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

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(一)肝細胞膽紅素的攝取

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後,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,是由於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,並被轉運到肝細胞內。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後,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蛋白是一種鹼性蛋白,由分子量為22000和27.000的兩個亞基組成,約佔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)。由於新生兒在出生7周後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,與膽紅素親和力小於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。由於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(佔70-80%),其次為為膽紅素葡萄糖醛酸-(佔20-30%),也有小部分與硫酸根、甲基、乙醯基甘氨酸等結合。

膽紅素經上述轉化後稱為結合膽紅素,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後,在細胞漿內經過高爾基複合體溶酶體等作用,運輸並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於細胞內濃度,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症

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


圖11-12 肝細胞內膽紅素代謝示意圖

32 膽紅素的生成及轉運 | 膽紅素在腸道中的轉變 32
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