第四节 胆色素的代谢
胆色素是含铁卟啉化合物在体内分解代谢的产物，包括胆红素、胆绿素、胆素原和胆素等化合物。其中，除胆素原化合物无色外，其余均有一定颜色，故统称为胆色素。正常时胆色素主要随胆汁排出体外。胆红素是胆汁中的主要色素，呈橙黄色。熟悉胆红素的代谢对于临床上伴有黄疸症状的疾病诊断和鉴别诊断黄疸类型具有重要意义。
一、胆红素的生成与运输
人体内胆红素主要来源于衰老红细胞中血红蛋白的分解，约占80%，其他约20%则由非血红蛋白血红素酶类（如细胞色素、过氧化氢酶、过氧化物酶等）裂解而来。极少量由造血过程中骨髓内作为造血原料的血红蛋白和血红素在未成为成熟细胞之前分解（即无效造血）产生。
衰老红细胞在肝、脾、骨髓破坏释放出血红蛋白。血红蛋白分解为珠蛋白和血红素。血红素在微粒体的血红素加氧酶催化下生成胆绿素。胆绿素在细胞质中被胆绿素还原酶还原成胆红素。正常人每天可生成250～350mg胆红素。
在肝、脾、骨髓中生成的胆红素称为游离胆红素，游离胆红素具有疏水亲脂性质，极易透过生物膜，当其透过血脑屏障与神经核团结合时，易引起胆红素脑病，故游离胆红素是人体体内一种内源性毒物。
在单核吞噬系统细胞中生成的胆红素进入血液循环，在血浆内主要以胆红素－清蛋白复合体的形式存在和运输。除清蛋白外，α1－球蛋白也可与胆红素结合。清蛋白与胆红素的结合是可逆的。当血浆胆红素浓度正常时，1分子清蛋白通常结合1分子胆红素；而当血浆胆红素增多时则可结合2分子胆红素。正常成人每100mL血浆中的清蛋白结合胆红素的能力为20～25mg，所以正常情况下清蛋白结合胆红素的潜力很大。由于胆红素与清蛋白能较紧密地结合成复合物，一方面改变了胆红素的脂溶性，另一方面又限制了它自由通过各种生物膜的能力，不致有大量游离胆红素进入组织细胞而产生毒性作用。
二、胆红素在肝内的转变
以胆红素－清蛋白复合物进行运输的胆红素（游离胆红素）进入肝脏，与血窦表面肝细胞膜上的特异性受体结合后，清蛋白与胆红素分离，胆红素被阴离子载体转运入细胞内。
胆红素进入肝细胞后，与细胞质中两种载体蛋白——Y蛋白和Z蛋白相结合形成复合物，并以此形式进入内质网。Y蛋白比Z蛋白对胆红素的亲和力强，且含量丰富，约占人体体内肝细胞细胞质蛋白质总量的2%，是肝细胞内主要的胆红素载体蛋白。Y蛋白具有谷胱甘肽巯基转移酶的活性，除对胆红素有高亲和力以外，对固醇类物质、四溴酚酞磺酸钠（BSP）、某些染料以及一些有机阴离子均有很强的亲和力，它们可竞争性影响胆红素的转运。
胆红素－Y蛋白复合物被转运到滑面内质网，在UDP－葡萄糖醛酸转移酶的催化下，胆红素接受葡萄糖醛酸基，生成葡萄糖醛酸胆红素。由于胆红素分子中含有2个羧基，每分子胆红素可结合2分子葡萄糖醛酸。双葡萄糖醛酸胆红素是主要的结合产物，仅有少量单葡萄糖醛酸胆红素生成（此外，尚有少量胆红素与硫酸结合，生成硫酸酯）。这些与葡萄糖醛酸结合的胆红素称为结合胆红素。结合胆红素的理化性质发生了变化，极性由弱到强，不易透过生物膜，这样既能起到解毒作用，又有利于胆红素从胆道排泄。结合胆红素自肝细胞释放到毛细胆管，进而随胆汁排入肠道。
三、胆红素在肠中的转变及肠肝循环
结合胆红素（葡萄糖醛酸胆红素）随胆汁排泄至肠管后，在回肠末端至结肠部位，在肠管菌群的作用下大部分被水解而脱下葡萄糖醛酸，然后逐步被还原成中胆素原、粪胆原及少量d－尿胆素原，这些物质统称为胆素原。正常人每天从粪便中排出的胆素原为40～280mg，胆素原在肠管下段接触空气后分别被氧化成为尿胆素、粪胆素和d－尿胆素，三者统称为胆素，胆素呈黄褐色，随粪便排出，成为粪便的主要颜色。首先在小肠下段生成的胆素原有10%～20%可被肠黏膜重吸收，再经肝门静脉入肝，重吸收入肝的胆素原大部分以原形再排入胆道，构成肠肝循环，小部分（每日0．4～4．0 mg）经体循环随尿排出即为尿胆素原，尿胆素原接触空气后被氧化成尿胆素，成为尿的主要颜色来源（图11－3）。
图11－3 胆色素代谢示意图
四、血清胆红素与黄疸
正常人血清中胆红素总量小于17μmol/L，胆红素主要以两种形式存在，一种为由肝细胞内质网作用所生成的葡萄糖醛酸胆红素，这类胆红素称为结合胆红素；另一种为主要来自单核－吞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，称为游离胆红素。游离胆红素和结合胆红素的区别如表11－1所示。这两种胆红素的反应性不同，游离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；结合胆红素可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，后者称为直接反应胆红素或直接胆红素。
表11－1 游离胆红素和结合胆红素的区别
凡是体内胆红素生成过多，或存在肝细胞在摄取、转化、排泄过程发生障碍等因素均可引起血浆胆红素浓度升高，造成高胆红素血症。胆红素为金黄色物质，大量的胆红素扩散进入组织，可造成组织黄染，这种体征称为黄疸。黄疸的程度取决于血清胆红素的浓度。根据血清胆红素的来源，可将黄疸分为三类。
1．溶血性黄疸
溶血性黄疸是由于红细胞被大量破坏，单核－吞噬细胞系统产生的胆红素过多，超过了肝细胞的摄取、转化和排泄能力所致，从而造成血清未结合胆红素浓度过高，结合胆红素浓度改变不大，重氮反应试验间接反应阳性，尿胆红素阴性。由于肝细胞对胆红素的摄取、转化和排泄增多，从肠道吸收的胆素原增多，故造成尿胆素原增多。此型黄疸常见于恶性疟疾、过敏、输血不当等引起的溶血。
2．肝细胞性黄疸
由于肝细胞被破坏，其摄取、转化和排泄胆红素的能力降低可导致肝细胞性黄疸。当出现肝细胞性黄疸时，不仅由于肝细胞摄取胆红素障碍，而造成血液中未结合胆红素浓度升高，还由于肝细胞的肿胀、毛细血管阻塞或毛细胆管与肝血窦直接相通，使部分结合胆红素反流到血液循环，从而造成血清结合胆红素浓度升高。临床检验可以发现血清重氮反应试验呈双向阳性，尿胆红素呈阳性，尿胆素原浓度升高。肝细胞性黄疸常见于肝实质性疾病，如各型肝炎、肝癌等。
3．阻塞性黄疸
各种原因引起的胆汁排泄通道受阻，使胆小管和毛细胆管内压力增大，管道破裂，致使结合胆红素逆流入血，造成血清胆红素浓度升高。实验室检查可发现血清结合胆红素浓度升高，重氮反应结果即刻反应呈阳性；血清未结合胆红素浓度无明显改变；由于结合胆红素可以从肾脏排出体外，所以尿胆红素检查呈阳性；胆管阻塞使肠道生成胆素减少，尿胆素原浓度降低，尿液颜色加深，粪便颜色变浅。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。
三类黄疸的鉴别结果如表11－2所示。
表11－2 溶血性黄疸、肝细胞性黄疸及阻塞性黄疸的鉴别
本章小结
肝脏是人体内最大的腺体，具有多种代谢功能。肝脏通过肝糖原的生成与分解、糖异生来维持血糖浓度稳定。肝脏在脂类的消化、吸收、运输、分解与合成中均起着重要作用。除γ－球蛋白外，几乎所有的血浆蛋白质均来自于肝脏，这些蛋白质在血液中发挥着重要功能。肝脏也是处理血浆蛋白质（除清蛋白外）的重要器官。肝脏是氨基酸分解代谢产物的重要场所。氨主要在肝脏内合成尿素。肝脏在吸收、储存、运输和代谢维生素方面起重要作用。肝脏是许多激素灭活的场所。
肝脏通过生物转化作用对非营养物质进行改造，通过提高溶解度，降低毒性，促使其排出体外。肝脏的生物转化作用分为两相反应，第一相反应包括氧化反应、还原反应和水解反应；第二相反应是结合反应，主要与葡萄糖醛酸、硫酸和乙酰基等结合。
胆汁是肝细胞分泌的液体，除含胆汁酸和一些酶有助消化作用外，其他多属于排泄物。胆汁酸在肝细胞内由胆固醇转化而来，是肝清除体内胆固醇的主要形式。胆汁酸包括游离胆汁酸与结合胆汁酸两型，结合胆汁酸是胆汁酸与甘氨酸或牛磺酸在肝脏内结合的产物。大部分初级胆汁酸与次级胆汁酸经肠肝循环而再被利用，以补充体内合成的不足，可满足对脂类消化吸收的生理需要。
胆色素是含铁卟啉化合物在体内的主要分解代谢产物，包括胆红素、胆绿素、胆素原和胆素。胆红素有毒，胆红素在血液中主要与清蛋白结合（也称为游离胆红素）而运输。游离胆红素可以自由通透血窦面的肝细胞膜。在肝细胞内，胆红素主要与载体蛋白结合并被转运到内质网，在此被转化成葡萄糖醛酸胆红素（又称为结合胆红素，无毒）。后者经胆管排入小肠。在肠道中，胆红素被还原成胆素原。部分胆素原被肠黏膜重吸收入肝，其中大部分又被排入肠道，形成胆素原的肠肝循环，少部分胆素原经肾脏排入尿中。肠道中的胆素原在肠道下段接触空气被氧化为黄褐色的胆素。
正常时肝脏对胆红素有强大的摄取、结合、转化与排泄作用，血浆中胆红素的含量甚微。凡使血浆胆红素浓度升高的因素均可引起黄疸。临床上常见有溶血性黄疸、肝细胞性黄疸和阻塞性黄疸。
能力检测
一、案例引导题
某患者皮肤、巩膜有明显黄染，检查发现血清胆红素浓度为38μmol/L，重氮试剂反应间接反应呈阳性，尿胆素原和尿胆素浓度都增高，粪便颜色加深。用所学知识解释该患者黄疸发生的可能原因和检测结果。
二、单项选择题
1．胆红素在血液中主要与下列哪一种血浆蛋白质结合而运输？（ ）
A．α2－球蛋白 B．α1－球蛋白
C．β－球蛋白 D．γ－球蛋白
E．清蛋白
2．胆汁固体成分中含量最多是（ ）。
A．胆固醇 B．脂类 C．磷脂
D．胆汁酸盐 E．胆色素
3．最普遍进行的生物转化第二相反应是代谢物与（ ）。
A．乙酰基结合 B．葡萄糖醛酸结合
C．硫酸结合 D．甲基结合
E．谷胱甘肽结合
4．阻塞性黄疸患者尿液中主要的胆红素可能是（ ）。
A．葡萄糖醛酸胆红素 B．游离胆红素
C．胆红素－Y蛋白 D．结合胆红素－清蛋白复合体
E．胆红素－Z蛋白
5．体内进行生物转化最强的器官是（ ）。
A．肾脏 B．胃 C．肝脏 D．心脏 E．胰腺
6．极易透过生物膜的胆色素是（ ）。
A．游离胆红素 B．清蛋白－胆红素复合体
C．胆素原 D．葡萄糖醛酸－胆红素
E．直接胆红素
7．能转化为胆汁酸的物质是（ ）。
A．三脂酰甘油 B．磷脂 C．胆固醇 D．脂肪酸 E．甘油
8．初级胆汁酸中不包括（ ）。
A．胆酸 B．鹅脱氧胆酸 C．脱氧胆酸 D．甘氨胆酸 E．牛磺胆酸
9．结合胆红素是（ ）。
A．胆素原 B．胆红素－Y蛋白
C．胆红素－Z蛋白 D．胆红素－BSP
E．葡萄糖醛酸胆红素
10．胆红素主要来源于（ ）。
A．过氧化氢酶分解 B．肌红蛋白分解
C．过氧化物酶分解 D．细胞色素分解
E．血红蛋白分解
三、拓展题
1．结合所学知识，请教临床医师，分别说出三种类型黄疸在血清胆红素的类型、浓度，小便颜色，有无胆红素以及大便颜色上的区别要点。
（帕提古丽·阿布拉）
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
