Билирубин - относительно несложное органическое вещество, представляющее собой промежуточный продукт переработки гема (структуры, отвечающей за перенос кислорода в эритроцитах) различными системами организма.
Источником билирубина в организме являются эритроциты. В крови здорового взрослого человека за один час разрушается (гемолизируется) 100−200 миллионов эритроцитов. При этом в кровь освобождаются соединения, содержащие железо (гем). Кроме гемоглобина эритроцитов, поставщиком гема является миоглобин, образующийся в процесе рабдомиолиза (разрушение мышечной ткани вследствие травмы, длительного сверхтяжелого физического напряжения, инфекций, наследственного фактора и т.д.). Незначительный вклад в общую массу гема предоставляют другие биохимические процессы.
Под влиянием фермента гемоксигеназы гем разделяется на железо, оксид углерода (СО) и биливердин – соединение (зелёный пигмент), предшествующее билирубина. Фермент редуктаза способствует конечному превращению биливердина в токсическую форму билирубина, которая еще называют непрямой (несвязанной, неконъюгированной). Железо, которое выделилось из гема окисляется и соединятся с белком апоферритином; в результате образуется ферритин, в котором хранятся запасы железа в организме.
Таким образом, можно сказать, что из гема железо выделяется и снова используется организмом, а свободная от железа часть поступает в обменные процесс, которые проходят в печени, селезёнке и костном мозге. В результате сложных превращений, эта часть превращается в билирубин.
Дальнейшие превращения билирубина происходят в печени. Там он поглощается клетками, перерабатывается и направляется в желчь. Большая часть билирубина связывается клетками печени с органической кислотой (глюкуроновой кислотой); при этом он теряет свою токсичность и приобретает растворимость. Такой билирубин называют прямым (или связанным), в отличие от токсичного и нерастворимого в воде несвязанного (непрямого) билирубина.
В составе жёлчи прямой (свыше 97%) и непрямой билирубин поступает в тонкую кишку. В ней бактерии перерабатывают его, образовывая жёлчные пигменты – в первую очередь уробилиноген, которые в толстом кишечнике превращаются в стеркобилин – вещество, придающее калу коричневый цвет. Около 80% билирубина выводится с калом, еще 10% возвращается в кровь за счет кишечно-печеночной циркуляции желчных кислот (часть желчных кислот и билирубина всасывается через слизистую кишечника и по кровеносном руслу возвращается в печень, где снова попадает в желчь), и еще 10 % постпает в почки, откуда он может попасть в мочу.
Норма билирубина определяется преимущественно в двух единицах: мкмоль/л и мг/дл. Правильнее использовать определение нормы билирубина в единицах СИ – то есть в мкмоль на литр. Перевести норму с мг/дл в мкмоль/л просто, достаточно умножить на 17,1. В среднем в крови человека в норме содержится 8,89 мкмоль/л билирубина. У женщин его концентрация несколько меньшая, чем у мужчин.
Увеличение содержания билирубина в сыворотке крови выше 17,1 мкмоль/л считается патологией и называется гипербилирубинемией. Некоторые источники устанавливают иные нормы билирубина, например от 8,0 до 20, 5 мкмоль/л. Однако, правильнее считать именно 17,1 мкмоль/л предельной нормой билирубина (общего) в сыворотке крови. Это состояние может быть последствием образования билирубина в избыточных количествах, превышающих способность печени его перерабатывать. Также к гипербилирубинемии может привести различные повреждения печени (например гепатиты) и закупорка желчевыводящих протоков, что препятствует выведению билирубина. Во всех этих случаях билирубин накапливается в крови, потом проникает в ткани и окрашивает их в жёлтый цвет, вызывая желтуху. Различают лёгкую форму желтухи (концентрация билирубина в крови до 86 мкмоль/л), средней тяжести (87−159 мкмоль/л) и тяжёлую (свыше 160 мкмоль/л).
Причины увеличения содержания билирубина в крови могут быть следующими:
- увеличение интенсивности разрушения (гемолиза) эритроцитов;
- поражение тканей печени;
- нарушение выведения билирубина в желчь;
- наследственные болезни, проявляющиеся нарушениями обмена веществ.
Увеличение интенсивности разрушения (гемолиза) эритроцитов в первую очередь наблюдают при гемолитических анемиях. Гемолиз также может быть усилен при некоторых других формах анемии, массивных кровоизлияниях в ткани, инфаркте лёгкого. Такую желтуху называют гемолитической. Однако даже при значительном гемолизе количество непрямого (опасного) билирубина обычно невелико (менее 68,4 мкмоль/л) вследствие большой способности печени связывать его в неопасную прямую форму. Кроме увеличения концентрации общего билирубина при гемолитической желтухе выявляют повышенное выделение уробилиногена с мочой и калом.
Наиболее частая форма повышенного содержания непрямого токсичного билирубина в крови – физиологическая желтуха у новорождённых. Причинами этой желтухи являются ускоренное разрушение эритроцитов и незрелость клеток печени, которые ещё не могут эффективно перерабатывать билирубин. В первые сутки после рождения концентрация билирубина нередко увеличивается до 135 мкмоль/л, у недоношенных он может достигнуть величины 262 мкмоль/л.
При заболеваниях печени, вследствие разрушения её клеток, может наступить паренхиматозная желтуха. В результате значительные количества прямого билирубина попадают вместо желчи в кровь. Основные причины паренхиматозной желтухи включают острые и хронические гепатиты, цирроз печени, отравления некоторыми токсическими веществами, массивное поражение печени раковой опухолью и т.д.
При вирусных гепатитах степень повышение содержания общего билирубина в крови связано с тяжестью заболевания. Так, при гепатите В при лёгкой форме заболевания содержание билирубина не превышает 90 мкмоль/л, при средне-тяжёлой находится в пределах 90−170 мкмоль/л, при тяжёлой превышает 170 мкмоль/л. При развитии печёночной комы билирубин может повышаться до 300 мкмоль/л и более.
Существует механическая желтуха, связанная с закупоркой общего жёлчного протока камнем или опухолью, как осложнение гепатита, при первичном циррозе печени и т.п. Как следствие, в крови резко повышается концентрация прямого билирубина. Несколько повышается концентрация и непрямого билирубина. Механическая желтуха обычно приводит к наиболее высокой концентрации билирубина в крови – до 800−1000 мкмоль/л.
В клинической практике также используется отношение общего билирубина (ЗБ) к прямому билирубину (ПБ), как критерий в диагностике заболеваний:
1. Неконъюгированная гипербилирубинемия: ПБ/ЗБ <20-30%. Ее связывают с:
- Гемолиз: характеризуется высоким числом ретикулоцитов, низким уровнем свободного гаптоглобина, высоким содержанием железа в сыворотке и лактатдегидрогеназы (ЛДГ). Аномалии эритроцитов могут быть определены в мазках крови. В таких случаях нередко обнаруживают спленмегалию (увеличение селезенки).
- Миелодиспластический синдром (МДС) или дисеритропоез (группа раковых заболеваний красной крови). Это состояние дополнительно характеризуется относительно низким показателем ретикулоцитов, низким свободным гаптоглобином, низким уровнем холестерина в сыворотке крови, высоким содержанием железа в сыворотке и лактатдегидрогеназы.
- Синдром Гилберта (или очень редко болезнь типа 2 Криглера-Наджара), в этом случаэ все остальные тесты преимущественно в норме.
Гемолиз является наиболее распространенной причиной неконъюгированной гипербилирубинемии. Гемолиз не всегда отражается изменениями в анализе красной крови, ведь синтез эритроцитов в костном мозге может при необходимости ускоряться в 6-8 раз, поэтому анемия часто отсутствует даже тогда, когда красные кровяные клетки ускорено разрушаются. К гемолизу может привести значительный спектр нарушений. Его диагностика требует проведения различных анализов, в том числе определение билирубина, лактатдегидрогеназы, железа, свободного гаптоглобина и изменений морфологии красных клеток, которое наблюдают под микроскопом.
Основные причины гемолиза:
І. Наследственные болезни:
1. Унаследованные гемолитические расстройства
- а) дефекты мембраны (сфероцтоз, овалоцитоз),
- б) стоматоцитоз,
- в) акантоцитоз,
- г) эхиноцитоз,
2. Наследственный дефицит ферментов:
- а) дефицит глюкозы и фосфата и т. д.,
- б) нарушение гликолиза: дефицит пируваткиназы и др.,
3. Врожденные гемоглобинопатии: серповидноклеточная анемия, талассемия и др.
ІІ. Хронические заболевания и синдромы
- а) Иммуногемолиз: реакция переливания, аутоиммунный гемолиз, интоксикация лекарствами и т.д.,
- б) Травма и микроангиопатия: протезирование сердечных клапанов, гемолитический уремический синдром и др.,
- в) возбудители инфекций, такие как малярия, клостридии и др.,
- г) влияние химических и токсических веществ: яда змеи, медь, свинец, нитриты, анилиновые красители и др.,
- д) Дефекты мембран: пароксизмальная ночная гемоглобинурия,
- е) гипофосфатемия.
2. Конъюгированные гипербилирубинемия: ПБ / ЗБ> 70%.
Причиной таких показателей может быть холестаз или редкие синдромы, например Дабина-Джонсона или синдром Ротора.
3. Смешанная гипербилирубинемия: ПБ / ЗБ = 30-60%.
Это состояние характеризуется увеличением сывороточного прямого и непрямого билирубина. Оно возникает в случаях, когда несвязанный билирубин избегает связывания в клетках печень, например, после некоторых операций шунтирования или больных циррозом печени. Эти состояния приводят и к увеличению содержания желчных кислот и аммиака в сыворотке крови, поскольку эти соединения также будут избегать метаболизма в печени.
Уменьшение содержания билирубина значения в диагностике не имеет.
Относительно недавно было установлено, что билирубин тесно связан со здоровьем человека, хотя точный механизм его действия остается неустановленным. Так, в последние годы выявлена связь между содержанием билирубина в плазме крови и раком, если точнее, то выдвинуто предположение про его противоопухолевую активность. Молекулярные исследования раковых клеток человека показали, что противораковые эффекты билирубина обусловлены его способностью резко повышать уровень свободных радикалов внутри опухолевых клеток, тем самым способствуя их разрушению.
В большом исследовании, проведенное в Корее, в котором принимало участие более 68 тысяч человек, которых наблюдали в течение 10 лет, уровень билирубина в сыворотке показал защитное влияние на риск развития рака легких у курильщиков (как для тех, кто курил все время обследования, так и тех, которые бросили курить). Исследователи обнаружили, что при каждом снижении уровня билирубина на 1,7 мкмоль/л (0,1 мг/дл) заболеваемость и смертность от рака легких у курящих росли на 5%. Если сравнить шансы курильщиков со стажем более 30 лет заболеть раком легких, то у тех, у кого уровень билирубина менее 12,8 мкмоль/л (0,75 мг / дл) он на треть больше, чем у тех пациентов, которые имеют содержание билирубина больше 17,1 мкмоль/л (1 мг/дл).
В большом исследовании, сделанном на основе базы данных исследований первичной медицинской помощи в Соединенных Штатах, которая состояла из 504206 взрослых, также обнаружена обратная связь между уровнем билирубина и раком легких. Авторы подсчитали, что при каждом увеличении уровня билирубина на 1,7 мкмоль / л (0,1 мг/дл) уменьшение заболеваемости раком легких у женщин составил 8%, а у мужчин — 11%.
Фактически назревает вывод, что легкая степень гипербилирубинемии обеспечивает некоторую защиту от новообразований.
Отдельным вопросом рассматриваются высокие значения билирубина в крови новорожденных. Рост содержания билирубина сверх нормы у новорожденных, называемое неонатальной желтухой, является результатом уменьшения способности прямого билирубина связываться с альбуминами и выводиться из организма. Установлено, что неонатальной желтухой страдало 60-80% детей, умерших в первую неделю жизни.
Различные медицинские ассоциации подают несколько различающиеся сведения о соответствии уровня билирубина в крови новорожденного действиям, которые нужно выполнить. Однако, в общем они совпадают. Согласно "Clinical Pathway Handbook for Hyperbilirubinemia in Term and Late Pre-Term Infants (≥35 weeks)", изданного в Канаде в 2017 году, которой базируется на разработках:
- Американской Академии Педиатрии (American Academy of Pediatrics, AAP), подкомитет по гипербилирубинемии;
- Канадского Педиатрического Общества (Canadian Paediatric Society, CPS), комитет по плоду и новорожденым;
- Британского Национального Института Здоровья и Лучшего Лечения (UK National Institute for Health and Care Excellence, NICE)
- Итальянского Общества Неонатологии (Italian Society of Neonatology),
сказано следующее:
- Если уровень общего билирубина больше 100 мкмоль/л, такое положение следует считать критическим и таким, что свидетельствует о необходимости переливания крови для выведения избытка токсичного билирубина. Вместе с тем следует без задержек начать многократную фототерапию.
- Если уровень общего билирубина меньший чем 100 мкмоль/л, следует начинать фототерапию.
Чем старше ребенок, тем выше норма билирубина допускается в качестве угрожающего предела. Приводим обновленный в 2016 году график от NICE (внимание, эти сведения касаются лишь новорожденных в возрасте от 38 недель!):
| Возраст (часы) | Содержание билирубина (мкмоль/л) | |
|---|---|---|
| 0 | > 100 | > 100 |
| 6 | > 125 | > 150 |
| 12 | > 150 | > 200 |
| 18 | > 175 | > 250 |
| 24 | > 200 | > 300 |
| 30 | > 212 | > 350 |
| 36 | > 225 | > 400 |
| 42 | > 237 | > 450 |
| 48 | > 250 | > 450 |
| 54 | > 262 | > 450 |
| 60 | > 275 | > 450 |
| 66 | > 287 | > 450 |
| 72 | > 300 | > 450 |
| 78 | > 312 | > 450 |
| 84 | > 325 | > 450 |
| 90 | > 337 | > 450 |
| 96+ | > 350 | > 450 |
| Действие | Начать фототерапию | Начать переливание крови до уменшения содержания билирубина |
Заметим, что алгоритмы лечения желтухи новорожденных сложны и включают в себя множество факторов, которые анализируются врачом. Приведенные выше сведения касаются только одного лабораторного анализа – определение концентрации общего билирубина в плазме крови.