Билирубин образование прямого из непрямого

Распад гема — многостадийный процесс

За сутки у человека распадается около 9 г гемопротеинов, в основном это гемоглобин эритроцитов.

Эритроциты в норме живут 90-120 дней, после чего лизируются в клетках ретикулоэндотелиальной системы – макрофагах селезенки (главным образом), купферовских клетках печени и макрофагах костного мозга. При разрушении эритроцитов в кровеносном русле высвобождаемый гемоглобин образует комплекс с белком-переносчиком гаптоглобином (фракция α₂-глобулинов крови) и также переносится в клетки РЭС селезенки, печени и костного мозга.

Синтез билирубина

В клетках РЭС гем в составе гемоглобина окисляется молекулярным кислородом. В реакциях последовательно происходит разрыв метинового мостика между 1-м и 2-м пиррольными кольцами гема с их восстановлением, отщеплением железа и белковой части и образованием оранжевого пигмента билирубина. Высвобождаемое железо может либо запасаться в клетке в комплексе с ферритином, либо выделяться наружу и связываться с трансферрином.

Реакции распада гемоглобина и образования билирубина

Билирубин – токсичное, жирорастворимое вещество, способное разобщать окислительное фосфорилирование в клетках. Особенно чувствительны к нему клетки нервной ткани.

Строение билирубина

Выведение билирубина

Из клеток ретикуло-эндотелиальной системы билирубин попадает в кровь. Здесь он находится в комплексе с альбумином плазмы, в гораздо меньшем количестве – в комплексах с металлами, аминокислотами, пептидами и другими малыми молекулами. Образование таких комплексов не позволяет выделяться билирубину с мочой. Билирубин в комплексе с альбумином называется свободный (неконъюгированный) или непрямой билирубин.

Этапы метаболизма билирубина в организме

Из сосудистого русла в гепатоциты билирубин попадает с помощью белка-переносчика (транспортный белок органических анионов) или по механизму флип-флоп. Далее при участии цитозольного связывающего белка лигандина (Y-протеин) билирубин транспортируется в ЭПР, где протекает реакция связывания билирубина с УДФ-глюкуроновой кислотой, при этом образуются моно — и диглюкурониды . Кроме глюкуроновой кислоты, в реакцию конъюгации могут вступать сульфаты, фосфаты, глюкозиды.

Билирубин-глюкуронид получил название связанный (конъюгированный) или прямой билирубин.

Реакции синтеза билирубин-диглюкуронида

Строение билирубин-диглюкуронида
(прямой билирубин)

После образования билирубин-глюкурониды АТФ-зависимым переносчиком секретируются в желчные протоки и далее в кишечник, где при участии бактериальной β-глюкуронидазы превращаются в свободный билирубин. Одновременно, даже в норме (особенно у взрослых), некоторое количество билирубин-глюкуронидов может попадать из желчи в кровь по межклеточным щелям.

Таким образом, в плазме крови обычно присутствуют две формы билирубина: свободный (непрямой) , попадающий сюда из клеток РЭС (80% и более всего количества), и связанный (прямой) , попадающий из желчных протоков (в норме не более 20%).

Термины «связанный«, «конъюгированный«, «свободный«, «несвязанный» отражают взаимодействие билирубина и глюкуроновой кислоты (но не билирубина и альбумина!).

Термины «прямой» и «непрямой» введены, исходя из возможности химической реакции билирубина с диазореактивом Эрлиха. Связанный билирубин реагирует с реактивом напрямую , без добавления дополнительных реагентов, т.к. является водорастворимым. Несвязанный (жирорастворимый) билирубин требует добавочных реактивов, реагирует не прямо.

Превращение в кишечнике

В кишечнике билирубин подвергается восстановлению под действием микрофлоры до мезобилирубина и мезобилиногена ( уробилиногена ). Часть уробилиногена всасывается и с кровью портальной вены попадает в печень, где либо распадается до моно-, ди- и трипирролов, либо окисляется до билирубина и снова экскретируется. При этом при здоровой печени в общий круг кровообращения и в мочу мезобилирубин и уробилиноген не попадают, а полностью задерживаются гепатоцитами.

Оставшаяся в кишечнике часть пигментов ферментами бактериальной флоры толстого кишечника восстанавливается до стеркобилиногена . Далее

• малая часть стеркобилиногена может всасываться и катаболизировать в печени, подобно уробилиногену,
• незначительное количество стеркобилиногена через геморроидальные вены попадает в большой круг кровообращения, отсюда в почки и в мочу. После окисления на воздухе из стеркобилиногена образуется стеркобилин мочи,
• однако основное количество стеркобилиногена достигает нижних отделов толстого кишечника и выделяется. В прямой кишке и на воздухе стеркобилиноген окисляется в стеркобилин , окрашивая кал,
• аналогично уробилиноген, появляющийся в моче при патологии печени, окисляется в уробилин .

источник

Непрямой и прямой билирубин: особенности обмена

Что такое билирубин.

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 расстворимое в воде.

В основе молекулы билирубина — четыре пиррольных кольца, унаследованные от гемоглобина. Две гидроксильные группы обусловливают кислотные химические свойства билирубина и его способность образовывать соли.

Билирубин: современные теоретические представления

Современные представления о билирубине значительно отличаются от бытовавших еще 15-20 лет назад. В частности, пересмотрен взгдяд на билирубин как на однозначно шлаковое вещество. Об антиоксидантных свойствах билирубина, о дельта-билирубине и др…

Как образуется билирубин в организме?

Образование билирубина происходит главным образом из гемоглобина крови. Гемоглобин находится внутри эритроцитов (красных кровяных телец).

Продолжительность жизни эритроцита составляет 110-120 дней. Отслужившие свой срок эритроциты разрушаются и заменяются новыми, а высвободившийся гемоглобин утилизируется. Билирубин является одним из продуктов переработки гемоглобина. За сутки у здорового человека происходит замена около 2*10 8 эритроцитов и высвобождается до 6г гемоглобина.

Преобразование гемоглобина в билирубин является сложным и многоступенчатым биохимическим процессом и проходит с образованием большого числа промежуточных веществ.

Билирубин в организме существует в двух основных формах:

• непрямой билирубин, он же свободный, он же неконъюгированный (названия «неконъюгированный» и «конъюгированный» имеют употребление на Западе)
• прямой билирубин, он же связанный, он же конъюгированный

Общий билирубин как самостоятельное химическое соединение не существует. Прямой и непрямой билирубин суммарно составляют билирубин общий:

общий билирубин = прямой билирубин + непрямой билирубин

Пути преобразования и выведения билирубина.

В цепочке биохимических реакций первым образуется билирубин непрямой, или свободный .

Распад гемоглобина и превращение его в билирубин непрямой происходит главным образом в ретикуло-эндотелиальной системе:

• 80% всего количества — в купферовых клетках печени
• в клетках костного мозга
• в клетках селезенки
• в гистиоцитах соединительной ткани всех органов (в небольшом количестве)

Из тканей почти нерастворимый непрямой билирубин транспортируется к печени белками-альбуминами крови.

За сутки у взрослого человека образуется 300мкг билирулина. Весь билирубин подлежит выведению из организма, так как он является тканевым ядом. Однако слабая растворимость непрямого билирубина не позволяет его вывести в том биохимическом строении, в каком он есть. Для этого билирубин необходимо превратить в расстворимую форму. Доставленный альбуминами в печёночные кровеносные капилляры, т. н. синусоиды, непрямой билирубин переходит в печёночные клетки, освобождаясь при этом от временной связи с белковой молекулой. Внутри печёночных клеток-гепатоцитов, на поверхности особых внутриклеточных образований — микросом непрямой билирубин при участии фермента УДФ-глюкуронилтрансферазы связывается с глюкуроновой кислотой и превращается в билирубин прямой, или связанный .

непрямой билирубин + глюкуроновая кислота = прямой билирубин

Прямой билирубин выводится с жёлчью в кишечник. В толстом кишечнике стараниями обитающей в нем микрофлоры прямой билирубин подвергается дальнейшим преобразованиям. Небольшая часть промежуточных соединений (мезобилиноген, стеркобилиноген и др.) всасывается обратно в кровь. В дальшейшем эти вещества отлавливаются печенью и после трансформации в прямой билирубин снова отправляются с жёлчью в кишечник. Лишь незначительная их часть выводится почками с мочой в виде уробилиногена.

Значит, сначала образуестя свободный билирубин, а после соединения с глюкуроновой кислотой он преращается в связанный. Это понятно. А вот почему называется «непрямой» и «прямой» — в толк не возьму. Непрямой, потому что кривой или как?

Такие названия двух разновидностей билирубина обусловлены особенностями их лабораторной диагностики.

Так как непрямой, или свободный билирубин адсорбирован на белках-альбуминах, то его выявление в испытуемой сыворотке происходит не прямо, а в два этапа. Сначала в пробирку добавляют этанол или мочевину, чтобы осадить альбумины, и только после этого вносят реактив.

Прямой же билирубин прямо сразу определяется добавлением реактива.

Чем отличается прямой билирубин от непрямого?

гемоглобин	непрямой билирубин	глюкуроновая кислота	прямой билирубин

• Непрямой билирубин является предшественником прямого.
• Непрямой билирубин значительно токсичнее прямого.
• Только прямой билирубин способен выводиться из организма благодаря его хорошей расстворимости. Его выведение происходит через печень с жёлчью в кишечник и в небольшом количестве через почки с мочой.
• Непрямой же билирубин практически водонерасстворим, но зато хорошо расстворим в жирах, поэтому при нарушении выведения в первую очередь он накапливается в жировой ткани, а также в богатой липидами мозговой ткани. Из организма непрямой билирубин возможно вывести только посредством трансформации в прямой.
• Печень играет ведущую роль в производстве обеих форм билирубина, однако происходит этот процесс в разных её структурах: непрямой билирубин образуется в купферовых клетках печени, а билирубин прямой — только в печёночных клетках —гепатоцитах.
  Купферовы клетки хотя и находятся в печени, но выполняют свою собственную задачу и функционально принадлежат к ретикуло-эндотелиальной системе. Её элементы размещены во многих органах. Вне печени производится 20% непрямого билирубина.
  Следует сказать, что непрямой билирубин, произведенный в печени, не имеет никакого приоритета перед билирубином, произведенным за её пределами. Так же как и билирубин из других органов, он поступает в кровоток и становится в общую очередь на переработку печенью в билирубин прямой.

Все это, конечно, интересно, но практического значения не имеет. Ведь сразу ясно — раз повышен билирубин, значит болеет печень. Верно?

Нет, неверно. Содержание билирубина в крови может увеличиться и при здоровой и нормально работающей печени.

Почему так происходит и как знание особенностей обмена разных форм билирубина помогает разобраться в причинах многих болезней, как связанных с печенью, так и не связанных с ней — читайте в следующей статье: «Повышенный билирубин».

источник

Билирубин и его фракции (общий, прямой, непрямой)

Анализ, в ходе которого определяется содержание в крови желчных пигментов и их фракций. Они являются метаболитами распада гемоглобина, и их уровень повышается при усиленном разрушении эритроцитов, нарушении функции печени и желчевыводящих путей.

Результаты исследований выдаются с бесплатным комментарием врача.

Колориметрический фотометрический метод.

Мкмоль/л (микромоль на литр).

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Венозную, капиллярную кровь.

Как правильно подготовиться к исследованию?

• Не принимать пищу в течение 12 часов до исследования.
• Исключить физическое и эмоциональное перенапряжение за 30 минут до исследования.
• Не курить в течение 30 минут до исследования.

Общая информация об исследовании

Билирубин – желтый пигмент, который является компонентом желчи и образуется в селезенке и костном мозге при распаде эритроцитов. В норме эритроциты разрушаются через 110-120 дней после выхода из костного мозга. При этом из погибших клеток высвобождается металлопротеин гемоглобин, состоящий из железосодержащей части – гема и белкового компонента – глобина. От гема отщепляется железо, которое повторно используется в качестве необходимого компонента ферментов и других белковых структур, а гемовые белки превращаются в билирубин. Непрямой (неконъюгированный) билирубин с помощью альбуминов доставляется кровью в печень, где благодаря ферменту глюкуронилтрансферазе соединяется с глюкуроновой кислотой и образует прямой (конъюгированный) билирубин. Процесс превращения водонерастворимого билирубина в водорастворимый называется конъюгацией. Связанная фракция пигмента практически не поступает в кровь и в норме экскретируется с желчью. Билирубин в просвете кишечника под действием бактерий кишечника метаболизируется и выводится с калом, придавая ему темную окраску.

Прямой билирубин назван так в связи с методикой лабораторного исследования. Данный водорастворимый пигмент непосредственно взаимодействует с реактивами (диазореактивом Эрлиха), добавленными в пробу крови. Неконъюгированный (непрямой, свободный) билирубин нерастворим в воде, и для его определения необходимы дополнительные реактивы.

В норме за сутки в человеческом организме вырабатывается 250-350 мг билирубина. Выработка более 30-35 мкмоль/л проявляется желтушностью кожных покровов и склер. По механизму развития желтухи и преобладанию фракций билирубина в крови выделяют надпеченочную (гемолитическую), печеночную (паренхиматозную) или подпеченочную (механическую, обтурационную) желтуху.

При повышенном разрушении эритроцитов (гемолизе) или нарушенном захвате печенью желчного пигмента увеличивается содержание билирубина за счет неконъюгированной фракции без повышения уровня связанного пигмента (надпеченочная желтуха). Данная клиническая ситуация наблюдается при некоторых врождённых состояниях, связанных с нарушением конъюгации билирубина, например при синдроме Жильбера.

При наличии преграды на пути выхода желчи в двенадцатиперстную кишку или нарушениях желчевыделения в крови повышается прямой билирубин, что нередко является признаком обтурационной (механической) желтухи. При обструкции желчевыводящих путей прямой билирубин попадает в кровь, а затем и в мочу. Он является единственной фракцией билирубина, способной выделяться почками и окрашивать мочу в темный цвет.

Увеличение билирубина за счет прямой и непрямой фракции указывает на заболевание печени с нарушением захвата и выделения желчных пигментов.

Повышение непрямого билирубина нередко наблюдается у новорождённых в первые 3 дня жизни. Физиологическая желтуха связана с повышенным распадом эритроцитов с фетальным гемоглобином и недостаточной зрелостью ферментных систем печени. При затянувшейся желтухе у новорождённых необходимо исключать гемолитическую болезнь и врождённую патологию печени и желчевыводящих путей. При конфликте групп крови матери и ребенка возникает повышенный распад эритроцитов малыша, что приводит к повышению непрямого билирубина. Неконъюгированный билирубин обладает токсическим действием на клетки нервной системы и может привести к повреждению головного мозга новорождённого. Гемолитическая болезнь новорождённых требует немедленного лечения.

У 1 из 10 тысяч младенцев выявляется атрезия желчевыводящих путей. Данная угрожающая жизни ребенка патология сопровождается повышением билирубина за счет прямой фракции и требует срочного хирургического вмешательства и в некоторых случаях трансплантации печени. У новорождённых также существует вероятность наличия гепатита с повышением как прямого, так и непрямого билирубина.

Изменения уровня фракций билирубина в крови с учетом клинической картины позволяют оценить возможные причины желтухи и определиться с дальнейшей тактикой обследования и лечения.

Для чего используется исследование?

• Для дифференциальной диагностики состояний, сопровождающихся желтушностью кожных покровов и склер.
• Для оценки степени гипербилирубинемии.
• Для дифференциальной диагностики желтух новорождённых и выявления риска развития билирубиновой энцефалопатии.
• Для диагностики гемолитической анемии.
• Для исследования функционального состояния печени.
• Для диагностики нарушений оттока желчи.
• Для наблюдения за пациентом, принимающим препараты с гепатотоксическими и/или гемолитическими свойствами.
• Для динамического наблюдения за пациентами с гемолитической анемией или патологией печени и желчевыводящих путей.

Когда назначается анализ?

• При клинических признаках патологии печени и желчевыводящих путей (желтуха, потемнение мочи, обесцвечивание стула, зуд кожных покровов, тяжесть и боли в правом подреберье).
• При обследовании новорождённых с выраженной и затянувшейся желтухой.
• При подозрении на гемолитическую анемию.
• При обследовании пациентов, регулярно употребляющих алкоголь.
• При использовании лекарственных препаратов с вероятным гепатотоксическим и/или гемолитическим побочным действием.
• При инфицировании вирусами гепатитов.
• При наличии хронических заболеваний печени (цирроз, гепатит, холецистит, желчнокаменная болезнь).
• При комплексном профилактическом обследовании пациента.

источник

Образование прямого билирубина

Билирубин
Общие
Хим. формула	C 33 H 36 N 4 O 6
Физические свойства
Состояние	твёрдое
Молярная масса	584,68 г/моль
Термические свойства
Т. плав.	192 °C
Классификация
Рег. номер CAS	635-65-4
PubChem	5280352
Рег. номер EINECS	211-239-7
SMILES
ChEBI	16990
ChemSpider	4444055
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Билируби́н (от лат. bilis — жёлчь и лат. ruber — красный) — жёлчный пигмент, один из главных компонентов жёлчи в организме человека и животных. Образуется в норме как результат расщепления белков, содержащих гем: гемоглобина, миоглобина и цитохрома. Распад гемоглобина происходит в клетках ретикуломакрофагальной системы костного мозга, селезёнки, лимфатических узлов и печени, откуда конечные продукты попадают в жёлчь и выводятся из организма. [1]

В крови билирубин содержится в небольших количествах в виде двух фракций: свободной и связанной. Повышение билирубина может говорить как об избыточном разрушении эритроцитов (гемолитическая желтуха и пр.), так и о нарушенном выведении билирубина из организма, например при печёночной желтухе, закупорке жёлчных протоков и прочем. Показатели общего, свободного (непрямого) и связанного (прямого) билирубина используются для более точной диагностики.

Содержание

Физико-химические свойства [ править | править код ]

Чистый билирубин представляет собой коричневые ромбические кристаллы. [2] Нерастворим в воде, трудно растворим в диэтиловом эфире, глицерине, в этаноле. Растворим в бензоле, хлороформе, хлорбензоле и разведённых растворах щёлочей. Билирубин поглощает синий свет с длиной волны 450—460 нм, химически трансформируясь в водорастворимую форму — люмирубин.

Функции в организме [ править | править код ]

Билирубин образуется под действием фермента биливердинредуктазы из биливердина, зелёного пигмента, который также является продуктом распада гема. Будучи оксидирован, билирубин может превращаться обратно в биливердин. Этот цикл реакций стал причиной гипотезы, что билирубин является главным клеточным антиоксидантом. [3] [4] [5]

Метаболизм [ править | править код ]

Около 96 % билирубина в крови человека представлено неполярным нерастворимым непрямым билирубином, образующим комплексы с альбумином. Оставшиеся 4 % билирубина связываются с различными полярными молекулами, в основном — с глюкуроновой кислотой. При этом образуется прямой билирубин, который растворим в воде, фильтруется почками и выделяется с мочой. Уровень прямого билирубина в сыворотке крови при исследовании стандартными методами часто оказывается завышенным и составляет 1,7—8,5 мкмоль/л (0,1—0,5 мг%). Билирубин в неконъюгированной форме токсичен. Гидрофобный, липофильный неконъюгированный билирубин, легко растворяясь в липидах мембран клеток и проникая вследствие этого в митохондрии, разобщает в них дыхание и окислительное фосфорилирование, нарушает синтез белка, поток ионов калия через мембрану клетки и органелл. Это отрицательно сказывается на состоянии нервной системы, вызывая у больных ряд характерных неврологических симптомов. Он может проникать через гемато-энцефалический барьер, когда его концентрация в плазме крови превысит уровень насыщения высокоаффинных участков альбумина (20 — 25 мг/100 мл). Это приводит к гипербилирубинемической токсической энцефалопатии (действие на клетки базальных ядер головного мозга).

Химическое превращение гемоглобина в билирубин ретикулоэндотелиальными клетками можно наблюдать in vivo на «цветении» кровоподтёков (подкожных кровоизлияний): первоначально кровоподтёк имеет багровый или багрово-синюшный оттенок гема (иногда приобретает насыщенно синий цвет), который держится в течение 1—4 суток. Спустя 4—8 дней в кровоподтёке образуется пигменты зелёного цвета — вердоглобин и биливердин. Смешанные оттенки сохраняются до 9—12 суток, а на 12—16-й день кровоподтёк выглядит жёлтовато-серым, что обусловлено образованием билирубина.

Дальнейший метаболизм билирубина в основном происходит в печени. Он складывается из трёх процессов:

При некоторых патологических состояниях человека (напр. массивном гемолизе эритроцитов при малярии, обтурации жёлчных протоков и других) концентрация билирубина в крови, а затем и в моче, повышается, что вызывает желтуху, а моча окрашивается в характерный тёмный цвет конъюгированной (растворимой) формой билирубина (симптом «моча цвета пива»).

Несвязанный (непрямой) билирубин [ править | править код ]

Несвязанный (непрямой) билирубин является жёлчным пигментом, образуемым в момент распада гемоглобина и разрушения эритроцитов. В отличие от связанного (прямого) билирубина — этот пигмент не растворяется в воде и достаточно токсичен за счёт возможности легко проникать в клетки и нарушать их жизнедеятельность [6] .

Эритроциты (красные кровяные тельца) образуются в красном костном мозге. После повреждения или достигнув старости, они подвергаются разрушению макрофагами в ретикуло-эндотелиальной системе (в частности, в красной пульпе селезёнки). Из эритроцитов освобождается гемоглобин, который затем распадается на молекулу гема и глобиновые цепи, далее расщепляющиеся на аминокислоты. Под действием ферментов гем превращается в непрямой билирубин. Из-за внутримолекулярных водородных связей, непрямой билирубин нерастворим в воде. При этом он растворим в липидах и легко проникает в клеточные мембраны, нарушая метаболические процессы в клетках, что определяет его токсичность. Связываясь с альбуминами крови, непрямой билирубин транспортируется в печень.

Связанный (прямой) билирубин [ править | править код ]

Прямой (связанный) билирубин — это малотоксичная и растворимая в воде фракция общего билирубина крови, который образуется в печени. Синтезируясь в печени, большая часть этой фракции билирубина крови поступает далее в тонкую кишку [7] .

Под действием фермента глюкуронилтрансферазы в печени билирубин соединяется с глюкуроновой кислотой (образует глюкуронид билирубина), благодаря чему становится водорастворимым. После этого билирубин экскретируется в составе жёлчи и поступает в тонкую кишку. От него отщепляется глюкуроновая кислота, и далее он восстанавливается до уробилиногена. В тонкой кишке часть уробилиногена вместе с другими жёлчными компонентами повторно всасывается и по воротной вене поступает в печень (см. Кишечно-печёночная циркуляция жёлчных кислот). Остальной уробилиноген из тонкой кишки поступает в толстую кишку, где восстанавливается кишечной микрофлорой до стеркобилиногена. В нижних отделах толстой кишки стеркобилиноген окисляется до стеркобилина и выводится с калом. [8] Стеркобилин придаёт калу характерную коричневую окраску. [9] Небольшое количество (около 5 %) стеркобилиногена всасывается в кровь и после выводится с мочой.

Лабораторная диагностика [ править | править код ]

Содержание билирубина в сыворотке крови определяется методом Ван ден Берга. Продуктом реакции диазореактива Эрлиха и билирубина является азобилирубин, который при положительной реакции проявляется интенсивным розовым окрашиванием. Оценку дают колориметрически.

Для определения билирубина в моче используют пробу Гаррисона — качественную реакцию, в основе которой лежит окисление билирубина до биливердина при его взаимодействии с реактивом Фуше (трихлоруксусной кислотой с хлорным железом в определённой пропорции). К моче добавляют хлористый барий, фильтруют и к осадку на фильтре добавляют несколько капель реактива Фуше. О присутствии билирубина свидетельствует появление синего или зелёного окрашивания. Проба Гаррисона является одной из самых чувствительных качественных реакций на билирубин (чувствительность 0,5—1,7 мг/100 мл), она была принята в СССР в качестве унифицированной. Поскольку в норме билирубин в моче практически отсутствует, положительная проба Гаррисона свидетельствует о наличии гепатобилиарной патологии. [10] [11]

Технология количественного определения фракций билирубина у новорождённых (Vitros BuBc). Для проведения теста используется сухой аналитический элемент многослойного разделения на полиэстеровой подложке. Показанием к применению является гипербилирубинемия (желтуха) новорождённых (физиологическая, конъюгационная, ГБН, гепатит). Этим методом можно достоверно оценить концентрации фракций билирубина у новорождённых из 70 мкл образца (в том числе капиллярная кровь) в течение 10 минут.

За сутки у человека распадается около 9 г гемопротеинов, в основном это гемоглобин эритроцитов.

Эритроциты в норме живут 90-120 дней, после чего лизируются в клетках ретикулоэндотелиальной системы – макрофагах селезенки (главным образом), купферовских клетках печени и макрофагах костного мозга. При разрушении эритроцитов в кровеносном русле высвобождаемый гемоглобин образует комплекс с белком-переносчиком гаптоглобином (фракция α₂-глобулинов крови) и также переносится в клетки РЭС селезенки, печени и костного мозга.

Синтез билирубина

В клетках РЭС гем в составе гемоглобина окисляется молекулярным кислородом. В реакциях последовательно происходит разрыв метинового мостика между 1-м и 2-м пиррольными кольцами гема с их восстановлением, отщеплением железа и белковой части и образованием оранжевого пигмента билирубина. Высвобождаемое железо может либо запасаться в клетке в комплексе с ферритином, либо выделяться наружу и связываться с трансферрином.

Реакции распада гемоглобина и образования билирубина

Билирубин – токсичное, жирорастворимое вещество, способное разобщать окислительное фосфорилирование в клетках. Особенно чувствительны к нему клетки нервной ткани.

Строение билирубина

Выведение билирубина

Из клеток ретикуло-эндотелиальной системы билирубин попадает в кровь. Здесь он находится в комплексе с альбумином плазмы, в гораздо меньшем количестве – в комплексах с металлами, аминокислотами, пептидами и другими малыми молекулами. Образование таких комплексов не позволяет выделяться билирубину с мочой. Билирубин в комплексе с альбумином называется свободный (неконъюгированный) или непрямой билирубин.

Этапы метаболизма билирубина в организме

Из сосудистого русла в гепатоциты билирубин попадает с помощью белка-переносчика (транспортный белок органических анионов) или по механизму флип-флоп. Далее при участии цитозольного связывающего белка лигандина (Y-протеин) билирубин транспортируется в ЭПР, где протекает реакция связывания билирубина с УДФ-глюкуроновой кислотой, при этом образуются моно – и диглюкурониды . Кроме глюкуроновой кислоты, в реакцию конъюгации могут вступать сульфаты, фосфаты, глюкозиды.

Билирубин-глюкуронид получил название связанный (конъюгированный) или прямой билирубин.

Реакции синтеза билирубин-диглюкуронида

Строение билирубин-диглюкуронида
(прямой билирубин)

После образования билирубин-глюкурониды АТФ-зависимым переносчиком секретируются в желчные протоки и далее в кишечник, где при участии бактериальной β-глюкуронидазы превращаются в свободный билирубин. Одновременно, даже в норме (особенно у взрослых), некоторое количество билирубин-глюкуронидов может попадать из желчи в кровь по межклеточным щелям.

Таким образом, в плазме крови обычно присутствуют две формы билирубина: свободный (непрямой) , попадающий сюда из клеток РЭС (80% и более всего количества), и связанный (прямой) , попадающий из желчных протоков (в норме не более 20%).

Термины “связанный«, «конъюгированный«, «свободный«, «несвязанный» отражают взаимодействие билирубина и глюкуроновой кислоты (но не билирубина и альбумина!).

Термины «прямой» и «непрямой» введены, исходя из возможности химической реакции билирубина с диазореактивом Эрлиха. Связанный билирубин реагирует с реактивом напрямую , без добавления дополнительных реагентов, т.к. является водорастворимым. Несвязанный (жирорастворимый) билирубин требует добавочных реактивов, реагирует не прямо.

Превращение в кишечнике

В кишечнике билирубин подвергается восстановлению под действием микрофлоры до мезобилирубина и мезобилиногена ( уробилиногена ). Часть уробилиногена всасывается и с кровью портальной вены попадает в печень, где либо распадается до моно-, ди- и трипирролов, либо окисляется до билирубина и снова экскретируется. При этом при здоровой печени в общий круг кровообращения и в мочу мезобилирубин и уробилиноген не попадают, а полностью задерживаются гепатоцитами.

Оставшаяся в кишечнике часть пигментов ферментами бактериальной флоры толстого кишечника восстанавливается до стеркобилиногена . Далее

• малая часть стеркобилиногена может всасываться и катаболизировать в печени, подобно уробилиногену,
• незначительное количество стеркобилиногена через геморроидальные вены попадает в большой круг кровообращения, отсюда в почки и в мочу. После окисления на воздухе из стеркобилиногена образуется стеркобилин мочи,
• однако основное количество стеркобилиногена достигает нижних отделов толстого кишечника и выделяется. В прямой кишке и на воздухе стеркобилиноген окисляется в стеркобилин , окрашивая кал,
• аналогично уробилиноген, появляющийся в моче при патологии печени, окисляется в уробилин .

Что такое билирубин.

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 расстворимое в воде.

В основе молекулы билирубина — четыре пиррольных кольца, унаследованные от гемоглобина. Две гидроксильные группы обусловливают кислотные химические свойства билирубина и его способность образовывать соли.

Билирубин: современные теоретические представления

Современные представления о билирубине значительно отличаются от бытовавших еще 15-20 лет назад. В частности, пересмотрен взгдяд на билирубин как на однозначно шлаковое вещество. Об антиоксидантных свойствах билирубина, о дельта-билирубине и др…

Как образуется билирубин в организме?

Образование билирубина происходит главным образом из гемоглобина крови. Гемоглобин находится внутри эритроцитов (красных кровяных телец).

Продолжительность жизни эритроцита составляет 110-120 дней. Отслужившие свой срок эритроциты разрушаются и заменяются новыми, а высвободившийся гемоглобин утилизируется. Билирубин является одним из продуктов переработки гемоглобина. За сутки у здорового человека происходит замена около 2*10 8 эритроцитов и высвобождается до 6г гемоглобина.

Преобразование гемоглобина в билирубин является сложным и многоступенчатым биохимическим процессом и проходит с образованием большого числа промежуточных веществ.

Билирубин в организме существует в двух основных формах:

• непрямой билирубин, он же свободный, он же неконъюгированный (названия «неконъюгированный» и «конъюгированный» имеют употребление на Западе)
• прямой билирубин, он же связанный, он же конъюгированный

Общий билирубин как самостоятельное химическое соединение не существует. Прямой и непрямой билирубин суммарно составляют билирубин общий:

общий билирубин = прямой билирубин + непрямой билирубин

Пути преобразования и выведения билирубина.

В цепочке биохимических реакций первым образуется билирубин непрямой, или свободный .

Распад гемоглобина и превращение его в билирубин непрямой происходит главным образом в ретикуло-эндотелиальной системе:

• 80% всего количества — в купферовых клетках печени
• в клетках костного мозга
• в клетках селезенки
• в гистиоцитах соединительной ткани всех органов (в небольшом количестве)

Из тканей почти нерастворимый непрямой билирубин транспортируется к печени белками-альбуминами крови.

За сутки у взрослого человека образуется 300мкг билирулина. Весь билирубин подлежит выведению из организма, так как он является тканевым ядом. Однако слабая растворимость непрямого билирубина не позволяет его вывести в том биохимическом строении, в каком он есть. Для этого билирубин необходимо превратить в расстворимую форму. Доставленный альбуминами в печёночные кровеносные капилляры, т. н. синусоиды, непрямой билирубин переходит в печёночные клетки, освобождаясь при этом от временной связи с белковой молекулой. Внутри печёночных клеток-гепатоцитов, на поверхности особых внутриклеточных образований — микросом непрямой билирубин при участии фермента УДФ-глюкуронилтрансферазы связывается с глюкуроновой кислотой и превращается в билирубин прямой, или связанный .

непрямой билирубин + глюкуроновая кислота = прямой билирубин

Прямой билирубин выводится с жёлчью в кишечник. В толстом кишечнике стараниями обитающей в нем микрофлоры прямой билирубин подвергается дальнейшим преобразованиям. Небольшая часть промежуточных соединений (мезобилиноген, стеркобилиноген и др.) всасывается обратно в кровь. В дальшейшем эти вещества отлавливаются печенью и после трансформации в прямой билирубин снова отправляются с жёлчью в кишечник. Лишь незначительная их часть выводится почками с мочой в виде уробилиногена.

Значит, сначала образуестя свободный билирубин, а после соединения с глюкуроновой кислотой он преращается в связанный. Это понятно. А вот почему называется «непрямой» и «прямой» — в толк не возьму. Непрямой, потому что кривой или как?

Такие названия двух разновидностей билирубина обусловлены особенностями их лабораторной диагностики.

Так как непрямой, или свободный билирубин адсорбирован на белках-альбуминах, то его выявление в испытуемой сыворотке происходит не прямо, а в два этапа. Сначала в пробирку добавляют этанол или мочевину, чтобы осадить альбумины, и только после этого вносят реактив.

Прямой же билирубин прямо сразу определяется добавлением реактива.

Чем отличается прямой билирубин от непрямого?

гемоглобин	непрямой билирубин	глюкуроновая кислота	прямой билирубин

• Непрямой билирубин является предшественником прямого.
• Непрямой билирубин значительно токсичнее прямого.
• Только прямой билирубин способен выводиться из организма благодаря его хорошей расстворимости. Его выведение происходит через печень с жёлчью в кишечник и в небольшом количестве через почки с мочой.
• Непрямой же билирубин практически водонерасстворим, но зато хорошо расстворим в жирах, поэтому при нарушении выведения в первую очередь он накапливается в жировой ткани, а также в богатой липидами мозговой ткани. Из организма непрямой билирубин возможно вывести только посредством трансформации в прямой.
• Печень играет ведущую роль в производстве обеих форм билирубина, однако происходит этот процесс в разных её структурах: непрямой билирубин образуется в купферовых клетках печени, а билирубин прямой — только в печёночных клетках —гепатоцитах.
  Купферовы клетки хотя и находятся в печени, но выполняют свою собственную задачу и функционально принадлежат к ретикуло-эндотелиальной системе. Её элементы размещены во многих органах. Вне печени производится 20% непрямого билирубина.
  Следует сказать, что непрямой билирубин, произведенный в печени, не имеет никакого приоритета перед билирубином, произведенным за её пределами. Так же как и билирубин из других органов, он поступает в кровоток и становится в общую очередь на переработку печенью в билирубин прямой.

Все это, конечно, интересно, но практического значения не имеет. Ведь сразу ясно — раз повышен билирубин, значит болеет печень. Верно?

Нет, неверно. Содержание билирубина в крови может увеличиться и при здоровой и нормально работающей печени.

Почему так происходит и как знание особенностей обмена разных форм билирубина помогает разобраться в причинах многих болезней, как связанных с печенью, так и не связанных с ней — читайте в следующей статье: «Повышенный билирубин».

источник