Výměna bilirubinu

Bilirubin je konečným produktem rozpadu hemu. Hlavní část (80-85%) bilirubin je tvořena hemoglobinem a pouze malou částí z jiných bílkovin obsahujících hem, například cytochrom P450. Tvorba bilirubin se vyskytuje v buňkách retikuloendotelového systému. Asi 300 mg bilirubin se tvoří denně.

Přeměna hemu na bilirubin probíhá za účasti mikrosomálního enzymu hemoxygenázy, pro který je nutný kyslík a NADPH. Štěpení porfyrinového kruhu probíhá selektivně v metanové skupině v poloze a. Atom uhlíku, který tvoří část a-metanového můstku, je oxidován na oxid uhelnatý a namísto můstku se tvoří dvě dvojná vazby s molekulami kyslíku přicházejícími zvenčí. Výsledný lineární tetrapyrrol je ve struktuře IX-alfa-biliverdin. Dále je konvertován biliverdin reduktázou, cytosolickým enzymem, na IX-alfa-bilirubin. Lineární tetrapyrrol této struktury musí být rozpuštěn ve vodě, zatímco bilirubin je látka rozpustná v tucích. Rozpustnost v tucích je určena strukturou IX-alfa-bilirubinu - přítomností 6 stabilních intramolekulárních vodíkových vazeb. Tyto vazby mohou být zničeny alkoholem v diazoreakci (Van den Berg), ve kterém se nekonjugovaný (nepřímý) bilirubin konvertuje na konjugovaný (přímý) bilirubin. In vivo jsou stabilní vodíkové vazby zničeny esterifikací kyselinou glukuronovou.

Asi 20% cirkulujícího bilirubinu není tvořeno z hemu zralých erytrocytů, ale z jiných zdrojů. Malé množství pochází z nezralých buněk sleziny a kostní dřeně. Při hemolýze se toto množství zvyšuje. Zbytek bilirubin je tvořen v játrech z proteinů obsahujících hem, například myoglobin, cytochromy a jiných neidentifikovaných zdrojů. Tato frakce se zvyšuje s perniciózní anémií, erythropoietickým uroporfyrinem a Kriegler-Nayyarovým syndromem.

Transport a konjugace bilirubinu v játrech

Nekonjugovaný bilirubin v plazmě je pevně vázán na albumin. Jen velmi malá část bilirubinu může podstoupit dialýzu, ale pod vlivem látek, které soutěží s bilirubinem pro vazbu na albumin (například mastné kyseliny nebo organické anionty), může se zvýšit. To je důležité u novorozenců, kde množství léků (např. Sulfonamidy a salicyláty) může usnadnit difúzi bilirubinu do mozku, a tím přispět k rozvoji jaderné žloutenky.

Játra vylučuje mnoho organických aniontů, včetně mastných kyselin, žlučových kyselin a dalších složek žluči, které nesouvisí s zholchnym kyselin, jako je bilirubin (přes jeho silné vazby s albuminem). Studie ukázaly, že bilirubin je oddělen od albuminu v sinusoidech, difunduje přes vrstvu vody na povrchu hepatocytů. Dosavadní předpoklady týkající se přítomnosti albuminových receptorů nebyly potvrzeny. Přenos bilirubinu přes plazmatickou membránu do hepatocytů pomocí transportní proteiny, jako je transportní protein organických aniontů a / nebo mechanismus „flip-flop“. Zachyťte bilirubin je velmi účinný vzhledem k jeho rychlému metabolismu v játrech glyukuronidizatsii reakci a izolaci ve žluči, jakož i v důsledku přítomnosti v cytosolu vazebné proteiny, jako je například ligandiny (8 glutathion transferázy).

Nekonjugovaný bilirubin je nepolární látka (rozpustná v tucích). Při konjugační reakci se změní na polární (ve vodě rozpustná látka) a může se proto vyloučit do žluči. Tato reakce probíhá přes mikrosomálních enzymů uridindifosfatglyukuroniltransferazy (UDFGT) převedení nekonjugovaného bilirubinu konjugovaného mono- a diglukuronidu bilirubin. UDFGT je jednou z několika enzymových izoforem, které zajišťují konjugaci endogenních metabolitů, hormonů a neurotransmiterů.

Geny UDFGT bilirubin je na 2. Páru chromozomů. Struktura genu je složitá. Pro všechny izoformy UDPGT jsou konstantní komponenty exony 2-5 na 3 'konci DNA genu. K vyjádření genu musí být zapojen jeden z prvních pár exonů. Tedy pro tvorbu bilirubin-UDPGT isoenzymu 1 * 1 a 1 * 2 musí být zahrnuty exony 1A a ID. Isozyme 1 * 1 se účastní konjugace prakticky celého bilirubinu a izoenzym 1 * 2 se téměř nebo zcela nezajímá. Další exony (IF a 1G) kódují izoformy fenolu-UDPGT. Volba jedné ze sekvencí exonu 1 tedy určuje substrátovou specificitu a vlastnosti enzymů.

Další exprese UDPGT 1 * 1 závisí také na promotorové oblasti na 5 'konci asociované s každým z prvních exonů. Oblast promotoru obsahuje sekvenci TATAA.

Podrobnosti o struktuře genu je důležité pro pochopení patogeneze nekonjugovaného hyperbilirubinémií (Gilbert syndrom a CriglerNajjarova choroba), pokud obsah jaterních enzymů odpovědných za konjugace, které jsou malé nebo žádné.

Aktivita UDFGT v žloutence jaterních buněk je udržována na dostatečné úrovni a dokonce se zvyšuje s cholestázou. U novorozenců je aktivita UDFGT nízká.

V lidské žluči je bilirubin hlavně reprezentován diglukuronidem. Konverze bilirubinu na monoglykuronid, stejně jako na diglukuronid se vyskytuje ve stejném mikrosomálním systému glukuronyl transferázy. Při přetížení bilirubin, jako je hemolýzy, s výhodou vytvořena monoglyukuronida a obsah se zvyšuje se snižující se diglukuronidu bilirubinu Příchozí nebo indukce enzymu.

Nejdůležitější je konjugace s kyselinou glukuronovou, ale malé množství bilirubin je konjugováno se sulfáty, xylózou a glukózou; s cholestázou jsou tyto procesy zesíleny.

V pozdějších stádiích žloutenky cholestatické nebo jaterní buňky není přes vysoký obsah plazmy zjištěn bilirubin v moči. Zjevně je důvodem vzniku bilirubin typu III, monokonjugovaného, který je kovalentně vázán na albumin. Nejsou filtrovány v glomerulích, a proto se neobjevují v moči. To snižuje praktický význam vzorků používaných k určení obsahu bilirubinu v moči.

Vylučování bilirubinu do tubulů nastává pomocí rodiny ATP-dependentních multispecifických transportních proteinů pro organické anionty. Rychlost přenosu bilirubinu z plazmy na žluč je určena stupněm vylučování glukuronidového bilirubinu.

Žlučové kyseliny jsou transportovány do žluči pomocí jiného transportního proteinu. Přítomnost různých mechanismů transportu bilirubinu a žlučových kyselin mohou být například v Dubin-Johnsonova syndromu, který ovlivňuje vylučování konjugovaného bilirubinu, ale udržel normální vylučování žlučových kyselin. Většina konjugovaného bilirubinu v žluči je ve směsných micelách obsahujících cholesterol, fosfolipidy a žlučové kyseliny. Význam přístroje Golgi a mikrofilamentů cytoskeletu hepatocytů pro intracelulární transport konjugovaného bilirubinu dosud nebyl stanoven.

Diglukuronidový bilirubin, umístěný v žluči, je ve vodě rozpustný (polární molekula), takže tenké střevo není absorbováno. V hrubém střevě dochází ke konjugovanému bilirubinu hydrolýzu bakterií b-glukuronidázy s tvorbou urobilinogenů. U bakteriální cholangitidy je část diglukuronidového bilirubinu hydrolyzována již v žlučových cestách a následné srážení bilirubinu. Tento proces může být důležitý pro tvorbu bilirubinových žlučových kamenů.

Urolilinogen, který má nepolární molekulu, je dobře absorbován v tenkém střevě av minimálním množství - v hustém. Malé množství urobilinogenu, které se normálně absorbuje, je opět vylučováno játry a ledvinami (enterohepatální oběh). Pokud je funkce hepatocytů narušena, je jaterní reextrakce urobilinogenu narušena a renální exkrece se zvyšuje. Tento mechanismus vysvětluje urobilinogenuriu při alkoholickém onemocněním jater, horečkou, srdečním selháním a také v časných stádiích virové hepatitidy.