朋友你好:胆色素是铁卟啉化合物在体内分解代谢时各种产物的总称是体内代谢废物包括胆红素胆绿素胆素原和胆素.胆色素主要随胆汁排出体外.第一节肝在物质代谢中的作用第二节肝的生物转化作用第三节胆汁与胆汁酸第四节胆色素代谢与黄疸返回一胆红素的生成与转运胆红素是人胆汁的主要色素呈橙黄色.其具有毒性可引起大脑不可逆的损害.但近年来人们发现胆红素具有抗氧化剂作用可抑制亚油酸和磷脂的氧化其作用甚至优于维生素E.体内含铁卟啉的化合物主要有血红蛋白肌红蛋白细胞色素过氧化物酶过氧化氢酶等.人体内的胆红素主要来自血红蛋白的分解.血红蛋白首先分解为珠蛋白和血红素.珠蛋白进一步被分解为氨基酸而再被利用;
血红素在血红素加氧酶催化下转变为胆绿素.胆绿素在胆绿素还原酶催化下还原成胆红素(如图所示).胆红素分子的亲水基团包裹在分子内部而疏水基团暴露于分子表面呈亲脂疏水的性质.胆红素对血浆清蛋白具有极高的亲和力.所以胆红素在血液中主要与清蛋白结合而运输此时的胆红素因其必须在加入酒精后才能与重氮试剂起颜色反应所以被称为自由胆红素或间接胆红素.胆红素与清蛋白的紧密结合不仅增加了胆红素的水溶性有利于运输;
而且还限制了胆红素自由通过各种生物膜使其不致对组织细胞产生毒性作用.二胆红素在肝细胞内的代谢胆红素代谢主要在肝脏中进行.在肝血窦中胆红素与清蛋白分离并迅速被肝细胞摄取.胆红素进入肝细胞后与胞浆中两种载体蛋白-Y蛋白和Z蛋白结合形成复合物并以此形式进入滑面内质网.在葡萄糖醛酸基转移酶催化下胆红素与载体蛋白分离进而与葡萄糖醛酸以酯键结合生成葡萄糖醛酸胆红素酯.这种胆红素因其能与重氮试剂直接迅速起颜色反应所以被称为结合胆红素或直接胆红素.直接胆红素的脂溶性弱而水溶性强所以可随尿排出体外;
在肝细胞内其可有效地排到胆汁中.间接胆红素与直接胆红素的区别如下表所示:间接胆红素直接胆红素是否与葡萄糖醛酸结合未结合结合和重氮试剂反应的速度慢或间接反应快直接反应在水中的溶解度小大进入脑组织产生毒性大无通过肾随尿排出不能能三胆红素在肠中的变化直接胆红素随胆汁排出后进入十二指肠.在肠道细菌作用下先脱去葡萄糖醛酸再逐步被还原成无色的胆素原族化合物即中胆素原粪胆素原及尿胆素原等.大部分胆素原随粪便排出体外在细菌作用下或经空气氧化粪胆素原可氧化成棕黄色的粪胆素此即为粪便颜色的主要来源.只有少量的胆素原由尿排出即为尿胆素原.其在与空气接触后被氧化成尿胆素它是尿中主要的色素.尿胆素原尿胆素和尿胆红素临床上称为尿三胆.现将胆色素正常代谢过程概括如图所示.四血清胆红素与黄疸正常人由于胆红素代谢正常血清中胆红素含量很少其总量不超过1mg/dl.凡能引起胆红素生成过多或使肝细胞对胆红素摄取结合排泄过程发生障碍的因素均可使血中胆红素浓度增高称高胆红素血症.血清中胆红素含量过高扩散进入组织引起组织黄染称做黄疸.临床上将黄疸分为三类:溶血性黄疸阻塞性黄疸肝细胞性黄疸.①溶血性黄疸红细胞被大量破坏在网状内皮细胞中生成的胆红素过多超过肝摄取结合与排泄的能力造成血中间接胆红素浓度异常增高.各种引起大量溶血的原因都可造成溶血性黄疸.②阻塞性黄疸各种原因引起的胆汁排泄通道受阻使胆小管和毛细胆管内压力增大而破裂致使直接胆红素逆流入血造成血中胆红素浓度升高.③肝细胞性黄疸由于肝细胞被破坏其摄取转化和排泄胆红素的能力降低所致.这里还有一种说法!胆色素(bilepigment)是含铁卟啉化合物在体内分解代谢的产物包括胆红素(bilirubin)胆绿素(biliverdin)胆素原(bilinogen)和胆素(bilin)等化合物.其中除胆素原族化合物无色外其余均有一定颜色故统称胆色素.胆红素是胆汁中的主要色素胆色素代谢以胆红素代谢为主心.肝脏在胆色素代谢中起着重要作用.一胆红素的生成及转运(一)胆红素的来源体内含卟啉的化合物有血红蛋白肌红蛋白过氧化物酶过氧化氢酶及细胞色素等.成人每日约产生25050mg胆红素胆红素来源主要有:1)80左右胆红素来源于衰老红细胞中血红蛋白的分解;
2)小部分来自造血过程中红细胞的过早破坏;3)非血红蛋白血红素的分解.(二)胆红素的生成体内红细胞不断更新衰老的红细胞由于细胞膜的变化被网状内皮细胞识别并吞噬在肝脾及骨髓等网状内皮细胞中血红蛋白被分解为珠蛋白和血红素.血红素在微粒体中血红素加氧酶(bemeoxygenase)催化下血红素原卟啉IX环上的α次甲基桥(=CH-)的碳原子两侧断裂使原卟啉IX环打开并释出CO和Fe3和胆绿素IX(biliverdin.Fe3可被重新利用CO可排出体外.线性四吡咯的胆绿素进一步在胞液中胆绿素还原酶(辅酶为NADPH)的催化下迅速被还原为胆红素(如右图.血红素加氧酶是胆红素生成的限速酶需要O2和NADPH参加受底物血红素的诱导.而同时血红素又可作为酶的辅基起活化分子氧的作用.用X线衍射分析胆红素的分子结构表明胆红素分子内形成氢键而呈特定的卷曲结构分子中ⅢⅣ两个吡咯环之间是单键连接.因此Ⅲ环与Ⅳ环能自由旋转.在一定的空间位置Ⅲ环上的丙酸基的羧基可与Ⅳ环Ⅰ环上亚氨基的氢和Ⅰ环上的羰基形成氢键;
Ⅳ环上的丙酸基的羧基也与Ⅱ环Ⅲ环上亚氨基的氢和Ⅱ环上的羰基形成氢键.这6个氢键的形成使整个分子卷曲成稳定的构象.把极性基团封闭在分子内部使胆红素显示亲脂疏水的特性.(三)胆红素在血液中的运输在生理pH条件下胆红素是难溶于水的脂溶性物质在网状内皮细胞中生成的胆红素能自由透过细胞膜进入血液在血液中主要与血浆白蛋白或α1球蛋白(以白蛋白为主)结合成复合物进行运输.这种结合增加了胆红素在血浆中的溶解度便于运输;
同时又限制胆红素自由透过各种生物膜使其不致对组织细胞产生毒性作用每个白蛋白分子上有一个高亲和力结合部位和一个低亲和力结合部位.每分子白蛋白可结合两分子胆红素.在正常人每100ml血浆的血浆白蛋白能与20-25mg胆红素结合而正常人血浆胆红素浓度仅为0.1-1.0mg/dl所以正常情况下血浆中的白蛋白足以结合全部胆红素.但某些有机阴离子如磺胺类脂肪酸胆汁酸水杨酸等可与胆红素竞争与白蛋白结合从而使胆红素游离出来增加其透入细胞的可能性.过多的游离胆红素可与脑部基底核的脂类结合并干扰脑的正常功能称胆红素脑病或核黄疸.因此在新生儿高胆红素血症时对多种有机阴离子药物必需慎用.二胆红素在肝脏中的代谢(一)肝细胞对胆红素的摄取血中胆红素以“胆红素-白蛋白”的形式送输到肝脏很快被肝细胞摄取.肝细胞摄细胞摄取血中胆红素的能力很强.实验证明注射具有放射性的胆红素后大约只需18分钟就可从血浆中清除50.肝脏能迅速从血浆中摄取胆红素是由于肝细胞内两种载体蛋白枣Y蛋白和Z蛋白所起的重要作用.这两种载体蛋白(以Y蛋白为主)能特异性结合包括胆红素在内的有机阴离子.当血液入肝在狄氏(Disse)间隙中肝细胞上的特殊载体蛋白结合胆红素使其从白蛋白分子上脱离并被转运到肝细胞内.随即与细胞液中Y和Z蛋白结合主是与Y蛋白结合当Y蛋白结合饱合时Z蛋白的结合才增多.这种结合使胆红素不能返流入血从而使胆红素不断向肝细胞内透入.胆红素被载体蛋白结合后即以“胆红素-Y蛋白(胆红素-Z蛋白)形式送至内质网.这是一个耗能的过程而且是可逆的.如果肝细胞处理胆红素的能力下降或者生成胆红素过多超过了肝细胞处理胆红素的能力则已进入肝细胞的胆红素还可返流入血使血中胆红素水平增高.Y蛋白是一种碱性蛋白由分子量为22000和27000的两个亚基组成约占肝细胞胞液蛋白质总量的5.它也是一种诱导蛋白苯巴比妥可诱导Y蛋白的合成.甲状腺素溴酚磺酸钠(BSP)和靛青绿(ICG)等可竞争结合Y蛋白影响胆红素的转运.Y蛋白能与上述多种物质结合故又称“配体结合蛋白(ligadin.由于新生儿在出生7周后Y蛋白才达到正常成人水平故易产生生理性的新生儿非溶血性黄疸临床上可用苯巴比妥治疗.Z蛋白是一种酸性蛋白分子量为12000与胆红素亲和力小于Y蛋白.当胆红素浓度较低时胆红素优先与Y蛋白结合.在胆红素浓度高时则Z蛋白与胆红素的结合量增加.(二)肝细胞对胆红素的转化作用肝细胞内质网中有胆红素-尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶(bilirutin-UDPglucuronyltransferaseBR-UDPGA-T)它可催化胆红素与葡萄糖醛酸以酯键结合生成胆红素葡萄糖醛酸酯.由于胆红素分子中有两个丙酸基的羧基均可与葡萄糖醛酸C1上的羟基结合故可形成两种结合物即胆红素葡萄糖醛酸-酯和胆红素葡萄糖醛酸二酯(见右图.在人胆汁中的结合胆红素主要胆红素葡萄糖醛酸二酯(占70-80)其次为为胆红素葡萄糖醛酸-(占20-30%)也有小部分与硫酸根甲基乙酰基甘氨酸等结合.胆红素经上述转化后称为结合胆红素结合胆红素较未结合胆红素脂溶性弱而水溶性增强与血浆白蛋白亲和力减小故易从胆道排出也易透过肾小球从尿排出.但不易通过细胞膜和血脑屏障因此不易造成组织中毒是胆红素解毒的重要方式.(三)肝脏对胆红素的排泄作用胆红素在内质网经结合转化后在细胞浆内经过高尔基复合体溶酶体等作用运输并排入毛细胆管随胆汁排出.毛细胆管内结合胆红素的浓度远高于细胞内浓度故胆红素由肝内排出是一个逆浓度梯度的耗能过程也是肝脏处理胆红素的一个溥弱环节容易受损.排泄过程如发生障碍则结合胆红素可返流入血使血中结合胆红素水平增高.糖皮质激素不仅能诱导葡萄糖醛酸转移酶的生成促进胆红素与萄萄糖醛酸结合而且对结合胆红素的排出也有促进作用.因此可用此类激素治疗高胆红素血症.肝脏对胆红素的摄取转化和排出可见下图:三胆红素在肠道中的转变结合胆红素随胆汁排入肠道后自回肠下段至结肠在肠道细菌作用下由β-葡萄糖醛酸酶催化水解脱去葡萄糖醛酸生成未结合胆红素后者再逐步还原成为无色的胆素原族化合物即中胆素原(meso-bilirutinogen)粪胆素原(stercobilinogen)及尿胆素原(urobilinogen.粪胆素原在肠道下段或随粪便排出后经空气氧化可氧化为棕黄色的粪胆素它是正常粪便中的主要色素(见右图.正常人每日从粪便排出的胆素原约40~80mg.当胆道完全梗阻时因结合胆红素不能排入肠道不能形成粪胆素原及粪胆素粪便则呈灰白色.临床上称之为白陶土样便。