Распад гема

Большая часть гемхромагенных пигментов в организме человека образуется при распаде гема. Главным источником гема является гемоглобин. В эритроцитах содержание гемоглобина составляет 80%, время жизни эритроцита 110-120 дней. В течение суток в организме взрослого человека массой 70 кг распадается около 6г гемоглобина. Распад эритроцитов происходит в клетках мононуклеарных фагоцитов. Наибольшее число таких клеток в селезенке, печени, костном мозге.

Первая реакция распада гемоглобина – это гидролиз его белковой части.

Катаболизм гема, освобождение от белковой части происходит в микросомальной фракции при участии сложной гем-оксигеназной ферментативной системы, требующей наличие НАДФН₂ и кислорода. При поступлении гема в гемаксиназную систему микросом ионы железа окисляются в ферри форму, т.е. гем превращается в гемин.

гем (Fe²⁺) (над: оксигеназа) гемин(Fe³⁺) (это ферри форма)  (над: редуктаза; под: НАДФH₂НАДФ) гемин (Fe²⁺) (ферро форма)  (над: редуктаза, +О₂; под: НАДФН₂НАДФ)оксигемин (Fe³⁺) (над: редуктаза, +О₂; под: -СО, -Fe³⁺)биливердин ( над: НАДФН₂НАДФ) билирубин (над: +альбумин) билирубин-альбумин (неконъюгированный билирубин - НБ).

Как видно из схемы, в процессе реакций катаболизма гема, гемин восстанавливается с помощью редуктаз (НАДФН₂) в ферро-форму (Fe²⁺).

При участии НАДФН₂, кислород проходит последующее превращение с раскрытием тетрапирольного кольца гема, с выделением окиси углерода (СО) и освобождением ферри-иона (Fe³⁺).

Образуется ациклическое соединение биливердин, у которого редуктаза восстанавливает метиловый мостик между 3 и 4 пирролами, образуется желтый, токсический для клеток, пигмент – билирубин.

За сутки у взрослого человека массой 70 кг образуется 250-350 мг билирубина. Химические превращения гема в билирубин в клетках МФ можно наблюдать внутри организма в гематоме, где пурпурный цвет, обусловленный гемом, медленно переходит в желтый цвет, обусловленный билирубином.

Образованный в клетках билирубин является токсическим веществом, удаляется из них и поступает в кровь, взаимодействуя с транспортными белками - альбуминами. Образованное комплексное соединение билирубин-альбумин называется неконъюгированный билирубин - НБ.

НБ имеет свойства:

1. токсичен;

2. гидрофобен;

3. адсорбирован на альбумине;

4. не проходит через почечный эпителий;

5. не дает прямой реакции с диазо-реактивом Эрлиха.

НБ с помощью альбумина поступает для детоксикации в печень, где в гепатоцитах, в реакции конъюгации с глюкуроновой кислотой, при участии ТФ образуются:

- билирубин-моноглюкурониды (20%);

- билирубин-диглюкурониды (80%).

Эти билирубины носят название конъюгированного билирубина – КБ.

КБ имеет свойства:

1. не токсичен;

2. гидрофилен;

3. не связан с белками;

4. легко проникает через почечный барьер;

5. дает прямую реакцию с диазо-реактивом Эрлиха.

Этот билирубин (КБ) может проникать в кровяные капилляры. В плазме крови на его долю приходиться 25%, от общего билирубина, который в норме составляет 8-20 мкмоль/л.

Далее из печени КБ в составе желчи поступает в клетки, где под влиянием ферментов микрофлоры он гидролизуется. Отщепившаяся глюкуроновая кислота всасывается в слизистую кишечника и через воротную вену вновь поступает в печень, где может использоваться для детоксикации.

Билирубин под влиянием ферментов кишечной микрофлоры многократно восстанавливается, превращается в мезобилиноген, часть которого может всасываться слизистой и через систему воротной вены поступать в печень, где разрушается до моно-, дипирролов, которые из организма удаляются в составе желчи с каловыми массами.

Незначительная часть мезобилиногена с током крови поступает в почки, где превращается в другой пигмент – уробилиноген, который, окисляясь, образует пигмент мочи – уробилин.

В моче здорового взрослого человека массой 70 кг уробилин присутствует в следовых количествах.

За сутки (суточный диурез в норме равен 1,2-1,5 л) выделяет 1-4 мг уробилина.

Большая часть мезобилиногена в толстом отделе кишечника под влиянием ферментов кишечной микрофлоры, восстанавливаясь, превращается в стеркобилиноген – основной пигмент кала, который, окисляясь, превращается в стеркобилин. За сутки с калом выводиться примерно 280-300 мг стеркобилина.