Билируби́н (от лат. bilis — желчь и лат. ruber — красный) — желчный пигмент, один из главных компонентов желчи в организме человека и животных.
| Билирубин | |
|---|---|
  | |
| Общие | |
| Хим. формула | C33H36N4O6 |
| Физические свойства | |
| Состояние | твёрдое |
| Молярная масса | 584,68 г/моль |
| Термические свойства | |
| Температура | |
| • плавления | 192 °C |
| Классификация | |
| Рег. номер CAS | 635-65-4 |
| PubChem | 5280352 |
| Рег. номер EINECS | 211-239-7 |
| SMILES | |
| InChI | |
| ChEBI | 16990 |
| ChemSpider | 4444055 |
| Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное. | |
 Медиафайлы на Викискладе | |
Билирубин образуется в норме как результат расщепления белков, содержащих гем: гемоглобина, миоглобина и цитохрома. Распад гемоглобина происходит в клетках ретикуломакрофагальной системы костного мозга, селезёнки, лимфатических узлов и печени, откуда конечные продукты попадают в жёлчь и выводятся из организма.[1]
В крови билирубин содержится в небольших количествах в виде двух фракций: свободной и связанной. Повышение билирубина может говорить как об избыточном разрушении эритроцитов (гемолитическая желтуха и пр.), так и о нарушенном выведении билирубина из организма, например при печёночной желтухе, закупорке жёлчных протоков и прочем. Показатели общего, свободного (непрямого) и связанного (прямого) билирубина используются для более точной диагностики.
Вещество также найдено в растениях рода стрелиция (вида Strelitzia nicolai)[2][3][4].
Физико-химические свойства
правитьЧистый билирубин представляет собой коричневые ромбические кристаллы[5]. Нерастворим в воде, трудно растворим в диэтиловом эфире, глицерине, в этаноле. Растворим в бензоле, хлороформе, хлорбензоле и разведённых растворах щелочей. Билирубин поглощает синий свет с длиной волны 450—460 нм, химически трансформируясь в водорастворимую форму — люмирубин.
Функции в организме
правитьБилирубин образуется под действием фермента биливердинредуктазы из биливердина, зелёного пигмента, который также является продуктом распада гема. Будучи оксидирован, билирубин может превращаться обратно в биливердин. Этот цикл реакций стал причиной гипотезы, что билирубин является главным клеточным антиоксидантом[6][7][8].
Метаболизм
правитьОколо 96 % билирубина в крови человека представлено неполярным нерастворимым непрямым билирубином, образующим комплексы с альбумином. Оставшиеся 4 % билирубина связываются с различными полярными молекулами, в основном — с глюкуроновой кислотой. При этом образуется прямой билирубин, который растворим в воде, фильтруется почками и выделяется с мочой. Уровень прямого билирубина в сыворотке крови при исследовании стандартными методами часто оказывается завышенным и составляет 1,7—8,5 мкмоль/л (0,1—0,5 мг%). Билирубин в неконъюгированной форме токсичен. Гидрофобный, липофильный неконъюгированный билирубин, легко растворяясь в липидах мембран клеток и проникая вследствие этого в митохондрии, разобщает в них дыхание и окислительное фосфорилирование, нарушает синтез белка, поток ионов калия через мембрану клетки и органелл. Это отрицательно сказывается на состоянии нервной системы, вызывая у больных ряд характерных неврологических симптомов.
Он может проникать через гемато-энцефалический барьер, когда его концентрация в плазме крови превысит уровень насыщения высокоаффинных участков альбумина (20—25 мг/100 мл). Это приводит к гипербилирубинемической токсической энцефалопатии (действие на клетки базальных ядер головного мозга).
Химическое превращение гемоглобина в билирубин ретикулоэндотелиальными клетками можно наблюдать in vivo на «цветении» кровоподтёков (подкожных кровоизлияний): первоначально кровоподтёк имеет багровый или багрово-синюшный оттенок гема (иногда приобретает насыщенно синий цвет), который держится в течение 1—4 суток. Спустя 4—8 дней в кровоподтёке образуется пигменты зелёного цвета — вердоглобин и биливердин. Смешанные оттенки сохраняются до 9—12 суток, а на 12—16-й день кровоподтёк выглядит желтовато-серым, что обусловлено образованием билирубина.
Дальнейший метаболизм билирубина в основном происходит в печени. Он складывается из трёх процессов:
- Поглощение билирубина паренхимальными клетками печени;
- Конъюгация билирубина в гладком эндоплазматическом ретикулуме;
- Секреция билирубина из эндоплазматического ретикулума в жёлчь.
При некоторых патологических состояниях человека (напр. массивном гемолизе эритроцитов при малярии, обтурации жёлчных протоков и других) концентрация билирубина в крови, а затем и в моче, повышается, что вызывает желтуху, а моча окрашивается в характерный тёмный цвет конъюгированной (растворимой) формой билирубина (симптом «моча цвета пива»).
Несвязанный (непрямой) билирубин
правитьНесвязанный (непрямой) билирубин является жёлчным пигментом, образуемым в момент распада гемоглобина и разрушения эритроцитов. В отличие от связанного (прямого) билирубина — этот пигмент не растворяется в воде и достаточно токсичен за счёт возможности легко проникать в клетки и нарушать их жизнедеятельность[9].
Эритроциты (красные кровяные тельца) образуются в красном костном мозге. После повреждения или достигнув старости, они подвергаются разрушению макрофагами в ретикуло-эндотелиальной системе (в частности, в красной пульпе селезёнки). Из эритроцитов освобождается гемоглобин, который затем распадается на молекулу гема и глобиновые цепи, далее расщепляющиеся на аминокислоты. Под действием ферментов гем превращается в непрямой билирубин. Из-за внутримолекулярных водородных связей, непрямой билирубин нерастворим в воде. При этом он растворим в липидах и легко проникает в клеточные мембраны, нарушая метаболические процессы в клетках, что определяет его токсичность. Связываясь с альбуминами крови, непрямой билирубин транспортируется в печень.
Связанный (прямой) билирубин
правитьПрямой (связанный) билирубин — это малотоксичная и растворимая в воде фракция общего билирубина крови, который образуется в печени. Синтезируясь в печени, большая часть этой фракции билирубина крови поступает далее в тонкую кишку[10].
Под действием фермента глюкуронилтрансферазы в печени билирубин соединяется с глюкуроновой кислотой (образует глюкуронид билирубина), благодаря чему становится водорастворимым. После этого билирубин экскретируется в составе жёлчи и поступает в тонкую кишку. От него отщепляется глюкуроновая кислота, и далее он восстанавливается до уробилиногена. В тонкой кишке часть уробилиногена вместе с другими жёлчными компонентами повторно всасывается и по воротной вене поступает в печень (см. Кишечно-печёночная циркуляция жёлчных кислот). Остальной уробилиноген из тонкой кишки поступает в толстую кишку, где восстанавливается кишечной микрофлорой до стеркобилиногена. В нижних отделах толстой кишки стеркобилиноген окисляется до стеркобилина и выводится с калом[11]. Стеркобилин придаёт калу характерную коричневую окраску[12]. Небольшое количество (около 5 %) стеркобилиногена всасывается в кровь и после выводится с мочой.
Лабораторная диагностика
правитьСодержание билирубина в сыворотке крови определяется методом Ван ден Берга. Продуктом реакции диазореактива Эрлиха и билирубина является азобилирубин, который при положительной реакции проявляется интенсивным розовым окрашиванием. Оценку дают колориметрически.
Для определения билирубина в моче используют пробу Гаррисона — качественную реакцию, в основе которой лежит окисление билирубина до биливердина при его взаимодействии с реактивом Фуше (трихлоруксусной кислотой с хлорным железом в определённой пропорции). К моче добавляют хлористый барий, фильтруют и к осадку на фильтре добавляют несколько капель реактива Фуше. О присутствии билирубина свидетельствует появление синего или зелёного окрашивания. Проба Гаррисона является одной из самых чувствительных качественных реакций на билирубин (чувствительность 0,5—1,7 мг/100 мл), она была принята в СССР в качестве унифицированной. Поскольку в норме билирубин в моче практически отсутствует, положительная проба Гаррисона свидетельствует о наличии гепатобилиарной патологии.[13][14]
Технология количественного определения фракций билирубина у новорождённых (Vitros BuBc). Для проведения теста используется сухой аналитический элемент многослойного разделения на полиэстеровой подложке. Показанием к применению является гипербилирубинемия (желтуха) новорождённых (физиологическая, конъюгационная, ГБН, гепатит). Этим методом можно достоверно оценить концентрации фракций билирубина у новорождённых из 70 мкл образца (в том числе капиллярная кровь) в течение 10 минут.
-
Биливердин -
Билирубин -
Глюкуронид билирубина -
Уробилиноген -
Стеркобилиноген -
Стеркобилин
Примечания
править- ↑ Под ред. В. В. Серова, М. А. Пальцева. Патологическая анатомия. Курс лекций. — М.: Медицина, 1998. — С. 59. — 640 с. — ISBN 5-225-02779-2.
- ↑ Ashspublications.org. Дата обращения: 1 июня 2020. Архивировано 17 октября 2020 года.
- ↑ First discovery of bilirubin in a flower announced
- ↑ Pirone, Cary; Quirke, J. Martin E.; Priestap, Horacio A.; Lee, David W. (2009). "Animal Pigment Bilirubin Discovered in Plants". Journal of the American Chemical Society. 131 (8): 2830. doi:10.1021/ja809065g. PMC 2880647. PMID 19206232.
- ↑ Справочник химика. — М: Химия, 1964. — С. 534—535.
- ↑ Baranano, D. E.; Rao, M.; Ferris, C. D.; Snyder, S. H. Biliverdin reductase: A major physiologic cytoprotectant (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America : journal. — 2002. — Vol. 99, no. 25. — P. 16093—16098. — doi:10.1073/pnas.252626999. — . — PMID 12456881. — . — PMC 138570.
- ↑ Sedlak, T. W.; Saleh, M.; Higginson, D. S.; Paul, B. D.; Juluri, K. R.; Snyder, S. H. Bilirubin and glutathione have complementary antioxidant and cytoprotective roles (англ.) // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America : journal. — 2009. — Vol. 106, no. 13. — P. 5171—5176. — doi:10.1073/pnas.0813132106. — . — PMID 19286972. — . — PMC 2664041.
- ↑ Liu, Y; Li, P; Lu, J; Xiong, W; Oger, J; Tetzlaff, W; Cynader, M. Bilirubin possesses powerful immunomodulatory activity and suppresses experimental autoimmune encephalomyelitis (англ.) // Journal of Immunology : journal. — 2008. — Vol. 181, no. 3. — P. 1887—1897. — doi:10.4049/jimmunol.181.3.1887. — PMID 18641326.
- ↑ Несвязанный (непрямой) билирубин, кровь. Дата обращения: 21 сентября 2014. Архивировано 15 августа 2016 года.
- ↑ Билирубин прямой (несвязанный), кровь. Дата обращения: 21 сентября 2014. Архивировано 28 апреля 2015 года.
- ↑ Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия: Учебник. — Москва, РФ: Медицина, 2004. — С. 704. — ISBN 5-225-04685-1.
- ↑ Kuntz, Erwin. Hepatology: Textbook and Atlas (англ.). — Germany: Springer, 2008. — P. 38. — ISBN 978-3-540-76838-8.
- ↑ Комаров Ф.И., Коровкин Б.Ф. «Биохимические исследования в клинике». — Л., 1981. — С. 218.
- ↑ Тодоров И. «Клинические лабораторные исследования в педиатрии». — София, 1968.
Литература
править- Таболин В. А. Билирубин // Большая медицинская энциклопедия : в 30 т. / гл. ред. Б. В. Петровский. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1976. — Т. 3 : Беклемишев — Валидол. — 584 с. : ил.
- Гулькевич Ю. B. Билирубиновый инфаркт // Большая медицинская энциклопедия : в 30 т. / гл. ред. Б. В. Петровский. — 3-е изд. — М. : Советская энциклопедия, 1976. — Т. 3 : Беклемишев — Валидол. — 584 с. : ил.
- Антина Е. В., Румянцев Е. В. Химия билирубина и его аналогов. – М.: КРАСАНД, 2009. – 352 с. ISBN 987-5-396-00008-7.