Обмен билирубина в норме и при желтухах

Откуда в крови появляется билирубин

Билирубин — желто-красный пигмент, который образуется из пигмента красных кровяных телец — гемоглобина.

Средняя продолжительность жизни эритроцитов составляет 120 дней, после чего происходит их разрушение в селезенке с освобождением гемоглобина, который превращается в свободный билирубин.

С током крови свободный (несвязанный, непрямой) билирубин переносится в печень, где в клетках образуется новое соединение — связанный (прямой) билирубин, выделяющийся с желчью.

В нормальных условиях в крови и в моче прямого билирубина нет, так как он не преодолевает барьер между клетками печени и капиллярами.

При паренхиматозных и застойных желтухах происходит разрушение печеночных клеток, следствием чего является переход прямого билирубина в кровь, а затем — в мочу.

При исследовании пигментного обмена нормой считаются следующие показатели билирубина в крови:

  • Общий билирубин — 8,5—20,5 мкмоль/л
  • Свободный (непрямой) — 6,4—17,1 мкмоль/л
  • Связанный (прямой) — 0,9—4,3 мкмоль/л

Билирубин относится к веществам участвующим в пигментном обмене организма. Образуется он из продуктов распада эритроцитов. Увеличение нормы билирубина в крови называется гипербилирубинемией и встречается при некоторых видах болезней, связанных с нарушением работы печени.

Обмен билирубина в норме и при желтухах

Внешне у больного повышение содержание этого пигмента проявляется желтухой.

Эритроциты, красные кровяные тельца живут в среднем около 4 месяцев, после чего в органах ретикулоэндотелиальной системы (больше всего в селезенке, меньше в печени и костном мозге) они разрушаются. За сутки распаду подвергается примерно 1% красных клеток крови. В процессе разложения высвобождается гемоглобин – белковый пигмент крови, который проходит дальнейший распад с образованием вердоглобина.

От него отщепляется белок – глобин и железо, в результате получается биливердин, восстанавливающийся в билирубин – оранжевый пигмент, который и поступает в кровь. Реакции разложения эритроцитов освобождают примерно 300 мг билирубина. Таким образом, в крови появляется около 85% билирубина, 15% образуется при распаде других веществ, содержащих гемы (органические соединения в железом) – миоглобинов, цитохромов.

Средняя продолжительность жизни эритроцита составляет прибли­зительно 120 дней, после чего он разрушается и из него освобождается гемоглобин, который подвергается дальнейшему распаду.

Обмен билирубина начинается с распада гемо­глобина, который в основном происходит в клетках системы мононуклеарных фа­гоцитов, в частности, в купферовских клетках печени, селезен­ки. Этот же процесс возможен и в гистиоцитах соединительной ткани любого органа. Поэтому практически гемоглобин превращается в жел­чные пигменты везде, где имеет место выход крови из кровяного русла.

Например, при кровотечениях из поврежденных кровеносных сосудов в окружающие ткани с образованием гематомы. Если кровоизлияние про­исходит в кожу, то образуется гематома хорошо различимая визуально, известная под бытовым названием «синяк». Его окраска изменяется в соответствии с отдельными этапами превращения гемоглобина в би­лирубин и хорошо иллюстрирует этот процесс — вначале появляется красный цвет, затем он переходит в зеленый, желтый и по мере расса­сывания — красно-коричневый (билирубин).

Химические преобразования, которые претерпевает гемоглобин, дос­таточно хорошо изучены. Начальным этапом распада гемоглобина явля­ется разрыв одного метинового мостика протопорфиринового кольца и переход атома железа из двухвалентного состояния в трехвалентное. При этом образуется соединение, окрашенное в зеленый цвет, которое называется вердоглобин.

В дальнейшем от молекулы вердоглобина от­щепляется атом железа и белок глобин. Образуется неокрашенное со­единение — биливердин, которое представляет собой цепочку из четы­рех колец, связанных метиновыми мостиками. Биливердин восстанав­ливается, присоединяя атомы водорода по месту свободных двойных связей у атома углерода и азота третьего пирольного кольца и обра­зуется собственно билирубин. Это вещество красно-коричневого цвета, нерастворимое в воде, очень токсичное для организма, особенно для нервных клеток.

Билирубин, который образуется в клетках системы макрофагов на периферии, связывается с белком плазмы крови — альбумином и то­ком крови доставляется в печень для дальнейших преобразований. Эта транспортная функция альбумина по отношению к билирубину очень существенна для удаления билирубина из тканей и, в конечном итоге, из организма.

Любые процессы, связанные с понижением концентрации альбумина в крови, ведут к нарушению доставки билирубина в печень и накоплению его в тканях и в крови. Например, у новорожденных детей с дефицитом альбумина развиваются физиологические желтухи, которые купируются по мере нормализации синтеза альбумина в орга­низме.

Возможны и так называемые лекарственные желтухи, когда ле­карственные препараты конкурентно взаимодействуют с альбумином и препятствуют образованию его связи с билирубином. Однако, связь би­лирубина с альбумином не снижает его токсичность, а лишь обеспечи­вает транспорт билирубина в крови. Такая форма билирубина называется свободным билирубином, неконъюгированним, либо непрямым билирубином.

Название «непрямой билирубин» обусловлено типом хи­мической реакции, которой определяют концентрацию билирубина в крови. Эта фракция билирубина не вступает в непосредственное вза­имодействие с диазореактивом. Реакция происходит только после обработки свободного билирубина каким-либо агентом, переводящим его в растворимое состояние. В качестве таких агентов могут быть использованы спирт, кофеин.

Обмен билирубина в норме и при патологии

Организ человека — постоянно меняющаяся сложная организация биологических молекул. И изучение этих превращений имеет высокую ценность при диагностике многих нарушений.

Например обмен билирубина является эталонным маркером сразу доя нескольких систем организма.

Врачи различных специализаций должны владеть знаниями касательно обмена билирубина в организме человека в нормальном режиме и при патологических нарушениях. При нарушении нормального процесса обмена билирубина происходит появление такого симптома, как желтуха. На начальных этапах нарушение обмена пигмента способны выявить только лабораторные исследования. Одним из главных таких исследований является биохимический анализ сыворотки крови.

Билирубин — это желчный пигмент. Является продуктом распада гемсодержащих соединений организма, который путем множественных превращений экскретируется из организма человека почками и ЖКТ.

У взрослого человека за сутки образуется околомг билирубина. В норме билирубин образуется из гема в органах РЭС (ретикуло-эндотелиальной системы), преимущественно в селезенке и костном мозге, путем гемолиза. Более 80% пигмента образуется из гемоглобина, а остальные 20% из других гемсодержащих соединений (миоглобина, цитохромов).

Порфириновое кольцо гема под действием фермента гемоксигеназы окисляется, теряя атом железа, превращается в вердоглобин. А затем в биливердин, который восстанавливается (с помощью фермента биливердинредуктаза) до непрямого билирубина (НБ), являющегося нерастворимым в воде соединением (синоним: неконъюгированный билирубин, т. е. не связанный с глюкуроновой кислотой).

В плазме крови непрямой билирубин связывается в прочный комплекс с альбумином, который транспортирует его в печень. В печени НБ превращается в прямой билирубин (ПБ). Наглядно это можно увидеть на рисунке 2. Весь этот процесс протекает в 3 этапа:

  1. 1. Происходит захват гепатоцитом (клетка печени) непрямого билирубина после отщепления от альбумина.
  2. 2. Затем протекает конъюгация НБ с превращением в билирубин-глюкуронид (прямой или связанный билирубин).
  3. 3. И в самом конце экскреция образовавшегося прямого билирубина из гепатоцита в желчные канальцы (оттуда в желчевыводящие пути).

Второй этап проходит с помощью фермента — УДФГТ (уридиндифосфатглюкуронилтрансфераза или, говоря простым языком, глюкуронилтрансфераза).

Попав в двенадцатиперстную кишку в составе желчи, от прямого билирубина отщепляется 2-УДФ-глюкуроновая кислота и образуется мезобилирубин. В конечных отделах тонкого кишечника мезобилирубин под действием микрофлоры восстанавливается до уробилиногена.

20% последнего всасывается через мезентериальные сосуды и попадает снова в печень, где полностью разрушается до пиррольных соединений. А остальная часть уробилиногена в толстом кишечнике восстанавливается до стеркобилиногена.

80% стеркобилиногена выделяется с калом, который под действием воздуха превращается в стеркобилин. А 20% стеркобилиногена всасывается через средние и нижние геморрагические вены в кровоток. Оттуда уже соединение покидает организм в составе мочи и в виде стеркобилина.

В клинической практике почти каждый специалист сталкивался с нарушением процесса обмена билирубина, который проявляется в виде симптома желтухи.

Желтуха — это синдром окрашивания в желтый цвет слизистых оболочек, склер и кожи, в основе которого лежит нарушение обмена билирубина с избыточным содержанием его в крови.

Специалисты выделяют 3 вида желтухи — надпеченочная, печеночная и подпеченочная.

Развивается при заболеваниях, связанных с усиленным гемолизом эритроцитов:

  1. 1. Корпускулярные (гемолиз связан с нарушением структуры и функции самого эритроцита; врожденного и приобретенного характера) — аутоиммунные анемии, талассемия, серповидно-клеточная анемия, микросфероцитоз (болезнь Минсковского-Шоффара), мегалобластные анемии (неэффективный эритропоэз) и др.
  2. 2. Экстракорпускулярные (гемолиз связан с воздействием различных факторов на эритроцит, приводит к его гибели) — переливание несовместимой крови, резус-конфликт матери и плода, вирусные инфекции, сепсис, малярия, краснуха, укусы ядовитых змей, воздействие мышьяка, фосфора, сульфаниламидов и др.
  3. 3. Гемолитические желтухи, обусловленные усиленным внесосудистым гемолизом — рассасывание массивных гематом, инфаркты легких и других внутренних органов, кровоизлияние в брюшную и плевральную полость.

Печень при гемолитической желтухе здорова. Она старается избыток непрямого билирубина, который образуется при усиленном гемолизе, превратить в прямой билирубин и отправить его в кишечник. Поэтому в кале и моче увеличивается количество стеркобилина, в крови повышается количество непрямого билирубина, потому что гепатоциты не успевают его обезвредить.

Кожа принимает лимонно-желтый цвет (пациенты больше бледны, чем желты из-за гибели эритроцитов). Кал становится черного или темно-коричневого цвета (как темный шоколад), а моча приобретает буро-коричневую окраску. Биохимический анализ сыворотки крови, мочи и кала помогает обнаружить изменение концентраций желчных пигментов.

При расшифровке общего анализа крови (ОАК) обнаруживается анемия (уменьшение гемоглобина и эритроцитов), ретикулоцитоз и, возможно, патологические эритроциты (например, микросфероциты), а также другие показатели, указывающие на какой-то определенный вид наследственной гемолитической анемии.

Все зависит от того, где происходит гемолиз эритроцита — внутрисосудисто или внутриклеточно (в селезенке). При внутриклеточном гемолизе обнаруживается увеличение концентрации непрямого билирубина в крови, повышение уровня стеркобилина в моче и кале. При внутрисосудистом гемолизе наблюдается повышение уровня свободного гемоглобина плазмы крови, гемоглобинурия, гемосидеринурия, понижение уровня гаптоглобина в плазме крови.

Такой тип желтухи наблюдается при повреждении или гибели гепатоцитов, в результате чего печень не может участвовать в метаболизме билирубина. Гепатиты (острые и хронические) вирусной или аутоиммунной природы, гепатозы, циррозы печени, лептоспироз, токсические поражения печени (свинец, ртуть, мышьяк, бензол и его производные, ядовитые грибы), лекарственные или алкогольные поражения печени, амилоидоз, саркоидоз, гепатоцеллюрный рак (карцинома) являются причиной этого. Сюда относятся ферментативные нарушения в гепатоците — синдром Жильбера, Ротора, Дабина-Джонсона, Криглера-Найяра.

Печень больна, поэтому можно сделать следующие выводы:

  1. 1. Так как гепатоциты поражены, то они не успевают превратитьнепрямой билирубин в прямой. Повышается уровень НБ в крови.
  2. 2. Уробилиноген не разрушается полностью в печени, попадает в кровоток и мочу, его концентрация увеличивается.
  3. 3. Прямой билирубин эффективно не выводится в кишечник, а начинает попадать в кровь. Наблюдается обратная диффузия ПБ из кишечника в кровь. Концентрация последнего резко увеличивается в крови и он появляется в моче.
  4. 4. Так как прямого билирубина мало в кишечнике, то это значит, что содержание стеркобилина в кале и моче ничтожно.

Кожа принимает шафраново-желтый или красноватый цвет (красновато-желтый). Кал становится светло-коричневого цвета (как молочный шоколад), а моча принимает желто-бурый окрас. Наблюдаются симптомы заболевания, которые привели к поражению печени, и признаки поражения органа. Биохимический анализ сыворотки крови, мочи и кала помогает обнаружить изменение концентраций желчных пигментов.

В основе желтухи лежит обтурация желчевыводящих путей — сдавливание протока опухолью головки поджелудочной железы, увеличенными лимфатическими узлами. Возможен рак желчного пузыря или протоков, опухоль фатерова соска, желчекаменная болезнь (ЖКБ).

Большой вред наносят гельминты (клубок глистов), атрезия или гипоплазия желчных протоков, рубцовые сужения (после операций или перенесенного воспалительного процесса), холангиты (например, первично-склерозирующий холангит).

Так как прямому билирубину не удается попасть в кишечник, он всасывается в кровь, потому что рвутся от повышенного давления желчные капилляры. Повышается концентрация билирубина в крови и моче.

В связи с избытком последнего, активность ферментов по принципу обратной связи снижается и непрямой билирубин не успевает метаболизироваться. Поэтому в крови повышается его концентрация. Так как ПБ не попадает в кишечник, стеркобилина в кале и моче нет.

Кожа пациентов окрашивается в зеленый или темно-оливковый цвет. Кал становится ахоличный (как белый шоколад), а моча приобретает желто-зеленую окраску. Биохимический анализ сыворотки крови, мочи и кала помогает обнаружить изменение концентрации желчных пигментов.

  • истинная обусловлена гипербилирубинемией;
  • ложная — это желтушное прокрашивание кожи в результате приема лекарств (окрихиновая желтуха) или естественных красителей (каротин).

Можно встретить различные характеристики окраски кожи, мочи и кала. Описание при различных видах желтухи носит субъективный характер и может отличаться. При дифференциальной диагностике желтухи первым делом необходимо решить вопрос: истинная желтуха или ложная.

И немного о секретах.

Здоровая печень — залог вашего долголетия. Этот орган выполняет огромное количество жизненно необходимых функций. Если были замечены первые симптомы заболевания желудочно-кишечного тракта или печени, а именно: пожелтение склер глаз, тошнота, редкий или частый стул, вы просто обязаны принять меры.

Желтуха – желтое окрашивание кожи и слизистых оболочек, связанное с накоплением в них билирубина вследствие гипербилирубинемии. Возникновение желтухи всегда связано с нарушением обмена билирубина.

Основной источник билирубина – гемоглобин. Он превращается в билирубин в клетках ретикуло-гистиоцитарной системы, главным образом в печени, селезенке, костном мозге. За сутки распадается примерно 1% эритроцитов и из гемоглобина образуетсямг билирубина. Приблизительно 20% билирубина образуется не из гемоглобина зрелых эритроцитов, а из других гемсодержащих веществ.

Краткая характеристика

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.

Билирубин, с чисто химической точки зрения, представляет из себя твердое кристаллическое вещество. Его температура плавления значительно больше чем у щелочных металлов: 192°. За счет строения кристаллической решетки, вещество практически не растворяется в воде и некоторых органических жидкостях. Это касается практически всех спиртов, глицерина, ацетона.

Хорошую растворимость билирубин имеет в эфире, хлороформе и липидах. Последнее обстоятельство делает его молекулы липофильными. Поэтому они легко способны проникать через мембраны клеток. Кроме того, за счет наличия свободних радикальных остатков карбоновых кислот (R-coo), одна молекула может притягивать 2 протона водорода.

Образование и метаболизм

После распада эритроцита билирубин проходит следующие этапы изменений:

  • Вначале он находится в свободном состоянии (свободный билирубин) и практически не растворим в воде (отсюда название – нерастворимый), образует комплекс с белками и циркулирует в крови. Второе его название – «непрямой билирубин», потому что он не способен давать так называемую прямую реакцию Ван-ден-Берга. Этот вид билирубина обладает выраженной токсичностью для организма и не может выводиться почками.
  • Обезвреживается непрямой билирубин в печеночных клетках, связываясь с глюкуроновой кислотой (конъюгация), и образуя новую форму под названием билирубинглюкуронид. Этот вид билирубина уже способен хорошо растворяться (растворимый), не обладает токсичными свойствами и способен выделяться с желчью в просвет кишечника. Дает прямую реакцию Ван-ден-Берга, поэтому называется «прямым» билирубином.
  • С желчью (экскреция) билирубин попадает в просвет кишечника, там происходит его восстановление в стеркобилиноген. Часть его трансформируется в стеркобелин и выводится с калом (от 50 до 300 мг). Именно этот пигмент окрашивает каловые массы в темный цвет. Основная часть стеркобилиногена всасывается в кровяное русло и попадает в почки, где переходит в уробилиноген, который изменяется в уробилин и выводится с мочой, окрашивая ее в специфический соломенный цвет. Количество уробилина, выделяемого почками составляет примерно 4 мг в стуки.

Непрямой билирубин постоянно переходит в прямую форму.

В крови содержится и оценивается билирубин двух видов:

  • непрямой (свободный, неконъюгированный, нерастворимый) – токсичный. Появляется сразу после распада эритроцитов. В норме его содержание не превышает 17 мкмоль/л;
  • прямой (связанный, конъюгированный, растворимый). Образуется в печение после соединения с глюкуроновой кислотой. Он уже нетоксичен и безвреден для организма. В норме содержится до 2,5 мкмоль/л;

Выделяют также общий билирубин. Норма содержания в крови около 20 мкмоль/л.

Разные патологические состояния могут вызывать повышение общего содержания билирубина – гипербилирубинемию, что сопровождается желтухой. В зависимости от причины болезненного процесса увеличение билирубина происходит за счет его прямой или непрямой фракций.

Важно: в тяжелых случаях цифры билирубина в несколько десятков раз превышают норму, что говорит о необходимости немедленного оказания помощи таким больным.

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.

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.

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.

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.

Единственное вещество из которого возможно образование билирубина — гем. Это комплексное соединение составляет основу гемоглобина, цитохромов и миоглобина. Но большая част билирубина образуется при метаболизме гема эритроцитарного происхождения.

Все эти превращения начинаются после поглощения эритроцитам макрофагами ретикулоэндотелиальной системы. Данные клетки расположены во многих частях организма. Но особенно их много в селезенке. Поэтому, иногда, ее называют «кладбище» эритроцитов.

Так вот, по истечении 3,5−4 месяцев каждая красная кровяная клетка поглощается макрофагом. Это же происходит при повреждениях ее мембраны. После того, как эритроцит попадает в полость макрофага, ферменты последнего начинают активное разрушение: мембрана и органеллы расщепляются на составные молекулы. Это же касается гемоглобина.

Его превращения происходят в несколько этапов:

  1. Под действием фермента гемоксигеназа гемоглобин распадается на гем и аминокислотные остатки. Они переносятся к ретикулярной сети. Здесь из них будут синтезированы белки.
  2. Гем теряет ион железа, 2 водорода и 1 кислород, а его кольцевая молекула размыкается и становится линейной. Теперь данное вещество называется биливердином.
  3. За счет биливердинредуктазы происходит образование билирубина. После этого его молекулы выводятся из макрофагов и попадают в кровь.

Клинико-параклинические признаки наследственных пигментных гепатозов

Обмен пигментов может нарушаться по следующим причинам:

  • невозможность поступления свободной фракции билирубина из крови в клетки печени;
  • снижение перехода (коньюгации) свободного билирубина в билирубинглюкуронид;
  • уменьшение выделения прямого билирубина из печеночных клеток в желчь.

Любой вид нарушений обмена приводит к повышению билирубина в крови. У больных с этой проблемой появляется желтушное окрашивание кожи и склер глаза. В начале желтеет лицо, затем ладони рук, подошвы и вся остальная кожная поверхность. Интенсивность желтухи может зависеть от внешнего вида больных. У полных она менее заметна, а у людей худощавого телосложения проступает более явно.

Но не стоит называть любое изменение окраски кожи желтухой, так как причины изменения цвета кожи бывают разные, например, при употреблении в пищу продуктов с высоким содержанием каротина (морковь). Также, цвет кожи может измениться при болезнях, не связанных с проблемами пигментного обмена (патология щитовидной и поджелудочной железы). Отличительный признак в этом случае – нормальный цвет склер.

Обратите внимание: билирубин способен скапливаться в нервной системе, вызывать отравление (интоксикацию). Также в этом случае нарушается баланс соотношения прямого и непрямого билирубина.

Билирубин — конечный продукт катаболизма порфиринового кольца молекулы гемоглобина, он не содержит ни железа, ни белка. Билирубин формируется в гистиоцитарно-макрофагальной системе. При разрушении гемоглобина и отщеплении от него гема образуется биливердин, который затем восстанавливается в билирубин.

Билирубин транспортируется кровью в печень в несвязанной форме (непрямой, или несвязанный билирубин) и в комплексе с альбумином (прямой, или связанный билирубин). Непрямой (несвязанный) билирубин растворим в липидах. В печени билирубин ферментативно связывается с глюкуроновой кислотой, формируя водорастворимый прямой (связанный) билирубин, который экскретируется клетками печени в желчь, а затем попадает в кишечник.

В кишечнике благодаря бактериальной активности он преобразовывается в уробилиноген, который затем выводится одним из трех путей: 1) непосредственно экскретируется с калом (как стеркобилин); 2) при всасывании из кишечника в кровь, по воротной вене попадает в печень и повторно экскретируется в желчь (энтерогепатическая циркуляция) или 3) в норме в небольших количествах экскретируется с мочой в виде уробилина.

Билирубин представлен красно-желтыми кристаллами. Для выявления его используют реакцию Гмелина, при которой под воздействием концентрированной азотной кислоты билирубин дает сначала зеленое, а затем синее или пурпурное окрашивание.

Нарушение обмена билирубина связано с расстройством его образования и выделения.

Симптомокомплекс, характеризующийся увеличением количества билирубина в крови с накоплением его в тканях и желтушным окрашиванием кожи, склер, слизистых, серозных оболочек и внутренних органов называется желтухой.

Степень желтухи сильно колеблется от внешне едва заметной (желтоватый оттенок кожи и склер) до резко выраженной, когда кожа приобретает интенсивное шафранно-желтое или темно-оливковое окрашивание. Степень желтухи не всегда пропорциональна концентрации билирубина в крови.

—увеличенное образование билирубина;

—уменьшенная экскреция печенью;

—обструкция желчного протока.

Надпеченочная (гемолитическая желтуха) характеризуется повышенным образованием билирубина в связи с увеличенным распадом (гемолизом) эритроцитов. Увеличенное разрушение эритроцитов превышает способность печени связывать билирубин и приводит к накоплению несвязанного билирубина в крови. Это гемобилирубин.

—инфекции (сепсис, малярия, желтая лихорадка, возвратный тиф);

—интоксикации (фосфор, мышьяк, гемолитические яды);

—изоиммунные (гемолитическая болезнь новорожденных) и аутоиммунные (гемобластозы, системные заболевания соединительной ткани) конфликты;

—обширные геморрагические инфаркты в связи с избыточным поступлением билирубина в кровь из очага распада эритроцитов;

—врожденные дефекты эритроцитов (наследственные ферментопатии).

При гемолитической желтухе происходит увеличение печени и селезенки. Билирубин усиленно выделяется кишечником, но не почками, поскольку несвязанный (непрямой) билирубин находится в крови в комплексе с альбумином, липидорастворим, поэтому он не фильтруется клубочками почек и не экскретируется с мочой (ахолурическая желтуха).

Он не оказывает токсического воздействия на почки и другие паренхиматозные органы. Вместе с тем, у новорожденных может развиваться иногда билирубиновая энцефалопатия, при которой несвязанный билирубин накапливается в базальных ядрах мозга. Эта относительно редкая патология возникает только при увеличении концентрации несвязанного билирубина, который является липидорастворимым и может пересечь гематоэнцефалический барьер.

Наиболее частая причина билирубиновой энцефалопатии — тяжелый неонатальный гемолиз, обычно в результате Rh— или АВО-несовместимости крови матери и плода. Внутриклеточное накопление билирубина в мозговых клетках вызывает поражение нейронов и некроз, что может стать причиной смерти в острой стадии. Дети, которые переживают острую стадию, имеют проявления неврологического поражения.

Печеночная (печеночноклеточная, паренхиматозная) желтуха возникает при повреждении гепатоцитов (дистрофии и некрозе их), в результате чего нарушается захват, связываниеи экскреция билирубина, что приводит к увеличению его содержания в крови.

—инфекции (острый и хронический вирусный гепатит — болезнь Боткина, желтая лихорадка, малярия);

—интоксикации (отравления хлороформом, фосфором, мышьяком, СCl4, медикаментами);

—наследственные пигментные гепатозы (ферментопатические печеночные желтухи, возникающие при наследственных пигментных гепатозах, при которых нарушена одна из фаз внутрипеченочного обмена билирубина.

В патогенезе паренхиматозной желтухи главную роль играют нарушение секреции билирубина печенью и повреждение барьера между желчью и кровью, которые развиваются в результате некроза гепатоцитов. Вследствие этого в кровь поступают все составные части желчи — прямой билирубин и желчные кислоты.

При паренхиматозной желтухе обычно уровень содержания в крови и связанного, и несвязанного билирубина увеличены. Связанный, водорастворимый билирубин обычно появляется в моче. Уровень уробилина в моче обычно повышен, потому что дисфункция печени предотвращает нормальный захват и реэкскрецию поглощенного из кишечника уробилиногена. При этом как в почках, так и в других паренхиматозных органах возникают дистрофические изменения, что сопровождается снижением их функции.

Подпеченочная (механическая) желтуха. Ее еще называют обтурационной желтухой. При подпеченочной желтухе происходит обтурация желчных путей, что приводит к накоплению связанного билирубина проксимальнее преграды в желчных путях и печени (холестаз). Связанный билирубин проникает в кровь, вызывая желтуху.

—головки поджелудочной железы;

—Фатерова сосочка двенадцатиперстной кишки;

—метастазы рака другой локализации в перипортальные лимфатические узлы и в печень в области ее ворот,

—лимфогрануломатоз (болезнь Хочкина) или туберкулез с поражением перипоральных лимфоузлов,

—паразитарные заболевания печени (эхинококк, гельминты и др.),

—атрезии (гипоплазии) желчных путей, поствоспалительные и постоперационные стриктуры.

При подпеченочной (механической) желтухе происходит расширение желчных протоков и разрыв желчных капилляров, развивается холемия, которая вызывает не только интенсивную окраску кожи, но и явления общей интоксикации, главным образом от воздействия на организм циркулирующих в крови желчных кислот. В связи с интоксикацией понижается способность крови к свертыванию, появляются множественные кровоизлияния (геморрагический синдром).

Накопление билирубина в клетках печени при обтурационой желтухе приводит к токсическому повреждению — дистрофии, и, при тяжелом поражении, некрозу. Затем в участках некроза развивается фиброз, что может привести к билиарному циррозу и хронической печененочной недостаточности. С аутоинтоксикацией связано поражение почек, развитие печеночно-почечной недостаточности.

Не всякое желтое окрашивание кожных покровов говорит о желтухе в истинном смысле слова. Такое окрашивание может наблюдаться при введении в организм некоторых веществ, например акрихина, пикриновой кислоты. Избыточное употребление каротина придает коже, костям и другим органам желтый оттенок.

При накоплении билирубина в тканях, когда его уровень в крови превышает 27-34 мкмоль/л, появляется желтушная окраска склер и кожи.

Характер билирубина в крови (прямой, непрямой) служит диагностическим признаком отдельных форм желтухи при поражении печени и кровеносной системы.

Количество общего билирубина в крови увеличивается при всех видах желтухи, но за счет разных фракций.

Определение фракций (прямой, непрямой) билирубина имеет значение при дифференциальной диагностике различных видов желтухи.

При гемолитической желтухе концентрация общего билирубина увеличивается за счет резкого увеличения непрямого билирубина при нормальном или незначительно повышенном количестве прямого билирубина.

Это обусловлено попаданием в печень повышенного количества непрямого билирубина, образующегося в результате усиленного гемолиза эритроцитов, которое не успевает перерабатываться клетками печени и остается в крови.

Превращения билирубина

Это важно! Не смотря на свою токсичность, билирубин практически не оказываетсвоего отрицательного действия на клетки организма. Все благодаря его быстрому связыванию с альбуминами. Но насыщенность этой связи ограничена 25 мг на 100 мл.

После выхода из макрофагов билирубин попадает в кровь. Здесь он достаточно быстро связывается с белками крови (альбумины) и переносится ими к печени. Поэтому его определение в крови практически не возможно. К тому же, более 90% этого желчного пигмента образуется при распаде эритроцитов в селезенке. А ее кровоток, как известно, подразумевает тесную связь с печеночными сосудами. Если говорить более кратко, кровь из селезенки практически вся идет к сосудам печени.

Именно в гепатоциты происходит важнейший этап — конъюгация билирубина. Так называется реакция связывания данного пигмента с глюкуроновой кислотой. После чего получается так называемый прямой билирубин. Это вещество уже не обладает токсичными свойствами.

Однако нормальные цифры прямого билирубина не превышают 20−20,5 мкмоль/литр. Так как большая его часть идет в желчные протоки печени. Откуда весь прямой билирубин вместе с желчью попадает в желчный пузырь.

В процессе пищеварения желчь поступает к пищевому комку через большой дуоденальный сосочек. Это происходит в полости двенадцатиперстной кишки. Здесь от билирубина происходит отделение глюкуроновой кислоты и образование уробилиногена. В других отделах кишечника обмен билирубина происходит преимущественно под действием ферментов бактерий.

Часть уробилиногена всасывается из тонкого кишечника. Она составляет так называемую почечную фракцию, так как большая ее часть выводится вместе с мочой. Кстати, именно уробилиноген придает характерный желтый оттенок. Небольшое количество уробилиногена попадает в ретикулярный макрофаги печени, где из него вновь образуется биливердин. И процесс снова повторяется.

Другая часть уробилиногена при попадании в толстый кишечник, подвергаясь действию бактериальных ферментов, становиться стеркобилином и выводиться из организма с калом. Данный пигмент имеет насыщенный коричневый цвет и определяет характер окрашивания кала.

Что значит «повышенный билирубин», чем вызывается это состояние

Какие процессы происходят в организме, почему нормальный обмен вдруг меняется?

Высокий билирубин возникает в случае:

  • Патологических процессов, приводящих к усиленному распаду эритроцитов (гемолизу). Возникает надпеченочная желтуха, или гемолитическая. Этот вид нарушения могут вызвать разные типы малокровия (анемии), инфекционные заболевания, токсические поражения, группа наследственных желтух (синдром Жильбера, Дабина-Джонса, Криглера-Найара, Ротора), прием антибиотиков, гормонов, противовоспалительных препаратов.

Печень не успевает «утилизировать» большие количества непрямого билирубина и переводить его в прямой. Избыточное количество непрямого билирубина скапливается в крови. Увеличивается содержание уробилина в моче, стеркобилина в кале.

  • Инфекционных воспалений печени (гепатитов), цирротических процессов, вызывающих повреждение клеток печени (гепатоцитов). В этих случаях развивается печеночно-клеточнаяжелтуха. В поврежденных клетках печени непрямой билирубин не переходит в прямой. Повышенная мембранная проницаемость гепатоцитов способствует выходу в кровь непрямого и прямого билирубина. Стеркобилин в кале уменьшается, поэтому цвет испрожнений становится светлым. Также в результате недостаточности фермента, превращающего непрямой билирубин в прямой наблюдается повышение общего билирубина в крови за счет непрямой фракции. В моче увеличивается содержание билирубина и уробилина.
  • Застойных явлений в желчных проходах, при нарушении нормального оттока вследствие закупорки протока камнями, опухолью, из-за отека при воспалении. Желчные сосуды при этом набухают, увеличивается их проницаемость, и прямой билирубин выходит прямо в кровь, возникает механическая желтуха.
  • Недостаточного поступления в организм цианокобаламина (витамина В12);

Процесс обмена билирубина

За сутки у человека распадается около 9 г гемопротеинов, в основном это гемоглобин эритроцитов. Эритроциты живутдней, после чего лизируются в кровеносном русле или в селезенке.

При разрушении эритроцитов в кровяном русле высвобождаемый гемоглобин образует комплекс с белком-переносчиком гаптоглобином (фракция α2-глобулинов крови) и переносится в клетки ретикуло-эндотелиальной системы (РЭС) селезенки (главным образом), 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.

Билирубин образуется из гема, который содержится в организме в виде простетической группы гемопротеинов и лишь в незначительном количестве – в свободной форме. Из всех гемопротеинов наиболее значимым источником билирубина является гемоглобин, который освобождается при распаде зрелых эритроцитов (70-80% билирубина образуется этим путем).

Остальная часть билирубина образуется (приблизительно в равной мере) из гемоглобина незрелых, преждевременно разрушающихся эритроцитов и их предшественников в костном мозге и из гемсодержащих ферментов (цитохрома, каталазы и др.) в печени. Доля билирубина, источником которого служит свободный гем, минимальна.

Количество билирубина, ежедневно образующегося у взрослых, составляет 250 – 400 мг.

Образование билирубина из гема происходит в два этапа. Вначале тетрапиррольное кольцо гема расщепляется в определенном месте (а-метеновый мостик между кольцами А и D) с помощью фермента гемоксигеназы. При этом освобождаются железо и монооксид углерода. В результате указанной реакции в качестве промежуточного продукта образуется биливердин.

На втором этапе биливердин восстанавливается в билирубин с помощью фермента биливердинредуктазы. Ферменты, способствующие превращению гема в билирубин, обнаруживаются в различных типах клеток и в различных органах. В печени способностью образовывать билирубин обладают гепатоциты и купферовские клетки. Вне печени высокая активность ферментов для синтеза билирубина обнаруживается в клетках мононуклеарной фагоцитарной системы (МФС) селезенки.

Билирубин, образовавшийся вне печени, циркулирует в крови в нековалентной связи с альбумином. Это препятствует обратной диффузии билирубина в ткани и, возможно, способствует его целенаправлен ному поступлению в печень. Способность альбумина связывать билирубин нарушается при концентрации билирубина более 68-86 мкмоль/л (

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Дерматология
Adblock
detector