Bilirubin
Obsah boxu
{{Infobox - chemická sloučenina | název = Bilirubin | obrázek = Bilirubin.svg | velikost obrázku = 250px | popisek = Struktura bilirubinu (forma IX-α) | systematický název = 2-[[2-[[3-(2-karboxyethyl)-5-[(Z)-(3-ethenyl-4-methyl-5-oxopyrrol-2-yliden)methyl]-4-methyl-1H-pyrrol-2-yl]methyl]-5-[(Z)-(4-ethenyl-3-methyl-5-oxopyrrol-2-yliden)methyl]-4-methyl-1H-pyrrol-3-yl]propanová kyselina | triviální název = Bilirubin IXα | sumární vzorec = C₃₃H₃₆N₄O₆ | molární hmotnost = 584,66 g/mol | vzhled = Oranžovo-žlutý krystalický prášek | teplota tání = 192 °C (rozklad) | rozpustnost ve vodě = Prakticky nerozpustný | rozpustnost = Rozpustný v chloroformu, dimethylsulfoxidu, acetonu | CAS = 635-65-4 | PubChem = 5280378 }}
Bilirubin je oranžovo-žlutý pigment a metabolit, který vzniká v těle při rozpadu hemu, součásti hemoglobinu z odumřelých červených krvinek. Jedná se o klíčovou látku, jejíž metabolismus a hladina v krvi jsou důležitým ukazatelem funkce jater a žlučových cest. Zvýšená koncentrace bilirubinu v krvi, známá jako hyperbilirubinemie, se projevuje žloutenkou (ikterem), což je zežloutnutí kůže, sliznic a očního bělma.
Bilirubin je v těle přítomen ve dvou hlavních formách:
- Nekonjugovaný (nepřímý) bilirubin: Je nerozpustný ve vodě, v krvi se váže na albumin a je transportován do jater. Je potenciálně toxický pro nervovou tkáň.
- Konjugovaný (přímý) bilirubin: V játrech je nekonjugovaný bilirubin spojen (konjugován) s kyselinou glukuronovou, čímž se stává rozpustným ve vodě a může být vyloučen do žluči.
Kromě své role odpadního produktu má bilirubin i významné antioxidační vlastnosti, které chrání buňky před poškozením oxidativním stresem.
🧬 Metabolismus bilirubinu
Metabolismus bilirubinu je komplexní proces, který lze rozdělit do několika fází, od jeho vzniku až po vyloučení z těla.
🩸 Vznik z hemu
Životnost červených krvinek je přibližně 120 dní. Po této době jsou stárnoucí nebo poškozené krvinky pohlceny makrofágy v retikuloendoteliálním systému, především ve slezině, játrech a kostní dřeni.
1. Uvnitř makrofágu se hemoglobin rozkládá na globin (bílkovinná část, která se recykluje na aminokyseliny) a hem (železitý porfyrinový komplex). 2. Z hemu se enzymaticky odštěpí železo (Fe²⁺), které se naváže na transportní protein transferin a je znovu využito v těle, například pro tvorbu nových červených krvinek. 3. Zbývající porfyrinový kruh je enzymem hemoxygenáza přeměněn na zelený pigment biliverdin. Při této reakci se uvolňuje oxid uhelnatý (CO). 4. Biliverdin je následně redukován enzymem biliverdinreduktáza na oranžovo-žlutý nekonjugovaný bilirubin.
Tento nově vzniklý nekonjugovaný bilirubin je lipofilní (rozpustný v tucích) a nerozpustný ve vodě, což znemožňuje jeho přímé vyloučení ledvinami.
🚌 Transport do jater
Protože je nekonjugovaný bilirubin nerozpustný v krevní plazmě, musí se navázat na transportní bílkovinu – albumin. Tento komplex albumin-bilirubin putuje krevním řečištěm do jater, kde dochází k jeho dalšímu zpracování. Vazba na albumin je klíčová, protože volný nekonjugovaný bilirubin je toxický a mohl by pronikat do tkání, zejména do mozku, kde může způsobit vážné poškození (kernikterus).
⚙️ Zpracování v játrech (konjugace)
Po dosažení jater se komplex albumin-bilirubin rozpadá a bilirubin je vychytáván jaterními buňkami (hepatocyty). Uvnitř hepatocytu probíhá klíčový proces zvaný konjugace.
- Enzym UDP-glukuronyltransferáza (UGT1A1) připojí na molekulu bilirubinu jednu nebo dvě molekuly kyseliny glukuronové.
- Tímto procesem vzniká konjugovaný bilirubin (bilirubin-diglukuronid), který je na rozdíl od své původní formy rozpustný ve vodě.
Tato přeměna je nezbytná pro jeho následné vyloučení z těla.
🌿 Vylučování a osud ve střevě
Konjugovaný bilirubin je aktivně transportován z hepatocytů do žlučovodů a stává se součástí žluči. Žlučí se dostává do tenkého střeva (konkrétně do dvanáctníku).
1. V tlustém střevě je konjugovaný bilirubin působením střevních bakterií přeměněn na skupinu bezbarvých látek zvaných urobilinogeny. 2. Část urobilinogenů (asi 20 %) se zpětně vstřebává do krve. Většina z nich se vrací do jater (enterohepatální oběh), menší část je filtrována ledvinami a vyloučena močí. V moči je urobilinogen oxidován na urobilin, který dodává moči její typickou žlutou barvu. 3. Většina urobilinogenů (asi 80 %) zůstává v tlustém střevě, kde je dále oxidována na hnědý pigment sterkobilin. Sterkobilin je hlavní látkou zodpovědnou za hnědé zbarvení stolice.
Absence sterkobilinu ve stolici (způsobená například ucpáním žlučových cest) vede k acholické (světlé, jílovité) stolici.
🩺 Klinický význam
Stanovení hladiny bilirubinu v krvi je jedním ze základních jaterních testů. Zvýšená hladina (hyperbilirubinemie) signalizuje poruchu v některé části jeho metabolické dráhy.
🟡 Žloutenka (ikterus)
Žloutenka je klinický příznak, nikoliv nemoc sama o sobě. Je způsobena ukládáním bilirubinu do tkání a projevuje se žlutým zbarvením kůže a očního bělma. Podle příčiny se dělí na tři typy:
- Prehepatální (hemolytická) žloutenka: Vzniká v důsledku nadměrného rozpadu červených krvinek (hemolýza). Játra nestíhají zpracovávat obrovské množství vznikajícího nekonjugovaného bilirubinu. V krvi je tedy zvýšená hladina nekonjugovaného bilirubinu. Příčinou může být autoimunitní onemocnění, srpkovitá anémie nebo reakce na krevní transfuzi.
- Hepatální (hepatocelulární) žloutenka: Je způsobena poškozením samotných jaterních buněk. Játra mají sníženou schopnost vychytávat, konjugovat i vylučovat bilirubin. V krvi mohou být zvýšeny hladiny obou typů bilirubinu (nekonjugovaného i konjugovaného). Příčinami jsou například hepatitida (virová i toxická), cirhóza jater nebo rakovina jater.
- Posthepatální (obstrukční) žloutenka: Vzniká kvůli překážce ve žlučových cestách, která brání odtoku žluči do střeva. Konjugovaný bilirubin se hromadí v játrech a přestupuje zpět do krve. V krvi je proto výrazně zvýšená hladina konjugovaného bilirubinu. Ten, protože je rozpustný ve vodě, přechází do moči, která je tmavá (jako tmavé pivo). Stolice je naopak světlá (acholická). Příčinou bývají žlučové kameny, nádory slinivky břišní nebo zúžení žlučovodů.
👶 Novorozenecká žloutenka
Jedná se o velmi častý a obvykle neškodný jev. Novorozenci mají vyšší počet červených krvinek s kratší životností a zároveň jejich jaterní enzymatický systém (zejména UDP-glukuronyltransferáza) ještě není plně zralý. To vede k dočasnému nahromadění nekonjugovaného bilirubinu. Většinou odezní sama během několika dnů.
Při velmi vysokých hladinách však hrozí riziko kernikteru – poškození mozku nekonjugovaným bilirubinem, který může přestoupit přes hematoencefalickou bariéru. Léčba spočívá ve fototerapii (léčba modrým světlem), která přeměňuje bilirubin v kůži na rozpustné a netoxické izomery, jež mohou být vyloučeny močí.
🧬 Vrozené poruchy metabolismu
Existuje několik geneticky podmíněných poruch, které ovlivňují metabolismus bilirubinu:
- Gilbertův syndrom: Častá a neškodná porucha způsobená mírně sníženou aktivitou enzymu UGT1A1. Projevuje se mírně zvýšenou hladinou nekonjugovaného bilirubinu, která může kolísat, zejména při stresu, hladovění nebo infekci.
- Crigler-Najjarův syndrom: Vzácné a závažné onemocnění. U typu I enzym UGT1A1 zcela chybí, což vede k život ohrožujícím hladinám nekonjugovaného bilirubinu. Typ II je mírnější forma s částečnou aktivitou enzymu.
- Dubin-Johnsonův syndrom: Porucha transportu konjugovaného bilirubinu z jaterní buňky do žluči. Vede ke zvýšení hladiny konjugovaného bilirubinu v krvi.
- Rotorův syndrom: Podobný Dubin-Johnsonovu syndromu, ale s jinou genetickou příčinou poruchy vylučování konjugovaného bilirubinu.
🧪 Laboratorní měření
V klinické praxi se měří:
- Celkový bilirubin: Součet konjugované i nekonjugované formy.
- Konjugovaný (přímý) bilirubin: Měří se přímo pomocí Van den Berghovy reakce.
- Nekonjugovaný (nepřímý) bilirubin: Vypočítá se jako rozdíl mezi celkovým a konjugovaným bilirubinem.
Poměr mezi těmito formami pomáhá lékaři určit příčinu žloutenky.
💪 Fyziologické funkce
Ačkoliv je bilirubin často vnímán jen jako odpadní produkt, v posledních letech se ukazuje jeho důležitá fyziologická role.
🛡️ Antioxidační účinky
Bilirubin je jedním z nejúčinnějších endogenních (v těle vznikajících) antioxidantů. Je schopen chránit buňky a lipidy před poškozením volnými radikály a oxidativním stresem. Studie naznačují, že mírně zvýšená hladina bilirubinu (například u lidí s Gilbertovým syndromem) může být spojena s nižším rizikem některých civilizačních chorob, jako jsou ateroskleróza, infarkt myokardu nebo některé typy rakoviny.
💡 Pro laiky
Představte si tělo jako město a červené krvinky jako stará auta, která po 120 dnech služby musí být sešrotována.
1. Šrotiště (slezina): Stará auta (červené krvinky) jsou rozebrána. Cenné díly jako železo jsou recyklovány. Z karoserie (hem) vznikne velký, neskladný a mírně toxický odpad – nekonjugovaný bilirubin (představte si ho jako velký, mastný a nerozpustný kus kovu). 2. Doprava (krev): Tento mastný odpad se sám nemůže pohybovat po vodních kanálech (krev). Proto se naloží na speciální nákladní loď (bílkovina albumin), která ho bezpečně dopraví do centrální továrny na zpracování odpadu. 3. Továrna (játra): V játrech je odpad zpracován. Dělníci (enzymy) k němu připojí "vodorozpustné úchyty" (kyselinu glukuronovou). Tím se z něj stane konjugovaný bilirubin – odpad zabalený do balíčku, který se už ve vodě nerozpadne a dá se snadno vyloučit. 4. Kanalizace (žluč a střevo): Zpracovaný odpad je vypuštěn do kanalizace (žlučovody) a odtéká do střeva. 5. Finální produkty: Ve střevě se balíček rozloží a bakterie ho přemění na dvě barviva:
* Sterkobilin, který obarví stolici dohněda. * Urobilin, který se částečně vrátí do krve, přefiltruje se v ledvinách a obarví moč dožluta.
Pokud se továrna (játra) porouchá nebo je ucpaná kanalizace (žlučovody), odpad se začne hromadit a prosakovat zpět do města (těla), což způsobí, že vše zežloutne (žloutenka).
📜 Historie
Termín "bilirubin" pochází z latinských slov bilis (žluč) a ruber (červený), což odkazuje na jeho barvu. Jeho zelený prekurzor, biliverdin, je odvozen z bilis a viridis (zelený). Tyto pigmenty byly izolovány a popsány v 19. století. Klíčové objevy v metabolismu bilirubinu, včetně role konjugace v játrech, byly učiněny v polovině 20. století, což zásadně přispělo k pochopení a diagnostice jaterních onemocnění.