KATABOLIZM HEMOGLOBINY,
POWSTAWANIE BARWNIKÓW

ŻÓŁCIOWYCH

Adrian Pochylski



Czas życia erytrocytów człowieka wynosi

około 120dni



W ciągu godziny rozpada się 1-2

x

10

8

erytrocytów a w czasie doby u człowieka o
średniej masie ciała ulega rozpadowi około 6g
hemoglobiny



Hemoglobina jest chromoproteiną składającą

się z właściwego barwnika – hemu (4%) i
części białkowej – globiny (96%)



Hem to połączenie w skład którego wchodzi

atom Fe

2+

i 4 pierścienie pirolowe powiązane

grupami metinowymi



Hemoglobina erytrocytu wydostaje się do osocza
krwi i jest wychwytywana przez układ
siateczkowo-śródbłonkowy.



Część białkowa może być ponownie
wykorzystana w całości lub po hydrolizie na
aminokwasy



Uwolnione żelazo hemowe jest włączane w
ogólną pulę żelaza w organizmie, może być też
ponownie wykorzystane do syntezy hemu

Procesy degradacyjne hemoglobiny

1.

Degradacja hemu dokonuje się
we frakcji mikrosomalnej
komórek siateczkowo-
śródbłonkowych z udziałem
oksygenazy hemowej

2.

Działanie tego złożonego
układu enzymatycznego
poprzedza utlenienie w hemie
jonu żelazawego do formy
żelazowej, dając heminę

3.

Hemina ulega redukcji z
udziałem NADPH

4.

następnie również z udziałem
NADPH, w obecności O

2

do

wiązania α-metinowego między
I i II pierścieniem pirolowym
przyłącza się grupa
hydroksylowa, a jon żelazawy
ponownie utlenia się do
żelazowego.

5.

W obecności O

2

z pierścienia

hemowego uwalnia się jon
żelazowy a węgiel reszty
metinowej zostaje usunięty w
postaci tlenku węgla

6.

W wyniku rozerwania
pierścienia tetrapirolowego
dochodzi do utworzenia
pierwszego barwnika
żółciowego o barwie zielonej
-biliwerdyny

POWSTAWANIE BARWNIKÓW

ŻÓŁCIOWYCH



U ptaków i płazów zielona biliwerdyna jest wydalana,
natomiast u ssaków pod wpływem reduktazy biliwerdynowej,
redukowany jest do grupy metylenowej mostek metinowy
między pierścieniami pirolowymi III i IV i powstaje bilirubina
– barwnik żółty. Reduktorem jest NADPH.



Bilirubina, a częściowo również biliwerdyna dostają się do
krwiobiegu, gdzie są wychwytywane przez albuminy krwi i
przenoszone do wątroby.



Bilirubina w kompleksie z albuminą staje się bardziej
rozpuszczalna w osoczu, co ułatwia jej transport do wątroby.



W wątrobie bilirubina odłącza się od albuminy i przenika do
wnętrza hepatocytów



W wątrobie do bilirubiny przyłączają się grupy

polarne pochodzące od glukuronianu w wyniku
czego staje się rozpuszczalna w wodzie
(dokonuje się to przez sprzęganie tego barwnika
z glukuronianem w siateczce śródplazmatycznej
gładkiej z udziałem odpowiednich enzymów)



U ssaków główna ilość bilirubiny wiąże się z

dwiema cząsteczkami UDPglukuronianu
(powstającego z utlenienia UDPglukozy) tworząc
diglukuronid bilirubiny, który wydala się do żółci.
Jest on najważniejszym barwnikiem żółciowym.



W czasie trawienia pokarmów w jelicie

cienkim żółć wraz z barwnikami odpływa z
wątroby do dwunastnicy.



W miarę jak diglukuronid dociera do jelita

krętego i jelita grubego, β-glukuronidazy
bakteryjne uwalniają bilirubinę z formy
sprzężonej



Dalsze przemiany bilirubiny dokonują się

również z udziałem flory bakteryjnej kału, a
szczególnie enzymów E.coli

Najpierw zachodzi redukcja grup
winylowych do etylowych i powstaje
mezobilirubina, a z niej przez redukcję
wiązań metinowych – bezbarwny
mezobilirubinogen (urobilinogen)

Mezobilirubinogen może ulec kolejnej
redukcji do również bezbarwnego
sterkobilinogenu

Kolejna przemiana obejmuje utlenienie
środkowej grupy metylenowej, co
prowadzi do powstania żółtozłocistej
sterkobiliny (bilenu), typowego barwnika
kału.

Z mezobilirubinogenu może również
powstać pomarańczowożółta urobilina

Losy barwników

żółciowych:



W świetle jelit część urobilinogenów ulega resorpcji i wraz z
krwią krążenia wrotnego jest doprowadzana do wątroby, a
następnie wydalana z niej z żółcią (krążenie jelitowo-wątrobowe
barwników żółciowych)



W warunkach fizjologicznych większość urobilinogenów
wytworzonych w okrężnicy (z udziałem flory bakteryjnej) po
utlenieniu do urobiliny i sterkobiliny jest wydalana z kałem.



Część sterkobiliny ulega dalszemu rozbiciu na dipirolowe
pochodne zwane bilifuscynami, które także są barwnikami
kału.



Niewielkie ilości urobilinogenu i urobiliny (ok. 1%) dostają się do
dużego krwiobiegu i są wydalane przez nerki z moczem.



Pojawienie się w moczu innych barwników żółciowych jest
przejawem stanu chor0bowego.



W przypadku niektórych chorób związanych ze

wzmożoną degradacją erytrocytów i hemoglobiny,
wytwarzana jest większa ilość bilirubiny niż może
pobrać wątroba i wydzielić z żółcią do dwunastnicy.



Przy zdrowej wątrobie przyczyną hiperbilirubinemii

może być niedrożność przewodów żółciowych,
która uniemożliwia wydalanie żółci.



W obu przypadkach bilirubina gromadzi się we krwi

i po przekroczeniu określonego stężenia (powyżej
1µmol/l) dostaje się do mózgu i tkanek (np. skóry),
powodując ich żółknięcie - żółtaczka