Билирубин образуется при распаде старых эритроцитов в
ретикулоэндотелиальной системе. Освобождающийся при этом из
гемоглобина гем разлагается. Железо реутилизируется, а из
тетрапиррольного кольца путем комплекса сложных окислительно-
восстановительных реакций образуется билирубин. Другими его
источниками являются миоглобин, цитохромы. Этот процесс происходит в
клетках РЭС, в основном в печени, селезенке, костном мозге, которые
выделяют в кровь свободный или непрямой билирубин, нерастворимый в
воде. За сутки распадается около 1% эритроцитов и образуется 100-250
мг билирубина, 5-20% его образуется из незрелых, преждевременно
разрушенных эритроцитов
.Это так называемый ранний (шунтовой)
билирубин
.
Значительно, от 30 до 80% увеличивается доля раннего билирубина
при заболеваниях и поражениях с неэффективным эритропоэзом. Это
свинцовое отравление, железодефицитная анемия, пернициозная анемия,
талассемия, эритропоэтическая порфирия, сидеробластическая анемия.
При этих заболеваниях имеет место увеличенная экскреция уробилина
с калом, вследствие увеличенного общего оборота желчных пигментов, без
укорочения жизни эритроцитов периферической крови. Кроме того ранний
билирубин образуется из неэритроцитарного гема, источником которого
служат, печеночные протеиды (миоглобин, каталаза, триптофанпирролаза
печени). Транспортируется прямой билирубин в связанной с альбумином
форме.
Обмен билирубина,
В обмене билирубина печень выполняет 3
функции: захват (клиренс) гепатоцитом из крови синусоида билирубина;
связывание билирубина с глюкуроновой кислотой (конъюгация); выделение
связанного (прямого) билирубина из печеночной клетки в желчные
капилляры (экскреция).
Рис. 7. Схема транспорта билирубина
в печеночной клетке.
А - разрушенные эритроциты; Б -
ранний билирубин; В - свободный (непрямой)
билирубин. 1 - синусоид; 2 - гладкая
эндоплазматическая сеть; 3 - ядро; 4 -
пластинчатый комплекс; 5 - желчный каналец;
6 ~ кишка; 7 - цитоплазматические протеины.
Непрямой (свободный) билирубин
(рис.7) отделяется от альбумина в
Цитоплазменной мембране, внутриклеточные
протеины (V и Z) захватывают билирубин.
Печеночная мембрана активно участвует в
захвате билирубина из плазмы. Затем непрямой билирубин в клетке
переносится в мембраны гладкой эндоплазматической сети, где билирубин
связывается с глюкуроновой кислотой. Катализатором этой реакции является
специфический для билирубина фермент уридилдифосфат (УДФ) -
глюкуронилтрансферраза. Соединение билирубина с глюкуроновой кислотой
делает его рстворимым в воде, что обеспечивает переход его в желчь,
фильтрацию в почках и быструю (прямую) реакцию с диазореактивом,
почему и называется прямым (связанным) билирубином.
Транспорт билирубина.
Выделение билирубина в желчь - это
конечный этап обмена билирубина в гепатоцитах. Печень ежедневно
выделяет до 300 мг билирубина и способна вылелить пигмента в 10 раз
больше, чем его образуется, т.е. в норме имеется значительный
функциональный резерв для экскреции билирубина. При
ненарушенном
связывании переход билирубина из печени в желчь зависит от скорости
секреции желчи. Он переходит в желчь на билиарном полюсе гепатоцита с
помощью цитоплазматических мембран, лизосом и пластинчатого
комплекса. Связанный билирубин в желчи образует макромолекулярный
сложнй коллоидный раствор (мицеллу) с холестерином, фосфолипидами
и солями желчных кислот.С
желчью билирубин попадает в тонкий
кишечник. Кишечные бактерии восстанавливают его с образованием
бесцветного уробилиногена.
Из тонкого кишечника часть уробилиногена
всасывается и попадает в воротную вену и вновь поступает в печень
(кишечно-печеночная циркуляция уробилиногена)
.В печени пигмент
полностью расщепляется.
Печень поглощает его не полностью, и небольшое количество
уробилиногена попадает в системную циркуляцию и выводится с мочой.
Большая часть образующегося в
кишечнике уробилиногена окисляется в
прямой кишке до коричневого пигмента уробилина, который экскретируется
с фекалиями.
Пигментный обмен - это совокупность процессов образования, превращения и распада в живых организмах окрашенных органических веществ сложного химического строения - пигментов. Важнейшие пигменты - , хромопротеиды, меланины, каротиноиды, флавоны (см.) и др. Такие хромопротеиды, как гемоглобин (см.), миоглобин, каталаза, цитохромы (см. ), в качестве простетической (т. е. небелковой) группы содержат железопорфириновый комплекс (гем). Образование гемоглобина происходит в гемопоэтических клетках костного мозга; миоглобин образуется, по-видимому, внутри мышечных волокон, а цитохромы и каталаза непосредственно в содержащих их тканях. При биосинтезе порфиринсодержащих пигментов сначала происходит синтез протопорфирина (из янтарной кислоты и глицина), в который затем включается железа, и в результате образуется гем. После присоединения к нему соответствующего белка завершается синтез того или иного хромопротеида. В процессе биологического распада порфириновых белковых пигментов высвобождаются железо и белок, а протопорфирин превращается в желчные пигменты (см.). Билирубин (см.) в кишечнике превращается в (см.) и (см.), которые выводятся из организма в составе . Биливердин выделяется в неизмененном виде. Часть желчных пигментов выделяется с мочой.
Среди других пигментов важное место занимают пигменты кожи и волос - меланины, образующиеся из фенилаланина и тирозина, а также каротиноиды. Из β-каротина в стенке кишечника образуется витамин А, который в сетчатке глаза превращается в ретинин, и далее, соединяясь с белком, в (см.) - вещество, участвующее в фотохимических реакциях сетчатки.
В цепи реакций биосинтеза и превращений пигментов могут возникнуть патологические нарушения, ведущие к тяжелым заболеваниям. Так, при блокировании некоторых стадий биосинтеза порфириновых пигментов наступает , сопровождаемая анемией (резкое уменьшение образования гемоглобина) и (выделение с мочой промежуточных продуктов пигментного обмена). Во всех случаях гемолиза усиливается распад гемоглобина. Под влиянием некоторых ядов (например, цианида, окиси углерода) может происходить окисление гемоглобина с образованием метгемоглобина. Следствием глубокого нарушения синтеза гемоглобина является образование различных форм патологически измененных гемоглобинов (возникающих при ряде наследственных заболеваний).
Пигментный обмен - совокупность процессов образования, превращения и распада пигментов (см.) в живых организмах.
Биосинтез гемоглобина и родственных ему пигментов. Образование гемоглобина происходит в процессе созревания гемопоэтических клеток костного мозга, в то время как миоглобин образуется, по-видимому, внутри мышечных волокон, а цитохромы и цитохромоксидаза - непосредственно в содержащих их тканях, причем концентрация цитохромов в различных тканях одного и того же животного пропорциональна интенсивности дыхания данной ткани и в некоторой степени зависит от особенностей питания организма.
В процессе биосинтеза гемоглобина и миоглобина происходит образование тетрапиррольного кольца протопорфирина (см. Порфирины), включение в него железа и последующее соединение образовавшегося железопорфиринового комплекса (гема) с белком - глобином. В животном организме кольцо протопорфирина IX (тип III) образуется из уксусной кислоты и глицина. Уксусная кислота, включаясь в цикл трикарбоновых кислот (см. Окисление биологическое), превращается в янтарную кислоту, которая при участии кофермента А (см. Ферменты) конденсируется с α-углеродным атомом глицина и превращается в α-амино-β-кетоадипиновую кислоту. Эта кислота, теряя карбоксильную группу, переходит в α-аминолевулиновую кислоту; две молекулы этой кислоты в результате конденсации образуют циклическое соединение - порфобилиноген. Порфобилиноген является прямым предшественником пирроловых колец молекулы порфирина.
Из молекул порфобилиногена синтезируется затем тетрапиррольное кольцо порфиринов. Общим предшественником порфиринов является вещество, получившее название порфириногена. Порфириноген и другие промежуточные соединения подобного типа в процессе биосинтеза гемоглобина быстро возникают и так же быстро исчезают, превращаясь в протопорфирин III, из которого образуется гем - простетическая группа ряда хромопротеидов. При превращении порфириногена в порфирины образуются в основном протопорфирин III и только в небольшом количестве порфирин I, который не используется в организме и выделяется из него в виде копропорфирина I. Количество протопорфирина III, образующегося за сутки в организме, равно около 300 мг, суточное же выделение этого вещества в виде копропорфирина III составляет всего 0,1 мг. Таким образом, почти весь синтезирующийся протопорфирин III идет на построение гемоглобина, миоглобина и других хромопротеидов.
Синтезированный в животном организме протопорфирин III, присоединяя железо, превращается в гем. Этот железопорфириновый комплекс не является веществом, специфичным для определенного пигмента, поскольку он входит в состав ряда сложных белков, например гемоглобина, миоглобина и др. Гем в дальнейшем соединяется со специфическими протеинами, превращаясь в молекулы гемоглобина, миоглобина, цитохрома с и др. Во время синтеза цитохрома с происходит восстановление винильных групп протопорфирина в этильные группы. Таким образом, образование различных хромопротеидов зависит от того, какой из специфических белков находится в тех клетках, в которых происходит синтез данного пигмента. В организме человека и высших позвоночных животных осуществляется синтез только железопорфирина. В процессе биосинтеза гемоглобина и других близких ему пигментов используется железо как освобождающееся при распаде эритроцитов, так и поступающее с пищей. Включение железа в эритроциты происходит только в момент их образования. Недостаток железа в организме приводит к уменьшению синтеза гемоглобина, но не влияет на процессы образования цитохрома с, миоглобина и каталазы. Для синтеза белковой части хромопротеидов тканей и крови используются также аминокислоты, освобождающиеся в процессе разрушения соответствующих глобинов.
Скорость биосинтеза различных хромопротеидов неодинакова. Образование миоглобина и цитохрома с происходит более медленно, чем синтез гемоглобина.
Распад гемоглобина и близких ему пигментов. В процессе биологического распада гемоглобина происходит высвобождение железа и глобина, которые используются для синтеза новых молекул пигмента крови. Протопорфирин же превращается в желчные пигменты (см.). Все эти реакции протекают в купферовских клетках печени и фагоцитарных клетках ретикулоэндотелиальной системы, но их последовательность еще недостаточно выяснена. В начале разрушения гемоглобина и миоглобина образуются зеленые пигменты - вердогемоглобины. При превращении пигментов мышц и крови в вердогемоглобины происходит раскрытие кольца протопорфирина (сохраняющего свои связи с железом и глобином) в результате разрыва α-метинового мостика с одновременным окислением первого и второго колец пиррола. Вердогемоглобин, теряя железо и глобин, превращается в желчные пигменты: вначале образуется биливердин, который затем под влиянием клеточных дегидраз восстанавливается и превращается в билирубин. Основным источником желчных пигментов является простетическая группа гемоглобина, а затем и миоглобина. В желчные пигменты, по-видимому, превращаются простетические группы цитохрома с и каталазы; однако в результате их распада образуется только 5% общего количества пигментов желчи. Предполагают, что некоторое количество желчных пигментов может возникать непосредственно из протопорфирина III, а возможно, и из гема до использования этих веществ в биосинтезе гемоглобина. Часть разрушающихся пигментов мышц и крови может превращаться и в копропорфирин III.
Желчные пигменты, образующиеся в клетках ретикулоэндотелиальной системы, поступают в кровь в виде билирубина. В крови билирубин соединяется с альбуминами сыворотки и превращается в билирубин-белковый комплекс, который захватывается печенью. Из печени биливердин и свободный билирубин выделяются в желчный пузырь, а оттуда - в кишечник.
В кишечнике билирубин под влиянием кишечных бактерий восстанавливается в уробилиноген и стеркобилиноген, бесцветные формы (лейкосоединения) пигментов мочи и кала. Из этих лейкосоединений при окислении образуются уробилин и стеркобилин.
Основная масса уробилиногена и стеркобилиногена выделяется из организма через кишечник, но некоторая часть всасывается, попадает в печень, где превращается в билирубин, частично поступает в кровь и выделяется почками вместе с мочой в виде уробилина и стеркобилина (так называемый общий уробилин мочи, количество которого колеблется обычно в пределах 0,2-2 мг в сутки и в норме не превышает 4 мг). В противоположность билирубину, биливердин в кишечнике не подвергается воздействию микрофлоры и выделяется из организма в неизмененном виде. Некоторая часть билирубина может окисляться и превращаться в биливердин.
Наряду с образованием желчных пигментов (тетрапирролов с открытой цепью), являющихся главными конечными продуктами гемоглобина и других хромопротеидов, в печени может происходить и более глубокий распад гема и билирубина с образованием дипиррольных соединений - пропентдиопента и билифусцина. Билифусцин в кишечнике подвергается восстановлению и, соединяясь затем с белком, превращается в коричневый пигмент - миобилин. Пропентдиопент и миобилин обнаруживаются в моче и фекальных массах.
Обмен некоторых других пигментов. Темно-коричневые и черные
пигменты - меланины (см.) - образуются в организме из фенилаланина и тирозина под влиянием тирозиназы, причем вначале фенилаланин окисляется в тирозин. Хотя лишь небольшое количество свободного тирозина клеток превращается в меланины, этот процесс играет основную роль в образовании пигментов кожи и волос. Тирозин, окисляясь, переходит в 3,4-ди-оксифенилаланин, который под влиянием специального фермента диоксифенилаланин-оксидазы (ДОФА-оксидаза) распадается, причем из образующихся продуктов распада затем возникают меланины. Образование меланинов может происходить также из таких веществ, как красно-желтый пигмент ксантоматин и 3-оксикинуренин - продукт обмена триптофана. Пигменты каротиноидной природы не имеют существенного значения для процесса образования меланинов.
Из разнообразных превращений в живых организмах каротиноидов (см.) особого внимания заслуживает переход каротина в витамин А. Доказано, что витамин А (см.) образуется в основном из (5-каротина в стенке кишечника, а не в печени, как это предполагалось раньше. Однако нет еще достаточных оснований для того, чтобы полностью отрицать роль печени в этом важном процессе. В стенке кишечника под влиянием, по-видимому, фермента каротиназы происходит расщепление молекул β-каротина, поступающего в организм вместе с пищей. При этом вначале β-каротин подвергается окислительному расщеплению с образованием альдегида витамина А - ретинина, который затем быстро превращается в витамин А. Образовавшийся витамин А поступает в кровь, в значительных количествах накапливается в печени и частично задерживается рядом других органов и тканей.
В сетчатке глаза витамин А может обратимо превращаться в ретинин, при соединении которого с белком опсином образуется родопсин (см.), или зрительный пурпур, являющийся фотохимическим сенсибилизатором.
Патология пигментного обмена. При различных заболеваниях у человека могут возникать разные нарушения в обмене гемоглобина. Ярким проявлением расстройств в биосинтетических реакциях являются порфирии, при которых в результате недостаточности соответствующих ферментных систем блокируются те или иные этапы биосинтеза протопорфирина III и гема. Наглядное представление о месте метаболических повреждений в течении синтетических реакций при этой врожденной патологии порфиринового обмена дает схема (см. ниже).
Схема метаболических повреждений в цепи реакций, приводящих к образованию гема при порфириях.
При острой порфирии нарушается превращение порфобилиногена в порфириноген. Вследствие этого в начале приступа с мочой выделяются красный пигмент порфобилин и его бесцветная форма - порфобилиноген, который при стоянии спонтанно превращается в порфобилин. Кроме того, из организма выводятся небольшие количества уро- и копропорфиринов I и III типов в виде цинковых соединений. Врожденная порфирия характеризуется усилением продукции уро- и копропорфиринов I типа. Кости и зубы у больных становятся красными или коричневыми из-за отложения в них порфиринов. В моче присутствуют свободные уро- и копропорфирины I и следы протопорфирина III, а в фекальных массах - копропорфирин I. В случае кожной формы порфирии в период ремиссий из организма выводится почками и через кишечник около 20% всего нормально образующегося в нем протопорфирина. Во время приступа порфирины выделяются только с мочой в виде уро- и копропорфиринов I и III типов.
Порфиринурии наблюдаются и при некоторых других заболеваниях как следствие увеличения в организме количества свободных порфиринов, являющихся побочными продуктами при биосинтезе гема. Так, при апластической анемии и полиомиелите преобладает выделение копропорфирина III, в то время как в случаях пернициозной анемии, лейкемии, гемофилии, инфекционного гепатита и некоторых других заболеваний в основном выделяется копропорфирин I.
Патологические изменения в обмене гемоглобина имеют место и при анемиях (см.). Так, например, железодефицитные анемии характеризуются резким уменьшением образования гемоглобина вследствие истощения депо железа в организме, дефицита железа в костном мозге и т. п. При пернициозной анемии образование гемоглобина замедлено, часть незрелых эритроцитов разрушается в костном мозге, что приводит к повышению содержания желчных пигментов и билирубинурии. В моче постоянно обнаруживаются уробилин (стеркобилин), а в кале повышается содержание стеркобилина (уробилина).
Усиление распада гемоглобина наблюдается во всех случаях гемолиза (см.), в результате которого освобождается значительное количество гемоглобина, возникают гемоглобинемия, гемоглобинурия (см.), увеличивается образование желчных пигментов и превращение их в пигменты мочи и кала.
Под влиянием некоторых ядовитых веществ в крови может происходить окисление гемоглобина с образованием коричневого пигмента - метгемоглобина. В случаях тяжелых отравлений метгемоглобин выделяется с мочой. При этом возможно отложение метгемоглобина и продукта его распада - гематина - в почечных канальцах, что влечет за собой нарушение фильтрационной способности почек и развитие уремии (см.).
Нарушение обмена миоглобина встречается при ряде заболеваний, сопровождающихся выходом миоглобина из мышц и выделением его с мочой. Эти еще малоизученные заболевания объединены под общим названием миоглобинурии. Они встречаются у животных (паралитическая миоглобинурия лошадей, беломышечная болезнь), реже у человека. При миоглобинуриях наблюдается ненормальная мобилизация миоглобина, потеря красными мышцами обычной окраски, атрофические или дегенеративные изменения в мышечной ткани. Миоглобинурия у человека возникает в результате травматических повреждений мышц, после длительных маршей, большого физического напряжения, при некоторых формах мышечной дистрофии и т. п.
Глубокие нарушения в синтезе гемоглобина, носящие не только количественный, но и качественный характер, наблюдаются при серповидноклеточной анемии (см.).
У лиц, страдающих этим заболеванием, синтезируется особый вид гемоглобина - гемоглобин S, аминокислотный состав которого отличается от обычного гемоглобина только в отношении одной аминокислоты (в гемоглобине S вместо молекулы глютаминовой кислоты, стоящей в полипептидной цепи, находится аминокислота валин). Это небольшое различие в структуре резко отражается на свойствах гемоглобина S, который плохо растворим в воде и выпадает внутри эритроцитов в виде кристаллов, благодаря чему эритроциты принимают серповидную форму.
В процессе физиологического распада тирозина происходят его дезаминирование и дальнейшее окисление с образованием в качестве промежуточного продукта распада гомогентизиновой кислоты. При алкаптонурии нарушается окисление гомогентизиновой кислоты; она выделяется почками и при щелочной реакции мочи превращается в коричнево-черный меланиноподобный пигмент, строение которого еще не установлено.
См. также Азотистый обмен, Кровь, Обмен веществ и анергии.
Пигментный обмен
Под пигментным обменом подразумевают обычно все процессы образования, превращения и распада пигмента крови (гемоглобина), точнее его пигментной небелковой части, и главного деривата этого пигмента- желчного пигмента (билирубина). В настоящее время однако известны и другие пигменты, которые по хим. составу по – видимому, близки НЬ - это-НЬ мышц, цитохромы, дыхательный фермент Варбурга (Warburg) и другие еще весьма мало изученные пигменты. Отделить процессы образования, превращения и распада этих пигментов от процессов обмена НЬ пока невозможно. В более широком смысле под П..о. можно подразумевать процессы образования, превращения и распада всех пигментов организма, т. е. как вышеперечисленных пигментов, группы НЬ, так и всех других пигментов- меланина, липохромов и т. д.
ФИЗИОЛОГИЯ ОБМЕНА БИЛИРУБИНА
Процесс превращения свободного (непрямого) билирубина, образующегося при разрушении эритроцитов и распаде гемоглобина в органах ретикулоэндотелиальной системы (РЭС), в билирубин-диглюкуронид (связанный, или прямой билирубин) в печеночной клетке (рис. 1) осуществляется в три этапа (на рисунке обозначены римскими цифрами):
Рис. 1. Процессы обезвреживания свободного (непрямого) билирубина и мезобилиногена (уробилиногена) в печеночной клетке.
Бн - свободный (непрямой) билирубин; Б-Г - билирубин-глюкуронид (связанный, или прямой билирубин); Мбг - мезобилиноген (уробилиноген).
Римскими цифрами обозначены этапы обезвреживания
1. I этап - захват билирубина (Б) печеночной клеткой после отщепления альбумина;
2. II этап - образование водорастворимого комплекса билирубин-диглюкуронида (Б-Г);
3. III этап - выделение образовавшегося связанного (прямого) билирубина (Б-Г) из печеночной клетки в желчные канальцы (проточки).
Дальнейший метаболизм билирубина связан с поступлением его в желчные пути и кишечник. В нижних отделах желчевыводящих путей и кишечнике под воздействием микробной флоры происходит постепенное восстановление связанного билирубина до уробилиногена. Часть уробилиногена (мезобилиноген) всасывается в кишечнике и по системе воротной вены вновь попадает в печень, где в норме происходит практически полное его разрушение (см. рис. 1). Другая часть уробилиногена (стеркобилиноген) всасывается в кровь в геморроидальных венах, попадая в общий кровоток и выделяясь почками с мочой в незначительных количествах в виде уробилина, который часто не выявляется клиническими лабораторными методами. Наконец, третья часть уробилиногена превращается в стеркобилин и выделяется с калом, обусловливая его характерную темно-коричневую окраску.
Методы определения билирубина и его метаболитов
Определение билирубина в сыворотке крови
В клинической практике используются различные методы определения билирубина и его фракций в сыворотке крови.
Наиболее распространенным из них является биохимический метод Ендрассика-Грофа . Он основан на взаимодействии билирубина с диазотированной сульфаниловой кислотой с образованием азопигментов. При этом связанный билирубин (билирубин-глюкуронид) дает быструю («прямую») реакцию с диазореактивом, тогда как реакция свободного (не связанного с глюкуронидом) билирубина протекает значтельно медленнее. Для ее ускорения применяют различные вещества–акселераторы, например кофеин (метод Ендрассика-Клеггорна-Грофа), которые освобождают билирубин из белковых комплексов («непрямая» реакция). В результате взаимодействия с диазотированной сульфаниловой кислотой билирубин образует окрашенные соединения. Измерения проводят на фотометре.
ХОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ
В 3 пробирки (2 опытные пробы и холостая) вводят реактивы, как указано в таблице. Диазореакция
Для определения связанного билирубина измерение проводят спустя 5-10 мин после добавления диазосмеси, так как при длительном стоянии в реакцию вступает несвязанный билирубин. Для определения общего билирубина пробу для развития окраски оставляют стоять 20 мин, после чего измеряют на фотометре. При дальнейшем стоянии окраска не изменяется. Измерение проводят при длине волны 500-560 нм (зеленый светофильтр) в кювете с толщиной слоя в 0,5 см против воды. Из показателей, полученных при измерении общего и связанного билирубина, вычитают показатель холостой пробы. Расчет производят по калибровочному графику. Находят содержание общего и связанного билирубина.Метод Ендрассика, Клеггорна и Грофа прост, удобен в практике, не связан с применением дефицитных реактивов и является наиболее приемлемым для практических лабораторий.Определение рекомендуется приводить сразу же после забора проб, чтобы избежать окисления билирубина на свету. Гемолиз сыворотки снижает количество билирубина пропорционально присутствию гемоглобина. Следовательно, сыворотка крови не должна быть гемолизирована.
Ряд веществ - гидрокортизон, андрогены, эритромицин, глюкокортикоиды, фенобарбитал, аскорбиновая кислота - вызывают интерференцию.
Постоение калибровочного графика при методе ендрассика.
Способ I - Шелонга-Вендес использованием стабилизирующего свойства белка сыворотки крови. Основной раствор билирубина: в колбе вместимостью 50 мл растворяют 40 мг билирубина в 30-35 мл 0,1 моль/л раствора карбоната натрия Na 2 CO 3 . Хорошо взбалтывают, не допуская образования пузырьков. Доводят до 50 мл 0,1 моль/л раствором Nа 2 СО 3 и несколько раз перемешивают. Раствор стоек только в течение 10 мин от начала приготовления. В дальнейшем происходит окисление билирубина. Рабочий раствор билирубина: к 13,9 мл свежей негемолизированной сыворотки здорового человека добавляют 2 мл свежеприготовленного основного раствора билирубина и 0,1 мл 4 моль/л раствора уксусной кислоты. Хорошо перемешивают. При этом выделяются пузырьки углекислого газа. Рабочий раствор стоек в течение нескольких дней. Этот раствор содержит точно на 100 мг/л, или 171 мкмоль/л, билирубина больше, чем сыворотка, взятая для приготовления раствора. Чтобы исключить при расчетах количество билирубина, содержащегося в этой сыворотке, при измерении на фотометре из величин экстинкции калибровочных проб вычитают величины экстинкции соответствующих разведений компенсационной жидкости. Для приготовления компенсационной жидкости смешивают 13,9 мл той же сыворотки, которая использовалась для приготовления калибровочного раствора билирубина, 2 мл 0,1 моль/л раствора карбоната натрия и 0,1 мл 4 моль/л раствора уксусной кислоты. Для построения калибровочного графика готовят ряд разведений с различным содержанием билирубина. К полученным разведениям прибавляют по 1,75 мл кофеинового реактива и по 0,25 мл диазосмеси. При появлении помутнения можно добавить по 3 капли 30%-ного раствора едкого натра. Измерение проводят при тех же условиях, что и в опытных пробах, через 20 мин. Из компенсационной жидкости готовят разведения, аналогичные калибровочным (как указано ниже), и далее обрабатывают их так же, как калибровочные пробы.
Таблица. Определение связанного билирубина
· Способ второй – выстраивать калибровочный график по готовому набору реактивов.(Например, набор Билирубин –эталон фирмы Лахема, включающий в себя билирубин лиофилизированный (точная концентрация билирубина приведена на этикетке флакона); и альбумин лиофилизированный.)
Определение билирубина в сыворотке крови прямым фотометрическим методом
Определение общего билирубина прямым фотометрическим методом чрезвычайно просто, удобно, не требует венепункции (исследуется капиллярная кровь), может повторяться неоднократно в течение суток. Недостатком метода является невозможность определить фракции билирубина, меньшая точность при выраженном гемолизе.
Несмотря на то, что при этом определяется только общий билирубин, этот подход представляет значительный интерес в неонатологии, так как у новорожденных детей преобладает одна производная билирубина, практически равная концентрации общего билирубина. Билирубин представляет собой пигмент с ярко выраженной желтой окраской. Его спектральная кривая поглощения имеет максимум на длине волны 460 нм (синяя область спектра). Измеряя поглощение на этой длине волны можно было бы определить концентрацию общего билирубина в крови. Однако ряд факторов усложняют такое измерение. Билирубин является сильным поглотителем и поэтому оптимальная для построения фотометра плотность 0,3-0,5 Б оптической плотности достигается в кювете с длиной оптического пути примерно 250 микрометров (0,25 мм).
Изготовить такую кювету непросто. Кроме того, фотометрирование непосредственно крови усложняется присутствием форменных элементов крови, рассеянием света на них, а также интерференцией билирубина с гемоглобином, который частично поглощает свет в синей области спектра. Поэтому для фотометрирования необходимо, во-первых, получить образцы плазмы крови, а, во-вторых, нужно исключить влияние гемоглобина, присутствующего в небольшом количестве в плазме. Плазму для фотометрирования получают на лабораторных центрифугах в гепаринизированных гематокритных капиллярах.
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.
- 1. Происходит захват гепатоцитом (клетка печени) непрямого билирубина после отщепления от альбумина.
- 2. Затем протекает конъюгация НБ с превращением в билирубин-глюкуронид (прямой или связанный билирубин).
- 3. И в самом конце экскреция образовавшегося прямого билирубина из гепатоцита в желчные канальцы (оттуда в желчевыводящие пути).
- 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. 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. Гемолитические желтухи, обусловленные усиленным внесосудистым гемолизом - рассасывание массивных гематом, инфаркты легких и других внутренних органов, кровоизлияние в брюшную и плевральную полость.
- 1. Так как гепатоциты поражены, то они не успевают превратитьнепрямой билирубин в прямой. Повышается уровень НБ в крови.
- 2. Уробилиноген не разрушается полностью в печени, попадает в кровоток и мочу, его концентрация увеличивается.
- 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. Так как прямого билирубина мало в кишечнике, то это значит, что содержание стеркобилина в кале и моче ничтожно.
- истинная обусловлена гипербилирубинемией;
- ложная - это желтушное прокрашивание кожи в результате приема лекарств (окрихиновая желтуха) или естественных красителей (каротин).
Показать всё
Нормальный обмен билирубина
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 около 250-400 мг 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:
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.
Сравнительная характеристика непрямого и прямого билирубина:
Обтурационная желтуха
Обмен билирубина при различных патологических состояниях
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.
Надпеченочная (гемолитическая) желтуха
Развивается при заболеваниях, связанных с усиленным гемолизом эритроцитов:
Характеристика желтухи
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.
Печеночная (паренхиматозная) желтуха
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:
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.
Подпеченочная (механическая, обтурационная) желтуха
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.
Желтуха бывает:
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.
Loading...