Физико химические свойства билирубина

Продукт метаболизма гемоглобина — билирубин. Норма и референтрные показатели

Содержание

Уровень обмена гемоглобина и состояние некоторых органов хорошо может пояснить такой показатель как билирубин: норма и отклонения позволяют судить об уровне патологического процесса. Но при его определении не ограничиваются общим количеством.

Физико-химические характеристики билирубина

Билирубин называется желчным пигментом за счет двух основных его физических характеристик. Он входит в состав желчи и придает ей желтоватый оттенок. Причем билирубин является обязательным компонентом желчи. Что до желтого оттенка, он формируется в силу того, что конъюгированные (об это чуть ниже) молекулы способны поглощать световые волны с длиной желтого спектра.

Чистый билирубин — твердое кристаллическое вещество. Он практически нерастворяется в воде. Показатели растворимости в некоторых органических жидкостях тоже относительно не высоки. Так этиловый спирт в одном литре растворяет не более 3 грамм кристаллического вещества. Билирубин хорошо переходит из твердого состояния в растворенное при его добавлении к хлороформу и липидам.

Поэтому чистый билирубин является достаточно токсичным веществом. Он легко проникает через липидные оболочки мембран и достигает митохондрий. Здесь из-за своей химической активности (его молекула имеет отрицательный заряд за счет двух свободных карбоксильных групп -COO). Это свойство позволяет ему служить акцептором ионов водорода. Поэтому, при попадании на мембраны митохондрий данный желчный пигмент нарушает течение дыхательной цепи.

Образование и метаболизм

Это важно! Образование билирубина связано с распадом эритроцитов. Если говорить точнее: он образуется при метаболизме красных кровяных телец.

Схематично образование и дальнейшие превращения билирубина можно представить следующим образом.

Образование пигмента происходит в макрофагах

Это клетки ретикульярно-эпителилаьной системы. Каждая поглощает до нескольких десятков эритроцитов. В основном это происходит из-за их старения. Как известно — красные кровяные тельца «живут» не более 120−140 дней.

Макрофаг, поглотив эритроцит, начинает переваривание. Под действие протеолитических ферментов мембрана красных телец очень быстро растворяется и расщепляется. Гемоглобин свободно поступает в пищеварительную вакуоль макрофага. Здесь под действием гидролаз и оксидаз он распадается на гем и глобиновые цепи аминокислот. Последние практически сразу метаболизируются до аминокислот, которые посредством цитоплазматического транспорта выводятся из вакуоли.

Гем же трансформируется в билирубин. Это и есть чистое вещество. Его принято называть непрямой билирубин: норма его в крови не превышает 0,4 микромоль на лит . После чего этот желчный пигмент выводить из макрофагов. Но тут же связывается альбуминами. При их помощи он и доставляется до гепатоцитов, где происходит следующий этап превращений. Только очень малая часть данного пигмента в виде связи с альбуминами может циркулировать по организму. Это объясняет небольшие показатели нормы при исследовании крови.

Печень

Непрямой билирубин, попадая в гепатоцит подвергается конъюгации. Так называется реакция связывания с глюкуроновой кислотой. Это делает его водорастворимым. Что означает не возможность проникать через липидные мембраны. Таким образом, клетки печени нейтрализуют билирубин, путем перевода его из токсичной фракции в нетоксичную.

Желчевыводящие пути

После того, как желчный пигмент становиться связанным с глюкуроновой кислотой, он из гепатоцита поступает по печеночным желчным потокам, и становиться частью желчи. Здесь он играет своеобразную роль пигмента, а также препятствует фрагментированию желчи. Часть же пигмента из-за своей рзспособности растворятся в воде может циркулировать по общему кровотоку. Он называется прямой билирубин: норма составляет до 20−20,5 микромоль/л.

Кишечник

Билирубин попадает в кишечник вместе с другими компонентами желчи. Здесь он принимает активное участи при так называемом эмульгировании жиров: метод физического их разделения на группы молекул.

Здесь же билирубин подвергается дальнейшей биотрансформации. От его молекулы, под действием пищеварительных ферментов поджелудочной железы, происходит отщепление глюкуроновой кислоты. При этом сама молекула подвергается трансформации и становится уробилирогеном.

Дальнейшая судьба идет по трем основным направлениям:

• Одна часть всасывается в кровь, откуда поступает обратно в гепатоциты. Там он связывается с глюкуроновой кислотой и вновь направляется в желчные пути.
• Часть уробилиногена при всасывании становиться уробилинов. Этот пигмент выводиться почками. Он де и придает цвет моче.
• Наконец те молекулы, которые не подверглись всасыванию вместе с пищеварительным комком продвигаются дальше. В толстом кишечнике при участии ферментов бактерий оставшийся уробилиноген становиться стеркобилином и выводиться из организма. Он же и придает коричневый цвет каловым массам.

Клиническое значение определения билирубина

Это важно! Для медицины норма прямого билирубина и его фракций служит эталонным показателем состояний внутренних органов и уровень обмена гемоглобина. Так при усиленном распаде эритроцитов (наблюдается при гемолитических анемиях, малярии, отравлении гемолитическими ядами) наблюдается увеличение количества общего желчного пигмента за счет непрямой фракции. При этом билирубин прямой также увеличивает свою концентрацию.

Заболевания печени сопровождаются несколько иными изменениями. Фракция прямого пигмента практически не изменяется или незначительно повышается. Тогда как несвязанный билирубин превышает норму в десятки раз. Одновременно можно обнаружить увеличение маркеров повреждения печени: аминотрансферазы, фосфатазы.

Наконец при патологиях желчевыводящих путей и кишечника наибольшая концентрацию имеет прямой билирубин. Одновременно, количество уробилина и стеркобилина становится ничтожно малым.

источник

Свойства «прямого» и «непрямого» билирубина

менена при гепатоцеллюлярной желтухе, повы­шена при холестазе и снижена или отсутствует при неконъюгированных гипербилирубинемиях — синдромах Жильбера, Криглера — Найяра. В табл. 77 представлены основные свойства «пря­мого» и «непрямого» билирубина. Увеличение уровня неконъюгированного билирубина в кро­ви наблюдается при повышенном гемолизе, не­достаточности захвата билирубина гепатоцита-ми и снижении конъюгационной функции пече­ни. Экскреция билирубина в желчные капилля­ры осуществляется транспортной АТФ-зависи-мой системой. Нарушение последней имеет зна­чение в патогенезе синдрома Дабина — Джонсо­на. Нарастание концентрации конъюгированно-го билирубина в сыворотке крови имеет место при нарушениях экскреции билирубина из ге-патоцитов и выделения его через желчные про­токи.

Билирубин, поступивший в составе желчи в кишечник, под действием ферментов кишечной микрофлоры превращается в уробилиноген (ме-зобилиноген), при этом от билирубина отщепля­ется глюкуроновая кислота и происходит его восстановление. Из тонкого кишечника часть уробилиногена всасывается в кровь и по ворот­ной вене поступает в печень, где расщепляется до дипирроловых соединений и в общий крово­ток не проникает. Невсосавшийся в кровь уро­билиноген в толстом кишечнике восстанавлива­ется в стеркобилиноген, а в нижних отделах тол­стой кишки окисляется, превращаясь в стерко-билин. Основная часть стеркобилина выделяет­ся с калом, придавая ему естественную окраску. Лишь очень небольшое количество стеркобили-ногена поступает через стенку кишечника в ге­морроидальные вены, а оттуда в общий крово­ток и выделяется с мочой. Таким образом, нор-

мальная моча содержит следы стеркобилиноге-на, который ошибочно принято называть уроби-линогеном. При подпеченочной желтухе обра­зования стеркобилиногена в кишечнике не про­исходит, поэтому в моче он отсутствует. При надпеченочной (гемолитической) желтухе обра­зование стеркобилиногена и уробилиногена по­вышено и выделение их с мочой усилено. При печеночной желтухе в кишечник поступает уменьшенное количество билирубина, в связи с чем образование уробилиногена и стеркобили­ногена понижено, но доставляемый с кровью в печень уробилиноген расщепляется не полнос­тью из-за нарушения функции гепатоцитов, по­этому часть его попадает в общий кровоток и в мозг.

Дата публикования: 2015-01-23 ; Прочитано: 4162 | Нарушение авторского права страницы

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2020 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.001 с) .

источник

Печень и анализы

Уровень обмена гемоглобина и состояние некоторых органов хорошо может пояснить такой показатель как билирубин: норма и отклонения позволяют судить об уровне патологического процесса. Но при его определении не ограничиваются общим количеством.

Физико-химические характеристики билирубина

Билирубин называется желчным пигментом за счет двух основных его физических характеристик. Он входит в состав желчи и придает ей желтоватый оттенок. Причем билирубин является обязательным компонентом желчи. Что до желтого оттенка, он формируется в силу того, что конъюгированные (об это чуть ниже) молекулы способны поглощать световые волны с длиной желтого спектра.

Чистый билирубин — твердое кристаллическое вещество. Он практически нерастворяется в воде. Показатели растворимости в некоторых органических жидкостях тоже относительно не высоки. Так этиловый спирт в одном литре растворяет не более 3 грамм кристаллического вещества. Билирубин хорошо переходит из твердого состояния в растворенное при его добавлении к хлороформу и липидам.

Поэтому чистый билирубин является достаточно токсичным веществом. Он легко проникает через липидные оболочки мембран и достигает митохондрий. Здесь из-за своей химической активности (его молекула имеет отрицательный заряд за счет двух свободных карбоксильных групп -COO). Это свойство позволяет ему служить акцептором ионов водорода. Поэтому, при попадании на мембраны митохондрий данный желчный пигмент нарушает течение дыхательной цепи.

Образование и метаболизм

Это важно! Образование билирубина связано с распадом эритроцитов. Если говорить точнее: он образуется при метаболизме красных кровяных телец.

Схематично образование и дальнейшие превращения билирубина можно представить следующим образом.

Образование пигмента происходит в макрофагах

Это клетки ретикульярно-эпителилаьной системы. Каждая поглощает до нескольких десятков эритроцитов. В основном это происходит из-за их старения. Как известно — красные кровяные тельца «живут» не более 120−140 дней.

Макрофаг, поглотив эритроцит, начинает переваривание. Под действие протеолитических ферментов мембрана красных телец очень быстро растворяется и расщепляется. Гемоглобин свободно поступает в пищеварительную вакуоль макрофага. Здесь под действием гидролаз и оксидаз он распадается на гем и глобиновые цепи аминокислот. Последние практически сразу метаболизируются до аминокислот, которые посредством цитоплазматического транспорта выводятся из вакуоли.

Гем же трансформируется в билирубин. Это и есть чистое вещество. Его принято называть непрямой билирубин: норма его в крови не превышает 0,4 микромоль на лит . После чего этот желчный пигмент выводить из макрофагов. Но тут же связывается альбуминами. При их помощи он и доставляется до гепатоцитов, где происходит следующий этап превращений. Только очень малая часть данного пигмента в виде связи с альбуминами может циркулировать по организму. Это объясняет небольшие показатели нормы при исследовании крови.

Печень

Непрямой билирубин, попадая в гепатоцит подвергается конъюгации. Так называется реакция связывания с глюкуроновой кислотой. Это делает его водорастворимым. Что означает не возможность проникать через липидные мембраны. Таким образом, клетки печени нейтрализуют билирубин, путем перевода его из токсичной фракции в нетоксичную.

Желчевыводящие пути

После того, как желчный пигмент становиться связанным с глюкуроновой кислотой, он из гепатоцита поступает по печеночным желчным потокам, и становиться частью желчи. Здесь он играет своеобразную роль пигмента, а также препятствует фрагментированию желчи. Часть же пигмента из-за своей рзспособности растворятся в воде может циркулировать по общему кровотоку. Он называется прямой билирубин: норма составляет до 20−20,5 микромоль/л.

Кишечник

Билирубин попадает в кишечник вместе с другими компонентами желчи. Здесь он принимает активное участи при так называемом эмульгировании жиров: метод физического их разделения на группы молекул.

Здесь же билирубин подвергается дальнейшей биотрансформации. От его молекулы, под действием пищеварительных ферментов поджелудочной железы, происходит отщепление глюкуроновой кислоты. При этом сама молекула подвергается трансформации и становится уробилирогеном.

Дальнейшая судьба идет по трем основным направлениям:

• Одна часть всасывается в кровь, откуда поступает обратно в гепатоциты. Там он связывается с глюкуроновой кислотой и вновь направляется в желчные пути.
• Часть уробилиногена при всасывании становиться уробилинов. Этот пигмент выводиться почками. Он де и придает цвет моче.
• Наконец те молекулы, которые не подверглись всасыванию вместе с пищеварительным комком продвигаются дальше. В толстом кишечнике при участии ферментов бактерий оставшийся уробилиноген становиться стеркобилином и выводиться из организма. Он же и придает коричневый цвет каловым массам.

Клиническое значение определения билирубина

Это важно! Для медицины норма прямого билирубина и его фракций служит эталонным показателем состояний внутренних органов и уровень обмена гемоглобина. Так при усиленном распаде эритроцитов (наблюдается при гемолитических анемиях, малярии, отравлении гемолитическими ядами) наблюдается увеличение количества общего желчного пигмента за счет непрямой фракции. При этом билирубин прямой также увеличивает свою концентрацию.

Заболевания печени сопровождаются несколько иными изменениями. Фракция прямого пигмента практически не изменяется или незначительно повышается. Тогда как несвязанный билирубин превышает норму в десятки раз. Одновременно можно обнаружить увеличение маркеров повреждения печени: аминотрансферазы, фосфатазы.

Наконец при патологиях желчевыводящих путей и кишечника наибольшая концентрацию имеет прямой билирубин. Одновременно, количество уробилина и стеркобилина становится ничтожно малым.

Оцените статью: Loading …

источник

Билирубин

Билирубин (лат. bilis желчь + ruber красный)

желчный пигмент красно-коричневого цвета; является продуктом катаболизма гемоглобина. Основная часть билирубина образуется в печени, поэтому его избыточное накопление в крови (Гипербилирубинемия) или появление в моче (Билирубинурия) имеют большое диагностическое значение.

Молекула билирубина состоит из 4-х пиррольных колец, соединенных друг с другом линейно: молекулярная масса билирубина равна 548,68. Чистый билирубин представляет собой кристаллическое вещество, трудно растворимое в воде, эфире, глицерине, слабо растворимое в спирте и несколько лучше — в хлороформе, хлорбензоле и разведенных растворах щелочей.

Превращение гемоглобина в билирубин проходит следующие стадии: гемоглобин → гемоглобин + гаптоглобин → ферробиливердинглобин (синоним: вердоглобин, холеглобин) → биливердин → билирубин.

Билирубин, образующийся вне печени, комплексируется с сывороточным альбумином и в виде такого комплекса транспортируется кровью и захватывается печенью. В печени значительная часть билирубина (около 75%) связывается с глюкуроновой кислотой с образованием парного соединения (конъюгата) билирубин-глюкуроната, или глюкуронида билирубина; около 15% билирубина образует парное соединение с серной кислотой, принимая форму билирубинсульфата. Связанный билирубин и незначительное количество свободного билирубина поступают с желчью в кишечник, где комплексы билирубина распадаются, а образовавшийся свободный билирубин восстанавливается при участии ферментов кишечной микрофлоры. При этом образуются бесцветные соединения — мезобилирубин, мезобилиноген, а в толстой кишке — стеркобилиноген. Мезобилиноген и стеркобилиноген окисляются кислородом воздуха с образованием желто-коричневых пигментов мезобилина и стеркобилина, присутствующих в кале. Часть стеркобилиногена (ее называют уробилиногеном) всасывается в толстой кишке, попадает в кровь и выводится с мочой. Уробилиноген, экскреция которого как правило, не превышает 4 мг/сут., окисляется на воздухе в уробилин.

Различают билирубин, дающий красную окраску сразу после обработки плазмы крови диазореактивом Эрлиха (так называемый прямой билирубин, представляющий собой главным образом глюкуронид билирубина), и билирубин, дающий окраску только после дополнительной обработки биологического материала кофеиновым реактивом, этанолом, мочевиной и другими веществами (так называемый непрямой, непрямореагирующий, или свободный, билирубин). В сыворотке крови здоровых людей общее содержание билирубина варьирует от 8,5 до 20,5 мкмоль/л (0,5—1,2 мг/100 мл). В норме непрямой (свободный) билирубин составляет около 75 % общего билирубина крови. Содержание непрямого билирубина в сыворотке крови резко возрастает при гемолитической анемии, пернициозной анемии, гемолитической болезни новорожденных, болезни Жильбера, синдроме Криглера — Найяра, синдроме Ротора. Содержание прямого билирубина повышено в сыворотке крови больных вирусным гепатитом, циррозом печени, при опухолевых поражениях печени, жировой дистрофии печени, синдроме Дубина — Джонсона.

В клинике используют ряд качественных и количественных методов определения билирубина в крови и моче. В СССР унифицированным методом количественного определения прямого и непрямого билирубина в сыворотке крови является метод Евдрашика — Клегхорна — Грофа. Метод основан на том, что диазофенилсульфоновая кислота, образующаяся в результате реакции сульфаниловой кислоты с азотистокислым натрием, с глюкуронидом билирубина (прямым билирубином) дает красно-розовую окраску. При добавлении к сыворотке крови кофеинового реактива несвязанный, т.е. непрямой, билирубин также количественно определяется с диазореактивом. Интенсивность развившейся окраски пропорциональна концентрации общего билирубина в сыворотке крови, а разность между концентрацией общего и прямого билирубина представляет концентрацию непрямого билирубина.

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 определенной пропорции). К моче добавляют хлористый барий, фильтруют и к осадку на фильтре добавляют несколько капель реактива Фуше. О присутствии билирубина свидетельствует появление синего или зеленого окрашивания. Проба Гаррисона является одной из самых чувствительных качественных реакций на билирубин (чувствительность 0,5—1,7 мг/100 мл), она принята в СССР в качестве унифицированной. Поскольку в норме билирубин в моче практически отсутствует, положительная проба Гаррисона свидетельствует о наличии гепатобилиарной патологии.

Библиогр.: Комаров Ф.И., Коровкин Б.Ф. и Меньшиков В.В. Биохимические исследования в клинике, с. 218, Л., 1981; Лабораторные методы исследования в клинике, под ред. В.В. Меньшикова, с. 52, 225, М., 1987; Тодоров И. Клинические лабораторные исследования в педиатрии, пер. с болг., София, 1968.

Билирубин (Били- + нем. Rubin рубин, от лат. ruber красный)

желто-красный пигмент желчи, являющийся продуктом восстановления биливердина в печени и других органах.

Билирубин непрямой (син. Б. свободный) — Б., адсорбированный на белках плазмы крови, плохо растворимый в воде и дающий реакцию с диазореактивом Эрлиха только после дополнительной обработки; увеличение Б. н. в плазме крови наблюдается при повышенном образовании Б., например при гемолитической желтухе.

Билирубин прямой (син.: Б. связанный, билирубинглюкуронид) — продукт этерификации Б. одной или двумя молекулами глюкуроновой кислоты, непосредственно взаимодействующий с диазореактивом Эрлиха с образованием красной окраски; Б. п. в плазме крови наблюдается при нарушении выведения Б. из печени, например при механической желтухе.

Билирубин свободный — см. Билирубин непрямой.

Билирубин связанный — см. Билирубин прямой.

источник