые и хронические диффузные заболевания печени, первичный и метастатический рак печени;
2. вторичные дистрофические поражения печени при различных заболеваниях внутренних органов и правожелудочковой сердечной недостаточности;
3. холестатический гепатит;
4. первичный билиарный цирроз печени;
5. токсическое повреждение печени: четыреххлористым водородом, хлороформом, трихлорэтиленом, фторотаном, алкоголем;
6. лекарственные отравления: парацетамолом, изониазидом, рифампицином, хлорпромазином;
7. токсическое повреждение печени при отравлении мухомором (альфа-аманитин).

Гипербилирубинемии печеночные холестатические (подпеченочные желтухи) — повышение общего за счет обеих фракций:

1. внепеченочная обтурация желчных протоков;
2. желчнокаменная болезнь;
3. новообразования поджелудочной железы;
4. гельминтозы.

Функциональные гипербилирубинемические синдромы:

1. синдром Жильбера (идиопатическая неконъюгированная гипербилирубинемия),
2. синдром Дабина-Джонсона — нарушение транспортировки билирубина из гепатоцитов в желчь,
3. синдром Криглера-Найяра, тип 1 (отсутствие УДФГТ — уридиндифосфатглюкуронил-трансферазы,) и тип 2 (дефицит УДГФТ);
4. синдром Ротора (идиопатическая семейная доброкачественная гипербилирубинемия с адекватным повышением конъюгированного и неконъюгированного билирубина);
5. другие нарушения обмена веществ: болезнь Вильсона (поздние стадии), галактоземия, нехватка альфа-1-антитрипсина, тирозинемия;

Нарушение экскреции билирубина в печени

1. Острый вирусный гепатит;
2. Поражения печени инфекционной этиологии (гепатит, вызванный цитомегаловирусом, инфекционный мононуклеоз, амебиаз, описторхоз, актиномикоз, вторичный и третичный сифилис);
3. Острый токсический гепатит, прием гепатотоксических медикаментозных препаратов;
4. Патология желчевыводящих путей (холангиты, холециститы);
5. Желтуха беременных;
6. Онкопатология (первичная гепатокарцинома и печени, метастатические поражения печени);
7. Функциональные гипербилирубинемии (синдром Дабина-Джонсона, синдром Ротора);
8. Гипотиреоз у новорожденных;

1. Механическая желтуха (желчнокаменная болезнь, опухоли головки поджелудочной железы, глистная инвазия);
2. Билиарный цирроз (первичный или вторичный);
3. Склерозирующий холангит.

источник

Билирубин: современные теоретические представления

Билирубин (лат. bilis желчь + ruber красный) — один из желчных пигментов жёлто-красного цвета.

Химический состав молекулы билирубина — C₃₃H₃₆O₆N₄. Молекулярная масса — 584,68. В чистом виде билирубин представляет собой кристаллическое вещество, состоящее из кристаллов ромбоидально-призматической формы жёлто-оранжевого или красно-коричневого цвета, трудно растворимое в воде.

В основе молекулы билирубина, как и всех его производных — четыре пиррольных кольца, унаследованные от гемоглобина. Две гидроксильные группы обусловливают кислотные химические свойства билирубина и его способность образовывать соли. Расположение гидроксильных групп имеет варианты, основной из которых — их присоединение ко 2 и 3 пиррольным кольцам (билирубин IXα).

Химические формы билирубина и их названия

Традиционно выделяют две основные химические формы билирубина:

1. Свободный, или неконъюгированный билирубин, химическая формула которого приведена выше. Свободный билирубин может существовать в виде многочисленных структурных разновидностей, среди них т. н. фотопродукты.
2. Связанный, или конъюгированный билирубин, представляющий собой соединение свободного билирубина с глюкуроновой кислотой:

свободный билирубин + глюкуроновая кислота = связанный билирубин

При этом билирубин может быть связан с одной молекулой глюкуроновой кислоты (моноглюкуронид билирубина) или с двумя (биглюкуронид билирубина).

Билирубин также разделяют на непрямой и прямой. С давних пор сложилась практика, что непрямой билирубин отождествляют со свободным, а прямой — со связанным. Но это не совсем верно.

О различии прямого билирубина и связанного

Дело в том, что термины «непрямой» и «прямой» билирубин являются не химическими, а технологическими и отражают результат широко используемой для лабораторной идентификации билирубина реакции Ван ден Берга. Поскольку считалось, что непрямой билирубин представлен свободным, а прямой — исключительно связанным, то эти термины использовались как взаимозаменяемые.

Эта простая схема утратила корректность после того, как обнаружили ещё одну химическую форму билирубина: билипротеин, или дельта-билирубин.

Дельта-билирубин принимает участие в реакции Ван ден Берга аналогично связанному билирубину и учитывается в результате совместно с ним в качестве прямого. Поэтому формула «прямой билирубин = связанный билирубин» верна только в отношении здоровых людей, у которых дельта-билирубин практически отсутствует. При некоторых же болезненных состояниях прямой билирубин может на 60-90% состоять из дельта-билирубина:

прямой билирубин = связанный билирубин + дельта-билирубин

О свойствах и диагностическом значении дельта-билирубина читайте ниже.

Источники образования билирубина

Практически единственным источником происхождения билирубина в организме является гем.

Гем представляет собой структуру, включающую, подобно билирубину, четыре пиррольных кольца, а кроме того, атом железа. Гем входит в состав молекул гемоглобина (кислород-переносящего белка красных кровяных телец), сократительного мышечного белка миоглобина и клеточных ферментов цитохромов.

Основной, эритроцитарный поток билирубина (85% от всего количества) формируется в процессе утилизации гемоглобина отживших свой век (около 120 дней) эритроцитов крови. Такие эритроциты извлекаются из кровяного потока и разрушаются главным образом в селезенке, а также в печени и в костном мозге. Повышение билирубина эритроцитарного происхождения бывает при гемолизе (так называют массовый распад эритроцитов).

Остальные источники дают начало т. н. шунтовому билирубину, который составляет до 15% от всего его количества. Среди источников шунтового билирубина выделяют:

• Дефектные эритроциты и их незрелые предшественники. Такие клетки в результате постоянной отбраковки погибают вскоре после своего рождения, не успев покинуть «инкубатор» клеток крови — костный мозг. Число таких клеток, и соответственно, количество шунтового билирубина резко возрастает при некоторых наследственных, аутоиммунных, опухолевых заболеваниях системы крови. В нормальных же условиях костный мозг дает не более 7% билирубина.
• Небольшое количество билирубина образуется в процессе постоянного обновления и деструкции мышечного белка миоглобина. Тем не менее, травмы, сопровождающиеся обширным разрушением мышечной ткани могут привести к кратковременному повышению уровня билирубина в крови.
• Незначительная часть билирубина также поступает со всех тканей организма в результате распада цитохромов и некоторых белков, не содержащих гем, в частности, пероксидаз.

Как показали денситометрические исследования с применением меченого радиоактивным изотопом глицина, гем, дающий начало шунтовому билирубину, существует не более 10 дней. В то же время длительность существования гема нормальных эритроцитов совпадает с продолжительностью жизни самих эритроцитов — 120 дней. Зная долю шунтового билирубина в его общей концентрации, можно судить о характере болезненного процесса, однако пока такой анализ доступен только в научных исследованиях.

Трансформацией гема в билирубин, помимо многих других задач, заняты тканевые макрофаги, являющиеся частью иммунной системы организма. Тканевые макрофаги имеются во всех органах, располагаясь обычно в их соединительной ткани, но преимущественно они сосредоточены в селезенке, в лимфатических узлах, в печени и в костном мозге. Все тканевые макрофаги ведут свою родословную от моноцитов, выращенных в кроветворной матрице костного мозга, но в различных органах они специализированы для выполнения особых задач, а потому имеют и особые названия — например, купферовы клетки печени, гистиоциты селезенки и др. Ранее систему тканевых макрофагов называли ретикулоэндотелиальной системой, но сейчас этот термин признан устаревшим.

• 80% билирубина производят купферовы клетки печени
• оставшуюся часть — макрофаги костного мозга и селезенки
• совсем небольшое количество — гистиоциты соединительной ткани всех органов

Каждые сутки в организме человека подвергаются деструкции 2*10 8 состарившихся эритроцитов. При этом высвобождается 6-8 г гемоглобина, из которого, в свою очередь, берет начало 250-350 мкг билирубина.

Высвободившийся гем поглощается макрофагами, после чего преобразуется с участием внутриклеточного фермента гемоксигеназы в промежуточное вещество биливердин. Одновременно от гема отщепляется атом железа и окись углерода. Биливердин, имея зеленый цвет, принадлежит к числу пигментных веществ. Кроме того, в отличие от билирубина, он хорошо растворим в воде.

На втором этапе расщепления гема при помощи фермента биливердинтрансферазы происходит трансформация биливердина в билирубин — пигментное вещество желто-оранжевого цвета, нерастворимое в воде. Как известно, в составе каждой молекулы гемоглобина входят четыре единицы гема. Соответственно, при расщеплении одной молекулы гемоглобина образуются четыре молекулы билирубина и четыре атома железа.

Как уже говорилось, в качестве побочного продукта при разрушении углеродных связей гема выделяется окись углерода (СО), причем это единственная реакция в организме, которая дает на выходе это вещество. Это обстоятельство используется в перспективном методе исследования: измеряя концентрацию окиси углерода в выдыхаемом воздухе, можно оценить скорость расщепления гема в организме.

Последовательным превращением гема в зеленый биливердин, а затем в желто-красный билирубин объясняется изменение цвета синяков после ушибов от темно-синего в сине-зеленый, а затем в желтый.

Свойства свободного билирубина

Итак, в нашем организме существует постоянно действующий конвейер производства свободного билирубина как часть физиологического механизма замены старых эритроцитов крови. Это порождает несколько трудно решаемых проблем:

• Свободный билирубин — токсичное вещество, а потому необходим надежный механизм его выведения из организма и поддержания его концентрации на безопасно низком уровне. Токсичность билирубина проявляется в первую очередь в отношении мозговой ткани. Даже умеренно повышенный уровень свободного билирубина проявляется невыраженными симптомами со стороны нервной системы: ослабление внимания, утомляемость и др. Впрочем, у взрослых концентрация свободного билирубина никогда не достигает настолько опасного уровня, чтобы повлечь повреждение нервной системы. А вот у новорожденных такое случается. В частности, иммунологический конфликт может привести к массивному гемолизу и развитию т. н. «ядерной» желтухи. При этом свободный билирубин, уровень которого в сыворотке крови может повыситься в десятки раз и достичь 300 мкмоль/л и выше, накапливается в мозговой ткани, вызывая необратимые изменения в подкорковых ядрах головного мозга.
• Свободный билирубин практически нерастворим в воде. Поскольку все биологические жидкости организма являются водными растворами, свободный билирубин невозможно вывести из организма в том виде, в каком он есть, не изменив его химической структуры.
• Вместе с тем свободный билирубин хорошо растворим в жирах. Благодаря этому свойству он легко преодолевает фосфолипидные мембраны т. н. гемато-энцефалического барьера, призванного ограждать мозговую ткань от проникновения в нее многочисленных токсических веществ, циркулирующих в кровяном русле.

В кровеносном русле свободный билирубин транспортируют белки-альбумины, удерживая его на своей поверхности. 1г альбумина переносит 8,5мг билирубина. Комплекс альбумин-билирубин непрочный и распадается при первой возможности.

Реакция Ван ден Берга идентифицирует свободный билирубин в качестве непрямого.

Билирубин как антиоксидант

В свете новейших исследований несколько изменилось традиционное представление о билирубине как об однозначно «шлаковом» продукте. Свободный билирубин обладает выраженными антиоксидантными свойствами, и организм активно их использует.

Антиоксидантная активность билирубина значительно превышает таковую у α-токоферола (витамина Е), который считают классическим антиоксидантом. Так, билирубин инактивирует H₂O₂ в концентрации, которая в 10 раз больше его собственной. В частности, он препятствует перекисному окислению липидов клеточных мембран, а также окислению мембранных белков. Наиболее значимы антиоксидантные свойства билирубина в отношении нервной ткани и сердечной мышцы, поскольку эти ткани не располагают достаточно мощной собственной защитой от свободных радикалов.

Обнаружилось, что люди с хронически высоким уровнем свободного билирубина значительно реже болеют атеросклерозом сосудов и связанными с ним заболеваниями сердца. Доказана обратнопропорциональная зависимость между уровнем свободного билирубина в крови и сердечной патологией.

Одно из исследований, охватившее 10000 пациентов, доказало более низкую смертность от опухолевых заболеваний среди людей с высоким уровнем свободного билирубина.

В свете этих данных выглядит целесообразной трансформация хорошо растворимого в воде биливердина в «неудобный» нерастворимый билирубин.

Преобразование свободного билирубина в связанный

Поскольку, как уже сказано выше, свободный билирубин нерастворим в воде, его выведение из организма невозможно без предварительной трансформации в другие, водорастворимые вещества.

Конкретным местом такой трансформации является основная структурная единица печени — печёночная клетка, или гепатоцит. Гепатоциты собраны в печёночные дольки. Печёночная долька устроена таким образом, что каждая печеночная клетка с одной стороны имеет контакт с венозным кровеносным капилляром (т. н. синусоидом), а с другой к ней подведен жёлчный капилляр.

Свободный билирубин, транспортируемый на поверхности альбумина, из венозной крови синусоида перемещается сначала в пространство Диссе, разделяющее капилляр и печеночную клетку, а затем через клеточную мембрану внутрь гепатоцита, одновременно освобождаясь от связи с альбумином. Такое перемещение происходит без затраты энергии благодаря перепаду концентрации.

Внутри клетки билирубин соединяется обратимой связью с белками-лигандинами. Лигандины препятствуют «бегству» билирубина обратно в венозный капилляр, а также препровождают его в сетчатую структуру — эндоплазматический ретикулум.

В эндоплазматическом ретикулуме имеются т. н. микросомы — пузырьки, наполненные ферментами. На поверхности микросом при каталитическом участии фермента глюкуронилтрансферазы происходит реакция соединения свободного билирубина с глюкуроновой кислотой, в результате чего появляется новое вещество — связанный, или конъюгированный билирубин.

Данная реакция может проходить в один или два цикла, давая на выходе соответственно моноглюкуронид или биглюкуронид билирубина. Соотношение моноглюкуронида и биглюкуронида составляет 4:1.

Глюуронизация билирубина является одним из самых «узких мест» в его метаболизме, поскольку она лимитирована количеством фермента глюкуронилтрансферазы. Это количество резко снижено (менее 1-3% от нормы) при некоторых наследственных заболеваниях, в частности при синдроме Жильбера.

Затрудненное выделение связанного билирубина в желчь ведет к его накоплению в крови. В таких случаях почки вынуждены взять на себя функцию его выведения из организма, хотя в нормальных условиях они этого не делают. Появление в моче билирубина служит признаком серьезного заболевания.

Свойства связанного билирубина

Связанный билирубин своими свойствами выгодно отличается от свободного:

• он нетоксичен
• хорошо растворим в водных средах
• легко выводится из организма, преимущественно с желчью, а при необходимости и с мочой.

Связанный билирубин принимает участие в прямой реакции Ван ден Берга, поэтому его обычно называют прямым билирубином.

Следует отметить и нехорошее свойство связанного билирубина: при его избыточной концентрации в жёлчи он склонен к кристаллизации и к образованию билирубиновых камней в жёлчном пузыре. Поскольку высокая концентрация связанного билирубина является следствием повышенного образования в организме свободного билирубина, то причинами таких состояний обычно бывают гемолитические анемии и другие забалевания системы крови.

О решающей роли печени в метаболизме билирубина

Таким образом, единственным органом в человеческом организме, способным осуществить преобразование свободного билирубина в связанный, является печень.

Решающая роль печени в метаболизме билирубина ещё более очевидна, если принять во внимание, что 80% свободного билирубина также производится в печени купферовыми клетками. Уровень билирубина является одним из самых надёжных индикаторов функционального состояния печени, поскольку почти весь процесс обмена билирубина находится в теснейшей зависимости от этой функции.

Забота об утилизация билирубина не случайно возложена на печень, которую по праву называют главной химической лабораторией организма. Печень преобразует в нетоксические химические формы огромное количество веществ, как естественно образующихся в организме, так и попадающих в него извне, в том числе и лекарственных веществ.

Некоторые конечные продукты метаболизма преимущественно выводятся из организма через почки с мочой, другие — через печень с жёлчью. Какой из двух путей предпочтителен для каждого конкретного вещества — это обусловлено особенностями его химического строения и физиологии печени и почек. Общий принцип таков: почки хорошо выводят вещества с молекулярной массой менее 300 у. е., остальные выводятся главным образом с жёлчью, в их числе и билирубин.

Следует сказать, что для переработки билирубина печёночная клетка использует универсальные ферментные системы, которые наряду с билирубином принимают участие в метаболизме многих других веществ. Наряду с экономией ресурсов организма такая ситуация иногда приводит и к отрицательным последствиям. Дело в том, что ряд веществ, в частности многие лекарственные препараты конкурируют с билирубином в ферментативных реакциях и при передозировке способны полностью вытестить последний из метаболического процесса. Это приводит к накоплению непрямого билирубина в организме и к развитию т. н. «неконъюгированной» желтухи. К числу таких препаратов принадлежит парацетамол и некоторые другие нестероидные аналгетики, некоторые антибиотики.

Связанный билирубин выделяется из гепатоцита в желчный капилляр и выводится с желчью в кишечник. Выделение связанного билирубина в желчный капилляр требует затраты энергии, поэтому повреждение печеночных клеток при гепатитах, циррозах и др. приводит к расстройству этого процесса.

Трансформация билирубина в кишечнике и её продукты

Таким образом, связанный билирубин выделяется с потоком желчи в кишечник. Именно билирубин придает желчи грязно-зеленый оттенок.

Поскольку обитающие в кишечнике микроорганизмы активно работают над его содержимым, билирубин также повергается дальнейшей трансформации. В процессе переработки билирубина в кишечнике образуются многочисленные промежуточные вещества. Процесс переработки билирубина в кишечнике является многоэтапным и происходит с образованием многочисленных промежуточных веществ.

Основные этапы кишечной трансформации:

• Под воздействием бактериального фермента β-глюкуронидазы конъюгированный билирубин подвергается гидрозизу (расщеплению) с образованием свободного билирубина
• Свободный билирубин в результате серии реакций восстановления трансформируется в целый ряд веществ под общим названием «уробилиногены», или «уробилиноиды». В основе уробилиногенов, как и билирубина, находится структура из четырех пиррольных колец. Уробилиногены бесцветные.

В числе уробилиногенов важнейшими являются такие вещества:

• мезобилиноген — родоначальник группы уробилиногенов
• стеркобилиноген
• собственно уробилиноген

Большая часть уробилиногенов в итоге трансформируется в конечные пигментные продукты — стеркобилин и уробилин, которые имеют оранжево-коричневый цвет. Именно эти вещества придают фекалиям характерный цвет. Обесцвечивание фекалий свидетельствует об отсутствии в них билирубина, что бывает при гепатитах или при перекрытии желчевыводящих путей. 10-20% уробилиногенов всасываются из кишечника и через систему воротной вены возвращаются в печень. Печень же делает с ними то, что умеет: переводит в связанный билирубин и отправляет обратно в кишечник. В норме не более 2-5% уробилиногенов выводятся с мочой. Такое небольшое количество не выявляется при обычном лабораторном исследовании мочи.

При гепатитах печень не справляется с утилизацией уробилиногенов, вследствие чего они обнаруживаются в моче. Уробилиногены в моче — важный диагностический признак заболеваний печени.

Реакция Ван ден Берга и другие методы определения билирубина

Настало время объяснить происхождение несколько странных названий: «прямой» и «непрямой» билирубин. А названы так две формы билирубина с легкой руки господина Ван ден Берга (Van Den Berg), разработавшего еще в 1916 году реакцию идентификации билирубина в сыворотке крови при помощи реактива Эрлиха. По прошествии 100 лет реакция, названная в его честь реакцией Ван ден Берга, остается в лабораторной практике основным методом исследования содержания билирубина.

Не углубляясь в детали методики, которая за сотню лет подверглась многочисленным модификациям, отметим её принципиальную особенность — двухэтапность выполнения:

• Первый этап (прямая реакция Ван ден Берга): в пробирку с исследуемой сывороткой крови добавляют реактив Эрлиха Вскоре при наличии в сыворотке связанного билирубина содержимое пробирки приобретает ярко-розовый цвет. Свободный билирубин, блокированный альбумином, не принимает участия в реакции. При помощи колориметрического прибора по интенсивности окраски можно определить количественное содержание связанного билирубина. Таким образом, связанный билирубин, принимающий участие в прямой реакции, назван «прямым» билирубином.
• Второй этап (непрямая реакция Ван ден Берга): в другую пробирку с исследуемой сывороткой сначала добавляют вещество, осаждающее альбумины. В оригинальном исполнении Ван ден Берга с этой целью использовался 96˚ этиловый спирт. В дальнейшем этиловый спирт был заменен на более эффективные вещества. Альбумин при этом оседает на дно пробирки, а разблокированный свободный билирубин приобретает способность вступать в химическую реакцию с реактивом Эрлиха, что он и делает. Одновременно с непрямым билирубином в реакции участвует и прямой билирубин (если он есть), то есть непрямая реакция Ван ден Берга определяет общий билирубин как сумму прямого и непрямого билирубина. Содержание непрямого билирубина вычисляют как разницу общего и прямого билирубина:

непрямой билирубин = общий билирубин — прямой билирубин

Реакция Ван ден Берга, наряду с несомненными достоинствами, в числе которых простота выполнения и наглядность результата, имеет и существенный недостаток — она даёт завышенное содержание прямого билирубина. Так, в сыворотке здоровых людей этот метод обнаруживает до 5,4 мкмоль/л прямого билирубина, который составляет до 25% от общего. В действительности, как показывают более точные методы, у этих людей общий билирубин почти на 100% представлен непрямым, а прямой практически отсутствует. Впрочем, в клинической практике важнее знать не содержание билирубина само по себе, а его динамику, для чего необходимо обеспечить сопоставимость результатов, полученных в разное время и в разных лабораториях.

Фракции билирубина, определенные методом высокоэффективной жидкостной хроматографии:

• α — свободный билирубин
• β — моноглюкуронид билирубина
• λ — биглюкуронид билирубина
• δ — дельта-билирубин, или билипротеин

Разработаны и другие методы обнаружения билирубина, подробное описание которых выходит за рамки этой статьи:

• спектрофотометрия
• газоанализатор
• высокоэффективная жидкостная хроматография
• неинвазивный метод — рефлективная денситометрия

Среди названных методов наиболее перспективна высокоэффективная жидкостная хроматография. Данная методика позволяет определить содержание четырёх фракций билирубина:

• α — свободный билирубин
• β — моноглюкуронид билирубина
• λ — биглюкуронид билирубина
• δ — дельта-билирубин, или билипротеин

Дельта-билирубин

Дельта-билирубин представляет собой соединение конъюгированного билирубина (биглюкуронида или моноглюкуронида билирубина) с альбумином. В научной литературе часто используют и другое название этого вещества: «билипротеин». Это вещество желтого цвета.

Реакция Ван ден Берга не позволяет отдельно определить дельта-билирубин и идентифицирует его совместно с глюкуронидами билирубина в качестве прямого, поскольку все эти вещества вступают в прямую реакцию с реактивом Эрлиха аналогичным образом. Для селективного определения его содержания в сыворотке крови используют высокоэффективную жидкостную хроматографию.

В биохимическом и физиологическом аспектах дельта-билирубин обладает рядом особенностей, которые в целом позволяют рассматривать его наряду со свободным и связанным билирубином как самостоятельную, третью форму билирубина:

• В отличие от комплекса альбумина со свободным билирубином, дельта-билирубин является достаточно устойчивым веществом, поскольку его компоненты необратимо связаны прочной ковалентной химической связью.
• Синтез молекулы дельта-билирубина не требует участия внутриклеточных элементов, поэтому возможен in vivo и in vitro, т. е. как в организме, так и в пробирке.
• Дельта-билирубин нетоксичен для тканей организма.
• Из-за чрезмерной массивности своей молекулы дельта-билирубин в неизменённом виде совершенно не выводится из организма ни с желчью, ни через почки.
• Установлено, что период полураспада дельта-билирубина в организме такой же, как и у обычного альбумина, и составляет 14-21 день. Только после разрушения альбумина появляется возможность вывести из организма ранее соединённый с ним глюкуронид билирубина, преимущественно с жёлчью.

В нормальных условиях дельта-билирубин не обнаруживается в значимых количествах. Его содержание резко повышается при холестазе, т. е. нарушении выработки и выделения компонентов желчи на фоне сохранённой функции синтеза конъюгированного билирубина. Холестаз может быть как внутрипеченочным при гепатитах и циррозах печени, так и внепеченочным, обусловленным затруднением для оттока жёлчи во внепеченочных жёлчных путях, что обычно бывает при их закупорке жёлчным камнем.

Содержание дельта-билирубина при холестазе может достигать 60-70 и даже 90% от прямого. Благодаря своей «живучести» в организме дельта-билирубин (а вместе с тем и прямой билирубин в целом) остаётся высоким ещё в течение 1-1,5 недель после нормализации оттока жёлчи. Этим объясняется непонятный ранее феномен, когда прямой билирубин длительное время остаётся высоким, вопреки явному клиническому улучшению и нормализации других лабораторных показателей, в частности трансаминаз.

В то же время не происходит повышения содержания дельта-билирубина при неконъюгированных гипербилирубинемиях (накопление в крови неконъюгированного билирубина, что бывает при гемолитических анемиях, синдроме Жильбера и некоторых других состояниях).

Люмирубин и другие фотопродукты билирубина

В свое время химики заинтересовались парадоксальной растворимостью свободного билирубина. Теоретически молекула билирубина благодаря наличию двух гидроксильных групп COOH — должна обладать выраженной полярностью. Как известно, вещества с поляризованной молекулой растворимы в воде и нерастворимы в жирах. В действительности свободный билирубин ведет себя противоположным образом.

Загадку удалось разгадать при помощи рентренокристаллографии. Выяснилось, что молекула свободного билирубина имеет такую пространственную конфигурацию, в которой поляризующие гидроксильные группы блокированы внутренними межводородными связями (т. н. Z-Z связи). Такая конфигурация молекулы билирубина наиболее устойчива и является основной, поскольку располагает минимумом пространства и энергии. Также было обнаружено, что наряду с основной конфигурацией существуют и многочисленные другие варианты.

Наибольшего интереса среди них заслуживают фотопродукты билирубина, которые образуются под воздействием синего света в присутствии атомарного кислорода. Молекулы билирубина, поглощая энергию фотонов света, меняют внутренние межатомные Z-Z связи на более высокоэнергетические Z-E и E-E связи. При этом вместе с изменением пространственной конфигурации молекул радикально изменяются и их свойства — они становятся водорастворимыми.

Фотопродукты благодаря хорошей водорастворимости быстро выводятся из организма печенью. Самой высокой скоростью выведения обладает один из фотопродуктов с E-E связями, названный люмирубином. Фотопродукты отличаются малой продолжительностью жизни, поскольку такие молекулы при первой возможности избавляются от излишней энергии и возвращаются к исходной, основной конфигурации.

Способность свободного билирубина образовывать водорастворимые фотопродукты используют для лечения желтухи новорожденных методом фототерапии.

источник