Автор сайту:

Олександр Арцишевський

juxtra@mail.ru

Каталог статей ▼

Білірубін: сучасні теоретичні уявлення

Редаговано: 14.04.2015
Хімічна формула білірубіну Хімічна формула білірубіну IXα

Білірубін (лат.bilis жовч + ruber червоний) — один з жовчних пігментів жовто-червоного кольору.

Хімічний склад молекули білірубіну — C33H36O6N4. Молекулярна маса — 584,68. У чистому вигляді білірубін являє собою кристалічну речовину, що складається з кристалів ромбоїдально-призматичної форми жовто-помаранчевого або червоно-коричневого кольору, важко розчинну у воді.

В основі молекули білірубіну, як і всіх його похідних — чотири піррольних кільця, успадковані від гемоглобіну. Дві гідроксильні групи обумовлюють кислотні хімічні властивості білірубіну і його здатність утворювати солі. Розташування гідроксильних груп має варіанти, основний з яких — їх приєднання до 2 і 3 пиррольного кільця (білірубін IXα).

Хімічні форми білірубіну та їх назви

Традиційно виділяють дві основні хімічні форми білірубіну:

  1. Вільний, або некон'югований білірубін, хімічна формула якого наведена вище. Вільний білірубін може існувати у вигляді численних структурних різновидів, серед них т. зв. фотопродуктів.
  2. Зв'язаний, або кон'югований білірубін, що представляє собою з'єднання вільного білірубіну з глюкуроновою кислотою:

вільний білірубін + глюкуронова кислота = зв'язаний білірубін

При цьому білірубін може бути зв'язаний з однією молекулою глюкуронової кислоти (моноглюкуронід білірубіну) або з двома (біглюкуронід білірубіну).

Білірубін також поділяють на непрямий і прямий. З давнього часу склалася практика, що непрямий білірубін ототожнюють з вільним, а прямий — із зв'язаним. Але це не зовсім вірно.

Про відмінність прямого білірубіну і зв'язаного

Справа в тому, що терміни "непрямий" і "прямий" білірубін є не хімічними, а технологічними і відображають результат широко використовуваної для лабораторної ідентифікації білірубіну реакції Ван ден Берга. Оскільки вважалося, що непрямий білірубін представлений вільним, а прямий — виключно зв'язаним, то ці терміни використовувалися як взаємозамінні.

Ця проста схема втратила коректність після того, як виявили ще одну хімічну форму білірубіну: біліпротеін, або дельта-білірубін.

Дельта-білірубін бере участь у реакції Ван ден Берга аналогічно зі зв'язаним білірубіном і враховується в результаті спільно з ним в якості прямого. Тому формула "прямий білірубін = зв'язаний білірубін" вірна лише стосовно здорових людей, у яких дельта-білірубін практично відсутній. При деяких же хворобливих станах прямий білірубін може на 60-90% складатися з дельта-білірубіну:

прямий білірубін = зв'язаний білірубін + дельта-білірубін

Про властивості і діагностичне значення дельта-білірубіну читайте нижче.

Джерела утворення білірубіну

Практично єдиним джерелом походження білірубіну в організмі є гем.

Гем представляє собою структуру, що включає, подібно до білірубіну, чотири піррольних кільця, а крім того, атом заліза. Гем входить до складу молекул гемоглобіну (білка червоних кров'яних тілець, що переносить кисень), скорочувального м'язового білка міоглобіну і клітинних ферментів цитохромів.

разрушение эритроцитов

Основний, еритроцитарний потік білірубіну (85% від усієї кількості) формується в процесі утилізації гемоглобіну еритроцитів крові, що віджили свій вік (близько 120 днів). Такі еритроцити видаляються з кров'яного потоку і руйнуються головним чином в селезінці, а також у печінці і в кістковому мозку. Підвищення білірубіну еритроцитарного походження буває при гемолізі (так називають масовий розпад еритроцитів).

Інші джерела дають початок т. зв. шунтовому білірубіну, який становить до 15% від усієї його кількості. Серед джерел шунтового білірубіну виділяють:

  • Дефектні еритроцити і їх незрілі попередники. Такі клітини в результаті постійного відбракування гинуть незабаром після свого народження, не встигнувши залишити "інкубатор" клітин крові — кістковий мозок. Чисельність таких клітин, і відповідно, кількість шунтового білірубіну різко зростає при деяких спадкових, аутоімунних, пухлинних захворюваннях системи крові. У нормальних же умовах кістковий мозок дає не більше 7% білірубіну.
  • Невелика кількість білірубіну утворюється в процесі постійного оновлення і деструкції м'язового білка міоглобіну. Проте травми, що супроводжуються великим руйнуванням м'язової тканини можуть призвести до нетривалого підвищення рівня білірубіну в крові.
  • Незначна частина білірубіну також надходить з усіх тканин організму внаслідок розпаду цитохромов і деяких білків, що не містять гем, зокрема, пероксидаз.

Як показали денситометричні дослідження із застосуванням міченого радіоактивним ізотопом гліцину, гем, що дає початок шунтовому білірубіну, існує не більше 10 днів. Водночас тривалість існування гема нормальних еритроцитів збігається з тривалістю життя самих еритроцитів — 120 днів. Знаючи частку шунтового білірубіну в його загальній концентрації, можна судити про характер хворобливого процесу, проте поки такий аналіз доступний лише в наукових дослідженнях.

Гем - білівердин - білірубін

Трансформацією гема в білірубін, крім багатьох інших завдань, зайняті тканинні макрофаги, що є частиною імунної системи організму. Тканинні макрофаги є у всіх органах, розташовуючись зазвичай в їх сполучній тканині, але переважно вони зосереджені в селезінці, в лімфатичних вузлах, в печінці і в кістковому мозку. Всі тканинні макрофаги ведуть свій родовід від моноцитів, вирощених в кровотворній матриці кісткового мозку, але в різних органах вони спеціалізовані для виконання особливих завдань, а тому мають і особливі назви — наприклад, купферові клітини печінки, гістіоцити селезінки та ін. Раніше систему тканинних макрофагів називали ретикулоендотеліальною системою, але зараз цей термін визнаний застарілим.

  • 80% білірубіну виробляють купферові клітини печінки
  • решту — макрофаги кісткового мозку і селезінки
  • зовсім невелику кількість — гістіоцити сполучної тканини всіх органів

Щодоби в організмі людини піддаються деструкції 2 * 108 постарілих еритроцитів. При цьому вивільняється 6-8 г гемоглобіну, з якого, в свою чергу, бере початок 250-350 мкг білірубіну.

Вивільнений гем поглинається макрофагами, після чого перетворюється за участю внутрішньоклітинного ферменту гемоксигенази в проміжну речовину білівердин. Одночасно від гема відщеплюється атом заліза і окис вуглецю. Білівердин, маючи зелений колір, належить до числа пігментних речовин. Крім того, на відміну від білірубіну, він добре розчинний у воді.

На другому етапі розщеплення гема за допомогою ферменту білівердинтрасферази відбувається трансформація білівердина в білірубін — пігментну речовину жовто-помаранчевого кольору, нерозчинну у воді. Як відомо, у складі кожної молекули гемоглобіну входять чотири одиниці гема. Відповідно, при розщепленні однієї молекули гемоглобіну утворюються чотири молекули білірубіну і чотири атома заліза.

Як вже говорилось, в якості побічного продукту при руйнуванні вуглецевих зв'язків гема виділяється окис вуглецю (СО), причому це єдина реакція в організмі, що дає на виході цю речовину. Ця обставина використовується в перспективному методі дослідження: вимірюючи концентрацію окису вуглецю у видихуваному повітрі, можна оцінити швидкість розщеплення гема в організмі.

Послідовним перетворенням гема в зелений білівердин, а потім у жовто-червоний білірубін пояснюється зміна кольору синців після ударів від темно-синього в синьо-зелений, а потім в жовтий.

Спочатку в організмі утворюється тільки вільний білірубін. а зв'язаний білірубін з'являється пізніше в результаті трансформації вільного білірубіну.

Властивості вільного білірубіну

Отже, в нашому організмі існує постійно діючий конвеєр виробництва вільного білірубіну як частина фізіологічного механізму заміни старих еритроцитів крові. Це породжує кілька важко розв'язуваних проблем:

  • Вільний білірубін — токсична речовина, а тому необхідний надійний механізм його виведення з організму і підтримки його концентрації на безпечно низькому рівні. Токсичність білірубіну виявляється в першу чергу стосовно мозкової тканини. Навіть помірно підвищений рівень вільного білірубіну проявляється невираженими симптомами з боку нервової системи: ослаблення уваги, втомлюваність та ін. Втім, у дорослих концентрація вільного білірубіну ніколи не досягає настільки небезпечного рівня, щоб спричинити пошкодження нервової системи. А ось у новонароджених таке трапляється. Зокрема, імунологічний конфлікт може привести до масивного гемолізу і розвитку т. зв. "ядерної" жовтяниці. При цьому вільний білірубін, рівень якого в сироватці крові може підвищитися в десятки разів і досягти 300 мколь/л і вище, накопичується в мозковій тканині, викликаючи незворотні зміни в підкіркових ядрах головного мозку.
  • Вільний білірубін практично не розчиняється у воді. Оскільки всі біологічні рідини організму є водними розчинами, вільний білірубін неможливо вивести з організму в тому вигляді, в якому він є, не змінивши його хімічної структури.
  • Водночас вільний білірубін добре розчинний у жирах. Завдяки цій властивості він легко долає фосфоліпідні мембрани т. зв. гематоенцефалічного бар'єру, покликаного захищати мозкову тканину від проникнення в неї численних токсичних речовин, що циркулюють в кров'яному руслі.

У кровоносному руслі вільний білірубін транспортують білки-альбуміни, утримуючи його на своїй поверхні. 1г альбуміну переносить 8,5 мг білірубіну. Комплекс альбумін-білірубін неміцний і розпадається при першій можливості.

Реакція Ван ден Берга ідентифікує вільний білірубін в якості непрямого.

Білірубін як антиоксидант

У світлі новітніх досліджень дещо змінилося традиційне уявлення про білірубін як про однозначно "шлаковий" продукт. Вільний білірубін має виражені антиоксидантні властивості, і організм активно їх використовує.

Антиоксидантна активність білірубіну значно перевищує таку у α-токоферолу (вітаміну Е), який вважають класичним антиоксидантом. Так, білірубін інактивує H2O2 в концентрації, яка в 10 разів більша за його власну. Зокрема, він перешкоджає перекисному окисленню ліпідів клітинних мембран, а також окисленню мембранних білків. Найбільш значимі антиоксидантні властивості білірубіну щодо нервової тканини і серцевого м'яза, оскільки ці тканини не мають достатньо потужного власного захисту від вільних радикалів.

Виявилося, що люди з хронічно високим рівнем вільного білірубіну значно рідше хворіють на атеросклероз судин і зв'язані з ним захворювання серця. Доведена оберненопропрорційна залежність між рівнем вільного білірубіну в крові і серцевою патологією.

Одне з досліджень, що охопило 10 000 пацієнтів, довело нижчу смертність від пухлинних захворювань серед людей з високим рівнем вільного білірубіну.

У світлі цих даних виглядає доцільною трансформація добре розчинного у воді білівердину в "незручний" нерозчинний білірубін.

Перетворення вільного білірубіну в зв'язаний

трансформація вільного білірубіну в связанний

Оскільки, як уже сказано вище, вільний білірубін не розчиняється у воді, його виведення з організму неможливе без попередньої трансформації в інші, водорозчинні речовини.

Конкретним місцем такої трансформації є основна структурна одиниця печінки — печінкова клітина, або гепатоцит. Гепатоцити зібрані в печінкові часточки. Печінкова часточка влаштована таким чином, що кожна печінкова клітина з одного боку має контакт з венозним кровоносним капіляром (т. зв. синусоїд), а з іншого до неї підведено жовчний капіляр.

Вільний білірубін, що транспортується на поверхні альбуміну, з венозної крові синусоїду переміщається спочатку в простір Діссе, що розділяє капіляр і печінкову клітину, а потім через клітинну мембрану всередину гепатоцита, одночасно звільняючись від зв'язку з альбуміном. Таке переміщення відбувається без витрати енергії завдяки перепаду концентрації.

Усередині клітини білірубін з'єднується оборотним зв'язком з білками-лігандинами. Лігандини перешкоджають "втечі" білірубіну назад в венозний капіляр, а також перепроваджують його в сітчасту структуру — ендоплазматичний ретикулум.

В ендоплазматичному ретикулумі є т.з. мікросоми — пухирці, наповнені ферментами. На поверхні мікросом при каталітичній участі ферменту глюкуронілтрансферази відбувається реакція сполуки вільного білірубіну з глюкуроновою кислотою, в результаті чого з'являється нова речовина — зв'язаний, або кон'югований білірубін.

Дана реакція може проходити в один або два цикли, даючи на виході відповідно моноглюуронід або біглюкуронід білірубіну. Співвідношення моноглюкороніду і біглюкуроніду становить 4:1.

Глюуронізація білірубіну є одним з найбільш "вузьких місць" у його метаболізмі, оскільки вона лімітована кількістю ферменту глюкуронілтрансферази. Ця кількість різко знижена (менше 1-3% від норми) при деяких спадкових захворюваннях, зокрема при синдромі Жильбера.

Утруднене виділення зв'язаного білірубіну в жовч веде до його накопичення в крові. У таких випадках нирки змушені взяти на себе функцію його виведення з організму, хоча в нормальних умовах вони цього не роблять. Поява в сечі білірубіну є ознакою серйозного захворювання.

Властивості зв'язаного білірубіну

Зв'язаний білірубін своїми властивостями вигідно відрізняється від вільного:

  • він нетоксичний
  • добре розчинний у водних середовищах
  • легко виводиться з організму, переважно з жовчю, а при необхідності і з сечею.

Зв'язаний білірубін приймає участь у прямій реакції Ван ден Берга, тому його зазвичай називають прямим білірубіном.

Слід відзначити і недобру властивість зв'язаного білірубіну: при його надмірній концентрації в жовчі він схильний до кристалізації і до утворення білірубінових каменів у жовчному міхурі. Оскільки висока концентрація зв'язаного білірубіну є наслідком підвищеного утворення в організмі вільного білірубіну, то причинами таких станів зазвичай бувають гемолітичні анемії та інші захворювання системи крові.

Про вирішальну роль печінки в метаболізмі білірубіну

Таким чином, єдиним органом в людському організмі, здатним здійснити перетворення вільного білірубіну в зв'язаний, є печінка.

Вирішальна роль печінки в метаболізмі білірубіну ще більш очевидна, якщо взяти до уваги, що 80% вільного білірубіну також виробляється в печінці купферовими клітинами. Рівень білірубіну є одним з найнадійніших індикаторів функціонального стану печінки, оскільки майже весь процес обміну білірубіну знаходиться в найтіснішій залежності від цієї функції.

Турбота про утилізацію білірубіну не випадково покладена на печінку, яку по праву називають головною хімічною лабораторією організму. Печінка перетворює в нетоксичні хімічні форми величезну кількість речовин. Деякі з них утворюються в організмі природнім чином, інші потрапляють ззовні, в тому числі і лікарські речовини.

Деякі кінцеві продукти метаболізму переважно виводяться з організму через нирки з сечею, інші -через печінку з жовчю. Який з двох шляхів кращий для кожної конкретної речовини — це обумовлено особливостями її хімічної будови і фізіології печінки і нирок. Загальний принцип такий: нирки добре виводять речовини з молекулярною масою менше 300 в. е., решта виводиться головним чином з жовчю, в їх числі і білірубін.

Слід сказати, що для переробки білірубіну печінкова клітина використовує універсальні ферментні системи, які поряд з білірубіном беруть участь у метаболізмі багатьох інших речовин. Поряд з економією ресурсів організму така ситуація іноді призводить і до негативних наслідків. Справа в тому, що ряд речовин, зокрема багато лікарських препаратів конкурують з білірубіном у ферментативних реакціях і при передозуванні здатні повністю витіснити останній з метаболічного процесу. Це призводить до накопичення непрямого білірубіну в організмі і до розвитку т. зв. "некон'югованої" жовтяниці. До числа таких препаратів належить парацетамол і деякі інші нестероїдні аналгетики, деякі антибіотики.

Зв'язаний білірубін виділяється з гепатоцита в жовчний капіляр і виводиться з жовчю в кишечник. Виділення зв'язаного білірубіну в жовчний капіляр вимагає витрати енергії, тому пошкодження печінкових клітин при гепатитах, цирозах та ін призводить до розладу цього процесу.

Трансформація білірубіну в кишечнику і її продукти

трансформація білірубину в кишечнику

Таким чином, зв'язаний білірубін виділяється з потоком жовчі в кишечник. Саме білірубін надає жовчі брудно-зелений відтінок.

Оскільки мікроорганізми, що мешкають в кишечнику, активно працюють над його вмістом, білірубін також піддається подальшій трансформації. У процесі переробки білірубіну в кишечнику утворюються численні проміжні речовини. Процес переробки білірубіну в кишечнику є багатоетапним і відбувається з утворенням численних проміжних речовин.

Основні етапи кишкової трансформації:

  • Під впливом бактеріального ферменту β-глюкуронідази кон'югований білірубін піддається гідрозізу (розщепленню) з утворенням вільного білірубіну
  • Вільний білірубін в результаті серії реакцій відновлення трансформується в цілий ряд речовин під загальною назвою "уробіліногени", або "уробіліноїди". В основі уробіліногенів, як і білірубіну, знаходиться структура з чотирьох піррольних кілець. Уробіліногени безбарвні.

У числі уробіліногенів найважливішими є такі речовини:

  • мезобіліноген — родоначальник групи уробіліногенів
  • стеркобіліноген
  • власне уробіліноген

Велика частина уробіліногенів зрештою трансформується в кінцеві пігментні продукти — стеркобілін і уробілін, які мають оранжево-коричневий колір. Саме ці речовини надають фекаліям характерний колір. Знебарвлення фекалій свідчить про відсутність в них білірубіну, що буває при гепатитах або при перекритті жовчовивідних шляхів. 10-20% уробіліногенів всмоктуються з кишечника і через систему ворітної вени повертаються в печінку. Печінка ж робить з ними те, що вміє: переводить в зв'язаний білірубін і відправляє назад в кишечник. У нормі не більше 2-5% уробіліногенів виводяться із сечею. Така невелика кількість не виявляється при звичайному лабораторному дослідженні сечі.

При гепатитах печінка не справляється з утилізацією уробіліногенів, внаслідок чого вони з’являються в сечі.Уробіліноген в сечі — важливий діагностична ознака захворювань печінки.

Реакція Ван ден Берга і інші методи визначення білірубіну

реакція Ван ден Берга

Час пояснити походження дещо дивних назв: "прямий" і "непрямий" білірубін. А названі так дві форми білірубіну з легкої руки пана Ван ден Берга (Van Den Berg), який розробив ще в 1916 році реакцію ідентифікації білірубіну в сироватці крові за допомогою реактиву Ерліха. Навіть через 100 років реакція, названа на його честь реакцією Ван ден Берга, залишається в лабораторній практиці основним методом дослідження вмісту білірубіну.

Не заглиблюючись у деталі методики, яка за сотню років зазнала численних модифікаціям, відзначимо її принципову особливість — двоетапність виконання:

  • Перший етап (пряма реакція Ван ден Берга): в пробірку з досліджуваною сироваткою крові додають реактив Ерліха Незабаром при наявності в сироватці зв'язаного білірубіну вміст пробірки набуває яскраво-рожевого кольору. Вільний білірубін, блокований альбуміном, не бере участі у реакції. За допомогою колориметрического приладу по інтенсивності забарвлення можна визначити кількісний вміст зв'язаного білірубіну. Таким чином, зв'язаний білірубін, який бере участь у прямій реакції, названий "прямим" билирубином.
  • Другий етап (непряма реакція Ван ден Берга): в іншу пробірку з досліджуваною сироваткою спочатку додають речовину, щоб осадити альбуміни. В оригінальному виконанні Ван ден Берга з цією метою використовувався 96˚ етиловий спирт. Надалі етиловий спирт був замінений на більш ефективні речовини. Альбумін при цьому осідає на дно пробірки, а розблокований вільний білірубін набуває здатність вступати в хімічну реакцію з реактивом Ерліха, що він і робить. Одночасно з непрямим білірубіном в реакції бере участь і прямий білірубін (якщо він є), тобто непряма реакція Ван ден Берга визначає загальний білірубін як суму прямого і непрямого білірубіну. Вміст непрямого білірубіну обчислюють як різницю загального і прямого білірубіну:

    непрямий білірубін = загальний білірубін - прямий білірубін

Реакція Ван ден Берга, поряд з незаперечними перевагами, в числі яких простота виконання і наочність результату, має і суттєвий недолік — вона дає завищений вміст прямого білірубіну. Так, в сироватці здорових людей цей метод виявляє до 5,4 мкмоль/л прямого білірубіну, який становить до 25% від загального. Насправді, як показують більш точні методи, у цих людей загальний білірубін майже на 100% представлений непрямим, а прямий практично відсутній. Втім, в клінічній практиці важливіше знати не вміст білірубіну сам по собі, а його динаміку, для чого необхідно забезпечити порівнянність результатів, отриманих в різний час і в різних лабораторіях.

Фракціі білірубіна, визначені методом високоефективної рідинної хроматографіі Фракції білірубіну, визначені методом високоефективної рідинної хроматографії:

  • α — вільний білірубін
  • β — моноглюкуронат білірубіну
  • λ — біглюкуронід білірубіну
  • δ — дельта-білірубін, або біліпротеїн

Розроблені й інші методи виявлення білірубіну, детальний опис яких виходить за рамки цієї статті:

  • спектрофотометрія
  • газоаналізатор
  • високоефективна рідинна хроматографія
  • неінвазивний метод — рефлективна денситометрія

Серед названих методів найбільш перспективна високоефективна рідинна хроматографія. Дана методика дозволяє визначити вміст чотирьох фракцій білірубіну:

  • α — вільний білірубін
  • β — моноглюкуронат білірубіну
  • λ — біглюкуронід білірубіну
  • δ — дельта-білірубін, або біліпротеїн

Дельта-білірубін

Дельта-білірубін представляє собою з'єднання кон'югованого білірубіну (біглюкуроніда або моноглюкороніда білірубіну) з альбуміном. У науковій літературі часто використовують і іншу назву цієї речовини: "біліпротеїн". Ця речовина жовтого кольору.

Реакція Ван ден Берга не дозволяє окремо визначити дельта-білірубін і ідентифікує його спільно з глюкуронідами білірубіну в якості прямого, оскільки всі ці речовини вступають у пряму реакцію з реактивом Ерліха аналогічним чином. Для селективного визначення його вмісту в сироватці крові використовують високоефективну рідинну хроматографію.

У біохімічному і фізіологічному аспектах дельта-білірубін має ряд особливостей, які в цілому дозволяють розглядати його поряд з вільним і зв'язаним білірубіном як самостійну, третю форму білірубіну:

  • На відміну від комплексу альбуміну з вільним білірубіном, дельта-білірубін є досить стійкою речовиною, оскільки його компоненти незворотньо зв'язані міцним ковалентним хімічним зв'язком.
  • Синтез молекули дельта-білірубіну не вимагає участі внутрішньоклітинних елементів, тому можливий in vivo і in vitro, тобто як в організмі, так і в пробірці.
  • Дельта-білірубін нетоксичний для тканин організму.
  • Через надмірну масивність своєї молекули дельта-білірубін в незміненому вигляді абсолютно не виводиться з організму ні з жовчю, ні через нирки.
  • Встановлено, що період напіврозпаду дельта-білірубіну в організмі такий же, як і у звичайного альбуміну, і становить 14-21 день. Тільки після руйнування альбуміну з'являється можливість вивести з організму раніше з'єднаний з ним глюкуронід білірубіну, переважно з жовчю.

У нормальних умовах дельта-білірубін не виявляється в значних кількостях. Його вміст різко підвищується при холестазі, тобто порушенні вироблення і виділення компонентів жовчі на фоні збереженої функції синтезу кон'югованого білірубіну. Холестаз може бути як внутрішньопечінковим при гепатитах і цирозах печінки, так і позапечінковим, обумовленим перепоною для відтоку жовчі у позапечінкових жовчних шляхах, що зазвичай буває при їх закупорці жовчним каменем.

Зміст дельта-білірубіну при холестазі може досягати 60-70 і навіть 90% від прямого. Завдяки своїй "живучості" в організмі дельта-білірубін (а разом з тим і прямий білірубін в цілому) залишається високим ще протягом 1-1,5 тижнів після нормалізації відтоку жовчі. Цим пояснюється незрозумілий раніше феномен, коли прямий білірубін тривалий час залишається високим, всупереч явному клінічному поліпшенню і нормалізації інших лабораторних показників, зокрема трансаміназ.

У той же час не відбувається підвищення вмісту дельта-білірубіну при некон'югованій гіпербілірубінемії (накопичення в крові некон'югованого білірубіну, що буває при гемолітичних анеміях, синдромі Жильбера та деяких інших станах).

Люмірубін та інші фотопродукти білірубіну

Фотоформы билирубина В своїй звичайній і найстійкішій конфігурації молекула білірубіна згорнута таким чином, що одні активні групи блоковані іншими, що й визначає її нерозчинність. Під дією синього світла білірубін здатен перетворюватись в численні фотопродукти, більшість з яких завдяки розблокованим гідроксильним групам добре розчинні у воді

Свого часу хіміки зацікавилися парадоксальною розчинністю вільного білірубіну. Теоретично молекула білірубіну завдяки наявності двох гідроксильних груп COOH- повинна мати виражену полярність. Як відомо, речовини з поляризованою молекулою розчиняються у воді і нерозчинні у жирах. Насправді вільний білірубін поводиться протилежним чином.

Загадку вдалося розгадати за допомогою рентренокрісталлографіі. З'ясувалося, що молекула вільного білірубіну має таку просторову конфігурацію, в якій поляризующчі гідроксильні групи блоковані внутрішніми межводневими зв'язками (т. зв. ZZ зв'язки). Така конфігурація молекули білірубіну найбільш стійка і є основною, оскільки в своєму розпорядженні має мінімум простору та енергії. Також було виявлено, що поряд з основною конфігурацією існують і численні інші варіанти.

Найбільшого інтересу серед них заслуговують фотопродукти білірубіну, які утворюються під впливом синього світла в присутності атомарного кисню. Молекули білірубіну, поглинаючи енергію фотонів світла, змінюють внутрішні міжатомні ZZ зв'язки на більш високоенергетичні ZE і EE зв'язки. При цьому разом із зміною просторової конфігурації молекул радикально змінюються і їх властивості — вони стають водорозчинними.

Фотопродукти завдяки гарній водорозчинності швидко виводяться з організму печінкою. Найвищу швидкість виведення має один з фотопродуктов з EE зв'язками, названий люмірубіном. Фотопродукти відрізняються малою тривалістю життя, оскільки такі молекули при першій можливості позбавляються від зайвої енергії і повертаються до початкової, основної конфігурації.

Здатність вільного білірубіну утворювати водорозчинні фотопродукти використовують для лікування жовтяниці новонароджених методом фототерапії.

Рейтинг статті: 4.4 з 5
Голосів: 16
Переглядів: 25672