Pertukaran bilirubin

Bilirubin adalah produk akhir dari pembusukan heme. Bagian utama (80-85%) bilirubin terbentuk dari hemoglobin dan hanya sebagian kecil dari protein lain yang mengandung heme, misalnya sitokrom P450. Pembentukan bilirubin terjadi pada sel-sel sistem retikuloendotelial. Sekitar 300 mg bilirubin terbentuk setiap hari.

Konversi heme ke bilirubin terjadi dengan keikutsertaan enzim hemoksigenase mikrosomal, yang dibutuhkan oksigen dan NADPH. Pembelahan cincin porphyrin terjadi secara selektif pada kelompok metana pada posisi a. Atom karbon yang membentuk bagian dari jembatan metana dioksidasi menjadi karbon monoksida, dan bukannya jembatan, dua ikatan rangkap dibentuk dengan molekul oksigen yang berasal dari luar. Tetrapirol linier yang dihasilkan adalah struktur IX-alpha-biliverdin. Selanjutnya, diubah oleh biliverdin reduktase, enzim sitosolik, menjadi IX-alpha-bilirubin. Tetrapirol linier dari struktur ini harus larut dalam air, sedangkan bilirubin adalah zat larut lemak. Kelarutan dalam lipid ditentukan oleh struktur IX-alpha-bilirubin - dengan adanya 6 ikatan hidrogen intramolekul yang stabil. Ikatan ini dapat dihancurkan oleh alkohol dalam diazoreaksi (Van den Berg), di mana bilirubin tidak langsung yang tidak terkonjugasi diubah menjadi bilirubin terkonjugasi (langsung). Secara in vivo, ikatan hidrogen yang stabil dihancurkan oleh esterifikasi dengan asam glukuronat.

Sekitar 20% bilirubin beredar terbentuk bukan dari heme eritrosit dewasa, tapi dari sumber lain. Sejumlah kecil berasal dari sel yang belum matang dari sumsum dan sumsum tulang. Dengan hemolisis, jumlah ini meningkat. Sisa bilirubin terbentuk di hati dari protein yang mengandung heme, misalnya mioglobin, sitokrom, dan dari sumber tak dikenal lainnya. Fraksi ini meningkat dengan anemia pernisiosa, uroporphyrin eritropoietis dan sindrom Kriegler-Nayyar.

Transportasi dan konjugasi bilirubin di hati

Bilirubin yang tidak terkonjugasi dalam plasma terikat erat pada albumin. Hanya sebagian kecil bilirubin yang dapat menjalani dialisis, namun di bawah pengaruh zat yang bersaing dengan bilirubin untuk mengikat albumin (misalnya asam lemak atau anion organik), hal itu dapat meningkat. Hal ini penting pada bayi yang baru lahir, di mana sejumlah obat (misalnya sulfonamida dan salisilat) dapat memfasilitasi penyebaran bilirubin ke dalam otak dan dengan demikian berkontribusi pada pengembangan ikterus nuklir.

Banyak anion organik, termasuk asam lemak, asam empedu dan komponen empedu lainnya yang tidak termasuk asam empedu, seperti bilirubin (walaupun memiliki ikatan kuat dengan albumin), disekresikan oleh hati. Penelitian telah menunjukkan bahwa bilirubin dipisahkan dari albumin dalam sinusoid, berdifusi melalui lapisan air di permukaan hepatosit. Asumsi yang telah disebutkan sebelumnya tentang adanya reseptor albumin belum dikonfirmasi. Transfer bilirubin melalui membran plasma ke dalam hepatosit dilakukan dengan bantuan protein transpor, misalnya protein transpor anion organik, dan / atau oleh mekanisme "flip-flop". Penangkapan bilirubin sangat efektif karena metabolisme yang cepat di hati dalam reaksi glucuronidization dan ekskresi ke empedu, serta adanya protein pengikat dalam sitosol, seperti ligandin (glutathione-8-transferase).

Bilirubin yang tidak terkonjugasi adalah zat non-polar (larut dalam lemak). Dalam reaksi konjugasi, ia berubah menjadi zat yang larut dalam air (pol larut) dan karena itu dapat diekskresikan ke empedu. Reaksi ini hasil melalui enzim mikrosomal uridindifosfatglyukuroniltransferazy (UDFGT) mengkonversi tak terkonjugasi mono- terkonjugasi bilirubin dan bilirubin diglucuronide. UDFGT adalah salah satu dari beberapa enzim isoform yang memastikan konjugasi metabolit endogen, hormon dan neurotransmitter.

Gen UDFGT bilirubin ada pada pasangan kedua kromosom. Struktur gen itu rumit. Untuk semua isoform UDPGT, komponen konstan ekson 2-5 pada ujung DNA gen 3. Untuk mengekspresikan gen, salah satu dari beberapa ekson pertama harus dilibatkan. Jadi, untuk pembentukan isoenzim bilirubin-UDPGT 1 * 1 dan 1 * 2, ekson 1A dan ID, masing-masing harus dilibatkan. Isozim 1 * 1 berpartisipasi dalam konjugasi hampir semua bilirubin, dan isoenzim 1 * 2 hampir atau sama sekali tidak terlibat dalam hal ini. Exon lain (IF dan 1G) mengkodekan isoform fenol-UDPGT. Jadi, pilihan salah satu urutan ekson 1 menentukan spesifisitas substrat dan sifat enzim.

Ekspresi lebih lanjut UDPGT 1 * 1 juga bergantung pada daerah promotor pada ujung 5 'yang terkait dengan masing-masing ekson pertama. Wilayah promotor berisi urutan TATAA.

Rincian struktur gen penting untuk memahami patogenesis hiperbilirubinemia yang tidak terkonjugasi (sindrom Gilbert dan Kriegler-Nayyar) bila kandungan enzim yang bertanggung jawab untuk konjugasi di hati berkurang atau tidak ada.

Aktivitas UDFGT dalam ikterus sel hepatik dipertahankan pada tingkat yang cukup, dan bahkan meningkat dengan kolestasis. Pada bayi baru lahir, aktivitas UDFGT rendah.

Pada empedu manusia, bilirubin terutama diwakili oleh diglucuronide. Konversi bilirubin ke monoglikuronida dan juga diglucuronida terjadi pada sistem transfer glukuronil transferer yang sama. Bila bilirubin kelebihan beban, misalnya selama hemolisis, monoglikononida didominasi bentuknya, dan dengan penurunan asupan bilirubin atau dengan induksi enzim, kandungan diglucuronide meningkat.

Yang paling penting adalah konjugasi dengan asam glukuronat, namun sejumlah kecil bilirubin terkonjugasi menjadi sulfat, xilosa dan glukosa; Dengan kolestasis, proses ini diintensifkan.

Pada tahap selanjutnya dari ikterus kolestatik atau hepar-sel, meskipun kandungan plasmanya tinggi, bilirubin dalam urin tidak terdeteksi. Jelas, alasan untuk ini adalah pembentukan bilirubin tipe III, monoconjugated, yang terikat secara kovalen ke albumin. Hal ini tidak disaring di glomeruli dan, oleh karena itu, tidak muncul dalam urin. Hal ini mengurangi signifikansi praktis dari sampel yang digunakan untuk menentukan kandungan bilirubin dalam urin.

Ekskresi bilirubin ke dalam tubulus terjadi dengan bantuan keluarga protein transport multispecific yang bergantung ATP untuk anion organik. Tingkat pengangkutan bilirubin dari plasma ke empedu ditentukan oleh tahap ekskresi bilirubin glucuronide.

Asam empedu diangkut ke empedu dengan bantuan protein transportasi lain. Adanya mekanisme pengangkutan bilirubin dan asam empedu yang berbeda dapat diilustrasikan dengan contoh sindrom Dubin-Johnson, di mana ekskresi bilirubin terkonjugasi terganggu, namun ekskresi normal asam empedu tetap ada. Sebagian besar bilirubin terkonjugasi dalam empedu adalah dalam campuran misel yang mengandung kolesterol, fosfolipid dan asam empedu. Pentingnya aparatus Golgi dan mikrofilamen sitoskeleton hepatosit untuk pengangkutan intraselular bilirubin terkonjugasi belum terbentuk.

Diglukuronid bilirubin, terletak di empedu, larut dalam air (molekul polar), sehingga usus halus tidak terserap. Pada usus besar, bilirubin terkonjugasi mengalami hidrolisis bakteri b-glukuronidase dengan pembentukan urobilinogen. Dengan kolangitis bakteri, bagian dari diglucuronide bilirubin dihidrolisis sudah berada dalam saluran empedu, diikuti dengan presipitasi bilirubin. Proses ini penting untuk pembentukan batu empedu bilirubin.

Urolilinogen, memiliki molekul nonpolar, diserap dengan baik di usus halus dan dalam jumlah minimal - di kental. Sejumlah kecil urobilinogen, yang biasanya diserap, kembali diekskresikan oleh hati dan ginjal (sirkulasi enterohepatik). Bila fungsi hepatosit terganggu, evaluasi ulang urobilinogen hati terganggu dan ekskresi ginjal meningkat. Mekanisme ini menjelaskan urobilinogenuria pada penyakit hati alkoholik, demam, gagal jantung, dan juga pada tahap awal hepatitis virus.