Die Bestimmung von Pigmentstoffwechselstörungen ist aus zwei Gesichtspunkten von diagnostischem Interesse: Die Beurteilung des Funktionszustandes von Leberzellen und die Differenzierung verschiedener Gelbsuchtarten (hepatisch, suprahepatisch und subhepatisch).
Die Untersuchungen von Talafant (1956) und Schmidt (1956) sowie die Arbeiten von Billing, Lathe (1958) und Bollman (1959), die die chromatographische Methode zur Untersuchung von Bilirubin verwendeten, ermöglichten die Ermittlung der einzelnen Stufen des Pigmentstoffwechsels. Drei verschiedene Formen von Bilirubin werden durch Papierchromatographie bestimmt: freies Bilirubin (nicht in Verbindung mit Glucuronsäure), Bilirubinmonoglucuronid und Bilirubindiglucuronid *. Die Begriffe "direktes" und "indirektes" Bilirubin sollten so belassen werden, als würden sie nicht die Essenz des Prozesses der Bilirubinänderung widerspiegeln. Nach modernen Vorstellungen ist das im RES gebildete freie Bilirubin mit Albumin verbunden und zirkuliert in Form eines Albumin-Bilirubin-Komplexes im Blut und gelangt in die Leber. In Kupffer-Zellen zerfällt der Komplex, unlösliches freies Bilirubin gelangt in die Leberzellen - die Hepatozyten. In Hepatozyten, an denen Transferase-Systeme beteiligt sind, ist Bilirubin mit Glucuronsäure verbunden. Die resultierenden wasserlöslichen Di- und Monoglucuronide werden von den Leberzellen in die Gallenkapillaren überführt. Eine erhöhte Bilirubinämie - Gelbsucht - kann folgende Ursachen haben: 1) eine erhöhte Bildung von freiem Bilirubin im Reticuloendothelium (hämolytischer oder suprahepatischer Ikterus); 2) Obturation der Gallenwege (subhepatischer, obstruktiver Ikterus); 3) Schädigung der Leberzellen mit gestörter Bilirubinglucuronid-Bildung und deren Freisetzung in das Lumen der Gallenkapillaren (Leber-Gelbsucht); 4) angeborene Insuffizienz des Transferasensystems von Leberzellen mit gestörter Bilirubing-Glucuronidbildung (angeborener nicht-hämolytischer Gelbsucht).
Bei Gesunden wird nur der Anteil an freiem Bilirubin in den Chromatogrammen bestimmt. Mit der Niederlage des Leberparenchyms zusammen mit einer Erhöhung der Menge an freiem Bilirubin gibt es Fraktionen von Bilirubinglucuroniden. Dies zeigt das Vorhandensein einer Glucuronidsynthese in der Leber und den retrograden Eintritt der resultierenden Verbindungen in den Blutkreislauf an. Studien 3. D. Schwartzman (1961) zeigte einen Zusammenhang zwischen dem Grad der Läsion des Leberparenchyms und der Änderung des Gehalts einzelner Bilirubinfraktionen im Blut.
Hämolytischer Ikterus ist durch eine Erhöhung der Gesamtmenge an Bilirubin gekennzeichnet, die hauptsächlich auf freies Auftreten zurückzuführen ist. Bei hämolytischem Gelbsucht tritt manchmal eine geringe Menge Bilirubinmonoglucuronid auf, was auf eine Verletzung der Leberzellenfunktion hindeutet. Es gibt ähnliche Veränderungen bei kongenitalen nicht-hämolytischen und einigen anderen Arten von Gelbsucht, die mit einer gestörten Glucuronidbildung aufgrund von Insuffizienz der Transferasesysteme verbunden sind.
Im mechanischen Ikterus zeigt eine chromatographische Studie eine Zunahme der Anzahl aller drei Bilirubinfraktionen, aber im Gegensatz zum Morbus Botkin gibt es keinen charakteristischen zyklischen Charakter der Erkrankung beim Auftreten und Verschwinden der Di- und Monoglucuronidfraktion. Das Auftreten dieser Fraktionen im obstruktiven Ikterus beruht auf einer Verletzung des Abflusses der Galle bei fortgesetzter Synthese von Glucuroniden.
Als Tests zur Beurteilung der Leberfunktion im Bereich des Pigmentstoffwechsels werden zusammen mit der Bestimmung der Gesamtbilirubinmenge und ihrer Fraktionen im Blut Bilirubin in der Galle, Urobilin im Urin und Stercobilin im Stuhl bestimmt.
In der Galle wird Bilirubin in Form von Glucuroniden gefunden. Seine Menge im Zwölffingerdarminhalt schwankt in einzelnen Galleportionen dramatisch, die Konzentration nimmt mit zunehmender Galle ab. Das Verhältnis der Menge an Mono- und Diglucuronid in der Galle von gesunden Individuen beträgt 1: 3. Eine chromatographische Untersuchung der Zwölffingerdarm-Gehalte von Patienten mit Botkin-Krankheit zeigt eine gleichmäßige Abnahme beider Bilirubinfraktionen, während ihr normales Verhältnis beibehalten wird; Mit zunehmender Erholung nimmt die Freisetzung von Mono- und Diglucuronid zu (3. G. Bezkorovainaya, 1964).
Der nächste Schritt bei der Änderung von Bilirubin ist die Bildung von Urobilin-Körpern, die im Urin in Form von I-Urobilinogen (Mezobilubinogen), D-Urobilinogen und L-Urobilinogen (dem Endprodukt der Änderung von Bilirubin) bestimmt werden. Urobilinigene von frischem Urin oxidieren rasch zu entsprechenden Urobilinen.
Zur Frage des Ortes und des Mechanismus der Bildung von Urobilin-Körpern aus Bilirubin gibt es derzeit zwei Theorien: klassischer Darm und dualistisch. Nach der klassischen Theorie erfolgt die Umwandlung von Bilirubinglyukuronida in Mezobilubrubinogen und Urobilinogen im Dickdarm unter dem Einfluss von Bakterien. Eine kleine Menge davon wird absorbiert, durch das Pfortadersystem gelangt in die Leber und wird in der Galle wieder ausgeschieden und teilweise zerstört. Unter dem Einfluss von Mikroben nicht resorbiertes Urobilinogen verändert sich weiter und wird zu Stercobilinogen. Ein kleiner Teil des Stercobilinogens wird im oberen Kolon absorbiert und dringt durch die Pfortader in die Leber ein (und wird dort zerstört), während Stercobilinogen aus dem distalen Colon resorbiert, die Hämorrhoidalvenen in den Kreislauf gelangt und mit dem Urin ausgeschieden wird. Der größte Teil des Sterkobilinogens wird in den Stuhl ausgeschieden und geht in Sterkobilin über.
Nach der dualistischen Theorie von Baumgartel findet die Umwandlung von Bilirubin in Urobilinogen im Darm und in der Gallenwege statt: Der Umwandlungsprozess beginnt in den unteren Abschnitten der Gallenwege und der Gallenblase unter dem Einfluss von Zellenzymen. So gelangen sowohl Bilirubin als auch Urobilinogen in den Dünndarm, letzterer wird absorbiert und durch das Pfortadersystem in die Leber gelangt und dort zerfällt. Bilirubin wandelt sich unter dem Einfluss der Mikroflora des Dickdarms in Mezobilubirubin und dann in Stercobilinogen um. Das meiste Stercobilinogen wird mit dem Stuhl ausgeschieden, ein kleiner Teil wird absorbiert und durch die Hämorrhoidalvenen gelangt in den systemischen Kreislauf und wird mit dem Urin ausgeschieden.
Die Bestimmung von Urobilinkörpern und Stercobiogenogen in Urin und Kot ist nicht nur für die Erkennung von Leberparenchymschäden, sondern auch für die Bestimmung der Gelbsucht von großem diagnostischen Wert.
Die Klinik verwendet häufig Techniken, die die Gesamtmenge an Stercobilin, Stercobilinogen, allen Formen von Urobilinogen und Urobilin bestimmen. Der Begriff "Urobilin" bezieht sich auf im Urin enthaltene Substanzen, der Begriff "Stercobilin" - im Kot **.
Wenn das Leberparenchym betroffen ist, ist eines der ersten Symptome der Erkrankung eine Erhöhung der Urobilinmenge im Urin.
Bei einer obstruktiven Gelbsucht wird das Vorhandensein einer bestimmten Menge an Urobilin im Urin bei vollständiger Blockierung des Gallenganges durch seine Bildung in der Gallenblase und in den intrahepatischen Passagen erklärt. Die Möglichkeit hierfür wird in dieser Situation von Befürwortern der klassischen Theorie erkannt, die diese Tatsache durch das Auftreten von Mikroflora in der Gallenwege während des Gallenstillstands erklären. Bei länger anhaltender Blockade des Gallengangs kann die Urobilinurie aufgrund von sich entwickelnden Schäden an den Leberzellen zunehmen.
Für die Differentialdiagnose der Art des Ikterus besteht eine zugängliche und wertvolle Diagnosemethode darin, das Verhältnis der Menge an Urobilin im Urin und Stercobilin im Stuhl zu bestimmen.
Bei normaler täglicher Ausscheidung von Stercobilin mit Kot liegt die Menge an Urobilin im Urin um 10 bis 30-mal über 100 bis 300 mg.
Wenn die Gelbsucht der Leber aufgrund einer Abnahme des Bilirubins mit der Galle abnimmt, nimmt die Menge an Stercobilin im Stuhl ab; Gleichzeitig steigt die Urobilinurie aufgrund einer Verletzung der Umwandlung von Urobilin-Körpern und Stercobilinogen in Hepatozyten. Das Verhältnis von Urobilin / Stercobilin, das in der Norm von 1: 10-1: 30 gleich ist, ändert sich zu 1: 5-1: 1; Bei schweren Leberveränderungen ist der Urobilinkoeffizient verzerrt und erreicht 3: 1, d. h., die tägliche Urobilinausscheidung im Urin übersteigt die Menge an Stercobilin im Stuhl.
Bei hämolytischer Gelbsucht aufgrund von Gallenpleochromie steigt die Menge an Stercobilin in einigen Fällen auf 10.000 mg an. Das Verhältnis der Menge an Urobilin zu Stercobilin kann bis zu 1: 300-1: 1000 erreichen.
Die Bestimmung des Urobilinkoeffizienten ist eine wertvolle Methode bei der Diagnose hämolytischer Gelbsucht, jedoch werden charakteristische Änderungen des Koeffizienten nur während des Beginns einer hämolytischen Krise festgestellt.
Die Rolle der Leber im Pigmentstoffwechsel
Berücksichtigen Sie nur hämochromogene Pigmente, die im Körper während des Abbaus von Hämoglobin gebildet werden (in wesentlich geringerem Maße während des Abbaus von Myoglobin, Cytochrom usw.). Der Zerfall von Hämoglobin erfolgt in den Zellen von Makrophagen, insbesondere in den Sternat-Retikuloendothelzellen, sowie in den Histiozyten des Bindegewebes eines Organs.
Wie bereits erwähnt (siehe Kapitel 13), besteht das Anfangsstadium des Zerfalls von Hämoglobin im Bruchteil einer einzigen Methinbrücke unter Bildung von Verdoglobin. Weiterhin werden das Eisenatom und das Globinprotein vom Verdoglobinmolekül abgespalten. Dadurch entsteht Biliverdin, eine Kette von vier Pyrrolringen, die durch Methanbrücken miteinander verbunden sind. Dann wird Biliverdin, das sich erholt, zu Bilirubin - einem Pigment, das aus der Galle ausgeschieden wird und daher Gallepigment genannt wird. Das resultierende Bilirubin wird indirektes (unkonjugiertes) Bilirubin genannt. Es ist in Wasser unlöslich und führt zu einer indirekten Reaktion mit einem Diazoreaktiv, d. H. Die Reaktion läuft erst nach Vorbehandlung mit Alkohol ab.
In der Leber bindet Bilirubin (Konjugate) an Glucuronsäure. Diese Reaktion wird durch das Enzym UDP-Glucuronyltransferase katalysiert, während Glucuronsäure in der aktiven Form reagiert, d.h. in Form von UDFGK. Das resultierende Bilirubin-Glucuronid wird als direktes Bilirubin (konjugiertes Bilirubin) bezeichnet. Es ist in Wasser löslich und reagiert direkt mit einem Diazoreaktiv. Das meiste Bilirubin bindet an zwei Moleküle der Glucuronsäure und bildet das Diglucuronid-Bilirubin:
Abb. 16.4. Normaler Austausch urobilinogener Körper (Schema).
In der Leber gebildetes direktes Bilirubin wird zusammen mit einem sehr kleinen Teil des indirekten Bilirubins in der Galle in den Dünndarm ausgeschieden. Hier wird Glucuronsäure von direktem Bilirubin abgespalten, und seine Erholung erfolgt mit der aufeinanderfolgenden Bildung von Mezobilubin und Mezobilinogen (Urobilinogen). Es wird angenommen, dass etwa 10% des Bilirubins auf dem Weg zum Dünndarm zu Mesobliogenogen reduziert werden, d. H. in den extrahepatischen Gallenwegen und der Gallenblase. Aus dem Dünndarm wird ein Teil des gebildeten Mezobilinogens (Urobilinogen) durch die Darmwand resorbiert, dringt in die Pfortader ein und wird durch Blutfluss in die Leber übertragen, wo es sich vollständig in Di- und Tripyrrole aufspaltet. Daher gelangt Mesosynogen nicht in den allgemeinen Blut- und Urinkreislauf.
Die Hauptmenge an Mesobilinogen aus dem Dünndarm gelangt in den Dickdarm und hier wird es unter Beteiligung einer anaeroben Mikroflora wieder in Stercobilinogen umgewandelt. Gebildetes Stercobilinogen in den unteren Teilen des Dickdarms (hauptsächlich im Rektum) wird zu Sterko-Bilina oxidiert und in den Kot ausgeschieden. Nur ein kleiner Teil des Stercobilinogens wird in das System der unteren Hohlvene absorbiert (es tritt zuerst in die Hämorrhoidalvene ein) und wird anschließend im Urin ausgeschieden. Infolgedessen enthält der menschliche Urin Spuren von Stercobilinogen (pro Tag wird er mit 4 mg im Urin ausgeschieden). Leider wird Stercobilinogen, das in normalem Urin enthalten ist, bis vor kurzem in der klinischen Praxis als Urobilinogen bezeichnet. In fig. 16.4 zeigt schematisch die Bildungswege von urobilinogenen Körpern im menschlichen Körper.
In der klinischen Praxis hat sich der Begriff "Urin Urobilinogen" durchgesetzt. Unter diesem Begriff sind solche Derivate von Bilirubin (Bilirubinoiden) zu verstehen, die im Urin gefunden werden. Eine positive Reaktion auf Urobilinogen kann auf einen erhöhten Gehalt dieses oder jenes Bilirubinoids im Urin zurückzuführen sein und spiegelt in der Regel die Pathologie wider.
Die klinische Bestimmung von Bilirubin im Blut (allgemein, indirekt und direkt) sowie von Urobilinogen im Urin ist für die Differenzialdiagnose von Gelbsucht verschiedener Ätiologien von Bedeutung (Abb. 16.5). Bei hämolytischem Gelbsucht ("suprahepatisch") kommt es aufgrund der erhöhten Hämolyse roter Blutkörperchen und der Zerstörung von Hämoglobin zu einer intensiven Bildung von indirektem Bilirubin im retikuloendothelialen System (vgl. Abb. 16.5, b). Die Leber ist nicht in der Lage, eine so große Menge an indirektem Bilirubin zu verwerten, was zu einer Ansammlung im Blut und im Gewebe führt. In diesem Fall wird in der Leber eine erhöhte Menge an direktem Bilirubin synthetisiert, das mit der Galle in den Darm gelangt. Im Dünndarm wird Mezobilinogen vermehrt gebildet und anschließend Stercobilinogen. Der resorbierte Teil des Mezobilinogens wird von der Leber verwertet und im Dickdarm resorbierende Sterocobilinogene werden mit dem Urin ausgeschieden. So ist der hämolytische Gelbsucht in typischen Fällen durch die folgenden klinischen und Laborindikatoren gekennzeichnet: erhöhte Gesamt- und indirekte Bilirubinkonzentration im Blut im Urin - Fehlen von Bilirubin (indirektes Bilirubin wird nicht durch die Nieren gefiltert) und eine positive Reaktion auf Urobilinogen (aufgrund eines erhöhten Eintritts in das Blut) Harn von Stercobilinogen und in schweren Fällen - und aufgrund von Mezobilinogen, das von der Leber nicht genutzt wird); zitronengelber Hautton (eine Kombination aus Gelbsucht und Anämie); eine Vergrößerung der Milzgröße; hell farbiger Kot.
Abb. 16.5. Pathogenese der Bilirubinämie bei verschiedenen pathologischen Zuständen (Schema). a ist die Norm; b - Hämolyse; Verstopfung in den Gallenkapillaren; d - Schädigung der Leberparenchymzellen; 1 - Blutkapillare; 2 - Leberzellen; 3 - Gallenkapillare.
Bei mechanischem (obstruktivem oder "subhepatischem") Ikterus (vgl. Abb. 16.5, c) wird der Abfluss der Galle gestört (Verstopfung des Gallengangs mit einem Stein, Krebs des Pankreaskopfes). Dies führt zu destruktiven Veränderungen in der Leber und dem Eintritt von Gallenelementen (Bilirubin, Cholesterin, Gallensäuren) in das Blut. Bei vollständiger Obstruktion des Gallenganges dringt die Galle nicht in den Darm ein, daher kommt es nicht zur Bildung von Bilirubinoiden im Darm, die Fäkalien verfärben sich und die Reaktion auf Urobilinogen im Urin ist negativ. Somit ist bei obstruktiver Gelbsucht im Blut die Menge an Gesamtbilirubin erhöht (aufgrund von direktem), der Gehalt an Cholesterin und Gallensäuren ist erhöht, und der hohe Gehalt an Bilirubin (direkt) im Urin. Klinische Merkmale des obstruktiven Ikterus sind eine helle ikterische Verfärbung der Haut, farblose Fäkalien, Juckreiz der Haut (Reizung der Nervenenden mit in der Haut abgelagerten Gallensäuren). Es sollte beachtet werden, dass bei langfristiger Obstruktion der Ikterus die Leber, einschließlich einer der Hauptentgiftung, erheblich beeinträchtigen kann. In diesem Fall kann es zu einem partiellen "Versagen" der Leber durch indirektes Bilirubin kommen, was zu einer Ansammlung im Blut führen kann. Mit anderen Worten, ein Anstieg des Anteils an indirektem Bilirubin bei obstruktiver Gelbsucht ist ein schlechtes prognostisches Anzeichen.
Beim parenchymalen ("hepatischen") Ikterus (vgl. Abb. 16.5, d), der am häufigsten in seiner viralen Läsion auftritt, entwickeln sich entzündliche und destruktive Prozesse in der Leber, was zu einer Funktionsverletzung führt. In den Anfangsstadien der Hepatitis wird der Prozess der Erfassung und des indirekten Bilirubins Glukuronirowanija aufrechterhalten, jedoch fällt das direkte Bilirubin, das sich unter den Bedingungen der Zerstörung des Leberparenchyms gebildet hat, teilweise in den systemischen Kreislauf, was zu Gelbsucht führt. Die Ausscheidung der Galle ist auch gebrochen, Bilirubin im Darm wird weniger als normal. Mezobilogen wird weniger gebildet als üblich und eine geringere Menge wird im Darm absorbiert. Aber auch diese geringe Menge an Mesobliogenogen, die in die Leber gelangt, wird von dieser nicht aufgenommen. Mesobilinogen, das sich "entzieht", gelangt in den Blutkreislauf und scheidet dann im Urin aus, was eine positive Reaktion auf Urobilinogen bestimmt. Die Menge an gebildetem Stercobilinogen ist ebenfalls reduziert, daher sind die Fäzes hypocholisch. Bei parenchymaler Gelbsucht steigt also die Gesamtkonzentration von Bilirubin im Blut, hauptsächlich aufgrund der direkten. Im Stuhl reduziert Stercobinogen. Die Reaktion auf Urobilinogenurin ist aufgrund der Aufnahme von Mezobilinogen positiv. Es ist zu beachten, dass sich bei fortschreitender Hepatitis eine signifikante Menge an indirektem Bilirubin im Blut ansammelt, wenn die Leber ihre Entgiftungsfunktion verliert. Bei ausgeprägter Leberentzündung, "Schwellung", Kompression der Gallenkapillaren und -kanäle kann es auch zu intrahepatischer Cholestase kommen, die dem parenchymalen Ikterus mechanische Merkmale mit dem entsprechenden klinischen Laborbild verleiht (Achselkot, Reaktion auf Urobilinogen).
In tab. 16.2 zeigt die charakteristischsten Veränderungen bei klinischen und Laborindikatoren für verschiedene Gelbsuchtarten.
Es sollte beachtet werden, dass in der Praxis Gelbsucht einer beliebigen Art in „reiner“ Form selten beobachtet wird. Häufigere Kombination eines Typs oder eines anderen. Bei einer schweren Hämolyse leiden daher unweigerlich verschiedene Organe, einschließlich der Leber, die Elemente der parenchymalen Gelbsucht während der Hämolyse einführen können. Der parenchymale Gelbsucht umfasst in der Regel mechanische Elemente. Bei einem obstruktiven Ikterus, der durch das Quetschen der großen Papille des Zwölffingerdarms (Vaternippel) beim Pankreaskopfkrebs entsteht, ist die Hämolyse als Folge einer Krebsvergiftung unvermeidlich.
67. Die Studie des Pigmentstoffwechsels in der Leber, diagnostischer Wert.
Ein Spiegelbild des Pigmentstoffwechsels in der Leber ist der Gehalt des Bilirubins und seiner Wiederherstellungsprodukte im Blut (sowie im Stuhl und im Urin). Die Erkennung von Störungen des Pigmentstoffwechsels gibt Aufschluss über den Funktionszustand der Geatozyten und hilft auch, verschiedene Gelbsuchtarten zu unterscheiden.
Bilirubinbildung tritt in den retikuloendothelialen Zellen des Knochenmarks, in den Lymphknoten, hauptsächlich aber in der Milz, sowie in den sternförmigen reticuloendothelialen Zellen der Leber auf (Abb. 117). Bilirubin wird aus Hämoglobin gebildet, das während des physiologischen Abbaus der roten Blutkörperchen freigesetzt wird. Gleichzeitig zerfällt Hämoglobin in den Proteinkörper von Globin und Häm, das Eisen enthält. In den Zellen des retikuloendothelialen Systems wird aus dem freigesetzten Häm freies Bilirubin gebildet, das im Blut in einer instabilen Beziehung zu Albuminprotein zirkuliert. Der Gehalt an freiem Bilirubin im Blut beträgt 8,55-20,52 µmol / l (0,5-1,2 mg%). Der größte Teil davon gelangt in die Leber, wo es aus seiner Verbindung mit Albumin freigesetzt wird und unter Beteiligung von Leberenzymen an Glucuronsäure bindet, wobei eine wasserlösliche Verbindung, Bilirubingen-Curonid (Mono- und Diglucuronid oder gebundenes Bilirubin), gebildet wird, die in den Gallengang abgegeben wird.
Folglich ist die Leber am Austausch von Bilirubin beteiligt und führt die folgenden Funktionen aus: 1) die Bildung von Bilirubin in den Sternat-Retikuloendothelzellen; 2) Abfangen von freiem Bilirubin aus dem Blut; 3) Bildung einer Verbindung von Bilirubin mit Glucuronsäure; 4) Bilirubing der Glucuronidsekretion in die Galle (gebundenes Bilirubin).
Im Blut gesunder Menschen liegt nur freies Pigment vor. Bei Erkrankungen, die mit einer Verletzung oder Verzerrung des normalen Abflusses des mit Galle assoziierten Bilirubins einhergehen, gelangt es in den Blutkreislauf, und dann zirkulieren beide Pigmente darin (sie können getrennt bestimmt werden).
Eine qualitative Stichprobe von Van den Berg liefert indikative Informationen: Wenn sich herausstellt, dass dies indirekt ist, können wir davon ausgehen, dass nur freies Bilirubin im Blut vorliegt. Wenn es sich als direkt herausstellt, ist nicht bekannt, in welchem Verhältnis beide Pigmente stehen - eine positive direkte Reaktion maskiert die Anwesenheit einer beliebigen Menge an freiem Bilirubin. Derzeit verwenden sie hauptsächlich eine getrennte quantitative Bestimmung der Bilirubinfraktionen. In der Mehrzahl der zu diesem Zweck durchgeführten Studien werden die gleichen Diazoreaktivitäten wie für den qualitativen Test verwendet (Diazoreaktiv I: 5 g Sulfanilsäure und 15 ml starke Salzsäure werden in destilliertem Wasser gelöst und das Volumen wird mit destilliertem Wasser auf 1 l eingestellt; 0,5% Diazoreaktant Natriumnitritlösung; Diazingemisch: 10 ml Diazoreaktiv I + 0,25 ml Diazoreaktiv II).
Qualitativer Test: Zu 0,5 ml Serum wurden 0,25 ml Diazomischung gegossen. Bei einer Rötung des Serums innerhalb von weniger als 1 Minute wird die Reaktion als direkt schnell angesehen und zeigt die Anwesenheit von gebundenem Bilirubin im Serum an. Wenn die Rötung langsam auftritt (innerhalb von 1 - 10 min), was passiert, wenn eine relativ kleine Menge gebundenen Bilirubins an freies gebunden wird, wird die Reaktion als direkt verzögert angesehen. Wenn es länger als 10 Minuten keine Rötung gibt, wird die direkte Reaktion als negativ betrachtet. Wenn Sie sicherstellen möchten, dass die gelbe Farbe eines solchen Serums von Bilirubin abhängt, wird die doppelte Menge Alkohol hinzugefügt, filtriert und das Filtrat mit Diazomischung versetzt, wodurch die Flüssigkeit rosa wird (indirekte Reaktion). Es gibt viele Methoden zur quantitativen Bestimmung von Bilirubinfraktionen. Einige von ihnen beruhen auf der Tatsache, dass das freie Bilirubin durch Substanzen wie Koffein beeinflusst wird, das in der am häufigsten verwendeten Methode von Endrashik, Methylalkohol usw. verwendet wird. Es wirkt wie ein Katalysator, ein Beschleuniger, der die Fähigkeit besitzt, mit dem Diazoreaktanten zu reagieren. Im ersten Teil des mit dem Beschleuniger behandelten Serums kann der Gesamtgehalt beider Fraktionen bestimmt werden. In einem anderen Teil wird ohne Zugabe eines Beschleunigers nur das gebundene Pigment bestimmt. Sie ziehen seine gebundene Fraktion von der Gesamtmenge an Bilirubin ab und erkennen die freie Fraktion. Andere Methoden zur getrennten Bestimmung von Bilirubinfraktionen (chemisch, chromatographisch) sind komplexer.
In Wasser unlösliches freies Bilirubin wird nicht über die Nieren ausgeschieden; Nach der Bindung mit Glucuronsäure wird es durch Ansammlung im Blut wasserlöslich - mit subhepatischer und hepatischer Gelbsucht wird es im Urin nachgewiesen. Im Gallengang wird nur gebundenes Bilirubin (Bilirubinglucuronid) freigesetzt. In den großen Gallengängen und der Gallenblase (insbesondere bei entzündlichen Prozessen in ihnen) und weiter im Darm wird ein kleiner Teil des Bilirubins zu Urobilinogen zurückgeführt, das im oberen Dünndarm resorbiert wird und mit dem Blut der Pfortader in die Leber gelangt. Eine gesunde Leber fängt es vollständig auf und oxidiert, aber das erkrankte Organ kann diese Funktion nicht erfüllen. Urobilinogen geht in das Blut über und wird als Urobilin im Urin ausgeschieden. Urobilinurie ist ein sehr subtiles und frühes Anzeichen für ein funktionelles Leberversagen. Der Rest, ein großer Teil des Bilirubins im Darm, wird bis zu Stercobininogen wiederhergestellt. Der Hauptteil davon wird in den Stuhlgang ausgeschieden, verwandelt sich in das Rektum und daraus (in Licht und Luft) in Stercobilin, wodurch der Stuhl seine normale Farbe erhält. Ein kleiner Teil des Sterkobilinogens, der in den unteren Teilen des Dickdarms durch die Venen der Hämorrhoiden unter Umgehung der Leber absorbiert wird, gelangt in den allgemeinen Kreislauf und wird von den Nieren ausgeschieden. Normaler Urin enthält immer Spuren von Stercobilinogen, das sich unter Einwirkung von Licht und Luft in Sterkobilin verwandelt.
Der Gehalt an Urobilinkörpern im Urin steigt nicht nur bei unzureichender Leberfunktion, sondern auch bei zunehmender Hämolyse. In diesen Fällen wird aufgrund der Freisetzung einer erheblichen Menge Hämoglobin mehr Bilirubin gebildet und in den Darm abgegeben. Eine erhöhte Produktion von Stercobilin führt zu einer erhöhten Ausscheidung im Urin. Wenn bei der obstruktiven Gelbsucht die Galle überhaupt nicht in den Darm gelangt, befindet sich kein Sterkobilin im Stuhl, keine Urobilinkörper im Urin. Bei hepatozellulärem Gelbsucht verringert sich die Bilirubinausscheidung in der Galle und die Stercobilinmenge im Stuhl verringert sich, und die Anzahl der Urobilinkörper im Urin steigt. Ihr Verhältnis, das sich auf 10: 1–20: 1 beläuft, nimmt deutlich ab und erreicht 1: 1 bei schweren Leberläsionen: Bei hämolytischen Gelbsucht übersteigt das Stercobilin-Wachstum im Stuhl die Harnausscheidung von Urobilin-Körpern deutlich. Ihr Verhältnis steigt auf 300: 1–500: 1. Das Verhältnis von Bilirubin-Rückgewinnungsprodukten in Kot und Urin ist bei der Differenzierung der Gelbsucht viel bedeutsamer als der absolute Wert von jedem von ihnen.
Pigmentaustausch.
Unter physiologischen Bedingungen beträgt die Bilirubinkonzentration im Plasma 0,3-1,0 mg / dl (5,1-17,1 μmol / l). Wenn der Bilirubinspiegel im Plasma etwa 3 mg / dl (50 μmol / l) beträgt, manifestiert sich dies klinisch in Form von Ikterussklera, Schleimhäuten und Haut.
Bilirubin wird aus der enzymatischen Zerstörung von Hämoglobin oder Hämoproteinen abgeleitet (Cytochrom 450, Cytochrom B5, Katalase, Tryptophanpyrrolase, Myoglobin). Nach der enzymatischen Freisetzung von Häm aus Hämoglobin oder Hämoproteinen mittels mikrosomaler Hämoxygenase in der Membran des zytoplasmatischen Retikulums durch Aktivierung von Sauerstoff unter dem Einfluss von NADPH-Cytochrom-c-Reduktase tritt die Bildung von Agidroxyhäm auf, und auf Ametin-Brücken wirkt cyclisches Tetraprolrol. Aufgrund dessen bricht der Protoporphyrinring unter Freisetzung von Kohlenmonoxid zusammen und es erscheint ein Biliverdinkomplex mit Eisen. Nach der Hydrolyse des Biliverdin-Komplexes mit Eisen zu Eisen und Biliverdin IXa mittels Biliverdin-Reduktase wird der Biliverdin-Zentren-Methinring zu Biliverdin IXa2 wiederhergestellt. Häm, in Form eines enzymatischen Komplexes auf der Oberfläche des endoplasmatischen Retikulums, wird Biliverdin auf diesem Komplex zu Bilirubin wiederhergestellt.
Etwa 70% der täglich gebildeten Gallenpigmente stammen aus Hämoglobin während des Abbaus roter Blutkörperchen im retikuloendothelialen System (in der Milz, im Knochenmark und in der Leber).
Die Beteiligung der Leber an der täglichen Bildung von Bilirubin liegt zwischen 10 und 37% und zwischen 27 und 37% und zwischen 27 und 37%. Die Gesamtmenge der Präparate beträgt in der Regel mikrosomale Cytochrome, Katalase, Tryptophan-Pyrrolase und Mitochondrien-Cytochrom B. Hämoglobin, Methemoglobin oder Metgemalbumin in Verbindung mit Haptoglobin-Hämoglobin. nehmen Sie die Komponenten von Häm für die Bildung von Bilubin-Rubin wahr.
Nach der Konjugation von Bilirubin wird glucuroniertes Bilirubin, wahrscheinlich mit Hilfe eines Trägers, durch die Membran des Tubulus in die Galle ausgeschieden. Bromsulfalein, Indocyanangrün und strahlenundurchlässige Substanzen des Gallengangs konkurrieren um das Transportsystem von Bilirubin in der Membran des Gallentubulus, das der Sättigungskinetik folgt. Im Gegensatz dazu werden Gallensäuren durch ein anderes Transportsystem der Membranen der Gallengänge in die Galle eingeklebt. In der Gallenwege und im Darm wird ausgeschiedenes Bilirubinglyukuronid nicht absorbiert, sondern durch den Dünndarm geleitet und im terminalen Teil des Dünndarms und Dickdarms mit Hilfe der bakteriellen V-Glucuronidase hydrolysiert. Bilirubin wird von Kolonbakterien wieder zu Urobilinogen gebracht und in Fäzes teilweise zu Urobilin oxidiert: Weniger als 20% des im Dickdarm täglich produzierten Urobilinogens sind am enterohepatischen Kreislauf beteiligt: Es wird im Dünndarm resorbiert, in die Galle transportiert und in die Galle transportiert periphere Zirkulation und dann mit dem Urin ausgeschieden. Bei Hämolyse, hepatozellulärer Lebererkrankung und portosystemischem Shunt wird Urobilin mit dem Urin ausgeschieden.
Lektion 7.2 Pigmentaustausch. Leberbiochemie
Lektion 7.2 Pigmentaustausch. Leberbiochemie.
-um die chemische Struktur, Zusammensetzung und Funktion von Hämoglobin zu untersuchen;
-den Hämoglobinspiegel im Blut kennen;
-kennen die Zusammensetzung von Hämoglobin bei Personen verschiedener Altersgruppen;
-die Prozesse der Synthese und des Abbaus von Hämoglobin untersuchen, klare Kriterien für die biochemische Differenzierung von Gelbsucht bilden;
-den Blutgehalt des Gesamtbilirubins und seiner Fraktionen kennen;
-sich mit der quantitativen Bestimmung von Hämoglobin im Blut durch die Hämoglobincyanid-Methode vertraut machen;
-die Urobilinkonzentration im Urin mit diagnostischen Teststreifen "UBG-Fan" bestimmen können.
Erforderliche Basislinie
Aus dem Studium der Bioorganischen Chemie sollte ein Student wissen:
-Definition und Klassifizierung von komplexen Proteinen;
-Hämstruktur in Hämoglobin;
-charakteristisch für das Globinprotein im Hämoglobin (Merkmale der Quartärstruktur).
Aus dem Kurs der Physiologie sollte ein Student wissen:
-die biologische Rolle von Hämoglobin und Myoglobin.
Fragen zum Selbststudium
Häm-Biosynthese, Eisenquellen, Regulation des Prozesses Verletzungen der Hämoglobin-Biosynthese. Hämoglobinopathien. Sichelzellenanämie Hämoglobinkatabolismus, Hämabbau - die Bildung von Bilirubin in RES-Zellen. Struktur und Eigenschaften von indirektem Bilirubin. Neutralisierung von Bilirubin in der Leber. Konjugiertes (direktes) Bilirubin - der Mechanismus der Bildung, Struktur, Eigenschaften Ausscheidung von Bilirubin im Darm und dessen weiterer Abbau im Darm: Endprodukte des Bilirubin-Katabolismus Störungen im Bilirubin-Stoffwechsel (Pigmentstoffwechsel): Ikterus
Der diagnostische Wert der Bestimmung von Bilirubin in Serum und Urin. Urobilinogen im Urin
Der praktische Teil der Lektion
Labor 1
Quantitative Bestimmung von Bilirubin im Serum
Das Prinzip der Methode: Diazoreaktiv ergibt direkte Färbung mit rosa Bilirubin. Indirektes freies Bilirubin kann durch Zugabe zum Serum-Koffein-Reagens in einen löslichen Zustand überführt werden, was die Löslichkeit dieses Pigments erhöht und die Bestimmung mit Hilfe von Diazoreaktiv ermöglicht. Der Gesamtgehalt beider Formen von Serum-Bilirubin ist Gesamtbilirubin. Die Differenz zwischen totalem und direktem Bilirubin kann zur Bestimmung des indirekten Bilirubins verwendet werden. Die Intensität der Farbe der Lösung, die durch Zugabe eines Diazoreaktiven zum Serum erhalten wird, ist direkt proportional zur Bilirubinkonzentration.
Arbeitsfortschritt: 0,5 ml Serum in 3 Röhrchen füllen. In einem Reagenzglas (direktes Bilirubin) wurden 1,75 ml nat. Lösung, 0,25 ml Diazoreaktant und 10 Minuten stehen lassen. 1,75 ml Koffeinreagenz und 0,25 ml Nat. Lösung. Messen Sie nach 10 Minuten die optische Dichte der Probe auf einem Photokolorimeter gegen Wasser in einer Küvette bei 5 mm mit einem Grünlichtfilter (530 nm). In 3 Teströhrchen (Gesamtbilirubin) werden 1,75 ml Coffeinreagenz, 0,25 ml Diazoreaktiv gegeben und nach 20 Minuten photometrisch gegen Wasser konterkariert. Die Berechnung erfolgt nach dem Kalibrierungsplan. Finden Sie den Inhalt von totalem und direktem Bilirubin. Um den Gehalt an indirektem Bilirubin aus dem Gesamtbilirubin zu bestimmen, subtrahieren Sie die Ablesungen des direkten Bilirubins. Der Umrechnungsfaktor in SI-Einheiten (µmol / l) beträgt 17,104.
Normalerweise beträgt der Gesamtgehalt an Bilirubin 3,5–20,5 µmol / l, gebunden - 25% (bis zu 7 µmol / l), frei - 75% (bis zu 12 µmol / l).
Labor 2
Quantitative Bestimmung von Urobilinogen im Urin mittels Diagnosestreifen "UBG-Fan"
Das Prinzip der Methode: Die Methode basiert auf der Reaktion der Azokupplung eines stabilisierten Diazoniumsalzes mit Urobilinogen in einem sauren Medium. In Gegenwart von Urobilinogen verfärbt sich die reaktive Zone rosa oder rot.
Arbeitsfortschritt: Die reaktive Zone des diagnostischen Teststreifens wird mit dem untersuchten Urin befeuchtet und nach 30-60 Sekunden wird die Farbe der reaktiven Zone mit der Farbskala verglichen.
Die praktische Bedeutung der Arbeit. Die Bestimmung des Gesamtbilirubins und seiner Fraktionen sowie von Bilirubin und Urobilinogen im Urin ist wichtig für das Verständnis der Mechanismen des Auftretens von Gelbsucht verschiedener Ursachen (hämolytisch, parenchymal und obstruktiv).
Bei hämolytischem Gelbsucht tritt Hyperbilirubinämie hauptsächlich aufgrund von indirektem (freiem) Bilirubin auf.
Wenn der parenchymale Gelbsucht eine Zerstörung der Leberzellen bewirkt, wird die Ausscheidung von direktem Bilirubin in den Gallenkapillaren gestört, es dringt in das Blut ein, seine Konzentration im Blut steigt an und die Konzentration des indirekten Bilirubins, gemischter Typ der Hyperbilirubinämie. Im Urin öffnen sich Urobilinogen und Bilirubin (Bilirubinurie).
Bei obstruktivem Gelbsucht ist die Ausscheidung der Gallenwege beeinträchtigt, was zu einem starken Anstieg des Gehalts an direktem Bilirubin im Blut und als Folge von Bilirubin im Urin zu Bilirubinurie führt.
Ii. Abschließende Testkontrolle zum Thema „Blutbiochemie. Pigmentaustausch "
Pigmentaustausch
Etwa 80% des unkonjugierten (indirekten) Bilirubins stammt von verfallenen Hämoglobin, wobei etwa 35 mg Bilirubin aus 1 g Hämoglobin produziert werden. Die Zerstörung gealterter roter Blutkörperchen erfolgt in der Milz, im Knochenmark und in der Leber. Die Hauptrolle bei der Zerstörung der roten Blutkörperchen gehört Makrophagen; 20% des nicht konjugierten Bilirubins wird aus Häm anderer Herkunft (Erythroblasten, Retikulozyten, Myoglobin, Cytochrom usw.) synthetisiert. Es gehört zum sogenannten Shunt-Bilirubin.
In nur einem Tag werden etwa 300 mg Bilirubin synthetisiert. Unkonjugiertes (freies oder indirektes) Bilirubin ist in Wasser praktisch unlöslich, jedoch in Fetten löslich. Bei einem erwachsenen gesunden Menschen ist das Pigment vollständig an Albumin (ein Transportligandin-Protein) gebunden. In dieser Form kann es die Nieren- und Blut-Hirn-Schranke nicht überwinden. Ein Mol Albumin bindet zwei Mol Bilirubin. Bei einer signifikanten Hyperbilirubinämie (mehr als 171,0–256,5 µmol / L oder 10–15 mg / dl) hat Albumin nicht genug Kraft und ein Teil des nicht konjugierten Bilirubins ist ungebunden. Dasselbe passiert bei Hypoalbuminämie mit einer Blockade von Albumin durch Fettsäuren und Drogen (Salicylate, Sulfonamide usw.). Bei Vorhandensein von nicht konjugiertem Bilirubin, das nicht mit Albumin assoziiert ist, steigt das Risiko einer Hirnschädigung.
In den letzten Jahren hat Glutathiontransferase auch eine wichtige Rolle bei der Bindung und beim Transport von nicht konjugiertem Bilirubin gespielt.
Unkonjugiertes (freies, indirektes) Bilirubin, das über Rezeptoren in das Blut in Sinusoide gelangt, wird von Hepatozyten eingefangen. Es ist zu beachten, dass unkonjugiertes Bilirubin unter dem Einfluss von Licht Änderungen erfährt - es werden Photoisomere und Cyclobilirubine gebildet, die aus der Galle freigesetzt werden können.
Der intrazelluläre Transport von unkonjugiertem Bilirubin folgt hauptsächlich einem indirekten Weg, d. H. Es werden sowohl Cytoplasma als auch GERL verwendet. Die Bewegung erfolgt unter Verwendung von Ligandinen - Transportproteinen X und Y sowie Glutathiotransferase. Das unkonjugierte Bilirubin bewegt sich entlang des GERL-Systems in das glatte endoplasmatische Retikulum. Hier wird mit Hilfe der Bilirubing-Glycosyltransferase eine Konjugation (Verbindung) von Glucuronsäure und Bilirubin durchgeführt und konjugiertes (gerades, gebundenes) Bilirubin gebildet.
Konjugiertes Bilirubin ist mit einem oder zwei Glucuronsäuremolekülen verbunden. Im ersten Fall handelt es sich um Bilirubinmonoglucuronid (etwa 15% des Gesamtbilirubins), im zweiten Fall um Bilirubindiglucuronid (etwa 85% des Gesamtbilirubins). Bilirubinmonoglucuronid kann außerhalb der Leber teilweise gebildet werden. Es ist bekannt, dass Diglucuronid nur hepatischen Ursprungs ist. Konjugiertes Bilirubin ist wasserlöslich, aber unlöslich in Fetten und kann die Nierenbarriere durchdringen. Diese Art von Pigmenten ist relativ wenig toxisch für das Gehirn. Seine hohen stabilen Konzentrationen erhöhen jedoch die Empfindlichkeit der Nieren gegenüber Endotoxinen. Schlimmer als unkonjugiertes Bilirubin bindet es an Serumalbumin.
Das im glatten endoplasmatischen Retikulum gebildete konjugierte Bilirubin wird aktiv zur Gallenwege der Hepatozyten transportiert und nach einem gewissen Energieverbrauch (hauptsächlich aufgrund der ATP-Umwandlung) in die Gallenkapillare ausgeschieden. Dieser Vorgang ist Bestandteil der Gallensekretion. Ein kleiner Teil des konjugierten Bilirubins wird im Plasma gezeigt. Der Mechanismus dieser Elimination (tatsächlich Rückfluß) wurde nicht ausreichend untersucht.
Das Konjugationssystem für Bilirubin in der Leber verbraucht normalerweise etwa 2% der Hepatozytenkapazität, die Ausscheidung - 10%.
Bilirubinglyukuronid mit Galle gelangt in den Darm. Darmmikroben, insbesondere im Dickdarm, führen die Entfernung von Glucuronsäure und die Bildung von Mezobilubin und Mezobilinogen durch.
Als nächstes kommt die Wiederherstellung von Mezobilubin und Mezobilogen (Urobilinogen). Ein Teil des Mesobilinogens wird im Darm resorbiert und gelangt über die Pfortader in die Leber, wo es vollständig in Dipyrrole gespalten wird. Wenn das Leberparenchym geschädigt ist, wird der Prozess der Spaltung des Mesobliogens gestört, und dieses Pigment tritt in den allgemeinen Blutfluss und dann durch die Nieren in den Urin ein.
Das meiste Mesobilicin aus dem Dünndarm wird in den Dickdarm vorgeschoben, wo es unter Beteiligung der anaeroben Mikroflora wieder zu Stercobilinogen wird. Letztere wird im unteren Darm größtenteils oxidiert und geht in Sterkobilin über. Pro Tag werden 10–250 mg Stercobilin ausgeschieden. Nur ein kleiner Teil des Stercobilinogens dringt durch das System der hämorrhoidalen Venen in die untere Hohlvene ein und wird durch den Urin durch die Nieren ausgeschieden.
Unter Urobilinurie ist eine Urinausscheidung von Urobilin-IDs zu verstehen. Urobilinoide umfassen Körper aus Urobilin (Urobilinogen, Urobilin) und Stercobilin (Stercobilinogen, Stercobilin). Ihre Differenzierung war in der klinischen Praxis nicht weit verbreitet. Urobilinogenurie und Urobilinurie einerseits und Stercobilinogenurie und Stercobilinurie andererseits sind im Wesentlichen auf die gleichen chemischen Substanzen zurückzuführen, die in zwei Formen vorliegen - reduziert und oxidiert.
Hyperbilirubinämie kann sich hauptsächlich aufgrund von nicht konjugiertem Bilirubin entwickeln, wie zum Beispiel bei Gilbert-Krankheit (familiäre nicht-hämolytische Hyperbilirubinämie oder pigmentierte Hepatose), hämolytische Anämie, einige Formen chronischer Hepatitis. Eine weitere große Gruppe von Hyperbilirubinämie ist mit einem vorherrschenden Anstieg der Konzentration von konjugiertem Bilirubin assoziiert und tritt bei akuter Hepatitis (viral, alkoholisch, medizinisch), bei akuten Verschlimmerungen von Leberzirrhose und chronischer Hepatitis sowie bei subhepatischem Ikterus, der durch Stein oder Tumor großer Gallengänge verursacht wird, auf. Die Bestimmung des Gehalts an konjugiertem und unkonjugiertem Bilirubin ist wichtig für die Diagnose von Lebererkrankungen sowie für die Überwachung ihres Verlaufs.
Katabolismus Hämoglobin
Rote Blutkörperchen haben eine kurze Lebensdauer (ungefähr 120 Tage). Unter physiologischen Bedingungen werden im Körper eines Erwachsenen etwa 1 - 2 × 10 11 Erythrozyten pro Tag zerstört. Ihr Katabolismus tritt hauptsächlich in den retikuloendothelialen Zellen der Milz, in den Lymphknoten, im Knochenmark und in der Leber auf. Mit dem Altern der Erythrozyten nimmt der Gehalt an Sialinsäuren in der Zusammensetzung der Plasmamembran-Glycoproteine ab. Die veränderten Kohlenhydratkomponenten der Glykoproteine der Erythrozytenmembranen werden durch Rezeptoren von RES-Zellen gebunden, und die Erythrozyten werden durch Endozytose in sie "eingetaucht". Der Abbau der roten Blutkörperchen in diesen Zellen beginnt mit dem Abbau von Hämoglobin in Häm und Globin und der anschließenden Hydrolyse des Proteinanteils von Hämoglobin durch Lysosomenenzyme.
A. Katabolismus von Häm
Die erste Reaktion des Häm-Katabolismus findet unter Beteiligung eines NADPH-abhängigen Enzyms statt
Abb. 13-10. Regulation der Transferrinrezeptorsynthese. Und - mit einem niedrigen Eisengehalt in der Zelle hat das eisenempfindliche Protein eine hohe Affinität für IRE-mRNA, die für ein Transferrin-Rezeptorprotein kodiert. Die Addition des Eisen-bindenden Proteins an die IRE-mRNA verhindert dessen Zerstörung durch RNAase und die Synthese des Transferrin-Rezeptorproteins wird fortgesetzt; B - Mit einem hohen Eisengehalt in der Zelle nimmt die Affinität des Eisen-bindenden Proteins zu IRE ab und mRNA steht für die Wirkung von RNAase zur Verfügung, die es hydrolysiert. Die Zerstörung von mRNA führt zu einer Abnahme der Synthese des Protein-Transferrin-Rezeptors.
Hämoxygenasekomplex. Das Enzymsystem ist in der ER-Membran im Bereich der Elektronentransportketten der mikrosomalen Oxidation lokalisiert. Das Enzym katalysiert die Spaltung einer Bindung zwischen zwei Pyrrolringen, die Vinylreste enthalten - so wird die Struktur des Rings sichtbar (Abb. 13-11). Während der Reaktion werden lineares Tetrapir-Roll - Biliverdin (ein gelbes Pigment) und Kohlenmonoxid (CO) - gebildet, das aus dem Kohlenstoff der Methenylgruppe erhalten wird. Häm induziert die Transkription des Hämoxygenase-Gens, das für das Subjekt absolut spezifisch ist.
Durch den Abbau von Häm freigesetzte Eisenionen können zur Synthese neuer Hämoglobinmoleküle oder zur Synthese anderer eisenhaltiger Proteine verwendet werden. Biliverdin wird durch das NADPH-abhängige Enzym Biliverdin-Reduktase zu Bilirubin reduziert. Bilirubin wird nicht nur beim Abbau von Hämoglobin gebildet, sondern auch beim Katabolismus anderer hem-haltiger Proteine wie Cytochrome und Myoglobin. Mit dem Zusammenbruch von 1 g Hämoglobin werden 35 mg Bilirubin und bei einem Erwachsenen etwa 250–350 mg Bilirubin pro Tag produziert. Ein weiterer Metabolismus von Bilirubin findet in der Leber statt.
Abb. 13-11. Hämverfall M - (-CH 3) - Methylgruppe; B - (-CH = CH 2) - Vinylgruppe; P - (-CH2-CH2-COOH) ist der Rückstand von Propionsäure. Während der Reaktion wird eine Methylgruppe in Kohlenmonoxid umgewandelt, und somit wird die Struktur des Rings sichtbar. Durch Biliverdin-Reduktase gebildetes Biliverdin wird in Bilirubin umgewandelt.
B. Bilirubin-Stoffwechsel
Bilirubin, das in RES-Zellen (Milz und Knochenmark) gebildet wird, ist in Wasser schlecht löslich und wird von Blut in Kombination mit Plasmaproteinalbumin transportiert. Diese Form von Bilirubin wird als unkonjugiertes Bilirubin bezeichnet. Jedes Albuminmolekül bindet (oder sogar 3) Bilirubinmoleküle, von denen eines fester an ein Protein gebunden ist (höhere Affinität) als das andere. Wenn sich der pH-Wert des Blutes zur sauren Seite verschiebt (Erhöhung der Konzentration von Ketonkörpern, Laktat), nehmen die Ladung, die Albumin-Konformationsänderung und die Affinität für Bilirubin ab. Daher kann Albumin-gebundenes Bilirubin verdrängt werden
aus den Bindungsstellen und bilden Komplexe mit dem Kollagen der extrazellulären Matrix und Membranlipiden. Eine Reihe von Wirkstoffverbindungen konkurrieren mit Bilirubin um ein Albuminzentrum mit hoher Affinität und hoher Affinität.
Aufnahme von Bilirubin durch parenchymale Leberzellen
Der mit einem Blutstrom in HepatHb verabreichte Albumin-Bilirubin-Komplex dissoziiert auf der Oberfläche der Plasmamembran des Hepatozyten. Das freigesetzte Bilirubin bildet mit den Plasmamembranlipiden einen temporären Komplex. Die Lichtdiffusion von Bilirubin in Hepatozyten wird durch zwei Arten von Trägerproteinen erreicht: Ligandin (transportiert die Hauptmenge an Bilirubin) und Protein Z. Die Aufnahmeaktivität von Bilirubin durch den Hepatozyten hängt von der Geschwindigkeit seines Metabolismus in der Zelle ab.
Ligandin und Protein Z befinden sich auch in den Zellen der Nieren und des Darms. Wenn die Leberfunktion unzureichend ist, können sie die Abschwächung der Entgiftungsprozesse in diesem Organ ausgleichen.
Konjugation von Bilirubin in einem glatten ER
In einem glatten ER von Hepatozyten vereinigen sich polare Gruppen, hauptsächlich aus Glucuronsäure, mit Bilirubin (Konjugationsreaktion). Bilirubin hat 2 Carboxylgruppen, daher kann es sich mit 2 Molekülen Glucuronsäure kombinieren und bildet sich gut
Abb. 13-12. Bilirubing-Diglucuronidstruktur (konjugiertes, "gerades" Bilirubin). Glucuronsäure wird durch eine Esterbindung an zwei Propionsäure-Reste gebunden, um ein Acylglucuronid zu bilden.
wasserlösliches Konjugat - Diglucuronid-Bilirubin (konjugiertes oder direktes Bilirubin) (Abb. 13-12).
Glucuronsäure-Donor ist UDP-Glucuronat. Spezifische Enzyme, die UDP-Glucuronyltransferase (Uridindiphosphorus-Glucuronyltransferase) katalysieren die Bildung von Mono- und Diglucuronid-Bilirubin (Fig. 13-13). Einige Wirkstoffe wie Phenobarbital (siehe Abschnitt 12) dienen als Induktoren für die Synthese von UDP-Glucuronyltransferase.
Sekretion von Bilirubin in der Galle
Die Sekretion von konjugiertem Bilirubin in der Galle folgt einem Mechanismus des aktiven Transports, d. H. gegen Konzentrationsgradient. Aktiver Transport ist wahrscheinlich die geschwindigkeitsbegrenzende Stufe des gesamten Bilirubin-Stoffwechselprozesses in der Leber. Normalerweise ist Diglucuronid-Bilirubin die Hauptform der Ausscheidung von Bilirubin in der Galle, ist jedoch möglich.
Abb. 13-13. Bildung von Bilirubindiglucuronid.
das Vorhandensein einer kleinen Menge Monoglucuronid. Der Transport von konjugiertem Bilirubin von der Leber zur Galle wird durch dieselben Arzneimittel aktiviert, die die Konjugation von Bilirubin induzieren können. Man kann also sagen, dass die Konjugationsrate von Bilirubin und der aktive Transport von Bilirubing-Glucuronid von Hepatozyten zur Galle eng miteinander verknüpft sind (Abb. 13-14).
B. Katabolismus von Bilirubin-Diglucuronid
Im Darm werden Bilirubing-Glucuronide durch spezifische bakterielle Enzyme, β-Glucuronidasen, hydrolysiert, die die Verbindung zwischen Bilirubin und dem Glucuronsäurerest hydrolysieren. Das durch diese Reaktion unter der Wirkung der Darmflora freigesetzte Bilirubin wird wiederhergestellt, um eine Gruppe farbloser Tetrapyrrolverbindungen, Urobilinogen, zu bilden (Fig. 13-15).
Im Ileum und Kolon wird ein kleiner Teil des Urobilinogens erneut absorbiert und gelangt in das Blut der Pfortader in der Leber. Der Hauptteil von Urobilinogen aus der Leber in der Zusammensetzung der Galle wird in den Darm ausgeschieden und mit dem Stuhl aus dem Körper ausgeschieden, einem Teil des Urobilinogens
Abb. 13-14. Bilirubin-Urobilinigenovie-Zyklus in der Leber. 1 - HB-Katabolismus in retikuloendothelialen Zellen des Knochenmarks, der Milz, der Lymphknoten; 2 - Bildung der Transportform des Bilirubin-Albumin-Komplexes; 3 - Erhalt von Bilirubin in peHB; 4 - Bildung von Bilirubing-Glucuroniden; 5 - Bilirubinsekretion in der Zusammensetzung der Galle im Darm; 6 - Bilirubinkatabolismus unter Einwirkung von Darmbakterien; 7 - Entfernung von Urobilinogen mit Kot; 8 - Absorption von Urobilinogenov im Blut; 9 - Resorption von Urobilinogen durch die Leber; 10 - Teil des Urobilinogens in der Blut- und Nierenausscheidung im Urin; 11 - ein kleiner Teil des in der Galle ausgeschiedenen Urobilinogens.
Abb. 13-15. Die Struktur einiger Gallenpigmente. Mesobilinogen ist ein Zwischenprodukt des Bilirubinkatabolismus im Darm.
aus der Leber gelangt in die Blutbahn und wird mit Urin in Form von Urobilin entfernt (Abb. 13-14). Normalerweise werden die meisten der im Dickdarm gebildeten farblosen Urobilinogene unter dem Einfluss der Darmmikroflora im Rektum zum braunen Pigment Urobilin oxidiert und mit Kot entfernt. Die Farbe des Stuhls wird durch das Vorhandensein von Urobilin verursacht.
Synthese von Gallensäuren aus Cholesterin und dessen Regulation
Gallensäuren werden in der Leber aus Cholesterin synthetisiert. Einige der Gallensäuren in der Leber gehen eine Konjugationsreaktion ein - Verbindungen mit hydrophilen Molekülen (Glycin und Taurin). Gallensäuren sorgen für die Emulgierung von Fetten, die Absorption der Verdauungsprodukte und einiger hydrophober Substanzen aus der Nahrung, wie fettlösliche Vitamine und Cholesterin. Gallensäuren werden ebenfalls absorbiert, gelangen über die juristische Vene wieder in die Leber und werden wiederholt zum Emulgieren von Fett verwendet. Dieser Weg wird als enterohepatischer Kreislauf von Gallensäuren bezeichnet.
Synthese von Gallensäuren
Im Körper werden pro Tag 200-600 mg Gallensäuren synthetisiert. Die erste Synthesereaktion - die Bildung von 7-α-Hydroxycholesterol - ist regulatorisch. Das Enzym 7-α-Hydroxylase, das diese Reaktion katalysiert, wird durch das Endprodukt Gallensäuren inhibiert. 7-α-Hydroxylase ist eine Form von Cytochrom P450 und verwendet Sauerstoff als eines der Substrate. Ein Sauerstoffatom aus O2 ist in Position 7 in der Hydroxylgruppe enthalten und das andere wird zu Wasser reduziert. Nachfolgende Synthesereaktionen führen zur Bildung von zwei Arten von Gallensäuren: Cholsäure und Chenodesoxycholsäure (Abb. 8-71), die als "primäre Gallensäuren" bezeichnet werden.
Konjugation von Gallensäuren
Konjugation - der Zusatz von ionisierten Molekülen von Glycin oder Taurin zur Carboxylgruppe von Gallensäuren; verbessert ihre Reinigungsmitteleigenschaften, da es die Amphiphilizität von Molekülen erhöht.
Die Konjugation findet in den Leberzellen statt und beginnt mit der Bildung der aktiven Form von Gallensäuren, Derivaten von CoA.
Dann wird Taurin oder Glycin zugegeben und als Ergebnis werden 4 Varianten von Konjugaten gebildet: Taurochol- und Taurohenodesoxychol-, Glycochol- oder Glycohenodesoxycholsäure (sie sind viel stärkere Emulgatoren als die ursprünglichen Gallensäuren).
Konjugate mit Glycin bilden sich dreimal so stark wie mit Taurin, da die Menge an Taurin begrenzt ist.
Enterohepatischer Kreislauf von Gallensäuren. Umwandlung von Gallensäuren im Darm
Die Hydrolyseprodukte der Fette werden hauptsächlich im oberen Teil des Dünndarms und Salze der Gallensäuren - im Ileum - absorbiert. Etwa 95% der im Darm eingeschlossenen Gallensäuren werden durch die Pfortader in die Leber zurückgeführt, erneut in die Galle ausgeschieden und beim Emulgieren von Fetten wiederverwendet (Abbildung 8-73). Dieser Weg der Gallensäuren wird als enterohepatischer Kreislauf bezeichnet. Jeden Tag werden 12-32 g Gallensäuresalze resorbiert, da sich im Körper 2-4 g Gallensäuren befinden und jedes Gallensäuremolekül diese Steigung 6-8 mal passiert.
Einige der Gallensäuren im Darm sind bakteriellen Enzymen ausgesetzt, die Glycin und Taurin spalten, sowie der Hydroxylgruppe an Position 7 der Gallensäuren. Gallensäuren ohne diese Hydroxylgruppe werden als sekundär bezeichnet. Sekundäre Gallensäuren: Desoxycholsäure, die aus Cholic gebildet wird, und Lithocholsäure, die aus Desoxycholsäure gebildet wird, ist weniger löslich und wird im Darm langsamer absorbiert als primäre Gallensäuren. Daher werden sekundäre Gallensäuren hauptsächlich aus dem Kot entfernt. Reabsorbierte sekundäre Gallensäuren in der Leber werden jedoch wieder in primäre umgewandelt und sind an der Emulgierung von Fetten beteiligt. Während des Tages werden 500-600 mg Gallensäuren aus dem Körper ausgeschieden. Der Weg der Ausscheidung von Gallensäuren dient gleichzeitig als Hauptweg der Ausscheidung von Cholesterin aus dem Körper. Um den Verlust von Gallensäuren mit Fäkalien in der Leber zu kompensieren, werden Gallensäuren kontinuierlich aus Cholesterin in einer Menge synthetisiert, die der abgeleiteten Gallensäure entspricht. Infolgedessen bleibt der Pool an Gallensäuren (2-4 g) konstant.
Abb. 8-73. Enterohepatischer Kreislauf von Gallensäuren. Lichtkreise - Galle-Mizellen; dunkle Kreise - gemischte Mizellen aus Hydrolyseprodukten der Galle und Triacylglycerol.
Regulierung der Synthese von Gallensäuren
Regulatorische Enzyme für die Synthese von Gallensäuren (7-α-Hydroxylase) und Cholesterin (HMG-CoA-Reduktase) werden durch Gallensäuren inhibiert. Während des Tages ändert sich die Aktivität beider Enzyme auf ähnliche Weise, d.h. Eine Erhöhung der Menge an Gallensäuren in der Leber führt zu einer Abnahme der Synthese von Gallensäuren und Cholesterin. Die Rückführung von Gallensäuren in die Leber während des enterohepatischen Kreislaufs hat einen wichtigen regulatorischen Effekt. Eine Unterbrechung des Blutkreislaufs führt zur Aktivierung der 7-α-Hydroxylase und zu einem Anstieg des Cholesterinabscheidens aus dem Blut. Dieser Mechanismus ist einer der Wege, um die Cholesterinkonzentration im Blut bei der Behandlung von Hypercholesterinämie zu reduzieren. In diesem Fall werden Medikamente verwendet, die Cholesterin und Gallensäuren im Darm adsorbieren und deren Resorption verhindern.
Die Regulierung der 7-α-Hydroxylase wird durch andere Mechanismen durchgeführt:
Phosphorylierung / Dephosphorylierung, und die phosphorylierte Form ist im Gegensatz zu HMG-CoA-Reduktase aktiv;
Änderung der Enzymmenge; Cholesterin induziert die Gentranskription, und Gallensäuren unterdrücken. Hormone beeinflussen die Synthese von 7-α-Hydroxylase: Schilddrüsenhormone induzieren die Synthese und Östrogene unterdrücken. Diese Wirkung von Östrogen auf die Synthese von Gallensäuren erklärt, warum Cholelithiasis bei Frauen 3-4 Mal häufiger auftritt als bei Männern.