(一)膽紅素的來源與生成
用14C標(biāo)記的甘氨酸的示蹤試驗及其他實驗研究的結(jié)果表明,膽紅素的來源不外以下幾種:①大部分膽紅素是由衰老紅細(xì)胞破壞、降解而來,由衰老紅細(xì)胞中血紅蛋白的輔基血紅素降解而產(chǎn)生的膽紅素的量約占人體膽紅素總量的75%;②小部分膽紅素來自組織(特別是肝細(xì)胞)中非血紅蛋白的血紅素蛋白質(zhì)(如細(xì)胞色素P450、細(xì)胞色素b5、過氧化氫酶等)的血紅素輔基的分解;③極小部分膽紅素是由造血過程中,骨髓內(nèi)作為造血原料的血紅蛋白或血紅素,在未成為成熟細(xì)胞成分之前有少量分解,即無效造血所產(chǎn)生的膽紅素。
膽紅素的生成過程包括:①衰老的紅細(xì)胞在單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)被破壞,首先除去珠蛋白而分離出血紅素;②血紅素在單核吞噬細(xì)胞內(nèi)微粒體的血紅素加氧酶的作用下,將血紅素卟啉環(huán)氧化斷裂,釋放出CO和鐵,并形成膽綠素,血紅素加氧酶存在于肝、脾、骨髓或巨噬細(xì)胞等單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)細(xì)胞中,在微粒體內(nèi)屬混合功能氧化酶,反應(yīng)需要分子氧參加,并需要NADPH、NADPH-細(xì)胞色素P450還原酶共同存在;③膽綠素在膽綠素還原酶催化下生成膽紅素Ⅸa,膽綠素還原酶存在于單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)細(xì)胞內(nèi)的可溶性部分,以NADPH為輔酶。
在體內(nèi)從血紅素形成膽綠素,繼而還原為膽紅素,并進(jìn)一步被結(jié)合、排泄,這樣復(fù)雜的過程總共只需1-2min。膽紅素生成過程如圖10-1所示。
圖10-1 膽紅素生成過程
(二)膽紅素在血液中的運輸
在單核吞噬細(xì)胞中生成的膽紅素可進(jìn)入血液循環(huán),在血漿內(nèi)主要以膽紅素-白蛋白復(fù)合體的形式存在和運輸。除白蛋白外,α1-球蛋白也可與膽紅素結(jié)合。一般說白蛋白與膽紅素的結(jié)合是可逆的。當(dāng)血漿膽紅素濃度正常時,1分子白蛋白通常結(jié)合1分子膽紅素,而當(dāng)血漿膽紅素增多時則可結(jié)合2分子膽紅素。正常成人每100ml血漿中的白蛋白結(jié)合膽紅素的能力約為20-25mg,所以正常情況下白蛋白結(jié)合膽紅素的潛力很大。由于膽紅素與白蛋白較緊密地結(jié)合成復(fù)合體,一方面改變了膽紅素的脂溶性,另一方面又限制了它自由通過各種生物膜的能力,不致有大量游離膽紅素進(jìn)入組織細(xì)胞而產(chǎn)生毒性作用。據(jù)報道有一部分膽紅素與白蛋白共價結(jié)合,可能是白蛋白分子中賴氨酸殘基的ε-氨基與膽紅素一個丙酸基的羧基形成酰胺鍵,在血中停滯時間長,稱為δ-膽紅素。δ-膽紅素在肝細(xì)胞損傷及膽汁郁滯等高結(jié)合膽紅素性黃疸時出現(xiàn),與重氮試劑呈直接反應(yīng),可用離子交換柱層析法檢測。目前認(rèn)為δ-膽紅素檢測的臨床意義是:①δ-膽紅素與急性黃疸性肝炎的恢復(fù)期密切相關(guān),恢復(fù)期總膽紅素下降,尤其結(jié)合膽紅素明顯降低,而δ-膽紅素的相對百分比卻顯著增高,最后達(dá)總膽紅素的80%-90%以上,這種表現(xiàn)可作為對急性黃疸性肝炎恢復(fù)期觀察的可靠指征;②嚴(yán)重肝功不全病人血清中δ-膽紅素常小于總膽紅素的35%,死前可降至20%以下,患者恢復(fù)后δ-膽紅素占總膽紅素的40%-90%。據(jù)此δ-膽紅素可作為判斷嚴(yán)重肝病預(yù)后的指征。
當(dāng)膽紅素隨血液運輸?shù)礁魏螅捎诟渭?xì)胞具有極強的攝取膽紅素的能力,故可迅速被肝細(xì)胞攝取。肝迅速地選擇性地從血漿攝取膽紅素的能力與下述機制有關(guān)。
⒈位于血竇表面的肝細(xì)胞膜上可能有特異的載體蛋白系統(tǒng),膽紅素等有機陰離子與膜上載體結(jié)合后,即從膜的外表面轉(zhuǎn)移至內(nèi)表面,然后進(jìn)入胞質(zhì)。當(dāng)白蛋白-膽紅素復(fù)合物通過肝竇壁時,膽紅素與白蛋白解離,只有膽紅素被肝細(xì)胞所攝取。
⒉肝細(xì)胞內(nèi)有兩種色素受體蛋白即Y蛋白和Z蛋白Y蛋白與膽紅素親和力較高,在肝細(xì)胞中含量較大,約占肝細(xì)胞漿蛋白的5%,是肝細(xì)胞內(nèi)主要的膽紅素載體蛋白bhskgw.cn/shiti/;Z蛋白是另一種膽紅素載體蛋白,對長鏈脂肪酸具有很強的親和力,可能是肝細(xì)胞內(nèi)脂肪酸載體蛋白。Y蛋白與Z蛋白利用其對膽紅素的高親和力,從細(xì)胞膜上接受進(jìn)入胞質(zhì)的膽紅素,并將它運至內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。
肝細(xì)胞對膽紅素的轉(zhuǎn)化在滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上進(jìn)行。在葡萄糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶的催化下,膽紅素被轉(zhuǎn)化為葡萄糖醛酸膽紅素,膽紅素在肝細(xì)胞內(nèi)經(jīng)結(jié)合轉(zhuǎn)化后,其理化性質(zhì)發(fā)生了變化,從極性很低的脂溶性的未結(jié)合膽紅素變?yōu)闃O性較強的水溶性結(jié)合物-葡萄糖醛酸膽紅素,從而不易透過生物膜。這樣既起到解毒作用,又有利于膽紅素從膽道排泄。在肝細(xì)胞內(nèi),膽紅素通過其丙酸基與葡萄糖醛酸結(jié)合,主要生成雙葡萄糖醛酸膽紅素。
結(jié)合膽紅素被排泄至毛細(xì)膽管的過程,有內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基復(fù)合體、溶酶體等參與,毛細(xì)膽管膜上也存在一種以載體為中介的轉(zhuǎn)運過程,這一過程必須對抗?jié)舛忍荻取.?dāng)肝細(xì)胞損傷時,可由于結(jié)合型膽紅素的排泄障礙而造成肝細(xì)胞淤滯性黃疸。由于肝細(xì)胞內(nèi)有親和力強的膽紅素載體蛋白及葡萄糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶,因而不斷地將膽紅素攝取、結(jié)合、轉(zhuǎn)化及排泄,保證了血漿中的膽紅素不斷地經(jīng)肝細(xì)胞而被清除(圖10-2)。
結(jié)合膽紅素(葡萄糖醛酸膽紅素)隨膽汁排泄至腸管后,在回腸末端至結(jié)腸部位,在腸管菌叢的作用下大部分被水解而脫下葡萄糖醛酸,然后逐步被還原成二氫膽紅素、中膽紅素、二氫中膽紅素、中膽素原、糞膽原及少量d-尿膽原,后三者與重氮試劑的呈色反應(yīng)相同,統(tǒng)稱為膽素原。正常人每天從糞便排出的膽素原為40-280mg,膽素原在腸管下段接觸空氣后分別被氧化成為尿膽素、糞膽素和d-尿膽素(三者統(tǒng)稱為膽素),隨糞便排出,成為糞便的主要色素。在小腸下段生成的膽素原約有10%-20%可被腸粘膜重吸收,再經(jīng)肝門靜脈入肝,重吸收入肝的膽素原大部分以原形再排入膽道,構(gòu)成腸肝循環(huán),小部(每日0.4-4.0mg)經(jīng)體循環(huán)隨尿排出。
圖10-2 膽色素代謝概況
黃疸是指高膽紅素血癥引起皮膚、鞏膜和粘膜等組織黃染的現(xiàn)象。正常人血清膽紅素小于1mg/dl(10mg/L),其中未結(jié)合膽紅素占80%。當(dāng)膽紅素超過正常范圍,但又在2mg/dl以內(nèi),肉眼難于察覺,稱為隱性黃疸。如膽紅素超過2mg/dl(可高達(dá)7-8mg/dl)即為顯性黃疸。
黃疸按原因可分為溶血性、肝細(xì)胞性和梗阻性黃疸;按發(fā)病機制可分為膽紅素產(chǎn)生過多性、滯留性及反流性黃疸;按病變部位可分為肝前性、肝性和肝后性黃疸;按治療觀點又可分為內(nèi)科性和外科性黃疸。較為合理的是按血中升高的膽紅素的類型分為高未結(jié)合膽紅素性黃疸及高結(jié)合膽紅素性黃疸兩大類,然后再按病因、發(fā)病機制等細(xì)分。
黃疸發(fā)生的機制如下:
(一)膽紅素形成過多
膽紅素在體內(nèi)形成過多,超過肝臟處理膽紅素的能力時,大量未結(jié)合膽紅素即在血中積聚而發(fā)生黃疸。未結(jié)合型膽紅素形成過多的原因包括溶血性與非溶血性兩大類。臨床上任何原因引起大量溶血時,紅細(xì)胞破壞釋放的大量血紅蛋白即成為膽紅素的來源。非溶血性的膽紅素形成過多則多見于無效造血而產(chǎn)生過多膽紅素。
(二)肝細(xì)胞處理膽紅素的能力下降
這包括:①肝細(xì)胞對膽紅素的攝取障礙;②肝細(xì)胞對膽紅素的結(jié)合障礙(肝細(xì)胞中葡萄糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶活性降低);③肝細(xì)胞對膽紅素的排泄障礙(肝內(nèi)膽汁淤滯、乙醇性肝炎等)。
(三)膽紅素在肝外的排泄障礙,逆流入血而引起黃疸
新生兒生理性黃疸的成因有下述幾方面:①新生兒肝細(xì)胞內(nèi)葡萄糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶活性不高;②膽紅素在新生兒體內(nèi)產(chǎn)生較多;③新生兒肝細(xì)胞內(nèi)缺乏Y蛋白,故攝取膽紅素的能力
也比成人差,這些都可能促使新生兒生理性黃疸的發(fā)生。
高未結(jié)合膽紅素血癥及高結(jié)合膽紅素血癥的常見疾病見表10-10,10-11。
表10-10 高未結(jié)合膽紅素血癥的疾病
㈠膽紅素生成增加 |
⒈溶血性黃疸 |
⑴新生兒溶血性黃疸(血型不合妊娠) |
⑵遺傳性異常血紅蛋白病:鐮狀細(xì)胞貧血、珠蛋白生成障礙性貧血 |
⑶紅細(xì)胞膜異常癥:遺傳性球形紅細(xì)胞癥、遺傳性橢圓形紅細(xì)胞癥 |
⑷先天性紅細(xì)胞酶異常癥:丙酮酸激酶缺損癥、葡萄糖-6-磷酸脫氫酶缺損癥 |
⒉早期膽紅素的增加 |
⑴原發(fā)性早期高膽紅素血癥 |
⑵先天性骨髓性卟啉癥 |
㈡肝內(nèi)膽紅素處理功能異常 |
⒈結(jié)合酶活性低 |
⑴新生兒高膽紅素血癥 |
⑵肝未成熟遷延性新生兒黃疸 |
⑶Grigler-Najjar綜合征(肝葡萄糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶缺陷) |
⒉結(jié)合障礙 |
⑴哺乳性黃疸:母乳中孕烷3α,20β-二醇對葡萄糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶的抑制所引起 |
⑵Lucey-Driscoll綜合征:孕烷二醇等對葡萄糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶的抑制所引起 |
⒊肝的攝取機制及向肝細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運障礙 |
⑴Gilbert綜合征:先天性或家族性葡萄糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶活性低下,肝細(xì)胞膜的異;蚋渭(xì)胞內(nèi)色素結(jié)合蛋白的異常,引起膽紅素在肝細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運的障礙 |
⑵先天性甲狀腺功能低下癥:肝排泄膽紅素功能降低,新生兒黃疸癥狀長期持續(xù) |
⒋胃腸道狹窄或閉鎖 |
表10-11 高結(jié)合膽紅素血癥的疾病
㈠肝細(xì)胞損傷 |
⒈乳兒肝炎 |
⒉急性肝炎 |
⑴病毒性肝炎:血清性肝炎、傳染性肝炎、水皰疹性肝炎、先天性風(fēng)疹 |
癥候群、卵黃囊-B病毒肝炎、腺病毒感染、巨細(xì)胞病毒肝炎等 |
⑵細(xì)菌感染并發(fā)的肝炎、敗血癥、肺炎、腎盂腎炎 |
⑶先天性梅毒 |
⑷弓形體病 |
⒊慢性肝炎 |
⒋肝硬化 |
㈡由肝細(xì)胞向毛細(xì)膽管排泄的異常 |
⒈Dubin-Johnson綜合征 |
⒉Rotor綜合征 |
㈢肝內(nèi)膽汁淤滯 |
⒈先天性肝內(nèi)膽管閉鎖癥 |
⒉總膽管性肝炎 |
⒊原發(fā)性膽汁性肝硬化 |
⒋Byler病引起的先天性肝內(nèi)膽管閉鎖 |
㈣肝外膽汁淤滯 |
⒈肝外膽道閉鎖癥 |
⒉總膽管擴(kuò)張癥 |
㈤由先天性代謝異常所引起的非溶血性黃疸 |
⒈半乳糖血癥 |
⒉酪氨酸血癥 |
⒊α1-抗胰蛋白酶缺乏癥 |
⒋果糖血癥 |
五、黃疸的鑒別試驗
⒈高結(jié)合膽紅素性黃疸與高未結(jié)合膽紅素性黃疸的鑒別依靠結(jié)合膽紅素與未結(jié)合膽紅素的分別定量。高結(jié)合膽紅素性黃疸血中結(jié)合膽紅素增高,高未結(jié)合膽紅素性黃疸時則血中未結(jié)合膽紅素增高;高結(jié)合膽紅素性黃疸時尿中膽紅素陽性,膽素原視病因而異,可以增加(肝炎)、減少或消失(梗阻);高未結(jié)合膽紅素性黃疸時,尿中膽紅素陰性,尿中膽素原增加。
⒉梗阻與非梗阻性(肝細(xì)胞性)高結(jié)合膽紅素性黃疸的鑒別可聯(lián)合應(yīng)用反映膽道梗阻(ALP、LAP、γ-GT、血清總膽固醇、總膽汁酸)及肝細(xì)胞損傷(ALT、AST、LDH活性、血清總蛋白及白蛋白定量等)的檢驗指標(biāo)來加以鑒別。
⒊肝內(nèi)淤滯與肝外梗阻性黃疸的鑒別可應(yīng)用病史、肝功能試驗、潑尼松治療試驗、苯巴比妥治療試驗等進(jìn)行鑒別。對于原發(fā)性膽汁性肝硬化,其發(fā)病可能與免疫機制有關(guān),膽管的抗原與來自肝門靜脈的抗體反應(yīng),并與補體結(jié)合在膽道被吸附,在膽道壁形成免疫復(fù)合物。原發(fā)性膽汁性肝硬化血中ALP活性增高,γ-GT及5-核苷酸酶活性增高,IgM增高,抗線粒體抗體陽性。關(guān)于肝內(nèi)性膽汁淤滯與肝外梗阻性黃疸的鑒別見表10-12。
⒋溶血性、肝細(xì)胞性及梗阻性黃量的鑒別(見表10-13)。
表10-12 肝內(nèi)膽汁淤滯與肝外梗阻性黃疸的鑒別
肝內(nèi)膽汁淤滯 | 肝外梗阻性黃疸 | ||
癥狀 | 肝炎樣發(fā)病 | 常有發(fā)熱,疼痛 | |
血沉 | 正常 | 加快 | |
白細(xì)胞數(shù) | 正常 | 正;蛟黾 | |
血中膽紅素 | 不定 | 一般較高 | |
血清ALP(KA單位) | 多在30單位以下 | 30單位以上高值 | |
血清膽固醇 | 不定 | 一般較高 | |
尿中(靛甙)尿藍(lán)母 | 陰性 | 陽性 | |
藥物引起 | 常有 | 無 | |
對腎上皮質(zhì)激素的反應(yīng) | 常有 | 無 | |
膽道造影 | 肝外膽管阻塞 | (-) | (+) |
肝外膽管擴(kuò)大 | (-) | (+) | |
肝內(nèi)膽管多球狀 | (-) | (+) | |
肝活檢 | 小葉中心膽汁沉積 | 早期出現(xiàn) | 早期出現(xiàn) |
毛細(xì)膽管膽汁沉積 | (-)晚期出現(xiàn) | 晚期出現(xiàn) | |
膽汁栓,″膽汁湖″ | (-) | 晚期出現(xiàn) | |
肝門靜脈區(qū)浮腫 | 不顯著 | 顯著 | |
肝門靜脈區(qū)粒細(xì)胞浸潤 | 無 | 顯著 | |
嗜酸細(xì)胞浸潤 | 常有 | 不明顯 | |
膽管擴(kuò)大 | (-) | 早期出現(xiàn) | |
肝細(xì)胞灶狀壞死 | 早期可有發(fā)現(xiàn) | 晚期出現(xiàn) |
表10-13 溶血性黃疸、肝細(xì)胞性黃疸及梗阻性黃疸的鑒別
溶血性黃疸 | 肝細(xì)胞性黃疸 | 梗阻性黃疸 | ||
膽 | 血漿總膽紅素 | 多在5mg/dl | 1-70mg/dl | 不全梗阻10-15mg/dl |
紅 | 濃度 | 以內(nèi) | 完全梗阻20-30mg/dl | |
素 | 未結(jié)合膽紅素 | 高度增加 | 增加 | 增加 |
代 | 結(jié)合膽紅素 | 正常 | 增加 | 高度增加 |
謝 | 尿膽紅素定性 | 陰性 | 陽性 | 強陽性 |
試 | 尿中膽素原 | 增多 | 不定,或升高 | 減少或消失 |
驗 | 糞中膽素原 | 增多 | 減少 | 減少或消失 |
血 | 電泳譜 | 正常 | Alb減少,γ-球蛋 | 球蛋白明顯升高 |
清 | 白升高 | |||
蛋 | ||||
白 | 脂蛋白X | 陰性 | 一般陰性 | 明顯增高 |
谷丙轉(zhuǎn)氨酶 | 正常,稍高 | 肝炎急性期增高 | 正;蛟龈 | |
堿性磷酸酶 | 正常 | 正常或輕度增高 | 明顯增高 | |
亮氨酸氨肽酶 | 正常 | 可增高 | 明顯增高 | |
γ-谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶 | 正常 | 可增高 | 明顯增高 | |
其 | 凝血酶原時間 | 正常 | 延長,不易被維生素K糾正 | 延長,能被維生素K糾正 |
膽固醇 | 正常 | 降低,膽固醇酯明顯降低 | 增高 | |
RBC脆性 | 降低 | 正常 | 正常 | |
他 | RBC壽命 | 降低 | 正常 | 正常 |
網(wǎng)織RBC | 增多 | 正常 | 正常 |