Bilirubina

Bilirubina

Nazewnictwo Nomenklatura systematyczna (IUPAC) kwas 2,7,13,17-tetrametylo-1,19-diokso-3,18-diwinylo-1,10,19,22,23,24-heksahydro-21H-bilino-8,12-dipropanowy Inne nazwy i oznaczenia numer WE: 211-239-7
Ogólne informacje
Wzór sumaryczny	C33H36N4O6
Masa molowa	584,66 g/mol
Wygląd	czerwony proszek[1]
Identyfikacja
Numer CAS	635-65-4 18422-02-1 (sól wapniowa) 7240-17-7 (sól monosodowa) 93891-87-3 (sól disodowa)
PubChem	5280352
SMILES CC1=C(NC(=C1CCC(=O)O)CC2=C(C(=C(N2)C=C3C(=C(C(=O)N3)C)C=C)C)CCC(=O)O)C=C4C(=C(C(=O)N4)C=C)C
InChI InChI=1S/C33H36N4O6/c1-7-20-19(6)32(42)37-27(20)14-25-18(5)23(10-12-31(40)41)29(35-25)15-28-22(9-11-30(38)39)17(4)24(34-28)13-26-16(3)21(8-2)33(43)36-26/h7-8,13-14,34-35H,1-2,9-12,15H2,3-6H3,(H,36,43)(H,37,42)(H,38,39)(H,40,41)/b26-13-,27-14- InChIKey BPYKTIZUTYGOLE-IFADSCNNSA-N
Właściwości Rozpuszczalność w wodzie 9 mg/l[3] w innych rozpuszczalnikach rozpuszczalna w benzenie i chloroformie, słabo rozpuszczalna w etanolu i eterze[2]
Niebezpieczeństwa Karta charakterystyki: dane zewnętrzne firmy Sigma-Aldrich Globalnie zharmonizowany system klasyfikacji i oznakowania chemikaliów Substancja nie jest klasyfikowana jako niebezpieczna według kryteriów GHS (na podstawie podanej karty charakterystyki). Europejskie oznakowanie substancji oznakowanie ma znaczenie wyłącznie historyczne Substancja nie jest klasyfikowana jako niebezpieczna według europejskich kryteriów (na podstawie podanej karty charakterystyki). NFPA 704 Na podstawie podanego źródła 1 1 0   Numer RTECS DU3038000 Dawka śmiertelna LD50 >2 g/kg (mysz, dootrzewnowo)
Podobne związki
Podobne związki	urobilinogen, biliwerdyna
Jeżeli nie podano inaczej, dane dotyczą stanu standardowego (25 °C, 1000 hPa)
Multimedia w Wikimedia Commons

Zobacz hasło bilirubina w Wikisłowniku

Bilirubina (z łac. bilis – żółć, ruber – czerwony) – pomarańczowoczerwony barwnik żółciowy ssaków, produkt rozpadu hemu hemoglobiny i innych hemoprotein. Wzrost stężenia bilirubiny we krwi i tkankach może powodować zażółcenie skóry i białkówki oczu, czyli żółtaczkę. Barwnik ten wykryty został także u roślin z rodzaju strelicja.

Przemiany i znaczenie bilirubiny

U ssaków, w tym u człowieka, bilirubina powstaje wskutek degradacji części porfirynowej hemu, po uprzednim wyłączeniu i zmagazynowaniu jonu żelaza. Degradacja hemu prowadzi do powstania zielonkawej biliwerdyny, która następnie ulega redukcji do bilirubiny przy udziale enzymu – reduktazy biliwerdynowej – i NADPH (dawcy protonu)^[4][5]:

U płazów, gadów i ptaków dobrze rozpuszczalna w wodzie biliwerdyna jest najczęściej ostatecznym produktem degradacji hemoporfiryn i to biliwerdyna jest wydalana z organizmu. U ssaków bilirubina jest jednym z głównych antyoksydantów obecnym w osoczu krwi i w błonach komórkowych^[5].

Bilirubina jest związkiem słabo rozpuszczalnym w wodzie, stąd w osoczu krwi transportowana jest w połączeniu z białkiem – albuminą. Frakcja bilirubiny nietrwale związanej z albuminami nazywana jest bilirubiną wolną lub pośrednią. Bilirubina wolna nie przedostaje się do moczu, może jednak przenikać barierę krew-mózg^[4] i łożysko u ciężarnych^[6].

Bilirubina wolna transportowana jest do wątroby, gdzie ulega dalszym przemianom do rozpuszczalnej w wodzie bilirubiny związanej (bezpośredniej), przez co traci zdolność przenikania bariery krew-mózg i łożyska. UDP-glukuronozylotransferaza sprzęga bilirubinę z kwasem glukuronowym (glukuronianem) w dwóch następujących po sobie reakcjach tworząc odpowiednio mono- i diglukuronid bilirubiny:

gdzie UDP-GT – UDP-glukuronozylotransferaza^[4][5][6].

Bilirubina związana wydzielana jest aktywnie do żółci, skąd dalej trafia do jelita^[7]. Jest tam przekształcana w barwniki żółciowe – urobilinogeny (sterkobilinogeny) przy udziale enzymów bakteryjnych^[4][5].

Szacuje się, że z 1 grama hemoglobiny powstaje 35 mg bilirubiny^[4]. 70–90% bilirubiny pochodzi z hemoglobiny starych erytrocytów niszczonych w układzie siateczkowo-śródbłonkowym. Pozostała część związana jest z nieefektywną erytropoezą w szpiku kostnym oraz degradacją pozostałych hemoprotein (mioglobina, cytochrom P450 i inne)^[4][8][9][7]. Dzienne wytwarzanie bilirubiny przez dorosłego człowieka wynosi ok. 200–350 mg^[4][7], u noworodków jest nawet 3-krotnie większe^[6].

Wpływ światła na bilirubinę

Bilirubina jest związkiem wrażliwym na działanie światła naturalnego i sztucznego. W czasie ekspozycji na światło dochodzi do jej izomeryzacji geometrycznej i utleniania^[6][10]. Reakcje te zależą od temperatury i zachodzą szybciej w 20–25 °C, niż w 4 °C^[11].

Fotowrażliwość bilirubiny znalazła zastosowanie w leczeniu żółtaczek poprzez fototerapię, gdyż in vivo fotoizomery są łatwo usuwane z wątroby do żółci, z pominięciem reakcji sprzęgania z glukuronianem^[10]. W fototerapii noworodków donoszonych stosuje się światło niebieskie i białe, gdy stężenie bilirubiny wolnej wynosi 16–18 mg/dl (273,6 – 307,8 μmol/l)^[6].

W diagnostyce laboratoryjnej ekspozycja na światło może wpłynąć na wynik oznaczania bilirubiny, zaniżając jej stężenie, jeśli próbka nie była chroniona przed światłem^[8][11].

Wpływ leków na metabolizm bilirubiny^[7]

Substancje pobudzające UDP-glukuronozylotransferazę zwiększają wydzielanie z żółcią glukuronidów bilirubiny i zmniejszają tym samym jej stężenie we krwi. Działanie takie wykazuje fenobarbital, stosowany z zapobieganiu i leczeniu żółtaczki noworodków. Istnieją również leki, które silnie hamują wymieniony enzym, zwiększając ryzyko żółtaczki, np. nowobiocyna. Interakcja może również zachodzić na poziomie wiązania z albuminami, m.in. niesteroidowe leki przeciwzapalne mające silniejsze powinowactwo do białek osocza niż bilirubina powodują zwiększenie jej stężenia we krwi.

Chlorpromazyna oraz związki o działaniu anabolicznym i androgennym zaburzają procesy transportu glukuronidów bilirubiny w wątrobie, prowadząc do powstania żółtaczki zastoinowej.

Bilirubina jako marker w diagnostyce laboratoryjnej

Bilirubina wykrywana jest we krwi zdrowych ludzi, u których całkowite stężenie w surowicy nie przekracza najczęściej 1^[8] – 1,3^[9] mg/dl (17,1 – 22,2 μmol/l). Stężenie to jest fizjologicznie wyższe u dzieci do 1 miesiąca życia, zwłaszcza u wcześniaków. U tych ostatnich prawidłowe stężenie może sięgać nawet do 16 mg/dl (273,6 μmol/l) w 3-5 dniu życia^[8]. Dokładne wartości referencyjne ustala laboratorium w zależności m.in. od stosowanej metodologii oraz wieku pacjenta.

Podwyższone stężenie bilirubiny określa się jako hiperbilirubinemię. U chorych bilirubina sprzężona może przenikać do moczu. Taki stan nazywa się cholurią^[4].

Przyczyny hiperbilirubinemii

Hiperbilirubinemia może być spowodowana zwiększonym wytwarzaniem bilirubiny (hiperbilirubinemia przedwątrobowa), zmniejszoną zdolnością do jej wychwytu i sprzęgania z glukuronianem (hiperbilirubienemia wątrobowa) lub też niezdolnością wydzielania bilirubiny do żółci (hiperbilirubiemia zastoinowa). Hiperbilirubinemię przedwątrobową cechuje obecność głównie bilirubiny wolnej, zaś zastoinową dominacja bilirubiny sprzężonej. W różnych patologiach wątroby stosunek między frakcjami wolną i sprzężoną jest różny i zależy od przyczyny choroby^[9].

Metody oznaczania bilirubiny^[14]

Poziom bilirubiny można mierzyć oznaczając jej zawartość bezpośrednio we krwi lub z użyciem nieinwazyjnego, przezskórnego bilirubinometru.

Materiałem do badań laboratoryjnych jest surowica lub osocze krwi. Na analizatorach biochemicznych można oznaczać bezpośrednio bilirubinę całkowitą, bilirubinę wolną i bilirubinę sprzężoną.

Hijmans van den Bergh (1916) opracował reakcję z odczynnikiem dwuazowym Ehrlicha, która pozwoliła określić kolorymetrycznie stężenie bilirubiny sprzężonej (reagującej bezpośrednio) oraz całkowitej (po dodaniu metanolu jako rozpuszczalnika dla bilirubiny wolnej). Frakcję pośrednią (wolną) wyliczano z różnicy bilirubiny całkowitej i bezpośredniej. Modyfikacje tej metody to reakcja Evelyn-Malloy (1937) oraz reakcja Jendrassik-Grof (1938). W tej ostatniej zamiast alkoholu zastosowano kofeinę i benzoesan sodu, w obecności których bilirubina dysocjuje od albumin^[15].

Aby bezpośrednio oznaczyć frakcje wolną i sprzężoną bilirubiny, wykorzystuje się zmodyfikowaną metodę Jendrassik-Grof, dokonując dwukrotnie pomiaru kolorometrycznego przy dwóch długościach fali (400 i 460 nm). Pierwszy pomiar pozwala określić stężenie bilirubiny całkowitej, drugi zaś wykorzystuje różnicę w molowej zdolności absorpcyjnej frakcji wolnej i sprzężonej^[16].

Wysokosprawna chromatografia cieczowa (HPLC) pozwala rozdzielić bilirubinę na 4 frakcje:

• alfa – frakcja bilirubiny wolnej
• beta – frakcja bilirubiny sprzężonej (monoglukuronid bilirubiny)
• gamma – frakcja bilirubiny sprzężonej (diglukuronid bilirubiny)
• delta – frakcja bilirubiny sprzężonej, związanej kowalencyjnie z albuminami; nie występuje u osób zdrowych i pojawia się przy wysokich, utrzymujących się stężeniach bilirubiny sprzężonej; utrzymuje się we krwi ok. 2 tygodni

Metoda HPLC nie ma szerokiego zastosowania w rutynowej diagnostyce.

W niektórych analizatorach gazometrycznych istnieje możliwość oznaczania stężenia bilirubiny całkowitej. Materiałem do tych badań jest krew pełna, a pomiar dokonywany jest fotometrycznie przy kilku długościach fali^[17].

W trakcie badania ogólnego moczu testuje się mocz na obecność bilirubiny oraz urobilinogenu. Bilirubina może krystalizować w moczu o kwaśnym pH, zwłaszcza po schłodzeniu, a jej kryształy są widoczne podczas analizy osadu moczu najczęściej w postaci żółto-brązowych igieł^[11].

Jednostki stężenia bilirubiny

Stężenie bilirubiny i jej frakcji wyraża się w jednostkach konwencjonalnych (mg/dl) lub w jednostkach SI (μmol/l)^[9]:
1 mg/dl = 10 mg/l = 17,1 μmol/l.

Rola bilirubiny w powstawaniu żółtaczek

Obecność bilirubiny w skórze powoduje jej charakterystyczne zażółcenie i towarzyszy np. wchłanianiu siniaka^[4][5].

Żółtaczką nazywa się zażółcenie rozległych obszarów skóry, błon śluzowych i twardówek oczu. Dochodzi do niej, gdy stężenie bilirubiny całkowitej we krwi przekroczy 2 mg/dl^[9]–2,5 mg/dl^[8] (34,2 – 42,8 μmol/l), jednak nie ma korelacji między intensywnością zażółcenia skóry a stężeniem bilirubiny we krwi^[17]. Ponadto, u niemowląt wystąpienie klinicznej żółtaczki związane jest często z wyższym niż u dorosłych stężeniem bilirubiny (5–9 mg/dl, co odpowiada 85,5–153,9 μmol/l)^[17][6].

Wysokie stężenie bilirubiny wolnej, rzędu 20–25 mg/dl (342,0–427,5 μmol/l), może powodować żółtaczkę jąder podkorowych mózgu (łac. kernicterus) i jego toksyczne uszkodzenie^[4].

• 
  Charakterystyczne zabarwienie skóry i twardówki podczas żółtaczki
• 
  Żółto zabarwiony krwiak
• 
  Frędzlowata osnówka strelicji zabarwiona biblirubiną

Rola bilirubiny w powstawaniu kamieni żółciowych

Bilirubina wchodzi w skład kamieni żółciowych barwnikowych. Może dochodzić do wzrostu stężenia bilirubiny pośredniej w żółci wskutek zwiększonej produkcji przez wątrobę lub dekoniugacji pod wpływem bakteryjnej β-glukuronidazy w przebiegu przewlekłych zakażeń bakteryjnych dróg żółciowych^[18].

Bilirubina u roślin

We wrześniowym (2010) numerze HortScience ogłoszono wykrycie bilirubiny w osnówkach nasion strelicji królewskiej oraz Strelitzia nicolai, których jest głównym barwnikiem, a także w niewielkich ilościach w okwiecie tych gatunków^[19][20].

Przypisy