胆色素代谢与胆红素的重要性-《正常人体功能》文章摘要

胆色素（bile pigment）是体内铁卟啉化合物（血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、过氧化物酶和过氧化氢酶等）的主要分解代谢产物，包括胆红素（bilirubin）、胆绿素（biliverdin）、胆素原（bilinogen）和胆素（bilin）等。其中胆红素是人胆汁的主要色素，呈橙黄色。肝是胆红素代谢的主要器官，胆色素主要随胆汁排出体外。

（一）胆红素的来源与生成

1.胆红素的来源　正常人每天产生250～350mg胆红素。其中70％～80％来源于衰老红细胞中的血红蛋白。正常红细胞的寿命为120 d，衰老的红细胞被肝、脾、骨髓的单核-巨噬细胞系统所摄取，首先分解释放出血红蛋白，血红蛋白随后分解为珠蛋白和血红素。珠蛋白可降解为氨基酸重新利用。血红素在单核-巨噬细胞内分解为胆色素，其中以胆红素为主。其余的胆红素来自骨髓中破坏的幼稚红细胞及全身组织中相似蛋白质（如肌红蛋白、过氧化物酶、细胞色素等）的降解。

2.胆红素的生成　单核-巨噬细胞系统中，微粒体血红素加氧酶（heme oxygenase）在氧分子和NADPH的存在下，将血红素铁卟啉环上的α-甲炔基（—CH=）氧化断裂，释放出CO、亚铁离子，并将两端的吡咯环羟化，形成胆绿素。胆绿素在胞液胆绿素还原酶（biliverdin reductase）的催化下，从NADPH获得2个氢原子，生成胆红素（图9-19）。正常人每天从单核-巨噬细胞系统产生的胆红素为200～300mg。胆红素的结构由3个次甲基桥连接的4个吡咯环组成，分子量为585。其分子中含有2个羟基或酮基、4个亚氨基和2个丙酸基，这些亲水基团在分子内部形成6个氢键，使胆其极性基团隐藏于分子内部，因而成为非极性的脂溶性物质。

（二）胆红素在血中运输

胆红素难溶于水，但与血浆清蛋白有极高的亲和力，所以在血液中胆红素与清蛋白结合而运输。正常人血液循环中含有足量的清蛋白，血浆胆红素基本上能与清蛋白结合。与清蛋白的结合不仅增高了胆红素的水溶性，有利于运输，而且还避免胆红素进入组织对组织细胞产生毒害作用。肝、肾功能障碍所引起的清蛋白降低、清蛋白被其他物质所结合或胆红素对清蛋白结合能力的下降，均可促使胆红素从血浆向组织转移。如磺胺类药物、镇痛药、抗炎药、某些利尿剂以及一些食品添加剂等可通过竞争胆红素的结合部位或改变清蛋白的构象，干扰胆红素与清蛋白的结合。

（三）胆红素在肝中转变

血中的胆红素-清蛋白复合体随血液运输到肝后，可迅速被肝细胞摄取。肝细胞对胆红素有极强的亲和力。研究表明，肝细胞膜表面具有结合胆红素的特异受体，主动摄取胆红素。胆红素与清蛋白分离后进入肝细胞，与胞质中两种载体蛋白——Y蛋白（protein Y）和Z蛋白（protein Z）结合形成复合物，再进入肝细胞内质网内代谢。其中Y蛋白对胆红素的亲和力比Z蛋白强，且含量丰富，约占人肝细胞胞液蛋白总量的2％，是肝细胞内主要的胆红素载体蛋白。

图9-19　胆红素的生成

P：—CH2CH2COOH；M：—CH3

胆红素-Y蛋白复合物被转运到滑面内质网后，在UDP-葡萄糖醛酸基转移酶的催化下，胆红素接受来自UDP-葡萄糖醛酸的葡萄糖醛酸基，生成葡萄糖醛酸胆红素（bilirubin glucuronide）。胆红素分子含有2个羧基，每分子胆红素可结合2分子葡萄糖醛酸，生成双葡萄糖醛酸胆红素（diconjugated bilirubin），仅有少量单葡萄糖醛酸胆红素（monoconjugated bilirubin）生成。此外，尚有少量胆红素与硫酸结合，生成胆红素硫酸酯。这些与葡萄糖醛酸结合的胆红素，水溶性强，易随胆汁排入小肠。如此一来，血浆中的胆红素经过肝细胞的结合、转化与排泄，从而不断地得以清除。苯巴比妥可诱导新生儿合成Y蛋白，加强胆红素的转运，因此，临床上可应用苯巴比妥消除新生儿生理性黄疸。一些有机阴离子可竞争性与Y蛋白结合，抑制对胆红素的亲和力，影响胆红素的转运，如固醇类物质、四溴酚酞磺酸钠（BSP）、某些染料等。

（四）胆红素在肠中转变与胆素原的肠肝循环(www.xing528.com)

经肝细胞转化生成的葡萄糖醛酸胆红素随胆汁进入肠道，在肠道细菌的作用下，大部分脱去葡萄糖醛酸基，并被逐步还原生成胆素原。在肠道下段，胆素原接触空气被氧化为黄褐色的胆素，后者是粪便的主要色素。胆道完全梗阻时，因胆红素不能进入肠道形成胆素原和胆素，所以粪便呈现灰白色。肠道中为10％～20％的胆素原可被肠黏膜细胞重吸收，经门静脉入肝。其中大部分再随胆汁排入肠道，形成胆素原的肠肝循环（bilinogen enterohepatic circulation）。只有少量经血液循环入肾并随尿排出。正常人每日随尿排出0.5～4mg胆素原。胆素原接触空气后被氧化成尿胆素，是尿的主要色素。胆色素代谢概况如图9-20所示。

图9-20　胆色素代谢示意图

（五）血清胆红素与黄疸

正常人体中胆红素主要以两种形式存在。一种为由肝细胞生成的葡萄糖醛酸胆红素（少量为胆红素硫酸酯），这类胆红素称为结合胆红素（conjugated bilirubin）。第二种是主要来自单核-巨噬细胞系统中红细胞破坏产生的胆红素，在血浆中主要与清蛋白结合而运输，这类胆红素因未与葡萄糖醛酸结合而称为未结合胆红素（unconjugated bilirubin），又称游离胆红素。这两种胆红素与重氮试剂反应的结果不同，未结合胆红素与重氮试剂反应缓慢，必须在加入乙醇后才表现出明显的紫红色；而结合胆红素与重氮试剂作用迅速产生颜色反应。因此，前者又称为间接反应胆红素或间接胆红素（indirect reacting bilirubin）或血胆红素（hemobilirubin），后者称为直接胆红素（direct reacting bilirubin）或肝胆红素（hepatobilirubin）。正常血浆中胆红素含量甚微，其中4/5是与清蛋白结合的未结合胆红素，其余是结合胆红素。未结合的胆红素为脂溶性，可穿透细胞膜造成组织细胞黄染及毒性作用，尤其是对富含脂类的神经细胞毒性较大。胆红素的毒性作用可引起大脑不可逆的损害。肝对血浆胆红素具有强大的处理能力，首先是肝细胞具有强大的摄取胆红素的能力，其次是肝具有较强的转化能力，它通过生物转化功能将胆红素与葡萄糖醛酸及硫酸结合，变成水溶性的易于排泄的物质。因此，肝功能的正常对胆红素的代谢至关重要。现将两类胆红素区别列于表9-5。

表9-5　结合胆红素与未结合胆红素的区别

正常情况下，肝清除胆红素的能力约每小时100mg，远远大于机体产生胆红素的能力，因此血浆中存在的胆红素甚微。如果体内胆红素生成过多，或肝摄取、转化、排泄过程发生障碍均可引起血浆胆红素浓度升高，称作高胆红素血症。正常血清胆红素浓度为5.1～19μmol/L（0.3～1.1mg/dl），其中结合胆红素浓度为1.7～6.8μmol/L（0.1～0.4mg/dl）。当血清胆红素含量超过34.2μmol/L（2mg/dl）时，大量的胆红素扩散入组织，可造成组织黄染，这一体征称为黄疸（jaundice）。眼巩膜、上腭与皮肤含有较多对胆红素有高亲和力的弹性纤维，这些组织易黄染。黄疸的程度取决于血清胆红素的浓度，当血清胆红素高于正常，但不超过34.2μmol/L时，肉眼看不到组织黄染现象，临床上称之为隐性黄疸（jaundice occult）。根据病因，可将黄疸分为三类：

1.溶血性黄疸　溶血性黄疸（hemolytic jaundice）又称肝前性黄疸，是由于红细胞在单核-巨噬细胞系统内破坏过多，超过肝摄取、转化、排泄能力，血清胆红素浓度升高而引发的。其特点是血清总胆红素、未结合胆红素含量增高，血清重氮试验间接反应阳性，尿胆红素阴性，尿胆素原增多。溶血性黄疸可由输血不当、药物、过敏性疾病、恶性疟疾等引起。

2.肝细胞性黄疸　肝细胞性黄疸（hepatocellular jaundice）也称肝原性黄疸，是由于肝细胞受到破坏，导致其摄取、转化和排泄胆红素的能力降低所致。其特点是血中结合胆红素、未结合胆红素均升高，尿胆红素阳性，尿胆素原增高，血清重氮反应试验双向阳性。肝细胞性黄疸常见于各种类型的肝炎、肝肿瘤等。

3.阻塞性黄疸　阻塞性黄疸（obstructive jaundice）又称肝后性黄疸，是由于各种原因引起的胆管阻塞，胆汁排泄受阻，胆红素逆流入血，造成血清胆红素升高而产生的黄疸。其特点是血清结合胆红素浓度升高，未结合胆红素无明显改变，重氮反应试验呈即刻反应阳性，尿胆红素检查阳性（直接胆红素）；由于排入肠道的胆红素减少，故生成的胆素原减少，大便呈灰白色。阻塞性黄疸常见于胆管炎症、肿瘤、结石或先天性胆管闭锁等疾病。

各种黄疸血、尿、粪的变化如表9-6所示。

表9-6　各种黄疸时血、尿、粪的变化