一、膽紅素的來源與生成
膽紅素的來源不外以下幾種:①大部分膽紅素是由衰老紅細胞破壞、降解而來,由衰老紅細胞中血紅蛋白的輔基血紅素降解而產(chǎn)生的膽紅素的量約占人體膽紅素總量的75%;②小部分膽紅素來自組織(特別是肝細胞)中非血紅蛋白的血紅素蛋白質(zhì)(如細胞色素P450、細胞色素b5、過氧化氫酶等)的血紅素輔基的分解;③極小部分膽紅素是由造血過程中,骨髓內(nèi)作為造血原料的血紅蛋白或血紅素,在未成為成熟細胞成分之前有少量分解,即無效造血所產(chǎn)生的膽紅素。
膽紅素的生成過程包括:①衰老的紅細胞在單核吞噬細胞系統(tǒng)被破壞,首先除去珠蛋白而分離出血紅素;②血紅素在單核吞噬細胞內(nèi)微粒體的血紅素加氧酶的作用下,形成膽綠素,③膽綠素在膽綠素還原酶催化下生成膽紅素。
膽紅素可進入血液循環(huán),在血漿內(nèi)主要以膽紅素-白蛋白復(fù)合體的形式存在和運輸。除白蛋白外,α1-球蛋白也可與膽紅素結(jié)合。一般說白蛋白與膽紅素的結(jié)合是可逆的。當(dāng)血漿膽紅素濃度正常時,1分子白蛋白通常結(jié)合1分子膽紅素,而當(dāng)血漿膽紅素增多時則可結(jié)合2分子膽紅素。正常成人每100ml血漿中的白蛋白結(jié)合膽紅素的能力約為20-25mg,所以正常情況下白蛋白結(jié)合膽紅素的潛力很大。由于膽紅素與白蛋白較緊密地結(jié)合成復(fù)合體,一方面改變了膽紅素的脂溶性,另一方面又限制了它自由通過各種生物膜的能力,不致有大量游離膽紅素進入組織細胞而產(chǎn)生毒性作用。
二、肝對膽紅素的攝取、轉(zhuǎn)化及排泄
當(dāng)膽紅素隨血液運輸?shù)礁魏?,由于肝細胞具有極強的攝取膽紅素的能力,故可迅速被肝細胞攝取。肝迅速地選擇性地從血漿攝取膽紅素的能力與下述機制有關(guān)。
⒈位于血竇表面的肝細胞膜上可能有特異的載體蛋白系統(tǒng),膽紅素等有機陰離子與膜上載體結(jié)合后,即從膜的外表面轉(zhuǎn)移至內(nèi)表面,然后進入胞質(zhì)。當(dāng)白蛋白-膽紅素復(fù)合物通過肝竇壁時,膽紅素與白蛋白解離,只有膽紅素被肝細胞所攝取。
⒉肝細胞內(nèi)有兩種色素受體蛋白即Y蛋白和Z蛋白Y蛋白與膽紅素親和力較高,在肝細胞中含量較大,約占肝細胞漿蛋白的5%,是肝細胞內(nèi)主要的膽紅素載體蛋白;Y蛋白與Z蛋白利用其對膽紅素的高親和力,從細胞膜上接受進入胞質(zhì)的膽紅素,并將它運至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。
肝細胞對膽紅素的轉(zhuǎn)化在滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上進行。在葡萄糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶的催化下,膽紅素被轉(zhuǎn)化為葡萄糖醛酸膽紅素,膽紅素在肝細胞內(nèi)經(jīng)結(jié)合轉(zhuǎn)化后,其理化性質(zhì)發(fā)生了變化,從極性很低的脂溶性的未結(jié)合膽紅素變?yōu)闃O性較強的水溶性結(jié)合物-葡萄糖醛酸膽紅素,從而不易透過生物膜。這樣既起到解毒作用,又有利于膽紅素從膽道排泄。在肝細胞內(nèi),膽紅素通過其丙酸基與葡萄糖醛酸結(jié)合,主要生成雙葡萄糖醛酸膽紅素。
結(jié)合膽紅素被排泄至毛細膽管的過程,有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體、溶酶體等參與,毛細膽管膜上也存在一種以載體為中介的轉(zhuǎn)運過程,這一過程必須對抗?jié)舛忍荻?。?dāng)肝細胞損傷時,可由于結(jié)合型膽紅素的排泄障礙而造成肝細胞淤滯性黃疸。由于肝細胞內(nèi)有親和力強的膽紅素載體蛋白及葡萄糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶,因而不斷地將膽紅素攝取、結(jié)合、轉(zhuǎn)化及排泄,保證了血漿中的膽紅素不斷地經(jīng)肝細胞而被清除。
三、膽紅素的腸肝循環(huán)
結(jié)合膽紅素(葡萄糖醛酸膽紅素)隨膽汁排泄至腸管后,在回腸末端至結(jié)腸部位,在腸管菌叢的作用下大部分被水解而脫下葡萄糖醛酸,然后逐步被還原成二氫膽紅素、中膽紅素、二氫中膽紅素、中膽素原、糞膽原及少量d-尿膽原,后三者與重氮試劑的呈色反應(yīng)相同,統(tǒng)稱為膽素原。正常人每天從糞便排出的膽素原為40-280mg,膽素原在腸管下段接觸空氣后分別被氧化成為尿膽素、糞膽素和d-尿膽素(三者統(tǒng)稱為膽素),隨糞便排出,成為糞便的主要色素。在小腸下段生成的膽素原約有10%-20%可被腸粘膜重吸收,再經(jīng)肝門靜脈入肝,重吸收入肝的膽素原大部分以原形再排入膽道,構(gòu)成腸肝循環(huán),小部(每日0.4-4.0mg)經(jīng)體循環(huán)隨尿排出。