Abstrakt
Bilirubin je lineární tetrapyrolové žlučové barvivo
hydrofóbní povahy. Vzniká z hemu při odbourávání různých hemoproteinů,
nejvíce z hemoglobinu. Jeho syntéza je lokalizována hlavně ve slezině,
kostní dřeni, játrech a v kůži. Krví je transportován ve vazbě na albumin
do jater, kde dochází k jeho konjugaci s kyselinou glukuronovou za
vzniku bilirubinglukuronidů. Tento tzv. konjugovaný bilirubin je ve vodě mnohem
lépe rozpustný, fyziologicky je vylučován do žluče, při zvýšení koncentrace
v krvi se vylučuje také močí. Žlučí se dostává do střeva, kde dochází
k jeho dekonjugaci a následné redukci bakteriální flórou na urobilinoidy.
Tyto látky částečně cirkulují v enterohepatálním oběhu, částečně jsou ve
střevě oxidovány a vylučovány stolicí. Při chybění žlučových barviv postrádá
stolice své charakteristické zbarvení, je tzv. acholická. Bilirubin není pouze
odpadním produktem metabolismu, má také antioxidační vlastnosti - je lapačem
volných radikálů, inhibuje peroxidaci lipidů.
Terminologie
2,17-dietenyl-1,10,19,22,23,24-hexahydro-3,7,13,18-tetrametyl-1,19-dioxo-21H-bilin-8,12-dipropanová
kyselina
Synonyma
1,10,19,22,23,24-hexahydro-2,7,13,17-tetrametyl-1,19-dioxo-3,18-divinylbilin-8,12-dipropanová
kyselina;
1,3,6,7-tetrametyl-4,5-dikarboxyetyl-2,8-divinyl-(b-13)-dihydrobilenon; bilirubin IXa; celkový bilirubin
Klasifikační kódy
Odkazy na jiné relevantní dokumenty, další informace
Bilirubin
celkový v séru
Chemická a fyzikální charakteristika, struktura a povaha
analytu
Lineární tetrapyrol, C33H36N4O6,
molární hmotnost: 584,67 g/mol. Tvoří světle oranžové až tmavě červenohnědé
monoklinické kosodelníky, hranoly nebo destičky (z chloroformu). Při zahřívání
postupně černá, netaví se. Nazelenalé roztoky vykazují červenou fluorescenci
v ultrafialovém světle. 0,001% roztoky v chloroformu selektivně
absorbují při 400 - 490 nm s absorpčním maximem 453 nm, molární absorpční
koeficient ε = 60,7 ±
Struktura bilirubinu v pořadí kruhů A, B, C, D:
Role v metabolismu
Bilirubin vzniká při odbourávání hemu (cyklického
tetrapyrolu) - prostetické skupiny hemoproteinů: hemoglobinu, myoglobinu,
cytochromů a některých peroxidáz (např. katalázy). Po svém vzniku
v játrech i extrahepatálních tkáních je transportován krví do hepatocytů,
v nichž je přeměněn na rozpustnější derivát a vyloučen do žluče. Jeho
metabolismus lze rozdělit na několik částí:
Vzhledem ke způsobu vylučování z organismu je
bilirubin hlavním žlučovým pigmentem a jeho degradační produkty způsobují
charakteristické zbarvení stolice.
Bilirubin má také antioxidační význam, a to jak volný,
tak vázaný na albumin a jiné proteiny: inhibuje peroxidaci lipidů,
pravděpodobně tím, že regeneruje alfa-tokoferol obsažený v lipoproteinech.
Bilirubin vázaný na albumin se tak oxiduje na biliverdin, který je rozpustný ve
vodě a převádí radikálovou reakci z LDL do vodné fáze. Je lapačem volných
radikálů, zháší singletový kyslík, hydroxylový radikál a superoxid.
Zdroj (syntéza, příjem)
Syntéza bilirubinu je současně katabolickou dráhou hemu
uvolněného z různých hemoproteinů. 80‑85 % denní produkce
bilirubinu pochází z odbourávání hemoglobinu uvolněného rozpadem starých
erytrocytů, hlavně ve slezině. Z 1 gramu hemoglobinu vzniká 34 mg
bilirubinu, přibližně 250 mg bilirubinu je denně syntetizováno díky
fyziologické degradaci erytrocytů. Zbytek bilirubinu se tvoří z hemu
dalších katabolizovaných hemoproteinů. Denně vzniká u dospělého jedince 250 -
300 mg (428 - 513 mmol) bilirubinu.
Syntéza bilirubinu je lokalizována převážně
v retikuloendotelových buňkách sleziny, ale také v kostní dřeni
(z neefektivní erytropoézy), Kupfferových buňkách jater a v tkáňových
makrofázích kůže (např. při hematomu). Hem je oxidován enzymem hemoxygenázou,
která je indukovatelná substrátem, ale může být indukována též UVA zářením (v
kůži). Tento enzym je lokalizován v hladkém endoplazmatickém retikulu a
pro svou funkci vyžaduje molekulární kyslík a NADPH. Při této první reakci
katabolismu hemu je oxidován metenylový můstek mezi kruhy A a D, uhlík můstku
je uvolněn jako oxid uhelnatý (CO). Z hemu tak vzniká zelený lineární
tetrapyrol biliverdin, současně se uvolňuje železo ve formě Fe3+.
Biliverdin je dále biliverdinreduktázou redukován (metenylový můstek mezi kruhy
B a C) na bilirubin. Aby mohl být z těla odstraněn, musí být
v hepatocytech přeměněn na rozpustnější derivát.
Transport bilirubinu krví probíhá pomocí albuminu,
bilirubin je na něj vázán volně, nekovalentními vazbami (= volný bilirubin, tj. v játrech
zatím nekonjugovaný). Tato forma bilirubinu bývá také označována jako tzv.
nepřímý bilirubin, což souvisí s jeho laboratorním stanovením (viz. bilirubin celkový v séru).
Na albuminu existují dvě vazebná místa pro bilirubin: jedno s vyšší
afinitou (asociační konstanta vyšší než 106 M-1), druhé
s afinitou nižší; při fyziologické koncentraci albuminu (kolem 40 g/l) je
albumin teoreticky schopen vázat kolem 700 mg/l (1200 mmol/l)
bilirubinu. Avšak toxicita bilirubinu (kernikterus), kdy bilirubin proniká do
membránových lipidů buněk, se běžně vyskytuje už při koncentracích vyšších než
250 mg/l (428 mmol/l). Z této skutečnosti
vyplývá, že druhé, slabší,vazebné místo na albuminu efektivně k transportu
bilirubinu nepřispívá. Pevnost vazby mezi bilirubinem a albuminem dále klesá
při acidóze a může být porušena i účinkem některých léků. Vazba mezi
bilirubinem a albuminem není specifická - vazebná místa mohou být obsazena
jinými transportovanými látkami (např. mastnými kyselinami nebo lipofilními
léky).
Bilirubin je rychle z krve vychytáván játry
v jaterních sinusoidech: po uvolnění z albuminu vstupuje do
cytoplazmy hepatocytů (v membráně je volný obousměrný tok bilirubinu), kde je
vázán na vazebné proteiny: ligandin (glutation-S-transferáza) nebo protein Z a
transportován do hladkého endoplazmatického retikula. Tam je pomocí enzymu
UDP-glukuronyltransferázy (indukovatelný enzym, přeměňuje i jiné hydrofóbní
látky) konjugován s kyselinou glukuronovou na mono- (10 %) a diglukosiduronát
(90 %); tento tzv. diglukuronid bilirubinu je hlavní formou bilirubinu
vylučovaného do žluči za fyziologických podmínek. Kyselina glukuronová je
vázána přes postranní zbytky propionátů na kruzích B a C. Kapacita jater pro
tuto konjugaci je přibližně 20krát vyšší než je fyziologická akumulace
bilirubinu. V nepatrné míře dochází i ke konjugaci s jinými cukry
(např. s glukózou) za vzniku dalších esterů bilirubinu, specifita enzymů
katalyzujících tuto esterifikaci je však vůči bilirubinu nízká. Součet všech
konjugovaných forem bilirubinu, které jsou mnohem lépe rozpustné ve vodě, se
označuje jako konjugovaný bilirubin.
Patří také do frakce bilirubinu přímo-reagujícího s činidlem při
laboratorním stanovení (tzv. přímý bilirubin). Do této frakce však patří i delta-bilirubin: jde o konjugovaný
bilirubin navázaný kovalentní vazbou na albumin (amidovou vazbou mezi zbytkem
kyseliny propionové na bilirubinu a e-aminodusíkem lyzinu
z albuminu, vzniká při dlouhodobě zvýšené koncentraci konjugovaného
bilirubinu v krvi a jeho biologický poločas je dán poločasem albuminu, tj.
kolem 19 dní).
Distribuce v organismu, obsah ve tkáních
Bilirubin přítomný v organismu lze rozdělit do tří
frakcí, které vznikají postupně během jeho metabolismu:
Při překročení plazmatické koncentrace 43 mmol/l
způsobuje hromadění bilirubinu v měkkých tkáních (skléra oka, lůžka nehtů,
kůže) jejich charakteristické žlutozelené zbarvení (žloutenku, ikterus). Při
velkém zvýšení koncentrace konjugovaného bilirubinu v plazmě je přítomen
převážně monoglukuronid.
Při intermeningeálním krvácení (do subarachnoidálního
prostoru) se bilirubin objevuje i v likvoru.
Bilirubin lze prokázat i v plodové vodě,
peritoneální tekutině a pleurálním výpotku.
Způsob vylučování nebo metabolismus
Z těla je vylučován převážně žlučí, v případě
zvýšení koncentrace konjugovaného bilirubinu v krvi také močí (močí se
může vylučovat pouze rozpustná forma bilirubinu, tj. konjugovaný bilirubin,
který není v plazmě vázán na albumin). Do žluči se bilirubin dostává
z hepatocytů aktivním transportem. Jde o transport proti koncentračnímu
gradientu vyžadující energii, který je nejpomalejším místem metabolismu
bilirubinu. Zdravá játra jsou schopna vyloučit přibližně
Při nedostatečném vylučování bilirubinu do žluče dochází
k jeho akumulaci v hepatocytu a jeho následnému uvolnění do krve.
V případě uzávěru žlučových cest není bilirubin do žluče vylučován a ve
střevě tak nevznikají urobilinoidy. Stolice je acholická, má šedé zbarvení,
v moči chybí urobilinogen.
Chybí-li ve střevě bakteriální flóra (např. po
perorálním podávání antibiotik, fyziologicky u novorozenců), bilirubin se
neredukuje, částečně se vstřebává zpět do krve a částečně se vylučuje stolicí
v nezměněné podobě - stolice má oranžovou barvu.
Biologický poločas
Nejdelší poločas má delta-bilirubin (19 dní stejně jako
albumin, na nějž je kovalentně vázán). Nejkratší poločas má konjugovaný
bilirubin (pouze několik hodin) neboť je filtrován v ledvinách.
Kontrolní (řídící) mechanismy
Literatura
Poznámky
Appendixy
Autorské poznámky
Vladimíra Kvasnicová (listopad 2004)