Роль печени в пигментном обмене

Печени принадлежит ведущая роль в распаде окрашенных сложных белков - хромопротеидов. При этом образуются желчные пигменты. Определение этих пигментов в крови и моче, а также продуктов их превращения, на протяжении многих лет широко используется для диагностики заболеваний печени. Основным источником образования желчных пигментов является гемоглобин, а также другие гем-содержащие белки (миоглобин, цитохромы, каталаза). Небольшую часть желчных пигментов дает процесс неэффективного эритропоэза, когда в костном мозге происходит разрушение созревающих клеток эритроидного ряда. Ежедневно в организме распадается 6,3 г гемоглобина.

Начальный этап распада гемоглобина - превращение его в вердогемоглобин - происходит в ретикуло-эндотельальной системе (купферовские клетки печени, селезенка, костный мозг). Этот этап заключается в разрыве одной связи между кольцами в четырехпиррольной структуре гемоглобина при сохранении железа и глобина. В дальнейшем происходит отщепление железа и глобина с развертыванием четырехпиррольной циклической структуры в четырехпиррольную линейную структуру одного из желчных пигментов - биливердина. Освободившееся железо не удаляется из организма, а депонируется в форме белка ферритина. Печень взрослого человека содержит около 700 мг железа, которое почти полностью находится в составе ферритина.

Биливердин далее переходит в билирубин путем восстановления, где источником водорода является НАДФ Н₂(см. схему). Образовавшийся билирубин называется непрямым билирубином, так как не дает специфическую цветную реакцию с диазореактивом без предварительной обработки.

CH₂ CH₂

CH₃ CH CH₃ CH М В М Пр Пр М М В

I II

СН CH CH CH

N N НО N NH N N OH

CHFeCH глобин + НАДФ Н₂

NNМ В М Пр Пр М М В

CH

IV III

СН CH₂ CH

НО NNHNНNОН

СН₃ СН₃

CH₂ CH₂

CH₂ CH₂

COOHСООН

Структура билирубина в ряде руководств изображается в виде кетопроизводного:

М В М Пр Пр М М В

CHCH₂ CH

ONHNHNHNНO

Непрямой билирубин связан довольно прочно с альбумином, и в таком виде транспортируется в гепатоциты. Одна молекула альбумина может связывать две молекулы билирубина. Некоторые вещества (салицилаты, сульфаниламидные препараты) могут конкурентно вытеснять билирубин из связи с альбумином, и тогда свободный билирубин может проникать, в частности, в нервную систему. Непрямой билирубин составляет более 75-90% от концентрации общего билирубина крови в зависимости от метода определения. В гепатоците комплекс альбумина с непрямым билирубином распадается, но билирубин образует соединение с внутриклеточным белком лигандином. Образовавшийся комплекс препятствует выходу билирубина из клетки обратно в кровь.

Следующим этапом является превращение непрямого билирубина в прямой билирубин. Это происходит путем соединения непрямого билирубина с одной, а чаще с двумя молекулами глюкуроновой кислоты. Местом ее присоединения являются остатки пропионовой кислоты в молекуле билирубина. Присоединение происходит в эндоплазматической сети гепатоцита при участии фермента билирубинглюкуронилтрансферазы.

На следующем этапе прямой билирубин поступает в желчь (непрямого билирубина в желчи, как правило, нет). С желчью билирубинглюкурониды попадают в тонкий кишечник, где подвергаются дальнейшим превращениям. При нарушении перехода прямого билирубина в желчь, он может выходить из клеток в кровь.

Прямой билирубин не всасывается в кишечнике. По вопросу о превращении билирубина в кишечнике нет единого мнения, в особенности это касается номенклатуры образующихся продуктов и путей их выделения.

В общих чертах, эти превращения могут быть представлены следующим образом.

В верхних отделах кишечника прямой билирубин переходит в непрямой. Он подвергается восстановлению с образованием нескольких бесцветных тетрапиррольных соединений, которые иногда называют общим понятием «уробилиногены», а иногда детализируют, разделяя на стеркобилиноген, уробилиноген и мезобилиноген. Поступая в печень, уробилиногены вовлекаются в кишечно-печеночный цикл, распадаясь в печени до дипирролов, или же возвращаются в кишечник. При нормальном круговороте между печенью и кишечником эти вещества практически не попадают в общий круг кровообращения, а следовательно, и в мочу.

Продвигаясь по кишечнику, эти уробилиногены под действием микрофлоры толстого кишечника подвергаются разной степени восстановления, отличаясь от структуры билирубина на 6 (стеркобилиноген), 8 (мезобилиноген) и 12 (уробилиноген) атомов водорода. На воздухе они окисляются путем потери двух атомов водорода и образуют пигменты кала и мочи. Основной путь выделения продуктов превращения билирубина в кишечнике - выделение с калом под названием «стеркобилин» (50-280 мг/сутки). Незначительное количество этих препаратов всасывается и по геморроидальным венам попадает в общий круг кровообращения и в мочу (около 4 мг/сутки), где содержится в виде уробилина.

Полагают, что в уробилиногены превращается не весь билирубин. Значительная часть прямого билирубина превращается в продукты невыясненной структуры.