生物化學(xué)與分子生物學(xué)/膽紅素的生成及轉(zhuǎn)運(yùn)
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(一)膽紅素的來(lái)源
體內(nèi)含卟啉的化合物有血紅蛋白、肌紅蛋白、過(guò)氧化物酶、過(guò)氧化氫酶及細(xì)胞色素等。成人每日約產(chǎn)生250?50mg膽紅素，膽紅素來(lái)源主要有：①80%左右膽紅素來(lái)源于衰老紅細(xì)胞中血紅蛋白的分解。②小部分來(lái)自造血過(guò)程中紅細(xì)胞的過(guò)早破壞。③非血紅蛋白血紅素的分解。
(二)膽紅素的生成
體內(nèi)紅細(xì)胞不斷更新，衰老的紅細(xì)胞由于細(xì)胞膜的變化被網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞識(shí)別并吞噬，在肝、脾及骨髓等網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞中，血紅蛋白被分解為珠蛋白和血紅素。血紅素在微粒體中血紅素加氧酶(beme oxygenase)催化下，血紅素原卟啉IX環(huán)上的α次甲基橋(＝CH-)的碳原子兩側(cè)斷裂，使原卟啉IX環(huán)打開，并釋出CO和Fe3＋和膽綠素IX(biliverdin)。Fe3＋可被重新利用，CO可排出體外。線性四吡咯的膽綠素進(jìn)一步在胞液中膽綠素還原酶(輔酶為NADPH)的催化下，迅速被還原為膽紅素。(圖11－10)。
圖11－10 膽紅素的生成
血紅素加氧酶是膽紅素生成的限速酶，需要O2和NADPH參加，受底物血紅素的誘導(dǎo)。而同時(shí)血紅素又可作為酶的輔基起活化分子氧的作用。
用X線衍射分析膽紅素的分子結(jié)構(gòu)表明，膽紅素分子內(nèi)形成氫鍵而呈特定的卷曲結(jié)構(gòu)分子中Ⅲ、Ⅳ兩個(gè)吡咯環(huán)之間是單鍵連接。因此，Ⅲ環(huán)與Ⅳ環(huán)能自由旋轉(zhuǎn)。在一定的空間位置，Ⅲ環(huán)上的丙酸基的羧基可與Ⅳ環(huán)，Ⅰ環(huán)上亞氨基的氫和Ⅰ環(huán)上的羰基形成氫鍵；Ⅳ環(huán)上的丙酸基的羧基也與Ⅱ環(huán)、Ⅲ環(huán)上亞氨基的氫和Ⅱ環(huán)上的羰基形成氫鍵。這6個(gè)氫鍵的形成使整個(gè)分子卷曲成穩(wěn)定的構(gòu)象。把極性基團(tuán)封閉在分子內(nèi)部，使膽紅素顯示親脂、疏水的特性。
(三)膽紅素在血液中的運(yùn)輸
在生理pH條件下膽紅素是難溶于水的脂溶性物質(zhì)，在網(wǎng)狀內(nèi)皮細(xì)胞中生成的膽紅素能自由透過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入血液，在血液中主要與血漿白蛋白或α1球蛋白(以白蛋白為主)結(jié)合成復(fù)合物進(jìn)行運(yùn)輸。這種結(jié)合增加了膽紅素在血漿中的溶解度，便于運(yùn)輸；同時(shí)又限制膽紅素自由透過(guò)各種生物膜，使其不致對(duì)組織細(xì)胞產(chǎn)生毒性作用，每個(gè)白蛋白分子上有一個(gè)高親和力結(jié)合部位和一個(gè)低親和力結(jié)合部位。每分子白蛋白可結(jié)合兩分子膽紅素。在正常人每100ml血漿的血漿白蛋白能與20-25mg膽紅素結(jié)合，而正常人血漿膽紅素濃度僅為0.1-1.0mg/dl，所以正常情況下，血漿中的白蛋白足以結(jié)合全部膽紅素。但某些有機(jī)陰離子如磺胺類、脂肪酸、膽汁酸、水楊酸等可與膽紅素競(jìng)爭(zhēng)與白蛋白結(jié)合，從而使膽紅素游離出來(lái)，增加其透入細(xì)胞的可能性。過(guò)多的游離膽紅素可與腦部基底核的脂類結(jié)合，并干擾腦的正常功能，稱膽紅素腦病或核黃疸。因此，在新生兒高膽紅素血癥時(shí)，對(duì)多種有機(jī)陰離子藥物必需慎用。
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