膽色素

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色素(bilin),亦譯后膽色素類(bilichrome),一種生物色素,是某些卟啉(porphyrin)代謝中形成的黃色、綠色、紅色或褐色非金屬化合物系列之一。除出現於獸類的膽色素中以外,無脊椎動物、低等脊椎動物、紅藻和綠色植物中也有這種色素類。它不僅給動物體某些部位或其產物以不同的顏色,而且也是綠色植物光周期中不可缺少的,也是紅藻光合作用過程中的附助色素。

概述

  膽色素(bile pigment)是動物膽汁的主要基本成分之一,由紅褐色的膽紅素和青綠色的膽綠素組成,由於兩者的含量比例濃度的不同而使膽汁呈現各種顏色。人的膽汁幾乎只含有前者,通常是黃褐至紅褐色。一般地,肉食動物的膽液多含膽紅素;草食動物的膽液多含膽綠素,多少帶有綠色。   膽色素是血蛋白分解產物,是由4個吡咯核和3個碳原子結合起來、在兩端具有2個羥基的一系列4吡喃衍生物的總稱。根據碳原子的雙鍵數目可分為O的后原膽色素原(belane,如尿后膽色素原),1的甲川膽色素(bilene,如糞后膽色素),2的二甲川膽色素(biladiene,如膽紅素),3的三甲川膽色素(bilatriene,如膽綠素)。血紅蛋白血紅素加氧酶(hemeoxikinase)的作用下,生成膽綠素,繼續還原成膽紅素。膽紅素其側鍵的4,5丙炔酸基(propynoic acid)上和葡糖苷酸結合後XX膽汁,在腸道內成為尿膽色素和尿膽色原而排出,但也有重新吸收返回肝髒的。另外一部分XX大循環腎經尿排出。糞的顏色是由於膽紅素經腸內細菌還原生成糞膽色素原,再氧化成糞膽色素所致。在糞中排出的尿膽色素原,氧化后變成尿膽色素呈黃色。通常在血液中也含少量膽色素,但因某種原因可大量出現而呈黃疸。此外,已知有數種膽色素系統的物質,如海鷗卵殼的綠色膽綠素、海藻的藻紅蛋白(phycoerythrin)、藻青蛋白(phycocya-nin),蝶的蝶綠蛋白(pteroverdin),存在昆蟲體液中的中膽綠素(認為是葉綠素的分解產物)等。

膽紅素的生成及轉運

(一)膽紅素的來源

  體內含卟啉的化合物有血紅蛋白、肌紅蛋白過氧化物酶過氧化氫酶細胞色素等。成人每日約產生

250?50mg膽紅素,膽紅素來源主要有:①80%左右膽紅素來源於衰老紅細胞中血紅蛋白的分解。②小部分來自造血過程中紅細胞的過早破壞。③非血紅蛋白血紅素的分解。

(二)膽紅素的生成

  體內紅細胞不斷更新,衰老的紅細胞由於細胞膜的變化被網狀內皮細胞識別併吞噬,在肝、脾及骨髓等網狀內皮細胞中,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環上的α次甲基橋(=CH-)的碳原子兩側斷裂,使原卟啉IX環打開,並釋出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。   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。而同時血紅素又可作為酶的輔基活化分子氧的作用。   用X線衍XX分析膽紅素的分子結構表明,膽紅素分子內形成氫鍵而呈特定的捲曲結構分子中Ⅲ、Ⅳ兩個吡咯環之間是單鍵連接。因此,Ⅲ環與Ⅳ環能自由旋轉。在一定的空間位置,Ⅲ環上的丙酸基的羧基可與Ⅳ環,Ⅰ環上亞氨基的氫和Ⅰ環上的羰基形成氫鍵;Ⅳ環上的丙酸基的羧基也與Ⅱ環、Ⅲ環上亞氨基的氫和Ⅱ環上的羰基形成氫鍵。這6個氫鍵的形成使整個分子捲曲成穩定的構象。把極性基團封閉在分子內部,使膽紅素顯示親脂、疏水的特性。

(三)膽紅素在血液中的運輸

  在生理pH條件下膽紅素是難溶於水的脂溶性物質,在網狀內皮細胞中生成的膽紅素能自由透過細胞膜XX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)結合成複合物進行運輸。這種結合增加了膽紅素在血漿中的溶解度,便於運輸;同時又限制膽紅素自由透過各種生物膜,使其不致對組織細胞產生毒性作用,每個白蛋白分子上有一個高親和力結合部位和一個低親和力結合部位。每分子白蛋白可結合兩分子膽紅素。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合全部膽紅素。但某些有機陰離子磺胺類脂肪酸膽汁酸、水楊酸等可與膽紅素競爭與白蛋白結合,從而使膽紅素遊離出來,增加其透入細胞的可能性。過多的遊離膽紅素可與腦部基底核脂類結合,並干擾腦的正常功能,稱膽紅素腦病或核黃疸。因此,在新生兒高膽紅素血症時,對多種有機陰離子藥物必需慎用

膽色素的代謝與黃疸

  膽色素是體內鐵卟啉化合物的主要分解代謝產物,包括膽紅素、膽綠素、膽素原和膽素等。這些化合物主要隨膽汁排出體外。膽紅素是人膽汁的主要色素,呈橙黃色。

(一)膽色素的生成與轉運

  體內鐵卟啉化合物包括血紅蛋白、肌紅蛋白、細胞色素、過氧化物酶等。正常人每天可生成250~350mg膽紅素,其中80%以上來自衰老紅細胞在肝、脾、骨髓的單核-吞噬細胞系統破壞釋放出血紅蛋白。單核-吞噬細胞系統細胞微粒體含有非常活躍的血紅素加氧酶,在氧分子和NADPH存在下,血紅素加氧酶將血紅素轉化為膽綠素。膽綠素在胞液膽綠素還原酶的催化下,生成膽紅素。膽紅素離開單核-吞噬細胞后,在血液中主要與清蛋白結合而運輸。這種緊密的結合不僅增高膽紅素的水溶性,有利於運輸,而且還限制膽紅素通過細胞膜對組織的毒性作用。

(二)膽紅素在肝中的轉變

  膽紅素在被肝細胞攝取前先與清蛋白分離。肝細胞對膽紅素有極強的親和力,當膽紅素隨血液運輸到肝后,可迅速被肝細胞攝取。膽紅素XX肝細胞后,與胞漿中兩種載體蛋白——Y蛋白和Z蛋白相結合形成複合物。Y蛋白是肝細胞內主要的膽紅素載體蛋白。膽紅素-Y蛋白複合物被轉運到滑面內質網。在葡糖醛酸轉移酶的催化下,膽紅素接受來自UDP-葡糖醛酸的葡糖醛酸基,生成葡糖醛酸膽紅素。每分子膽紅素可結合2分子葡萄糖醛酸。雙葡糖醛酸膽紅素是主要的結合產物少量為單葡糖醛酸膽紅素。與葡萄糖醛酸結合的膽紅素稱為結合膽紅素。結合膽紅素水溶性強,隨膽汁排入小腸

(三)膽紅素在腸道中的變化

  在腸菌的作用下脫去葡萄糖醛酸基,並被逐漸還原生成膽素原、糞膽素原和尿膽素原。統稱為膽素原。在腸道下段,這些無色的膽素原接觸空氣分別被氧化為相應的尿膽素、糞膽素和尿膽素。后三者合稱膽素。膽素是黃褐色,是糞便的主要色素。膽道完全梗阻時,因膽紅素不能排入腸道形成膽素原和膽素,所以糞便呈現灰白色。   腸道中約10%~20%的膽素原可被腸粘膜細胞吸收,經門靜脈入肝。再隨膽汁排入腸道,形成膽素原的腸肝循環。少量經血入腎並隨尿排出,膽素原接觸空氣后被氧化成尿膽素,後者是尿的主要色素。

(四)血清膽紅素與黃疸

  正常人體中膽紅素主要以兩種形式存在。一為由肝細胞內質網作用所生成的葡糖醛酸膽紅素,這類膽紅素稱為結合膽紅素;二為主要來自單核-吞噬細胞系統中紅細胞破壞產生的膽紅素,在血漿中主要與清蛋白結合而運輸,稱為遊離膽紅素。這兩種膽紅素的反應性不同,遊離膽紅素與一種重氮試劑反應緩慢,必須在加入乙醇后才表現出明顯的紫紅色;結合膽紅素可與重氮試劑作用迅速產生顏色反應。因此,前者又稱為間接反應膽紅素或間接膽紅素,後者稱為直接反應膽紅素,或直接膽紅素

提取方法

  1、從人的膽汁中提取膽色素的直快

2、膽色素常溫制取工藝方法   3、膽色素的定量方法   4、膽色素的製備方法   5、膽色素精製工藝流程   6、膽色素快速提取方法   7、高分子樹脂型膽色素吸附劑的製備方法   8、高含量快速提取膽色素的方法   9、狗體引流提取膽色素的方法和裝置   10、高效應封閉法制取膽色素技術   11、活豬體外引流膽汁的裝置及膽色素的提取工藝方法   12、活豬引流膽汁的一種方法   13、鹼化遊離-氯仿萃取制膽色素技術   14、利用人廢膽結石提取膽色素的方法   15、雙穩法由膽汁制取膽色素的方法   16、利用人廢膽汁提取膽色素的方法   17、酶法合成膽色素   18、溶液中膽色素的測定方法   19、牛膽汁提取膽色素的生產工藝   20、雙管體內合成膽色素的技術   21、獺狸膽色素和獺狸血紅素及其制取方法   22、提高活豬引流膽汁中膽色素含量的新方法   23、提高引流膽汁中膽色素含量的方法   24、吸附膽色素的環糊精交聯聚合物微球及其製備和應用   25、血液分解法生產膽色素新技術   26、一步法提取膽色素的工藝   27、一種膽色素氧化酶的製備方法   28、用試紙快速測定膽色素含量的方法   29、直接快速提取膽色素的方法

偏高體症

  膽色素的顏色為橙黃色,當血液中膽色素高時,會使鞏膜皮膚、粘膜以及其他組織和體液出現黃染。當血清膽色素濃度遠遠高於膽色素正常值時,人的皮膚、眼睛鞏膜、尿液和血清呈現黃色,故稱黃疸。黃疸是最顯著的膽色素高的癥狀,主要表現為眼睛發黃皮膚發黃、尿液發黃,俗稱「三黃」。一般情況下,出現黃疸時,最先表現為尿液發黃。當肝臟發生炎症壞死中毒損害時均可以引起黃疸,膽道疾病溶血性疾病也可以引起黃疸。   但有時膽色素高的癥狀並不明顯,如果總膽色素的值在17.1—34.2μmol/L之間,肉眼看不到黃疸,叫隱性黃疸。如果總膽色素的值大於34.2μmol/L,肉眼能看到眼睛發黃、皮膚發黃、尿液發黃,叫顯性黃疸。總膽色素的值越高,黃疸越重。

偏高原因

  人的紅細胞的壽命一般為120天。紅細胞死亡后變成間接膽色素(I-Bil),經肝臟轉化為直接膽色素(D-Bil),組成膽汁,排入膽道,最後經大便排出。間接膽色素與直接膽色素之和就是總膽色素(T-Bil)。上述的任何一個環節出現障礙,均可使人發生黃疸。如果紅細胞破壞過多,產生的間接膽色素過多,肝臟不能完全把它轉化為直接膽色素,可以發生溶血性黃疸;當肝細胞發生病變時,或者因膽色素不能正常地轉化成膽汁,或者因肝細胞腫脹,使肝內的膽管受壓,排泄膽汁受阻,使血中的膽色素升高,這時就發生了肝細胞性黃疸;一旦肝外的膽道系統發生腫瘤或出現結石,將膽道阻塞,膽汁不能順利排泄,而發生阻塞性黃疸肝炎患者的黃疸一般為肝細胞性黃疸,也就是說直接膽色素與間接膽色素均升高,而淤膽型肝炎的患者以直接膽色素升高為主。   1、總膽色素、直接膽色素增高:肝內及肝外阻塞性黃疸,胰頭癌,毛細膽管型肝炎及其他膽汁瘀滯綜合征等。   2、總膽色素、間接膽色素增高:溶血性貧血血型不合輸血惡性疾病,新生兒黃疸等。   3、總膽色素、直接膽色素、間接膽色素都增高:急性黃疸型肝炎慢性活動性肝炎,肝硬變中毒性肝炎等。

偏高危害

  膽色素是血液中紅血球的血紅素代謝后的廢棄物。若是血清中膽色素過高時,預示肝臟病變或膽管阻塞等異常訊息,血清膽色素的數值的高低代表著異常的嚴重程度。如果紅細胞破壞過多,產生的間接膽色素過多,這樣就會使得肝臟不能完全把它轉化為直接膽色素,進而發生溶血性黃疸。   膽色素不能正常地轉化成膽汁、肝細胞發生病變、肝細胞腫脹、肝內的膽管受壓或排泄膽汁受阻都會使得血中的膽色素升高,進而發生肝細胞性黃疸;肝外的膽道系統發生腫瘤或結石,膽道阻塞,膽汁不能順利排泄,進而發生阻塞性黃疸。肝炎患者的黃疸主要為肝細胞性黃疸。   1)溶血性黃疸。由於一些溶血性疾病,可以使紅細胞破壞過多,導致血中的間接膽色素增多。   2)肝細胞性黃疸。當肝細胞發生病變時,或者因膽色素不能正常地轉化成膽汁,或者因肝細胞腫脹,使肝內的膽管受壓,排泄膽汁受阻,使血中的膽色素升高。   綜上所引起的原因,可總結間接膽色素偏高的危害有以下幾點:   1)紅細胞破壞過多。   2)間接膽色素可透過細胞膜,對細胞有毒害作用,不能通過腎臟排出體外。   3)間接膽色素偏高說明肝髒的代償能力低下或者肝臟出現了問題。

偏高治療

  建議膽色素高的患者去醫院做進一步檢查以明確,根據具體的情況制定用藥方案。比如對乙肝患者膽色素高的治療,需要檢查肝功能、HBVDNA等,根據檢查結果進行抗病毒治療或者保肝降黃治療。此外,也建議膽色素高的患者養成良好的生活習慣,在日常生活中注意以下幾個方面:   1、飲食宜清淡,多吃豆類製品、魚類蔬菜水果等含有大量的維生素A、B、C、E、有較好的抗氧化功能且易消化吸收的食物,不要吃過多甜食,禁酒。   2、宜多食海鮮香菇芝麻核桃大棗瘦肉及動物肝臟等食物。   3、飯後宜卧床休息1-2小時,保證肝髒得到充足的血液供應,有利於肝細胞修復和再生,幫助恢復肝功能。   需要注意的是,膽色素高的患者在治療過程中要注意定期複查肝功能等,觀察治療效果,及時調整治療方案。