Билирубин

Билируби́н (от лат. bilis — желчь и лат. ruber — красный) — желчный пигмент, один из главных компонентов жёлчи в организме человека и животных.

Билирубин

Общие
Хим. формула C33H36N4O6
Физические свойства
Состояние твёрдое
Молярная масса 584,68 г/моль
Термические свойства
Температура
 • плавления 192 °C
Классификация
Рег. номер CAS 635-65-4
PubChem 5280352
Рег. номер EINECS 211-239-7
SMILES
InChI
ChEBI 16990
ChemSpider 4444055
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.
 Медиафайлы на Викискладе

Билирубин образуется в норме как результат расщепления белков, содержащих гем: гемоглобина, миоглобина и цитохрома. Распад гемоглобина происходит в клетках ретикуломакрофагальной системы костного мозга, селезёнки, лимфатических узлов и печени, откуда конечные продукты попадают в жёлчь и выводятся из организма.[1]

В крови билирубин содержится в небольших количествах в виде двух фракций: свободной и связанной. Повышение билирубина может говорить как об избыточном разрушении эритроцитов (гемолитическая желтуха и пр.), так и о нарушенном выведении билирубина из организма, например при печёночной желтухе, закупорке жёлчных протоков и прочем. Показатели общего, свободного (непрямого) и связанного (прямого) билирубина используются для более точной диагностики.

Вещество также найдено в растениях рода стрелиция (вида Strelitzia nicolai) [2][3][4].

Физико-химические свойства

Чистый билирубин представляет собой коричневые ромбические кристаллы.[5] Нерастворим в воде, трудно растворим в диэтиловом эфире, глицерине, в этаноле. Растворим в бензоле, хлороформе, хлорбензоле и разведённых растворах щелочей. Билирубин поглощает синий свет с длиной волны 450—460 нм, химически трансформируясь в водорастворимую форму — люмирубин.

Функции в организме

Билирубин образуется под действием фермента биливердинредуктазы из биливердина, зелёного пигмента, который также является продуктом распада гема. Будучи оксидирован, билирубин может превращаться обратно в биливердин. Этот цикл реакций стал причиной гипотезы, что билирубин является главным клеточным антиоксидантом.[6][7][8]

Метаболизм

Около 96 % билирубина в крови человека представлено неполярным нерастворимым непрямым билирубином, образующим комплексы с альбумином. Оставшиеся 4 % билирубина связываются с различными полярными молекулами, в основном — с глюкуроновой кислотой. При этом образуется прямой билирубин, который растворим в воде, фильтруется почками и выделяется с мочой. Уровень прямого билирубина в сыворотке крови при исследовании стандартными методами часто оказывается завышенным и составляет 1,7—8,5 мкмоль/л (0,1—0,5 мг%). Билирубин в неконъюгированной форме токсичен. Гидрофобный, липофильный неконъюгированный билирубин, легко растворяясь в липидах мембран клеток и проникая вследствие этого в митохондрии, разобщает в них дыхание и окислительное фосфорилирование, нарушает синтез белка, поток ионов калия через мембрану клетки и органелл. Это отрицательно сказывается на состоянии нервной системы, вызывая у больных ряд характерных неврологических симптомов. Он может проникать через гемато-энцефалический барьер, когда его концентрация в плазме крови превысит уровень насыщения высокоаффинных участков альбумина (20 — 25 мг/100 мл). Это приводит к гипербилирубинемической токсической энцефалопатии (действие на клетки базальных ядер головного мозга).

Химическое превращение гемоглобина в билирубин ретикулоэндотелиальными клетками можно наблюдать in vivo на «цветении» кровоподтёков (подкожных кровоизлияний): первоначально кровоподтёк имеет багровый или багрово-синюшный оттенок гема (иногда приобретает насыщенно синий цвет), который держится в течение 1—4 суток. Спустя 4—8 дней в кровоподтёке образуется пигменты зелёного цвета — вердоглобин и биливердин. Смешанные оттенки сохраняются до 9—12 суток, а на 12—16-й день кровоподтёк выглядит жёлтовато-серым, что обусловлено образованием билирубина.

Дальнейший метаболизм билирубина в основном происходит в печени. Он складывается из трёх процессов:

  1. Поглощение билирубина паренхимальными клетками печени;
  2. Конъюгация билирубина в гладком эндоплазматическом ретикулуме;
  3. Секреция билирубина из эндоплазматического ретикулума в жёлчь.

При некоторых патологических состояниях человека (напр. массивном гемолизе эритроцитов при малярии, обтурации жёлчных протоков и других) концентрация билирубина в крови, а затем и в моче, повышается, что вызывает желтуху, а моча окрашивается в характерный тёмный цвет конъюгированной (растворимой) формой билирубина (симптом «моча цвета пива»).

Метаболизм гема

Несвязанный (непрямой) билирубин

Несвязанный (непрямой) билирубин является жёлчным пигментом, образуемым в момент распада гемоглобина и разрушения эритроцитов. В отличие от связанного (прямого) билирубина — этот пигмент не растворяется в воде и достаточно токсичен за счёт возможности легко проникать в клетки и нарушать их жизнедеятельность[9].

Эритроциты (красные кровяные тельца) образуются в красном костном мозге. После повреждения или достигнув старости, они подвергаются разрушению макрофагами в ретикуло-эндотелиальной системе (в частности, в красной пульпе селезёнки). Из эритроцитов освобождается гемоглобин, который затем распадается на молекулу гема и глобиновые цепи, далее расщепляющиеся на аминокислоты. Под действием ферментов гем превращается в непрямой билирубин. Из-за внутримолекулярных водородных связей, непрямой билирубин нерастворим в воде. При этом он растворим в липидах и легко проникает в клеточные мембраны, нарушая метаболические процессы в клетках, что определяет его токсичность. Связываясь с альбуминами крови, непрямой билирубин транспортируется в печень.

Связанный (прямой) билирубин

Прямой (связанный) билирубин — это малотоксичная и растворимая в воде фракция общего билирубина крови, который образуется в печени. Синтезируясь в печени, большая часть этой фракции билирубина крови поступает далее в тонкую кишку[10].

Под действием фермента глюкуронилтрансферазы в печени билирубин соединяется с глюкуроновой кислотой (образует глюкуронид билирубина), благодаря чему становится водорастворимым. После этого билирубин экскретируется в составе жёлчи и поступает в тонкую кишку. От него отщепляется глюкуроновая кислота, и далее он восстанавливается до уробилиногена. В тонкой кишке часть уробилиногена вместе с другими жёлчными компонентами повторно всасывается и по воротной вене поступает в печень (см. Кишечно-печёночная циркуляция жёлчных кислот). Остальной уробилиноген из тонкой кишки поступает в толстую кишку, где восстанавливается кишечной микрофлорой до стеркобилиногена. В нижних отделах толстой кишки стеркобилиноген окисляется до стеркобилина и выводится с калом.[11] Стеркобилин придаёт калу характерную коричневую окраску.[12] Небольшое количество (около 5 %) стеркобилиногена всасывается в кровь и после выводится с мочой.

Лабораторная диагностика

Содержание билирубина в сыворотке крови определяется методом Ван ден Берга. Продуктом реакции диазореактива Эрлиха и билирубина является азобилирубин, который при положительной реакции проявляется интенсивным розовым окрашиванием. Оценку дают колориметрически.

Для определения билирубина в моче используют пробу Гаррисона — качественную реакцию, в основе которой лежит окисление билирубина до биливердина при его взаимодействии с реактивом Фуше (трихлоруксусной кислотой с хлорным железом в определённой пропорции). К моче добавляют хлористый барий, фильтруют и к осадку на фильтре добавляют несколько капель реактива Фуше. О присутствии билирубина свидетельствует появление синего или зелёного окрашивания. Проба Гаррисона является одной из самых чувствительных качественных реакций на билирубин (чувствительность 0,5—1,7 мг/100 мл), она была принята в СССР в качестве унифицированной. Поскольку в норме билирубин в моче практически отсутствует, положительная проба Гаррисона свидетельствует о наличии гепатобилиарной патологии.[13][14]

Технология количественного определения фракций билирубина у новорождённых (Vitros BuBc). Для проведения теста используется сухой аналитический элемент многослойного разделения на полиэстеровой подложке. Показанием к применению является гипербилирубинемия (желтуха) новорождённых (физиологическая, конъюгационная, ГБН, гепатит). Этим методом можно достоверно оценить концентрации фракций билирубина у новорождённых из 70 мкл образца (в том числе капиллярная кровь) в течение 10 минут.

  • Биливердин
  • Билирубин
  • Глюкуронид билирубина
  • Уробилиноген
  • Стеркобилиноген
  • Стеркобилин

Примечания
  1. Под ред. В. В. Серова, М. А. Пальцева. Патологическая анатомия. Курс лекций. — М.: Медицина, 1998. — С. 59. — 640 с. — ISBN 5-225-02779-2.
  2. Ashspublications.org
  3. First discovery of bilirubin in a flower announced
  4. Pirone, Cary; Quirke, J. Martin E.; Priestap, Horacio A.; Lee, David W. (2009). “Animal Pigment Bilirubin Discovered in Plants”. Journal of the American Chemical Society. 131 (8): 2830. DOI:10.1021/ja809065g. PMC 2880647. PMID 19206232.
  5. «Справочник химика». — М:«Химия», 1964. — С. 534—535.
  6. Baranano, D. E.; Rao, M.; Ferris, C. D.; Snyder, S. H. Biliverdin reductase: A major physiologic cytoprotectant (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America : journal. — 2002. — Vol. 99, no. 25. — P. 16093—16098. — doi:10.1073/pnas.252626999. — . — PMID 12456881. — .
  7. Sedlak, T. W.; Saleh, M.; Higginson, D. S.; Paul, B. D.; Juluri, K. R.; Snyder, S. H. Bilirubin and glutathione have complementary antioxidant and cytoprotective roles (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America : journal. — 2009. — Vol. 106, no. 13. — P. 5171—5176. — doi:10.1073/pnas.0813132106. — . — PMID 19286972. — .
  8. Liu, Y; Li, P; Lu, J; Xiong, W; Oger, J; Tetzlaff, W; Cynader, M. Bilirubin possesses powerful immunomodulatory activity and suppresses experimental autoimmune encephalomyelitis (англ.) // Journal of Immunology : journal. — 2008. — Vol. 181, no. 3. — P. 1887—1897. — doi:10.4049/jimmunol.181.3.1887. — PMID 18641326.
  9. Несвязанный (непрямой) билирубин, кровь.
  10. Билирубин прямой (несвязанный), кровь.
  11. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник (неопр.). — Москва, РФ: Медицина, 2004. — С. 704. — ISBN 5-225-04685-1.
  12. Kuntz, Erwin. Hepatology: Textbook and Atlas (неопр.). — Germany: Springer, 2008. — С. 38. — ISBN 978-3-540-76838-8.
  13. Комаров Ф.И., Коровкин Б.Ф. «Биохимические исследования в клинике». — Л., 1981. — С. 218.
  14. Тодоров И. «Клинические лабораторные исследования в педиатрии». — София, 1968.

Литература

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.