Клинико-диагностическое значение определения концентрации билирубина в крови и моче. Паренхиматозная, обтурационная, гемолитическая желтухи. Функциональные гипербилирубинемии

Пигментный обмен представляет собой совокупность слож­ных превращений различных окрашенных веществ в организме человека и животных.

Наиболее хорошо известный пигмент крови - гемоглобин. Гемоглобин - сложный белок, хромопpoтeин, который состоит из белковой части, глобина, и простетической труппы, представленной че­тырьмя геммами, каждый из к-х состоит из 4 пиррольных ядер, связанных между собой метиновыми мостиками (-СН=). В центре образованного пиррольными ядра­ми порфиринового кольца находится ион двухвалентного железа.

Известно, что средний срок жизни эритроцитов составляет 100-110 сут, по окончании этою периода происходит их разру­шение. Деструкции подвергается и содерж:ащи:йся в эритроцитах гемоглобин. Процесс распада начинается уже в сосудистом русле, а завершается в клеточных элементах системы фaroцитирующих мононуклеаров (купферовских клетках печени, плазмarических клетках костного мозга). После выхода гемоглобина из структуры эритpoцитов так называ­емый внеэритроцитарный гемоглобин связывается с гаптоглоби­ном плазмы, образуя комплекс «гемоглобин-гаптоглобин. Бла­годаря этому гемоrлобин задерживается в сосудистом русле, не проходя через почечный фильтр. Вследствие трипсиноподобноro действия бета-цепи гаптоглобина и вызванных его влиянием конформационных изменений в порфириновом кольце гема соз­даются условия для более легкого разрушения гемоглобина в кле­точных элементах системы фагоцитирующих моноиуклеаров (пе­чени, селезенки, костного моэга и других органов). Вначале происходит разрыв метиновoro мостика между 1 и 2 пиррольныи ядрами порфиринового кольца с одновременным окислением двухвалентного железа в трехваленrное. Образующийся таким образом высокомолекулярный пигмент зевенего цвета вердоглобин представляет собой комплекс, состоящий из rлобина, ра­зорванной системы порфиринового кольца и трехвалентного же­леза. Дальнейшие превращения приводят к потере вердоглоби­ном железа и глобина, в результате чего порфириновое кольцо разворачивается в цепь и формируется низкомолекулярный жел­чный пигмент зеленого цвета - биливердин. Почти весь он ферментативным путем восстанавливается в важнейший красно­желтый пигмент желчи - билирубин, являющийся обычным компонентом плазмы крови. При распаде 1 г гемоглобина обра­зуется 34 мг билирубина. Будучи водонерастворимым, свободный билирубин соединяется с альбумином плазмы, который служит основным его транспортером в плазме крови. Установлено, что каждая молекула альбумина реагирует с двумя (или даже тремя) молекулами билирубина, одна из которых связана с белком более прочно, чем дрyгaя(ие) (в физиологических условиях 1 г альбуми­на заключает в себе 17 мг билирубина). При ацидотических сдви­гах в организме, высвобождении в плазму свободных жирных кислот (вследствие активации липолиза), а также под влиянием ряда экзогенных веществ билирубин вытесняется из альбумина плазмы, образуя ассоциаты с коллагеном и липидаии мембран.

Комплекс «альбумин-билирубин», доставленный с током крови в печень, на поверхности плазматической мембраны гепа­тоцита подвергается диссоциации. При этом высвобожденный билирубин образует временный ассоциат с липидами плазмати­ческой мембраны и перемешается через нее благодаря деятель­ности определенных ферментных систем. Дальнейшее прохожде­ние свободного билирубина в клетку происходит при участии в этом процессе двух белков-переносчиков: лигандина (он тран­спортирует основное количество билирубина) и протеина Z.

Лигандин и протеин Z обнаружены также в почках и кишеч­нике, поэтому при недостаточности функции печени они способ­ны компенсировать ослабление процессов детоксикации в этом органе. В клетках печени под влиянием фермента глюкуронил­трансферазы, осуществляющей перенос активных форм молекул глюкуронсвой кислоты (уридиндифосфоглюкуроновой кислоты) на свободный билирубин, образуются билирубиндиглюкурониды (75~80%) и билирубинмоноглюкурониды (25-30%). И те и дру­гие достаточно хорошо растворимы в воде, но лишены способ­ности перемешаться через липидный слой мембраны. За счет свя­зывания билирубина с глюкурсновой кислотой присущая свободному билирубину токсичность в значительной мере теряется. Гидрофобный, липофильный свободный билирубин, легко рас­творяясь в липидах мембраны и проникая вследствие этого в ми­тохондрии, разобщает в них дыхание и окислительное фосфори­лирование, нарушает синтез белка, поток ионов калия через мем­брану клеток и органелл. Это отрицательно сказывается на состо­янии центральной нервной системы, вызывая у больных ряд характерных неврологических симптомов.

В настоящее время под свободным билирубином принято по­нимать неконъюгированный (с глюкурсновой кислотой) билиру­бин, который из-за плохой растворимости в воде дает трудную, непрямую (происходящую лишь после внесения в пробу этилового спирта или другого ускорителя) реакцию с ди­азореактивом Ван ден Берга. Поэтому его раньше именовали «непрямой» билирубин. Билирубинглюкурониды (или связан­ный, конъюгированный билирубин) в отличие от свободного би­лирубина тотчас вступают в реакцию с диазореактивом («пря­мой» билирубин). Следует иметь в виду, что в самой плазме крови билирубин, не конъюгированный с глюкуроновой кислотой, мо­жет быть либо связан с альбумином, либо нет. Последняя фрак­ция (не связанного ни с альбумином, ни с липидами, ни с други­ми компонентами крови билирубина) наиболее токсична. При внутривенном введении ее в организм животного наступает нек­роз печени, сопровождающийся выходом ферментов в кровь; происходят гемолиз эритроцитов, разобщение окисления и фос­форилирования.

Клиницистам хорошо известно токсическое действие высоких концентраций билирубина крови. Оно проявляется пораже­нием центральной нервной системы, возникновением очагов некроза в паренхиматозных органах, подавлением клеточного иммунитета, развитием анемии вследствие гемолиза эритроци­тов. Механизм токсического действия билирубина сводится не только к угнетению процессов окислительного фосфорилирова­ния, но также к снижению потребления кислорода, что способно обусловить повреждение тканей из-за дефицита энергии. Важ­ную роль в этом процессе играет и фотосенсибилизирующее дей­ствие билирубина. Будучи метаболитом протопорфирина - од­ного из наиболее активных фотосенсибилизаторов, билирубин способен, используя квантовую энергию света, переводить хими­чески инертный молекулярный кислород в чрезвычайно актив­ную, синглетную форму. Синглетный кислород разрушает любые биологические структуры, окисляет липиды мембран, нуклеине­вые кислоты, аминокислоты белков. В результате активации им перекисного окисления липидов и отщепления гликопротеинов, а также высокомолекулярных пептидов мембран возникает гемо­лиз эритроцитов. Учитывая способность билирубина иницииро­вать свободнорадикальное окисление липидов, многие авторы рекомендуют включать в комплекс медикаментозной терапии препараты антисксидантнсго действия (альфа-токоферол, аскор­бат, цистамин, ионол и др.), способствующие снижению выра­женности гипербилирубинемии.

Сам так называемый свободный билирубин представлен 4 изомерами (БIХ альфа, БIХ бета, БIХ гамма, БIХ дельта), фрак­ционный состав которых у взрослых и детей различен (у взрослых на долю водонерастворимого изомера БIХ альфа приходится 94% от всех фракций билирубина, у новорожденных - 80%). В плазме крови детей отмечено более высокое, чем у взрослых, содержание водорастворимых фракций билирубина (БIХ бета, БIХ гамма, БIХ дельта). этим объясняется выход свободного билирубина с мочой новорожденных. Конъюгированный билирубин также представлен рядом фракций, в числе которых конъюгированный билирубин, связанный с альбумином, не связанный с альбуми­ном и связанный с фосфолипидaми.

Билирубинглюкурониды благедаря ферментным системам мембран активно перемешаются через них (против градиента концентрации) в желчные ходы, выделяясь вместе с желчью в просвет кишечника. В нем под дейcmиeм ферментов, продуцируемых кишечной микрофлорой, происходит разрыв глюкуронид­ной связи. Высвобожденный свободный билирубин восстанавли­вается с образованием в тонком кишечнике сначала мезобилиру­бина, а затем и мезобилиногена (уробилиногена). В норме опре­деленная часть мезобилиногена, всасываясь в тонком кишечнике и в верхнем отделе толстого, через систему воротной вены попа­дает в печень, где практически полностью разрушается (путем окисления), превращаясь в дипиррольные соединенна.

Мезобилиноген (уробилиноген) при этом в общий ток кровообращения не поступает. Часть его вместе с продуктами разрушения вновь направляется в просвет кишечника в составе желчи (энтерогепатальный круговорот). Однако даже при самых незначительных изменениях в печени ее барьерная функция во многом «снимается и мезобилиноген попадает сначала в общий ток кровообращения, а затем в мочу. Основная же масса его на­правляется из тонкого кишечника в толстый, где под влиянием анаэробной микрофлоры (кишечной палочки и других бактерий) подвергается дальнейшему восстановлению с образованием стер­кобилиногена. Образовавшийся стеркобилиноген (су­точное количество 100-200 мг) почти полностью выделяется с калом. На воздухе он окисляется и превращается в стеркобилин, являющийся одним из пигментов кала. Неболыцая часть стеркобилиногена попадает путем всасывания через слизистую оболоч­ку толстого кишечника в систему нижней полой вены, доставля­ется с кровью в почки и выделяется с мочой.

Таким образом, в моче здорового человека уробилиноген отсутствует, но в ней содержится некоторое ко­лнчество стеркобилина (который часто не совсем правильно на­зывают «уробилином»).

Следовательно, моча здорового человека не содержит мезоби­линоген, но в ней имеется некоторое количество (4 мг в суточном объеме) стеркобилиногена (часто не совсем правильно именуе­мого уробилиногеном). Из-за близости химических структур со­единений раздельное определение мезобилиногена и стеркоби­линогена сопряженсс определенными методическими труднос­тями.

Следует иметь в виду, что у новорожденных из-за стерильнос­ти кишечника билирубин не преврашается в его перечисленные производные (метаболиты), но активно всасывается в кровь, обусловливая гипербилирубинемию.

Для определения содержания билирубина в сыворотке (плаз­ме) крови используют в основном химические и физико-хими­ческие методы исследования, среди которых выделяют колори­метрические, спектрофотометрические (ручные и автоиатизированные), хроматографические, флюориметрические и некоторые другие.

Большинство из них базируется на описанной еще Эрлихом реакции билирубина (мочи) с диазофенилсульфоновой кислотой. Она состоит в возникновении азокрасителя, имеющего розовую окраску в кислой и синюю - в щелочной среде.

Желтуха (icterus) — синдром, возникающий при увеличении содержания в крови билирубина и характеризующийся желтой окраской кожи, слизистых оболочек, склер в результате отложения в них желчных пигментов при нарушении желчеобразования и желчевыделения.