Výmena bilirubínu

Bilirubín je konečným produktom rozpadu heme. Hlavná časť (80-85%) bilirubínu je tvorená hemoglobínom a len malou časťou z iných proteínov obsahujúcich hem, napríklad cytochróm P450. Tvorba bilirubínu sa vyskytuje v bunkách retikuloendotelového systému. Približne 300 mg bilirubínu sa tvorí denne.

Konverzia hemu na bilirubín sa uskutočňuje za účasti mikrozomálneho enzýmu hemoxygenázy, pre ktorý sa požaduje kyslík a NADPH. Štiepenie porfyrínového kruhu prebieha selektívne v metánovej skupine v polohe a. Atóm uhlíka, ktorý je súčasťou mostíka metánu, je oxidovaný na oxid uhoľnatý a namiesto mostíka sa vytvárajú dve dvojité väzby s molekulami kyslíka prichádzajúcimi zvonku. Výsledný lineárny tetrapyrol je štruktúra IX-alfa-biliverdínu. Ďalej je konvertovaná biliverdin reduktázou, cytosolickým enzýmom, na IX-alfa-bilirubín. Lineárny tetrapyrrol tejto štruktúry sa musí rozpustiť vo vode, zatiaľ čo bilirubín je látka rozpustná v tukoch. Rozpustnosť v lipidoch je určená štruktúrou IX-alfa-bilirubínu - prítomnosťou 6 stabilných intramolekulárnych vodíkových väzieb. Tieto väzby môžu byť zničené alkoholom v diazoreakcii (Van den Berg), v ktorej sa nekonjugovaný (nepriamy) bilirubín premení na konjugovaný (priamy) bilirubín. In vivo sú stabilné vodíkové väzby zničené esterifikáciou kyselinou glukurónovou.

Asi 20% cirkulujúceho bilirubínu sa tvorí nie z hemu zrelých erytrocytov, ale z iných zdrojov. Malé množstvo pochádza z nezrelých buniek sleziny a kostnej drene. Pri hemolýze sa toto množstvo zvyšuje. Zvyšok bilirubínu sa tvorí v pečeni z proteínov obsahujúcich hem, napríklad myoglobínu, cytochrómov a iných neidentifikovaných zdrojov. Táto frakcia sa zvyšuje s pernicióznou anémiou, erytropoietickým uroporfyrínom a Kriegler-Nayyarovým syndrómom.

Transport a konjugácia bilirubínu v pečeni

Nekonjugovaný bilirubín v plazme je pevne viazaný na albumín. Iba veľmi malá časť bilirubínu schopného podstupujúcich dialýzu, ale pod vplyvom látok, ktoré súťažia o väzbu bilirubínu na albumín (napríklad, mastné kyseliny alebo organický anión), sa môže zvýšiť. To je dôležité u detí, u ktorých rad liekov (napr, sulfónamidy a salicyláty), môže uľahčiť difúziu bilirubínu v mozgu, a tým podporujú rozvoj kernikteru.

Pečeň vylučuje veľa organických aniónov, vrátane mastných kyselín, žlčových kyselín a ďalších zložiek žlče, ktoré nesúvisia s zholchnym kyselín, ako je bilirubín (cez jeho silné väzby s albumínom). Štúdie ukázali, že bilirubín je oddelený od albumínu v sínusochách, difunduje cez vrstvu vody na povrchu hepatocytov. Predchádzajúce predpoklady o prítomnosti albumínových receptorov neboli potvrdené. Prenos bilirubínu cez plazmatickú membránu do hepatocytov pomocou transportné proteíny, ako je transportný proteín organických aniónov a / alebo mechanizmus "flip-flop". Zachyťte bilirubín je veľmi účinný vzhľadom k jeho rýchlemu metabolizmu v pečeni glyukuronidizatsii reakciu a izoláciu v žlči, ako aj v dôsledku prítomnosti v cytosolu väzbové proteíny, ako je napríklad ligandiny (8 glutatión transferázy).

Nekonjugovaný bilirubín je nepolárna látka (rozpustná v tukoch). Pri konjugačnej reakcii sa mení na polárnu (vo vode rozpustnú látku) a môže sa preto vylučovať do žlče. Táto reakcia prebieha cez mikrozomálnych enzýmov uridindifosfatglyukuroniltransferazy (UDFGT) prevedenia nekonjugovaného bilirubínu konjugovaného mono- a diglukuronidu bilirubín. UDFGT je jednou z niekoľkých enzýmových izoforiem, ktoré zabezpečujú konjugáciu endogénnych metabolitov, hormónov a neurotransmiterov.

Gén UDFGT bilirubín je na 2. Páre chromozómov. Štruktúra génu je zložitá. Pre všetky izoformy UDPGT sú konštantné zložky exóny 2-5 na 3 'konci DNA génu. Na vyjadrenie génu musí byť zapojený jeden z prvých pár exónov. Teda na tvorbu bilirubínu-UDPGT izoenzýmov 1 x 1 a 1 x 2 musia byť zahrnuté exóny 1A a ID. Isozyme 1 * 1 sa zúčastňuje na konjugácii prakticky celého bilirubínu a izoenzým 1 x 2 sa takmer alebo úplne nezúčastňuje. Iné exóny (IF a 1G) kódujú izoformy fenolu-UDPGT. Výber jednej zo sekvencií exónu 1 teda určuje substrátovú špecificitu a vlastnosti enzýmov.

Ďalšia expresia UDPGT 1 x 1 závisí tiež od promótorovej oblasti na 5 'konci asociovanej s každým z prvých exónov. Promótorová oblasť obsahuje sekvenciu TATAA.

Podrobnosti o štruktúre génu je dôležité pre pochopenie patogenézy nekonjugovaného hyperbilirubinémiou (Gilbert syndróm a CriglerNajjarova choroba), ak obsah pečeňových enzýmov zodpovedných za konjugácia, ktoré sú malé alebo žiadne.

Aktivita UDFGT v žltačke pečeňových buniek sa udržuje na dostatočnej úrovni a dokonca sa zvyšuje pri cholestáze. U novorodencov je aktivita UDFGT nízka.

V ľudskej žlči je bilirubín predovšetkým reprezentovaný diglukuronidom. Konverzia bilirubínu na monoglykuronid, ako aj na diglukuronid nastáva v tom istom mikrozomálnom glukuronyl-transferázovom systéme. Pri preťažení bilirubín, ako je hemolýzy, s výhodou vytvorená monoglyukuronida a obsah sa zvyšuje so znižujúcou sa diglukuronidu bilirubínu Prichádzajúce alebo indukcie enzýmu.

Najdôležitejšia je konjugácia s kyselinou glukurónovou, ale malé množstvo bilirubínu je konjugované s sulfátmi, xylózou a glukózou; s cholestázou sa tieto procesy zintenzívňujú.

V neskorších štádiách cholestatickej alebo pečeňovej žltačky, napriek vysokému obsahu plazmy, nie je detegovaný bilirubín v moči. Samozrejme, dôvodom na to je tvorba bilirubínu typu III, monokonjugovaného, ktorý je kovalentne viazaný na albumín. Nie je filtrovaný v glomerulách, a preto sa nezobrazuje v moči. Tým sa znižuje praktický význam vzoriek použitých na stanovenie obsahu bilirubínu v moči.

Vylučovanie bilirubínu do tubulov sa vyskytuje s pomocou rodiny ATP-dependentných multispecifických transportných proteínov pre organické anióny. Rýchlosť transportu bilirubínu z plazmy na žlč je stanovená stupňom vylučovania glukuronidového bilirubínu.

Žlčové kyseliny sú transportované do žlče pomocou iného transportného proteínu. Prítomnosť rôznych mechanizmov transportu bilirubínu a žlčových kyselín môžu byť napríklad v Dubin-Johnsonovho syndrómu, ktorý ovplyvňuje vylučovanie konjugovaného bilirubínu, ale udržal normálne vylučovanie žlčových kyselín. Väčšina konjugovaného bilirubínu v žlči je v zmiešaných micelách obsahujúcich cholesterol, fosfolipidy a žlčové kyseliny. Význam zariadenia Golgi a mikrofilamentov cytoskeletu hepatocytov na intracelulárny transport konjugovaného bilirubínu ešte nebol stanovený.

Diglukuronid bilirubín, ktorý sa nachádza v žlči, je vo vode rozpustný (polárna molekula), takže tenké črevo nie je absorbované. V hrubom čreve prebieha konjugovaný bilirubín hydrolýzou b-glukuronidázových baktérií s tvorbou urobilinogénov. Pri bakteriálnej cholangitíde sa časť diglukuronidového bilirubínu hydrolyzuje už v žlčových cestách, po ktorej nasleduje zrážanie bilirubínu. Tento proces môže byť dôležitý pre tvorbu bilirubínových žlčových kameňov.

Urolilinogén, ktorý má nepolárnu molekulu, je dobre absorbovaný v tenkom čreve av minimálnom množstve - v hrubom čreve. Malé množstvo urobilinogénu, ktoré sa normálne absorbuje, opäť vylučuje pečeň a obličky (enterohepatálna cirkulácia). Keď je funkcia hepatocytov narušená, prerušenie pečeňovej reakcie urobilinogénu je narušené a renálna exkrécia sa zvyšuje. Tento mechanizmus vysvetľuje urobilinogenúriu pri alkoholovom ochorení pečene, s horúčkou, srdcovým zlyhaním a tiež v počiatočných štádiách vírusovej hepatitídy.