生物化學與分子生物學/膽紅素在肝臟中的代謝

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生物化學與分子生物學

肝臟的生物化學
- 膽色素代謝
  - 膽紅素的生成及轉運
  - 膽紅素在肝臟中的代謝
  - 膽紅素在腸道中的轉變
  - 血清膽紅素與黃疸

(一)肝細胞對膽紅素的攝取

血中膽紅素以“膽紅素－白蛋白”的形式送輸到肝臟，很快被肝細胞攝取。肝細胞攝細胞攝取血中膽紅素的能力很強。實驗證明，注射具有放射性的膽紅素后，大約只需18分鐘就可從血漿中清除50%。肝臟能迅速從血漿中攝取膽紅素，是由于肝細胞內兩種載體蛋白棗Y蛋白和Z蛋白所起的重要作用。這兩種載體蛋白(以Y蛋白為主)能特異性結合包括膽紅素在內的有機陰離子。當血液入肝，在狄氏(Disse)間隙中肝細胞上的特殊載體蛋白結合膽紅素，使其從白蛋白分子上脫離，并被轉運到肝細胞內。隨即與細胞液中Y和Z蛋白結合，主是與Y蛋白結合，當Y蛋白結合飽合時，Z蛋白的結合才增多。這種結合使膽紅素不能返流入血，從而使膽紅素不斷向肝細胞內透入。膽紅素被載體蛋白結合后，即以“膽紅素－Y蛋白”(膽紅素－Z蛋白)形式送至內質網。這是一個耗能的過程，而且是可逆的。如果肝細胞處理膽紅素的能力下降，或者生成膽紅素過多，超過了肝細胞處理膽紅素的能力，則已進入肝細胞的膽紅素還可返流入血，使血中膽紅素水平增高。

葡萄糖醛酸膽紅素的生成

圖11－11　葡萄糖醛酸膽紅素的生成

Y蛋白是一種堿性蛋白，由分子量為22000和27.000的兩個亞基組成，約占肝細胞胞液蛋白質總量的5%。它也是一種誘導蛋白，苯巴比妥可誘導Y蛋白的合成。甲狀腺素、溴酚磺酸鈉(BSP)和靛青綠(ICG)等可競爭結合Y蛋白，影響膽紅素的轉運。Y蛋白能與上述多種物質結合，故又稱“配體結合蛋白”(ligadin)。由于新生兒在出生7周后Y蛋白才達到正常成人水平，故易產生生理性的新生兒非溶血性黃疸，臨床上可用苯巴比妥治療。

Z蛋白是一種酸性蛋白，分子量為12，000，與膽紅素親和力小于Y蛋白。當膽紅素濃度較低時，膽紅素優先與Y蛋白結合。在膽紅素濃度高時，則Z蛋白與膽紅素的結合量增加。

(二)肝細胞對膽紅素的轉化作用

肝細胞內質網中有膽紅素-尿苷二磷酸葡萄糖醛酸轉移酶（bilirutin-UDp glucuronyl transferase,BR-UDPGA-T)，它可催化膽紅素與葡萄糖醛酸以酯鍵結合，生成膽紅素葡萄糖醛酸酯。由于膽紅素分子中有兩個丙酸基的羧基均可與葡萄糖醛酸C1上的羥基結合、故可形成兩種結合物，即膽紅素葡萄糖醛酸－酯和膽紅素葡萄糖醛酸二酯（圖11－11)。在人膽汁中的結合膽紅素主要膽紅素葡萄糖醛酸二酯(占70-80%)，其次為為膽紅素葡萄糖醛酸－（占20-30％），也有小部分與硫酸根、甲基、乙酰基、甘氨酸等結合。

膽紅素經上述轉化后稱為結合膽紅素，結合膽紅素較未結合膽紅素脂溶性弱而水溶性增強，與血漿白蛋白親和力減小，故易從膽道排出，也易透過腎小球從尿排出。但不易通過細胞膜和血腦屏障，因此不易造成組織中毒，是膽紅素解毒的重要方式。

(三)肝臟對膽紅素的排泄作用

膽紅素在內質網經結合轉化后，在細胞漿內經過高爾基復合體、溶酶體等作用，運輸并排入毛細膽管隨膽汁排出。毛細膽管內結合膽紅素的濃度遠高于細胞內濃度，故膽紅素由肝內排出是一個逆濃度梯度的耗能過程，也是肝臟處理膽紅素的一個溥弱環節，容易受損。排泄過程如發生障礙，則結合膽紅素可返流入血，使血中結合膽紅素水平增高。

糖皮質激素不僅能誘導葡萄糖醛酸轉移酶的生成，促進膽紅素與萄萄糖醛酸結合，而且對結合膽紅素的排出也有促進作用。因此，可用此類激素治療高膽紅素血癥。

肝臟對膽紅素的攝取、轉化和排出可見圖11－12。

肝細胞內膽紅素代謝示意圖