Określenie zaburzeń metabolizmu pigmentu leży w interesie diagnostycznym z dwóch punktów widzenia: oceny stanu funkcjonalnego komórek wątroby i różnicowania różnych typów żółtaczki (wątrobowej, nadpęcherzowej i podwątrobowej).
Badania Talafanta (1956) i Schmidta (1956) oraz pracy Billinga, Lathe (1958) i Bollmana (1959), którzy zastosowali metodę chromatograficzną do badania bilirubiny, umożliwiły ustalenie poszczególnych etapów metabolizmu pigmentu. Trzy różne formy bilirubiny określa się metodą chromatografii bibułowej: wolna bilirubina (niezwiązana z kwasem glukuronowym), monoglukuronid bilirubiny i bilirubindiglukuronid *. Terminy bilirubiny „bezpośredniej” i „pośredniej” należy pozostawić tak, jakby nie odzwierciedlały istoty procesu zmiany bilirubiny. Zgodnie z nowoczesnymi koncepcjami wolna bilirubina, powstająca w OZE, jest związana z albuminą i krąży w postaci kompleksu albumina-bilirubina we krwi i dostaje się do wątroby. W komórkach Kupffera kompleks się rozpada, nierozpuszczalna wolna bilirubina dostaje się do komórek wątroby - hepatocytów. W hepatocytach z udziałem układów transferazowych bilirubina jest związana z kwasem glukuronowym. Powstałe rozpuszczalne w wodzie di- i monoglukuronidy są przenoszone z komórek wątroby do naczyń włosowatych żółci. Zwiększona bilirubinemia - żółtaczka - może być spowodowana: 1) wzrostem powstawania wolnej bilirubiny w śródbłonku siateczkowym (żółtaczka hemolityczna lub nad wątrobowa); 2) obturacja dróg żółciowych (żółtaczka podżołądkowa, obturacyjna); 3) uszkodzenie komórek wątroby z upośledzonym tworzeniem bilirubinglukuronidów i ich uwalnianiem do światła naczyń włosowatych (żółtaczka wątrobowa); 4) wrodzona niewydolność układu transferazy komórek wątroby z zaburzonym tworzeniem glukuronidu w bilirubingu (wrodzona żółtaczka nie hemolityczna).
U zdrowych osób na chromatogramach oznaczana jest tylko część wolnej bilirubiny. Wraz z porażką miąższu wątroby, wraz ze wzrostem ilości wolnej bilirubiny, występują frakcje glukuronidów bilirubiny. Wskazuje to na obecność syntezy glukuronidu w wątrobie i wsteczne wejście uzyskanych związków do krwiobiegu. Badania 3. D. Schwartzman (1961) wykazały związek między stopniem uszkodzenia miąższu wątroby a zmianą zawartości poszczególnych frakcji bilirubiny we krwi.
Żółtaczka hemolityczna charakteryzuje się wzrostem całkowitej ilości bilirubiny głównie dzięki wolnej. Czasami z żółtaczką hemolityczną pojawia się niewielka ilość monoglukuronidu bilirubiny, co wskazuje na naruszenie funkcji komórek wątroby. Istnieją podobne zmiany w wrodzonej nie-hemolitycznej i niektórych innych typach żółtaczki związane z upośledzonym tworzeniem glukuronidów z powodu niewydolności układów transferaz.
W żółtaczce mechanicznej, badanie chromatograficzne ujawnia wzrost liczby wszystkich trzech frakcji bilirubiny, ale w przeciwieństwie do choroby Botkina, nie ma charakterystycznej cyklicznej natury choroby w wyglądzie i zaniku frakcji di- i monoglukuronidu. Pojawienie się tych frakcji w żółtaczce obturacyjnej spowodowane jest naruszeniem odpływu żółci przy ciągłej syntezie glukuronidów.
Jako testy do oceny czynności wątroby w dziedzinie metabolizmu pigmentu, wraz z oznaczeniem we krwi ilości bilirubiny całkowitej i jej frakcji, określa się bilirubinę w żółci, urobilinę w moczu i stercobilinę w kale.
W żółci bilirubina występuje w postaci glukuronidów. Jego ilość w zawartości dwunastnicy zmienia się dramatycznie w poszczególnych porcjach żółci, stężenie zmniejsza się wraz ze wzrostem ilości żółci. Stosunek ilości mono- i diglukuronidu w żółci u osób zdrowych wynosi 1: 3. Badanie chromatograficzne zawartości dwunastnicy u pacjentów z chorobą Botkina ujawnia równomierny spadek obu frakcji bilirubiny przy zachowaniu ich normalnego stosunku; wraz ze wzrostem odzysku wzrasta uwalnianie zarówno mono-, jak i diglukuronidu (3. G. Bezkorovainaya, 1964).
Kolejnym krokiem w zmianie bilirubiny jest tworzenie ciał urobilinowych, które określa się w moczu w postaci I-urobilinogenu (mezobilubinogenu), D-urobilinogenu i L-urobilinogenu (produkt końcowy zmiany bilirubiny). Świeże urobilinigeny moczu szybko utleniają się do odpowiednich urobilin.
Na pytanie o miejsce i mechanizm powstawania ciał urobilinowych z bilirubiny obecnie istnieją dwie teorie: klasyczna jelitowa i dualistyczna. Zgodnie z klasyczną teorią przemiana bilirubinglyukuronidaida w mezobilubrubinogenie i urobilinogenie występuje w okrężnicy pod wpływem bakterii. Niewielka jej ilość jest wchłaniana przez układ żyły wrotnej do wątroby i jest ponownie wydalana z żółcią i częściowo niszczona. Urobilinogen nie wchłaniany pod wpływem drobnoustrojów ulega dalszej zmianie i zamienia się w stercobilinogen. Niewielka część stercobilinogenu jest wchłaniana w górnej okrężnicy i przechodzi przez żyłę wrotną do wątroby (i jest tam niszczona), podczas gdy z dystalnej okrężnicy, wchłonięty stercobilinogen, wchodzi do żył hemoroidalnych do krążenia i jest wydalany z moczem. Największa część sterkobilinogenu jest wydalana z kałem, zamieniając się w sterkobilinę.
Zgodnie z dualistyczną teorią Baumgartela, konwersja bilirubiny do urobilinogenu zachodzi w jelicie i w drogach żółciowych: proces transformacji rozpoczyna się w dolnej części dróg żółciowych i woreczka żółciowego pod wpływem enzymów komórkowych. Zatem zarówno bilirubina, jak i urobilinogen dostają się do jelita cienkiego, to drugie jest wchłaniane, a przez układ żyły wrotnej wchodzi do wątroby i tam się rozpada. Bilirubina pod wpływem mikroflory okrężnicy zamienia się w mezobilubirubinę, a następnie w stercobilinogen. Większość stercobilinogenu jest wydalana z kałem, niewielka część jest wchłaniana i przez żyły hemoroidalne wchodzi do krążenia ogólnoustrojowego i jest wydalana z moczem.
Oznaczanie ciał urobilinowych i sterobiobiogenów w moczu i kale ma wielką wartość diagnostyczną nie tylko dla wykrywania zmian chorobowych w miąższu wątroby, ale także dla określenia natury żółtaczki.
Klinika często wykorzystuje techniki, które określają całkowitą ilość stercobiliny, stercobilinogenu, wszystkich postaci urobilinogenu i urobiliny. Termin „urobilina” odnosi się do substancji zawartych w moczu, określanych jako „stercobilin” - zawartych w kale **.
W przypadku wystąpienia miąższu wątroby jednym z wczesnych objawów choroby jest zwiększenie ilości urobiliny w moczu.
W żółtaczce obturacyjnej obecność pewnej ilości urobiliny w moczu w przypadku całkowitego zablokowania przewodu żółciowego wspólnego tłumaczy się jego powstawaniem w woreczku żółciowym i pasażami wewnątrzwątrobowymi. Możliwość taką rozpoznaje w tej sytuacji zwolennicy teorii klasycznej, którzy wyjaśniają ten fakt poprzez pojawienie się mikroflory w drogach żółciowych podczas zastoju żółci. Przy przedłużającym się zablokowaniu dróg żółciowych urobilinuria może się nasilić z powodu rozwijających się uszkodzeń komórek wątroby.
Do diagnostyki różnicowej natury żółtaczki, dostępną i cenną metodą diagnostyczną jest określenie stosunku ilości urobiliny w moczu i stercobilinie w kale.
W normalnym codziennym wydalaniu stercobiliny z kałem waha się od 100-300 mg, przekraczając ilość urobiliny w moczu o 10-30 razy.
Gdy żółtaczka wątrobowa z powodu zmniejszenia stężenia bilirubiny z żółcią, zmniejsza się ilość stercobiliny w kale; w tym samym czasie urobilinuria wzrasta z powodu naruszenia transformacji ciał urobilinowych i stercobilinogenu w hepatocytach. Stosunek urobiliny / stercobiliny, równy normie 1: 10-1: 30, zmienia się na 1: 5-1: 1; w ciężkich zmianach w wątrobie współczynnik urobiliny jest zniekształcony, osiągając 3: 1, tj. dzienne wydalanie urobiliny z moczem przekracza ilość stercobiliny w kale.
W przypadku żółtaczki hemolitycznej z powodu pleochromii żółci, ilość stercobiliny zwiększa się w niektórych przypadkach do 10 000 mg. Stosunek ilości urobiliny do stercobiliny może wynosić do 1: 300-1: 1000.
Określenie współczynnika urobiliny jest cenną metodą w diagnostyce żółtaczki hemolitycznej, ale charakterystyczne zmiany współczynnika są określane tylko podczas początku kryzysu hemolitycznego.
Rola wątroby w metabolizmie pigmentów
Rozważ tylko hemochromogenne pigmenty, które powstają w organizmie podczas rozpadu hemoglobiny (w znacznie mniejszym stopniu podczas rozpadu mioglobiny, cytochromu itp.). Dezintegracja hemoglobiny zachodzi w komórkach makrofagów, w szczególności w gwiaździstych komórkach siateczkowo-śródbłonkowych, jak również w histiocytach tkanki łącznej dowolnego organu.
Jak zauważono (patrz rozdział 13), początkowym etapem rozpadu hemoglobiny jest rozbicie pojedynczego mostka metinowego z utworzeniem werdoglobiny. Ponadto atom żelaza i białko globiny są oddzielone od cząsteczki verdoglobiny. W rezultacie powstaje biliwerdyna, która jest łańcuchem czterech pierścieni pirolowych połączonych mostkami metanowymi. Następnie biliwerdyna, odzyskując, zamienia się w bilirubinę - pigment wydzielany z żółci i dlatego nazywany pigmentem żółciowym. Wynikowa bilirubina nazywana jest bilirubiną pośrednią (niesprzężoną). Jest nierozpuszczalny w wodzie, daje pośrednią reakcję z diazoreaktywnym, tj. reakcja zachodzi tylko po wstępnym potraktowaniu alkoholem.
W wątrobie bilirubina wiąże się (koniugaty) z kwasem glukuronowym. Reakcja ta jest katalizowana przez enzym UDP-glukuronylotransferazę, podczas gdy kwas glukuronowy reaguje w postaci aktywnej, tj. w postaci UDFGK. Wynikowy glukuronid bilirubiny nazywany jest bilirubiną bezpośrednią (bilirubina sprzężona). Jest rozpuszczalny w wodzie i daje bezpośrednią reakcję z diazoreaktywnym. Większość bilirubiny wiąże się z dwiema cząsteczkami kwasu glukuronowego, tworząc bilirubinę diglukuronidu:
Rys. 16.4. Normalna wymiana ciał urobilinogennych (schemat).
Powstała w wątrobie bilirubina bezpośrednia wraz z bardzo małą częścią bilirubiny pośredniej jest wydalana z żółcią do jelita cienkiego. Tutaj kwas glukuronowy ulega odszczepieniu od bilirubiny bezpośredniej, a jego odzyskanie następuje po sukcesywnym tworzeniu mezobilubiny i mezobilinogenu (urobilinogenu). Uważa się, że około 10% bilirubiny jest redukowane do mezobliogenogenu w drodze do jelita cienkiego, tj. w pozawątrobowych drogach żółciowych i woreczku żółciowym. Z jelita cienkiego część utworzonego mezobilinogenu (urobilinogenu) jest wchłaniana przez ścianę jelita, wchodzi do żyły wrotnej i jest przenoszona przez przepływ krwi do wątroby, gdzie ulega całkowitemu podziałowi na di- i tripirole. Zatem mezosynogen nie wchodzi do ogólnego krążenia krwi i moczu.
Główna ilość mezobilinogenu z jelita cienkiego wchodzi do jelita grubego i zostaje przywrócona tutaj do stercobilinogenu z udziałem beztlenowej mikroflory. Utworzony stercobilinogen w dolnej części okrężnicy (głównie w odbytnicy) jest utleniany do sterko-biliny i wydalany z kałem. Tylko niewielka część stercobilinogenu jest wchłaniana do układu żyły głównej dolnej (najpierw wchodzi do żyły hemoroidalnej), a następnie jest wydalana z moczem. W konsekwencji, w normalnym ludzkim moczu zawiera śladowe ilości stercobilinogenu (dziennie jest wydalany z moczem do 4 mg). Niestety, do niedawna w praktyce klinicznej, stercobilinogen, zawarty w normalnym moczu, nadal nazywany jest urobilinogenem. Na rys. 16.4 pokazuje schematycznie sposoby tworzenia ciał urobilinogennych w ciele ludzkim.
Określenie „urobilinogen moczu” zakorzenił się w praktyce klinicznej. Termin ten należy rozumieć jako pochodne bilirubiny (biliru-binoidy), które znajdują się w moczu. Pozytywna reakcja na urobilinogen może wynikać ze zwiększonej zawartości tego lub tego bilirubinoidu w moczu i jest z reguły odzwierciedleniem patologii.
Kliniczne oznaczenie bilirubiny we krwi (ogólnej, pośredniej i bezpośredniej) oraz urobilinogenu w moczu jest ważne w diagnostyce różnicowej żółtaczek o różnej etiologii (ryc. 16.5). W żółtaczce hemolitycznej („nadpobudliwej”), z powodu zwiększonej hemolizy czerwonych krwinek i zniszczenia hemoglobiny, w układzie siateczkowo-śródbłonkowym występuje intensywne powstawanie pośredniej bilirubiny (patrz ryc. 16.5, b). Wątroba nie jest w stanie wykorzystać tak dużej ilości bilirubiny pośredniej, co prowadzi do jej akumulacji we krwi i tkankach. W tym przypadku w wątrobie syntetyzowana jest zwiększona ilość bilirubiny bezpośredniej, która z żółcią dostaje się do jelita. W jelicie cienkim mezobilinogen powstaje w zwiększonych ilościach, a następnie stercobilinogen. Zaabsorbowana część mezobilinogenu jest wykorzystywana przez wątrobę, a sterokobilinogen wchłaniający się w jelicie grubym jest wydalany z moczem. Tak więc w typowych przypadkach żółtaczka hemolityczna charakteryzuje się następującymi wskaźnikami klinicznymi i laboratoryjnymi: zwiększonym poziomem bilirubiny całkowitej i pośredniej we krwi, w moczu - brak bilirubiny (bilirubina pośrednia nie jest filtrowana przez nerki) i pozytywną reakcją na urobilinogen (z powodu zwiększonego wnikania do krwi i mocz stercobilinogenu, aw ciężkich przypadkach - i ze względu na mezobilinogen, który nie jest wykorzystywany przez wątrobę); cytrynowo-żółty odcień skóry (połączenie żółtaczki i niedokrwistości); wzrost wielkości śledziony; jaskrawo kolorowe odchody.
Rys. 16.5. Patogeneza bilirubinemii w różnych stanach patologicznych (schemat). a jest normą; b - hemoliza; w - przekrwienie naczyń włosowatych żółci; d - uszkodzenie komórek miąższowych wątroby; 1 - kapilara krwi; 2 - komórki wątroby; 3 - kapilara żółciowa.
W przypadku żółtaczki mechanicznej (obturacyjnej lub „pod- wątrobowej” (patrz. Ryc. 16.5, c) zaburzony jest odpływ żółci (zablokowanie przewodu żółciowego wspólnego kamieniem, rak głowy trzustki). Prowadzi to do destrukcyjnych zmian w wątrobie i przenikania do krwi elementów żółciowych (bilirubiny, cholesterolu, kwasów żółciowych). Przy całkowitej niedrożności przewodu żółciowego wspólnego żółć nie wchodzi do jelita, dlatego nie powstaje bilirubinoidy w jelicie, odchody są odbarwione, a reakcja na urobilinogen w moczu jest ujemna. Tak więc, z żółtaczką obturacyjną we krwi, ilość bilirubiny całkowitej jest zwiększona (z powodu bezpośredniego), zawartość cholesterolu i kwasów żółciowych jest zwiększona, aw moczu - wysoki poziom bilirubiny (bezpośredni). Klinicznymi cechami żółtaczki obturacyjnej są jasne zabarwienie skóry, bezbarwne odchody, swędzenie skóry (podrażnienie zakończeń nerwowych kwasami żółciowymi osadzonymi w skórze). Należy zauważyć, że przy długotrwałej żółtaczce obturacyjnej może znacząco zaburzyć wątrobę, w tym jedną z głównych - detoksykację. W tym przypadku może wystąpić częściowa „awaria” wątroby z pośredniej bilirubiny, która może prowadzić do jej akumulacji we krwi. Innymi słowy, wzrost poziomu frakcji pośredniej bilirubiny w żółtaczce obturacyjnej jest słabym znakiem prognostycznym.
Gdy żółtaczka miąższowa („wątrobowa”) (patrz Ryc. 16.5, d), występująca najczęściej w jej uszkodzeniu wirusowym, rozwija procesy zapalne i destrukcyjne w wątrobie, prowadzące do naruszenia jej funkcji. W początkowych stadiach zapalenia wątroby zachowuje się proces wychwytywania i glukironirowaniya bilirubiny pośredniej, jednak bilirubina bezpośrednia powstająca w warunkach zniszczenia miąższu wątroby częściowo wpada do krążenia układowego, co prowadzi do żółtaczki. Wydalanie żółci jest również przerwane, bilirubina w jelicie dostaje się mniej niż normalnie. Mezobilogen powstaje mniej niż zwykle, a mniejsza ilość jest wchłaniana w jelicie. Jednak nawet ta mała ilość mezobliogenogenu wchodzącego do wątroby nie jest przez niego wchłaniana. Mezobilinogen, „omijając”, wchodzi do krwiobiegu, a następnie wydalany z moczem, co determinuje pozytywną reakcję na urobilinogen. Zmniejsza się również ilość utworzonego stercobilinogenu, dlatego kał jest hipocholiczny. Tak więc przy żółtaczce miąższowej obserwuje się wzrost stężenia bilirubiny całkowitej we krwi, głównie z powodu bezpośredniego. W kale zmniejszona zawartość sterkobinogenu. Reakcja na mocz urobilinogenu jest dodatnia z powodu spożycia mezobilinogenu. Należy zauważyć, że wraz z postępującym zapaleniem wątroby, gdy wątroba traci funkcję detoksykacji, znaczna ilość bilirubiny pośredniej gromadzi się we krwi. Ponadto, przy wyraźnym zapaleniu wątroby, może wystąpić „obrzęk”, ucisk naczyń włosowatych i przewodów żółciowych, dochodzi do cholestazy wewnątrzwątrobowej, która nadaje mechanicznym cechom żółtaczki miąższowej odpowiedni obraz laboratoryjny (acholiczny kał, brak reakcji na urobilinogen).
W zakładce. 16.2 pokazuje najbardziej charakterystyczne zmiany w wskaźnikach klinicznych i laboratoryjnych dla różnych typów żółtaczki.
Należy pamiętać, że w praktyce żółtaczka każdego typu w „czystej” postaci rzadko jest obserwowana. Bardziej powszechne połączenie jednego lub drugiego typu. Zatem w ciężkiej hemolizie cierpią różne organy, w tym wątroba, która może wprowadzać elementy żółtaczki miąższowej podczas hemolizy. Z kolei żółtaczka miąższowa z reguły zawiera elementy mechaniczne. W przypadku żółtaczki obturacyjnej wynikającej ze ściskania głównej brodawki dwunastnicy (brodawki Vatera) w raku głowy trzustki, hemoliza jest nieunikniona w wyniku zatrucia nowotworowego.
67. Badanie metabolizmu pigmentu w wątrobie, wartość diagnostyczna.
Odbiciem metabolizmu pigmentu w wątrobie jest zawartość we krwi (a także w kale i moczu) bilirubiny i jej produktów regeneracyjnych. Identyfikacja zaburzeń metabolizmu pigmentu daje wyobrażenie o stanie funkcjonalnym geatocytów, a także pomaga odróżnić różne typy żółtaczki.
Tworzenie się bilirubiny występuje w komórkach siateczkowo-śródbłonkowych szpiku kostnego, węzłach chłonnych, ale głównie w śledzionie, a także w gwiaździstych komórkach siateczkowo-śródbłonkowych wątroby (ryc. 117). Bilirubina powstaje z hemoglobiny, która jest uwalniana podczas fizjologicznego rozpadu czerwonych krwinek; jednocześnie hemoglobina rozpada się na białko globiny i żelazo zawierające hem. W komórkach układu siateczkowo-śródbłonkowego wolna bilirubina powstaje z uwolnionego hemu, który krąży we krwi w niestabilnej relacji z białkiem albuminy. Zawartość wolnej bilirubiny we krwi wynosi 8,55–20,52 μmol / l (0,5–1,2 mg%). Większość z nich dostaje się do wątroby, gdzie jest uwalniana z połączenia z albuminą i, z udziałem enzymów wątrobowych, wiąże się z kwasem glukuronowym, tworząc rozpuszczalny w wodzie związek, bilirubingen-kuronid (mono- i diglukuronid lub bilirubina związana), który jest wydalany do dróg żółciowych.
W konsekwencji wątroba bierze udział w wymianie bilirubiny, spełniając następujące funkcje: 1) tworzenie bilirubiny w gwiaździstych komórkach siateczkowo-śródbłonkowych; 2) uwięzienie wolnej bilirubiny z krwi; 3) tworzenie związku bilirubiny z kwasem glukuronowym; 4) bilirubowanie wydzielania glukuronidu do żółci (bilirubina związana).
We krwi zdrowych ludzi jest tylko wolny pigment. W chorobach, którym towarzyszy naruszenie lub zniekształcenie normalnego wydzielania bilirubiny związanej z żółcią, dostaje się ona do krwiobiegu, a następnie obie pigmenty krążą w niej (można je określić oddzielnie).
Jakościowa próbka Van den Berga podaje orientacyjne informacje: jeśli okaże się pośrednia, możemy założyć, że we krwi jest tylko wolna bilirubina; jeśli okaże się bezpośrednie, to nie wiadomo w jakim stosunku oba pigmenty - pozytywna reakcja bezpośrednia maskuje obecność dowolnej ilości wolnej bilirubiny. Obecnie używają głównie oddzielnego oznaczania ilościowego frakcji bilirubiny. W większości badań przeprowadzonych w tym celu stosuje się te same diazoreaktywne substancje, co w teście jakościowym (diazoreaktywny I: 5 g kwasu sulfanilowego i 15 ml silnego kwasu solnego rozpuszcza się w wodzie destylowanej i objętość doprowadza się do 1 l wodą destylowaną; 0,5% diazoreaktywnego roztwór azotynu sodu, mieszanina diazyny: 10 ml diazoreaktywnego I + 0,25 ml diazoreaktywnego II).
Test jakościowy: do 0,5 ml surowicy wlać 0,25 ml mieszaniny diazo. W przypadku zaczerwienienia surowicy w ciągu mniej niż 1 minuty, reakcja jest uważana za bezpośrednią szybką i wskazuje na obecność związanej bilirubiny w surowicy. Jeśli zaczerwienienie występuje powoli (w ciągu 1–10 min), co zdarza się, gdy względnie mała ilość związanego bilirubiny jest przyłączona do wolnej, reakcję uważa się za bezpośrednio opóźnioną. Jeśli nie ma zaczerwienienia dłużej niż 10 minut, bezpośrednia reakcja jest uważana za negatywną. Jeśli chcesz się upewnić, że żółty kolor takiej surowicy zależy od bilirubiny, dodaj do niej podwójną ilość alkoholu, przefiltruj i dodawaj do przesączu mieszaninę diazową, w wyniku czego ciecz zmienia kolor na różowy (reakcja pośrednia). Istnieje wiele metod ilościowego oznaczania frakcji bilirubiny. Niektóre z nich opierają się na fakcie, że na wolną bilirubinę wpływają takie substancje, jak kofeina, która jest stosowana w najbardziej powszechnej metodzie Endrashik, alkohol metylowy itp., Działając jak katalizator, przyspieszacz, uzyskuje zdolność do reagowania z diazoreaktantem. W pierwszej części surowicy poddanej działaniu przyspieszacza można określić całkowitą zawartość obu frakcji. W innej części, bez dodawania przyspieszacza, określa się tylko związany pigment. Odejmując jego związaną frakcję od całkowitej ilości bilirubiny, rozpoznają wolną frakcję. Inne metody oddzielnego oznaczania frakcji bilirubiny (chemicznej, chromatograficznej) są bardziej złożone.
Wolna bilirubina, nierozpuszczalna w wodzie, nie jest wydalana przez nerki; po związaniu z kwasem glukuronowym staje się rozpuszczalny w wodzie, gdy gromadzi się we krwi - z żółtaczką pod- i wątrobową, jest wykrywany w moczu. W drogach żółciowych uwalniana jest tylko związana bilirubina (bilirubinglukuronid). W dużych przewodach żółciowych i woreczku żółciowym (szczególnie podczas procesów zapalnych w nich) i dalej w jelicie, niewielka część bilirubiny jest przywracana do urobilinogenu, który jest wchłaniany w górnym jelicie cienkim i wchodzi do wątroby z krwią żyły wrotnej. Zdrowa wątroba całkowicie go łapie i utlenia się, ale chory organ nie jest w stanie pełnić tej funkcji, urobilinogen przenika do krwi i jest wydalany z moczem jako urobilina. Urobilinuria jest bardzo subtelnym i wczesnym objawem czynnościowej niewydolności wątroby. Reszta, duża część bilirubiny w jelicie zostaje przywrócona do stekobininogenu. Główna jego część jest wydalana z kałem, zamieniając się w odbyt i wydostając się z niego (w świetle i powietrzu) do stercobiliny, nadając odchodom normalny kolor. Niewielka część sterkobilinogenu, wchłaniana w dolnych częściach okrężnicy, przez żyły hemoroidalne, omijając wątrobę, wchodzi do ogólnego krążenia i jest wydalana przez nerki. Normalny mocz zawsze zawiera śladowe ilości stercobilinogenu, który pod działaniem światła i powietrza zamienia się w sterkobilinę.
Zawartość ciał urobilinowych w moczu zwiększa się nie tylko wtedy, gdy czynność wątroby jest niewystarczająca, ale także gdy wzrasta hemoliza. W tych przypadkach, z powodu uwolnienia znacznej ilości hemoglobiny, powstaje więcej bilirubiny i wydzielana jest do jelita. Zwiększona produkcja stercobilin prowadzi do zwiększonego wydalania z moczem. W przypadku żółtaczki obturacyjnej, gdy żółć w ogóle nie wchodzi do jelita, nie ma sterkobiliny w kale, nie ma ciał urobilinowych w moczu. Gdy żółtaczka wątrobowokomórkowa zmniejsza wydalanie bilirubiny w żółci i ilość stercobiliny w kale zmniejsza się, a liczba ciał urobilinowych w moczu wzrasta. Ich stosunek, wynoszący 10: 1–20: 1, znacznie się zmniejsza, osiągając 1: 1 dla ciężkich zmian w wątrobie, aw żółtaczkach hemolitycznych wzrost stercobiliny w kale znacznie przekracza wzrost wydalania moczu przez ciała urobilinowe. Ich stosunek wzrasta do 300: 1–500: 1. Stosunek produktów do odzyskiwania bilirubiny w kale i moczu jest znacznie bardziej istotny w różnicowaniu żółtaczki niż wartość bezwzględna każdego z nich.
Wymiana pigmentów.
W warunkach fizjologicznych stężenie bilirubiny w osoczu wynosi 0,3-1,0 mg / dl (5,1-17,1 μmol / l). Jeśli stężenie bilirubiny w osoczu wynosi około 3 mg / dl (50 μmol / l), to objawia się klinicznie w postaci twardówki żółtaczki, błon śluzowych i skóry.
Bilirubina pochodzi z enzymatycznego niszczenia hemoglobiny lub hemoprotein (cytochrom 450, cytochrom B5, katalaza, tryptofanopirolaza, mioglobina). Po enzymatycznym uwolnieniu hemu z hemoglobiny lub hemoprotein za pomocą mikrosomalnej hemoksygenazy w błonie retikulum cytoplazmatycznego poprzez aktywację tlenu pod wpływem reduktazy NADPH-cytochromu c, następuje tworzenie agidroksyhemu, a aktywowany tlen działa na mostki ametynowe cykliczny tetrapirrol. Z tego powodu pierścień protoporfirynowy rozpada się wraz z uwalnianiem tlenku węgla i pojawia się kompleks biliwerdyny z żelazem. Po hydrolizie kompleksu biliwerdyny z żelazem do żelaza i biliwerdyny IXa za pomocą reduktazy biliwerdyny, centralny pierścień metinowy biliwerdyny zostaje przywrócony do biliwerdyny IXa2, ponieważ istnieją trzy enzymy (hemoksynaza mikrosomalna i reduktaza NADPH-cytochrom-c, a także nośnik iw ten sam sposób będzie można przywrócić centralny enzym w organizmie) iw ten sam sposób będzie można przywrócić centralny enzym w organizmie. hem, w postaci kompleksu enzymatycznego na powierzchni retikulum endoplazmatycznego, biliwerdyna na tym kompleksie jest przywracana do bilirubiny.
Około 70% dziennych formowanych pigmentów żółciowych powstaje z hemoglobiny podczas rozpadu czerwonych krwinek w układzie siateczkowo-śródbłonkowym (w śledzionie, szpiku kostnym i wątrobie).
Udział wątroby w codziennym tworzeniu bilirubiny wynosi 10–37%, aw wątrobie głównym źródłem są cytochromy mikrosomalne, katalaza, pirolaza tryptofanowa i cytochrom mitochondrialny b. Hemoglobina, methemoglobina lub metgemalbuminę związane z haptoglobiną lub hemoglobiną, methemoglobiną lub methemmalbuminą w osoczu są również używane przez mistrza do stosowania haptoglobiny, methemoglobiny lub methemmalbumin, a także do stosowania haptoglobiny, methemoglobiny lub methemmalbumin i głównego źródła hemoglobiny. postrzegać składniki hemu do tworzenia rubinu bilubinowego.
Po sprzężeniu bilirubiny bilirubina glukuronowa, prawdopodobnie za pomocą nośnika, jest wydzielana przez błonę kanalików do żółci. Bromosulfaleina, zielone indocyjaniny i substancje nieprzepuszczające promieniowania dróg żółciowych rywalizują o układ transportu bilirubiny w błonie kanalików żółciowych, który jest zgodny z kinetyką nasycenia. Kwasy żółciowe są natomiast cementowane przez inny system transportowy błon dróg żółciowych do żółci. W drogach żółciowych i jelitach wydzielany bilirubinglyukuronid nie jest wchłaniany, ale przechodzi przez jelito cienkie i jest hydrolizowany w końcowej części jelita cienkiego i jelita grubego za pomocą bakteryjnej v-glukuronidazy. Bilirubina jest przywracana przez bakterie okrężnicy do urobilinogenu i częściowo utleniana do urobiliny w kale. Mniej niż 20% produkowanego codziennie urobilinogenu w jelicie grubym bierze udział w cyklu jelitowo-wątrobowym: jest wchłaniane w jelicie cienkim, transportowane do żółci, podczas gdy pozostałe 10% jest w krążenie obwodowe, a następnie wydalane z moczem. W hemolizie, chorobie wątroby wątrobowokomórkowej i przecieku portosystemowym urobilina jest wydalana z moczem.
Lekcja 7.2 Wymiana pigmentów. Biochemia wątroby
Lekcja 7.2 Wymiana pigmentów. Biochemia wątroby.
-badanie struktury chemicznej, składu i funkcji hemoglobiny;
-znać poziom hemoglobiny we krwi;
-znać skład hemoglobiny u ludzi w różnych grupach wiekowych;
-badać procesy syntezy i rozpadu hemoglobiny, tworzyć jasne kryteria biochemicznego różnicowania żółtaczki;
-znać zawartość krwi w bilirubinie całkowitej i jej frakcjach;
-zapoznanie się z ilościowym oznaczeniem hemoglobiny we krwi metodą hemoglobinocyjankową;
-być w stanie określić stężenie urobiliny w moczu za pomocą pasków diagnostycznych „UBG-fan”.
Wymagana linia bazowa
Z kursu chemii bioorganicznej student powinien wiedzieć:
-definicja i klasyfikacja złożonych białek;
-struktura hemowa w hemoglobinie;
-charakterystyka białka globiny w hemoglobinie (cechy struktury czwartorzędowej).
Z przebiegu fizjologii student powinien wiedzieć:
-biologiczna rola hemoglobiny i mioglobiny.
Pytania do samodzielnej nauki
Biosynteza hemowa, źródła żelaza, regulacja procesu Naruszenia biosyntezy hemoglobiny. Hemoglobinopatie. Anemia sierpowata Katabolizm hemoglobiny, rozkład hemowy - tworzenie się bilirubiny w komórkach OZE. Struktura i właściwości bilirubiny pośredniej. Neutralizacja bilirubiny w wątrobie. Sprzężona (bezpośrednia) bilirubina - mechanizm powstawania, struktura, właściwości Wydalanie bilirubiny w jelicie i jej dalszy rozpad w jelicie: produkty końcowe katabolizmu bilirubiny Zaburzenia metabolizmu bilirubiny (metabolizm pigmentu): żółtaczka
Wartość diagnostyczna oznaczania bilirubiny w surowicy i moczu. Urobilinogen z moczem
Praktyczna część lekcji
Lab 1
Ilościowe oznaczanie bilirubiny w surowicy
Zasada metody: diazoreaktywny daje bezpośrednie barwienie różową bilirubiną. Pośrednia wolna bilirubina może zostać przekształcona w stan rozpuszczalny przez dodanie do odczynnika kofeiny w surowicy, co zwiększa rozpuszczalność tego pigmentu i pozwala na określenie go za pomocą diazoreaktywnych. Całkowita zawartość obu postaci bilirubiny w surowicy jest bilirubiną całkowitą. Różnicę między bilirubiną całkowitą i bezpośrednią można wykorzystać do określenia poziomu bilirubiny pośredniej. Intensywność koloru roztworu uzyskanego przez dodanie diazoreaktywnego do surowicy jest wprost proporcjonalna do stężenia bilirubiny.
Postęp pracy: Wlać 0,5 ml surowicy do 3 probówek. W 1 probówce (bilirubina bezpośrednia) 1,75 ml nat. roztwór, 0,25 ml diazoreaktantu i pozostawić na 10 minut. 1,75 ml odczynnika kofeinowego i 0,25 ml nat. rozwiązanie. Po 10 minutach zmierzyć gęstość optyczną próbki na fotokolorymetrze względem wody w kuwecie przy 5 mm zielonym filtrem świetlnym (530 nm). 1,75 ml odczynnika kofeinowego, 0,25 ml diazoreaktywnego wlewa się do 3 probówek (bilirubina całkowita) i fotometrycznie przeciwdziała wodzie po 20 minutach. Obliczenia są wykonywane zgodnie z harmonogramem kalibracji. Znajdź zawartość bilirubiny całkowitej i bezpośredniej. Aby określić zawartość bilirubiny pośredniej z bilirubiny całkowitej odjąć odczyty bilirubiny bezpośredniej. Współczynnik konwersji w jednostkach SI (µmol / l) wynosi 174.
Zwykle zawartość bilirubiny całkowitej wynosi 3,5–20,5 µmol / l, związana - 25% (do 7 µmol / l), wolna - 75% (do 12 µmol / l).
Lab 2
Ilościowe oznaczenie urobilinogenu w moczu za pomocą pasków diagnostycznych „UBG-fan”
Zasada metody: metoda opiera się na reakcji sprzęgania azowego stabilizowanej soli diazoniowej z urobilinogenem w środowisku kwaśnym. W obecności urobilinogenu strefa reaktywna zmienia kolor na różowy lub czerwony.
Postęp pracy: Strefa reaktywna paska diagnostycznego jest zwilżana badanym moczem i po 30-60 sekundach kolor strefy reaktywnej jest porównywany ze skalą koloru.
Praktyczne znaczenie pracy. Oznaczanie bilirubiny całkowitej i jej frakcji, a także bilirubiny i urobilinogenu w moczu, jest ważne dla zrozumienia mechanizmów występowania żółtaczki o różnej etiologii (hemolitycznej, miąższowej i obturacyjnej).
W żółtaczce hemolitycznej hiperbilirubinemia występuje głównie z powodu pośredniej (wolnej) bilirubiny.
Gdy żółtaczka miąższowa występuje zniszczenie komórek wątroby, wydalanie bezpośredniej bilirubiny w naczyniach włosowatych jest zaburzone, wchodzi do krwi, jej stężenie we krwi wzrasta, a stężenie bilirubiny pośredniej, hiperbilirubinemia mieszana. W moczu otwierają się urobilinogen i bilirubina (bilirubinuria).
W żółtaczce obturacyjnej wydalanie z żółcią jest upośledzone, co prowadzi do gwałtownego wzrostu zawartości bilirubiny bezpośredniej we krwi, aw konsekwencji bilirubiny w moczu, bilirubinurii.
Ii. Końcowa kontrola testu na temat „Biochemia krwi. Wymiana pigmentów ”
Wymiana pigmentów
Około 80% nieskoniugowanej (pośredniej) bilirubiny pochodzi ze zniszczonej hemoglobiny, z około 35 mg bilirubiny wytworzonej z 1 g hemoglobiny. Zniszczenie dojrzałych czerwonych krwinek występuje w śledzionie, szpiku kostnym i wątrobie. Główna rola w niszczeniu czerwonych krwinek należy do makrofagów; 20% nieskoniugowanej bilirubiny jest syntetyzowane z hemu innego pochodzenia (erytroblasty, retikulocyty, mioglobina, cytochrom itp.). Należy do tzw. Bilirubiny bocznikowej.
W ciągu jednego dnia syntetyzuje się około 300 mg bilirubiny. Nieskoniugowana (wolna lub pośrednia) bilirubina jest praktycznie nierozpuszczalna w wodzie, ale rozpuszczalna w tłuszczach. U dorosłej zdrowej osoby pigment jest całkowicie związany z albuminą (białkiem transportowym ligandiny). W tej formie nie może pokonać bariery nerkowej i krew-mózg. Jeden mol albuminy wiąże dwa mole bilirubiny. Przy znacznej hiperbilirubinemii (ponad 171,0–256,5 µmol / l lub 10–15 mg / dl) albumina nie ma wystarczającej mocy, a część nieskoniugowanej bilirubiny jest niezwiązana. To samo dzieje się z hipoalbuminemią, z blokadą albuminy przez kwasy tłuszczowe i leki (salicylany, sulfonamidy itp.). W obecności nieskoniugowanej bilirubiny niezwiązanej z albuminami wzrasta ryzyko uszkodzenia mózgu.
W ostatnich latach główną rolę w wiązaniu i transporcie nieskoniugowanej bilirubiny odgrywa transferaza glutationu.
Nieskoniugowana (wolna, pośrednia) bilirubina, która wchodzi do krwi do sinusoid poprzez receptory, jest wychwytywana przez hepatocyty. Należy zauważyć, że nieskoniugowana bilirubina pod wpływem światła ulega zmianom - powstają fotoizomery i cyklobilirubiny, które mogą być uwalniane z żółci.
Wewnątrzkomórkowy transport nieskoniugowanej bilirubiny przebiega głównie drogą pośrednią, tj. Stosuje się zarówno cytoplazmę, jak i GERL. Ruch następuje przy użyciu ligandin - białek transportowych X i Y, a także glutathiotransferazy. Poruszając się wzdłuż układu GERL, nieskoniugowana bilirubina wchodzi do gładkiej retikulum endoplazmatycznego. To tutaj przy pomocy bilirubowej glikozylotransferazy występuje koniugacja (związek) kwasu glukuronowego i bilirubiny i powstaje sprzężona (prosta, związana) bilirubina.
Sprzężona bilirubina jest połączona z jedną lub dwiema cząsteczkami kwasu glukuronowego. W pierwszym przypadku jest to monoglukuronid bilirubiny (około 15% całkowitej bilirubiny), w drugim przypadku bilirubindiglukuronid (około 85% całkowitej bilirubiny). Monoglukuronid bilirubiny może być częściowo utworzony poza wątrobą. Wiadomo, że diglukuronid ma tylko pochodzenie wątrobowe. Sprzężona bilirubina jest rozpuszczalna w wodzie, ale nierozpuszczalna w tłuszczach, może przenikać przez barierę nerkową. Ten rodzaj pigmentu jest stosunkowo mało toksyczny dla mózgu. Jednak jego wysokie stabilne stężenia zwiększają wrażliwość nerek na endotoksyny. Gorzej niż bilirubina nieskoniugowana, wiąże się z albuminą surowicy.
Skoniugowana bilirubina utworzona w gładkiej siateczce endoplazmatycznej jest aktywnie transportowana do błony żółciowej hepatocytu i po pewnych wydatkach energetycznych (głównie z powodu konwersji ATP) jest wydalana do kapilary żółciowej. Ten proces jest składnikiem wydzielania żółci. Niewielka część sprzężonej bilirubiny jest wyświetlana w osoczu. Mechanizm tej eliminacji (w rzeczywistości refluks) nie został wystarczająco zbadany.
System sprzęgania bilirubiny w wątrobie zwykle wykorzystuje około 2% pojemności hepatocytów, wydalanie - 10%.
Bilirubinglyukuronid z żółcią wchodzi do jelita. Mikroby jelitowe, zwłaszcza w okrężnicy, przeprowadzają usuwanie kwasu glukuronowego i tworzenie mezobilubiny i mezobilinogenu.
Następnie następuje przywrócenie mezobilubiny i mezobilogenu (urobilinogenu). Część mezobilinogenu jest wchłaniana w jelicie i przez żyłę wrotną wchodzi do wątroby, gdzie jest całkowicie podzielona na dipirole. Kiedy miąższ wątroby jest uszkodzony, proces rozszczepiania mezobliogenu jest zakłócany, a pigment ten wchodzi do ogólnego przepływu krwi, a następnie przez nerki do moczu.
Większość mezobilicyny z jelita cienkiego jest wprowadzana do jelita grubego, gdzie przy udziale mikroflory beztlenowej zostaje przywrócona do stercobilinogenu. Główna część tego ostatniego w jelicie dolnym jest utleniona i zamienia się w sterkobilinę. 10–250 mg stercobiliny jest wydalane na dobę. Tylko niewielka część stercobilinogenu dostaje się do żyły głównej dolnej przez układ żył hemoroidalnych i jest wydalana przez nerki przez mocz.
Urobilinuria oznacza wydalanie moczu z identyfikatorami urobiliny. Urobilinoidy obejmują ciała urobiliny (urobilinogen, urobilina) i stercobilin (stercobilinogen, stercobilin). Ich różnicowanie nie było szeroko rozpowszechnione w praktyce klinicznej. Urobilinogenuria i urobilinuria, z jednej strony, i stercobilinogenuria i stercobilinuria, z drugiej strony, są zasadniczo z powodu tych samych substancji chemicznych, które występują w dwóch postaciach - zredukowanej i utlenionej.
Hiperbilirubinemia może rozwinąć się głównie z powodu nieskoniugowanej bilirubiny, jak na przykład w chorobie Gilberta (rodzinna nie hemolityczna hiperbilirubinemia lub hepatoza barwnikowa), niedokrwistość hemolityczna, niektóre formy przewlekłego zapalenia wątroby. Inna duża grupa hiperbilirubinemii jest związana z dominującym wzrostem stężenia bilirubiny skoniugowanej i występuje w ostrym zapaleniu wątroby (wirusowym, alkoholowym, leczniczym), w ostrych zaostrzeniach marskości wątroby i przewlekłego zapalenia wątroby, jak również w żółtaczce podwodnej spowodowanej przez kamień lub guz dużych dróg żółciowych. Określenie zawartości bilirubiny sprzężonej i nieskoniugowanej jest ważne w diagnostyce chorób wątroby, a także monitorowaniu ich przebiegu.
Katabolizm hemoglobiny
Czerwone krwinki mają krótki okres życia (około 120 dni). W warunkach fizjologicznych w ciele dorosłego niszczy się około 1-2 × 1011 erytrocytów dziennie. Ich katabolizm występuje głównie w komórkach siateczkowo-śródbłonkowych śledziony, węzłów chłonnych, szpiku kostnego i wątroby. Wraz ze starzeniem się erytrocytów zmniejsza się zawartość kwasów sialowych w składzie glikoprotein błony komórkowej. Zmienione składniki węglowodanowe glikoprotein błon erytrocytów są związane przez receptory komórek RES, a erytrocyty są w nich „zanurzone” przez endocytozę. Rozpad czerwonych krwinek w tych komórkach rozpoczyna się od rozpadu hemoglobiny do hemu i globiny, a następnie hydrolizy przez lizosomalne enzymy części białkowej hemoglobiny.
A. Katabolizm hemu
Pierwsza reakcja katabolizmu hemowego występuje z udziałem enzymu zależnego od NADPH
Rys. 13-10. Regulacja syntezy receptora transferyny. I - przy niskiej zawartości żelaza w komórce, białko wrażliwe na żelazo ma wysokie powinowactwo do mRNA IRE, które koduje białko receptora transferyny. Dodanie białka wiążącego żelazo do mRNA IRE zapobiega jego zniszczeniu przez RNAazę i kontynuuje syntezę białka receptora transferyny; B - Przy wysokiej zawartości żelaza w komórce powinowactwo białka wiążącego żelazo do IRE zmniejsza się, a mRNA staje się dostępne dla działania RNAazy, która ją hydrolizuje. Zniszczenie mRNA prowadzi do zmniejszenia syntezy receptora transferyny białkowej.
kompleks hemoksygenazy. Układ enzymatyczny jest zlokalizowany w błonie ER, w polu łańcuchów transportu elektronów utleniania mikrosomalnego. Enzym katalizuje rozerwanie wiązania między dwoma pierścieniami pirolowymi zawierającymi reszty winylowe - w ten sposób ujawnia się struktura pierścienia (Rysunek 13-11). Podczas reakcji tworzy się liniowy wałek tetrapirowy - biliwerdyna (żółty pigment) i tlenek węgla (CO) - który otrzymuje się z węgla grupy metenylowej. Heme indukuje transkrypcję genu hemoksygenazy, która jest absolutnie specyficzna dla pacjenta.
Jony żelaza uwalniane przez rozpad hemu można wykorzystać do syntezy nowych cząsteczek hemoglobiny lub do syntezy innych białek zawierających żelazo. Biliverdina jest redukowana do bilirubiny przez enzym zależny od NADPH, reduktazę biliwerdyny. Bilirubina powstaje nie tylko w rozkładzie hemoglobiny, ale także w katabolizmie innych białek zawierających hem, takich jak cytochromy i mioglobina. Wraz z zapaścią 1 g hemoglobiny wytwarza się 35 mg bilirubiny i około 250–350 mg bilirubiny dziennie u osoby dorosłej. Dalszy metabolizm bilirubiny występuje w wątrobie.
Rys. 13-11. Rozpad hemowy. M - (-CH3) - grupa metylowa; B - (-CH = CH2) - grupa winylowa; P - (-CH2-CH2-COOH) jest resztą kwasu propionowego. Podczas reakcji jedna grupa metylowa jest przekształcana w tlenek węgla, a zatem ujawnia się struktura pierścienia. Biliwerdyna utworzona przez reduktazę biliwerdyny jest przekształcana w bilirubinę.
B. Metabolizm bilirubiny
Bilirubina, powstająca w komórkach OZE (śledziona i szpik kostny), jest słabo rozpuszczalna w wodzie, transportowana przez krew w połączeniu z białkiem osocza albuminy. Ta forma bilirubiny nazywana jest bilirubiną nieskoniugowaną. Każda cząsteczka albuminy wiąże (lub nawet 3) cząsteczki bilirubiny, z których jedna jest silniej związana z białkiem (większe powinowactwo) niż druga. Gdy pH krwi przesuwa się na stronę kwasową (zwiększenie stężenia ciał ketonowych, mleczan), ładunek, konformacja albuminy zmienia się, a powinowactwo do bilirubiny zmniejsza się. Dlatego bilirubina związana z albuminami może zostać wyparta
z miejsc wiązania i tworzą kompleksy z kolagenem macierzy zewnątrzkomórkowej i lipidami błonowymi. Wiele związków leków konkuruje z bilirubiną o wysokie powinowactwo, o wysokim powinowactwie centrum albumin.
Wychwyt bilirubiny przez miąższowe komórki wątroby
Kompleks albumina-bilirubina, dostarczany ze strumieniem krwi w wątrobie, dysocjuje na powierzchni błony komórkowej hepatocytu. Uwolniona bilirubina tworzy tymczasowy kompleks z lipidami błony komórkowej. Dyfuzję światła bilirubiny do hepatocytów osiągają dwa typy białek nośnikowych: ligandina (transportuje główną ilość bilirubiny) i białko Z. Aktywność wychwytu bilirubiny przez hepatocyt zależy od szybkości jej metabolizmu w komórce.
Ligandyna i białko Z znajdują się również w komórkach nerek i jelit, a zatem, jeśli funkcja wątroby jest niewystarczająca, są one w stanie skompensować osłabienie procesów detoksykacji w tym narządzie.
Koniugacja bilirubiny na gładkim ER
W gładkim ER hepatocytów, grup polarnych, głównie z kwasu glukuronowego, bilirubina sprzężenia (reakcji sprzęgania) Bilirubina ma 2 grupy karboksylowe, dlatego może łączyć się z 2 cząsteczkami kwasu glukuronowego, tworząc dobrze
Rys. 13-12. Bilirubingowa struktura diglukuronidu (sprzężona bilirubina „prosta”). Kwas glukuronowy jest przyłączony wiązaniem estrowym do dwóch reszt kwasu propionowego, tworząc acyloglukuronid.
koniugat rozpuszczalny w wodzie - bilirubina diglukuronidowa (sprzężona lub bezpośrednia bilirubina) (ryc. 13-12).
Donorem kwasu glukuronowego jest glukuronian UDP. Specyficzne enzymy, UDP-glukuronylotransferaza (glukuronylotransferaza urydyny i difosforu) katalizują tworzenie bilirubiny mono- i diglukuronidowej (ryc. 13-13). Niektóre leki, takie jak fenobarbital (patrz rozdział 12), służą jako induktory syntezy UDP-glukuronylotransferazy.
Wydzielanie bilirubiny w żółci
Wydzielanie sprzężonej bilirubiny w żółci następuje zgodnie z mechanizmem aktywnego transportu, tj. przeciw gradientowi stężenia. Aktywny transport jest prawdopodobnie etapem ograniczania prędkości całego metabolizmu bilirubiny w wątrobie. Zwykle bilirubina diglukuronidowa jest główną formą wydalania bilirubiny z żółcią, ale jest to możliwe.
Rys. 13-13. Tworzenie się bilirubindiglukuronidu.
obecność niewielkiej ilości monoglukuronidu. Transport sprzężonej bilirubiny z wątroby do żółci jest aktywowany przez te same leki, które są w stanie wywołać koniugację bilirubiny. Można zatem powiedzieć, że szybkość sprzęgania bilirubiny i aktywnego transportu bilirubinującego glukuronidu z hepatocytów do żółci są ściśle powiązane (ryc. 13-14).
B. Katabolizm bilirubiny-diglukuronidu
W jelitach glukuronidy bilirubujące są hydrolizowane przez specyficzne enzymy bakteryjne β-glukuronidazy, które hydrolizują połączenie między bilirubiną a resztą kwasu glukuronowego. Bilirubina uwalniana przez tę reakcję pod wpływem mikroflory jelitowej jest przywracana do postaci bezbarwnych związków tetrapirolowych, urobilinogenu (ryc. 13-15).
W jelicie krętym i okrężnicy niewielka część urobilinogenu jest ponownie absorbowana i wchodzi do krwi żyły wrotnej w wątrobie. Główna część urobilinogenu z wątroby w składzie żółci jest wydalana do jelita i jest wydalana z kałem z organizmu, część urobilinogenu
Rys. 13-14. Cykl bilirubiny-urobilinigenowy w wątrobie. 1 - Katabolizm HB w komórkach siateczkowo-śródbłonkowych szpiku kostnego, śledziony, węzłów chłonnych; 2 - tworzenie formy transportowej kompleksu bilirubina-albumina; 3 - odbiór bilirubiny w peHB; 4 - tworzenie glukuronidów bilirubujących; 5 - wydzielanie bilirubiny w składzie żółci w jelicie; 6 - katabolizm bilirubiny pod wpływem bakterii jelitowych; 7 - usunięcie urobilinogenu z kałem; 8 - wchłanianie urobilinogenowa we krwi; 9 - wchłanianie urobilinogenu przez wątrobę; 10 - część urobilinogenu we krwi i wydalanie w moczu; 11 - mała część urobilinogenu wydzielana w żółci.
Rys. 13-15. Struktura niektórych pigmentów żółciowych. Mesobilinogen jest produktem pośrednim katabolizmu bilirubiny w jelicie.
z wątroby dostaje się do krwiobiegu i jest usuwany z moczem w postaci urobiliny (ryc. 13-14). Zwykle większość bezbarwnych urobilinogenów utworzonych w jelicie grubym pod wpływem mikroflory jelitowej jest utleniana w odbytnicy do brązowego pigmentu urobiliny i jest usuwana z kałem. Kolor kału jest spowodowany obecnością urobiliny.
Synteza kwasów żółciowych z cholesterolu i jego regulacja
Kwasy żółciowe są syntetyzowane w wątrobie z cholesterolu. Niektóre kwasy żółciowe w wątrobie przechodzą reakcję koniugacji - związki z cząsteczkami hydrofilowymi (glicyna i tauryna). Kwasy żółciowe zapewniają emulgację tłuszczów, wchłanianie produktów ich trawienia i niektóre substancje hydrofobowe pochodzące z pożywienia, takie jak rozpuszczalne w tłuszczach witaminy i cholesterol. Kwasy żółciowe są również wchłaniane, przez żyłę prawną ponownie dostają się do wątroby i są wielokrotnie stosowane do emulgowania tłuszczu. Szlak ten nazywany jest krążeniem jelitowo-wątrobowym kwasów żółciowych.
Synteza kwasów żółciowych
W organizmie syntetyzuje się 200-600 mg kwasów żółciowych dziennie. Pierwsza reakcja syntezy - tworzenie 7-α-hydroksycholesterolu - ma charakter regulacyjny. Enzym 7-α-hydroksylaza, który katalizuje tę reakcję, jest hamowany przez końcowy produkt, kwasy żółciowe. 7-α-Hydroksylaza jest postacią cytochromu P450 i wykorzystuje tlen jako jeden z substratów. Jeden atom tlenu z O2 jest zawarty w grupie hydroksylowej w pozycji 7, a drugi jest zredukowany do wody. Kolejne reakcje syntezy prowadzą do powstania 2 rodzajów kwasów żółciowych: cholowego i chenodeoksycholowego (ryc. 8-71), które nazywane są „pierwotnymi kwasami żółciowymi”.
Koniugacja kwasów żółciowych
Koniugacja - dodanie zjonizowanych cząsteczek glicyny lub tauryny do grupy karboksylowej kwasów żółciowych; zwiększa ich właściwości detergentowe, ponieważ zwiększa amfifilowość cząsteczek.
Koniugacja zachodzi w komórkach wątroby i rozpoczyna się od utworzenia aktywnej postaci kwasów żółciowych, pochodnych CoA.
Następnie dodaje się taurynę lub glicynę, w wyniku czego powstają 4 warianty koniugatów: kwas taurocholowy i taurohenodeoksycholowy, glikocholowy lub glikohenodezoksycholowy (są znacznie silniejszymi emulgatorami niż oryginalne kwasy żółciowe).
Koniugaty z glicyną powstają 3 razy więcej niż z tauryną, ponieważ ilość tauryny jest ograniczona.
Krążenie jelitowo-wątrobowe kwasów żółciowych. Transformacja kwasów żółciowych w jelitach
Produkty hydrolizy tłuszczów są absorbowane głównie w górnej części jelita cienkiego, a sole kwasów żółciowych - w jelicie krętym. Około 95% kwasów żółciowych uwięzionych w jelicie jest zawracanych do wątroby przez żyłę wrotną, a następnie ponownie wydzielane do żółci i ponownie wykorzystywane w emulgowaniu tłuszczów (Rysunek 8-73). Ten szlak kwasów żółciowych nazywany jest krążeniem jelitowo-wątrobowym. Każdego dnia reabsorbuje się 12-32 g soli kwasów żółciowych, ponieważ w organizmie znajduje się 2-4 g kwasów żółciowych, a każda cząsteczka kwasu żółciowego przechodzi przez to strome 6-8 razy.
Niektóre kwasy żółciowe w jelicie są eksponowane na enzymy bakteryjne, które rozszczepiają glicynę i taurynę, jak również grupę hydroksylową w pozycji 7 kwasów żółciowych. Kwasy żółciowe pozbawione tej grupy hydroksylowej są nazywane wtórnymi. Wtórne kwasy żółciowe: dezoksycholowy, który powstaje z choliny, i litocholik, który powstaje z dezoksycholików, jest mniej rozpuszczalny, wolniej wchłaniany w jelicie niż pierwotne kwasy żółciowe. Dlatego wtórne kwasy żółciowe są głównie usuwane z kału. Jednak ponownie wchłonięte wtórne kwasy żółciowe w wątrobie są ponownie przekształcane w pierwotne i biorą udział w emulgowaniu tłuszczów. W ciągu dnia 500–600 mg kwasów żółciowych jest eliminowanych z organizmu. Droga wydalania kwasów żółciowych służy jednocześnie jako główna droga wydalania cholesterolu z organizmu. Aby zrekompensować utratę kwasów żółciowych z kałem w wątrobie, kwasy żółciowe są w sposób ciągły syntetyzowane z cholesterolu w ilości równoważnej pochodnym kwasom żółciowym. W rezultacie pula kwasów żółciowych (2-4 g) pozostaje stała.
Rys. 8-73. Krążenie jelitowo-wątrobowe kwasów żółciowych. Kręgi lekkie - micele żółciowe; cienie ciemne - mieszane micele żółci i produkty hydrolizy triacylo-glicerolu.
Regulacja syntezy kwasów żółciowych
Enzymy regulacyjne do syntezy kwasów żółciowych (7-α-hydroksylaza) i cholesterolu (reduktaza HMG-CoA) są hamowane przez kwasy żółciowe. W ciągu dnia aktywność obu enzymów zmienia się w podobny sposób, tj. Zwiększenie ilości kwasów żółciowych w wątrobie prowadzi do zmniejszenia syntezy zarówno kwasów żółciowych, jak i cholesterolu. Powrót kwasów żółciowych do wątroby podczas krążenia jelitowo-wątrobowego ma istotny wpływ regulacyjny; przerwanie krążenia prowadzi do aktywacji 7-α-hydroksylazy i zwiększenia wychwytu cholesterolu z krwi. Mechanizm ten leży u podstaw jednego ze sposobów zmniejszenia stężenia cholesterolu we krwi w leczeniu hipercholesterolemii. W tym przypadku stosuje się leki, które adsorbują cholesterol i kwasy żółciowe w jelicie i zapobiegają ich wchłanianiu.
Regulacja 7-α-hydroksylazy odbywa się za pomocą innych mechanizmów:
fosforylacja / defosforylacja i postać fosforylowana jest aktywna, w przeciwieństwie do reduktazy HMG-CoA;
zmiana ilości enzymu; cholesterol indukuje transkrypcję genów, a kwasy żółciowe tłumią. Na syntezę 7-α-hydroksylazy wpływają hormony: hormony tarczycy indukują syntezę, a estrogeny tłumią. Ten wpływ estrogenu na syntezę kwasów żółciowych wyjaśnia, dlaczego kamica żółciowa występuje u kobiet 3-4 razy częściej niż u mężczyzn.