а) Определение. Желтуха (от фр. jaune — «желтый») — желто-оранжевое окрашивание кожных покровов, конъюнктивы и слизистых оболочек, являющееся результатом повышенного уровня билирубина в плазме. Умеренная гипербилирубинемия может быть клинически неверифицируемой, но желтуха становится визуально заметной при уровне билирубина в плазме крови >3-4 мг/дл (51-68 мкмоль/л) в зависимости от пигментации кожи пациента, условий наблюдения и повышенной фракции билирубина.
Гипербилирубинемия может быть результатом гепатоцеллюлярной дисфункции (чистая гипербилирубинемия) или вследствие повышенной продукции билирубина, а также наследственных/приобретенных дефектов в определенных аспектах его метаболизма.
б) Патофизиология:
1. Метаболизм билирубина:
1.1 Синтез билирубина. Билирубин — это продукт распада гемовой части гемопротеинов, класса белков, участвующих в транспорте/метаболизме кислорода (рис. ниже). В здоровом организме производится ~4 мг/кг в сут билирубина. 70-90% билирубина образуется из Hb эритроцитов, секвестрируемых и разрушаемых мононуклеарными фагоцитарными клетками РЭС, главным образом в селезенке, печени и костном мозге. Остальная часть образуется в основном в результате метаболизма негемоглобиновых гемопротеинов, таких как миоглобин, цитохромы Р-450, каталаза и пероксидаза, главным образом в печени; незначительная часть билирубина отражает неэффективный эритропоэз, который представляет собой преждевременное разрушение вновь образованных эритроцитов в костном мозге. Билирубин — это больше, чем просто побочный продукт метаболизма, он также может функционировать как эндогенный антиоксидант во внепеченочных клетках, где он вырабатывается.
Обзор метаболизма билирубина. Неконъюгированный билирубин (НБ), образующийся в результате распада гема из НЬ и других гемопротеинов, транспортируется в плазме, обратимо связываясь с альбумином, и превращается в печени в билирубина моноглюкуронид (БМГ) и билирубина диглюкуронид (БДГ). Последний является преобладающей формой, секретируемой в желчь. Совместно билирубина моноглюкуронид и билирубина диглюкуронид обычно составляют <5% билирубина сыворотки. У пациентов с гепатобилиарными заболеваниями билирубина моноглюкуронид и билирубина диглюкуронид накапливаются в плазме крови и появляются в моче. Глюкурониды билирубина в плазме неферментативно связываются с альбумином и, возможно, другими сывороточными белками с образованием белковых конъюгатов, не фильтрующихся в мочу и имеющих период полураспада в плазме, аналогичный таковому у альбумина
Двухступенчатое превращение гема в билирубин начинается с раскрытия молекулы гема на его углеродном α-мостике микросомальным ферментом гемоксигеназой — процесс, приводящий к образованию эквимолярных количеств монооксида углерода и зеленого тетрапирролового биливердина. Этот нетоксичный водорастворимый пигмент является основным продуктом метаболизма гема у птиц, рептилий и амфибий. Однако биливердин не проникает через плаценту. Соответственно, его восстановление до билирубина у млекопитающих ферментом биливердинредуктазой позволяет трансплацентарно вывести его из кровотока плода в материнский кровоток, из которого он может быть выведен материнской печенью.
Неконъюгированный билирубин, образующийся на периферии, транспортируется посредством плазмы крови в печень. Из-за нерастворимости в водной среде он удерживается в растворе за счет прочного, но обратимого связывания с альбумином. Ряд соединений, в том числе салицилаты, сульфаниламиды, фуросемид и рентгеноконтрастные агенты, могут конкурентно вытеснять билирубин из его связи с альбумином; данный феномен имеет небольшое клиническое значение, за исключением новорожденных, у которых повышенная концентрация несвязанного билирубина повышает риск развития ядер-ной желтухи.
1.2 Метаболизм билирубина в печени. Выведение билирубина из организма является важнейшей функцией печени (см. рис. выше), в которой за счет специализированной микроанатомии усиливается экстракция соединений, тесно связанных с белками, из кровотока. Печеночная транслокация билирубина из крови в желчь включает 4 этапа: 1) поглощение неконъюгированного билирубина, главным образом за счет облегченного транспорта и в меньшей степени диффузии; 2) внутриклеточное связывание с различными цитозольными белками семейства глутатион-S-трансфераз; 3) превращение неконъюгированного билирубина в моноглюкурониды и диглюкурониды билирубина специфической изоформой уридин-5’-дифосфоглюкуронилтрансферазы, обозначенной UGT1A1, кодируемой комплексом генов UGT1; 4) перенос моноглюкуронидов и диглюкуронидов билирубина в желчь с помощью фермента каналикулярной мембраны АТФ-зависимым транспортером, обозначаемым как ассоциированный с множественной лекарственной устойчивостью белок 2 (MRP2) или мультиспецифическим органическим анионным транспортером (сМОАТ).
MRP2/cMOAT кодируется геном АВСС2, входящим в суперсемейство генов-транспортеров АТФ-связывающего (АВС) кассетного транспортера. ABC-гены транспортируют молекулы через внутриклеточные и внеклеточные мембраны. Надсемейство делится на 7 подсемейств. MRP2/cMOAT принадлежит к семейству MRP, субстраты которого включают лекарственные конъюгаты и немодифицированные противоопухолевые ЛП, выводящиеся из клеток.
Конъюгация непрямого билирубина до моноглюкуронидов и диглюкуронидов билирубина является критически важным процессом, который значительно повышает растворимость билирубина в воде, тем самым усиливая его выведение из организма и одновременно снижая его способность диффундировать через биологические мембраны, включая ГЭБ. У новорожденных детей снижение способности конъюгировать билирубин приводит к не-конъюгированной гипербилирубинемии (физиологической желтухе новорожденного). При тяжелой форме гипербилирубинемия может привести к необратимой токсичности в отношении ЦНС.
Фототерапия путем воздействия света синего спектра (390-470 нм) способствует превращению билирубина в водорастворимые фотоизомеры, которые легко выводятся с желчью, тем самым защищая ЦНС от токсичности билирубина.
Синдром Жильбера и синдром Криглера-Найяра 1-го и 2-го типов, являющихся результатом генетических дефектов в конъюгации билирубина, характеризуются неконъюгированной гипербилирубинемией; напротив, синдром Дабина-Джонсона, являющийся результатом наследственных дефектов в MRP2/cMOAT, характеризуется конъюгированной/смешанной гипербилирубинемией. Потеря нормальной функции мембранных органических ионотранспортных белков ОАТР1В1 и ОАТР1В3 вызывает синдром Ротора, который также характеризуется конъюгированной/смешанной гипербилирубинемией.
2. Энтерогепатическая циркуляция и выведение билирубина. Нормальная человеческая желчь содержит в среднем <5% неконъюгированной фракции билирубина, 7% моноконъюгатов билирубина и 90% диконъюгатов билирубина. После секреции каналикулярной мембраной конъюгированный билирубин транспортируется по ЖКТ без реабсорбции желчным пузырем/слизистой оболочкой кишечника. Хотя некоторое количество билирубина попадает в кал, большая его часть превращается бактериями в уробилиноген и родственные ему соединения в подвздошной и толстой кишках, где уробилиноген реабсорбируется, возвращается в печень через систему воротной вены и повторно выводится в желчь в процессе энтерогепатической рециркуляции. Уробилиноген, не поглощенный печенью, попадает в системный кровоток, из которого выводится почками. Нормальная экскреция уробилиногена с мочой составляет <4 мг/сут.
При гемолизе увеличивается количество билирубина, поступающего в кишечник, и, следовательно, количество образующегося и реабсорбируемого уробилиногена. Заболевания печени снижают печеночную экстракцию билирубина; в результате повышается уровень уробилиногена в плазме крови и больше уробилиногена выводится с мочой. Тяжелый холестаз, обструкция желчных протоков и прием АБ, снижающих/устраняющих бактериальную конверсию билирубина в уробилиноген, заметно снижают образование и экскрецию уробилиногена с мочой.
Неконъюгированный билирубин обычно не достигает кишечника, за исключением новорожденных/альтернативных ситуаций, сопровождающихся тяжелой неконъюгированной гипербилирубинемией (например, синдром Криглера-Найяра 1-го типа). В таких случаях неконъюгированный билирубин реабсорбируется из кишечника, тем самым усиливая гипербилирубинемию.
3. Оценка содержания уровня билирубина в плазме крови. Общая концентрация билирубина в плазме крови у взрослых в норме составляет <1-1,5 мг/дл (17-25,7 мкмоль/л), в зависимости от метода измерения. Современные аналитические методы показывают, что в норме в плазме содержится в основном неконъюгированный билирубин и определяются лишь следы конъюгированного билирубина. Клинические лаборатории обычно определяют количество билирубина в плазме с помощью реакции расщепления билирубина диазореагентом, например диазотированной сульфаниловой кислотой, до азодипирролов, которые легко поддаются количественному спектрофотометрическому анализу. Конъюгаты билирубина реагируют быстро («быстрый»/«прямой» билирубин).
Неконъюгированный билирубин медленно вступает в связь с реагентом, так как место связывания диазореагентом «защищено» внутренней водородной связью. Соответственно, точное измерение общей концентрации билирубина в плазме требует добавления катализатора, такого как этанол/мочевина с целью разрушения водородной связи и обеспечения полной реакции неконъюгированного билирубина с реагентом.
Фракция непрямого билирубина рассчитывается путем вычитания прямого билирубина из общего количества. Хотя врачи традиционно приравнивают фракцию прямого билирубина в плазме крови к конъюгированному билирубину, а непрямую — к неконъюгированному, этот подход довольно груб. Эквивалентное приравнивание прямых и непрямых фракций к конъюгированному и неконъюгированному билирубину, соответственно, может привести к диагностическим ошибкам, особенно при диагностике наследственных гипербилирубинемий. В обычной практике 10-20% билирубина в плазме дает быструю (прямую) диазореакцию, даже если >95% общего билирубина в нормальной плазме не конъюгировано. Таким образом, практически при любой концентрации общего билирубина «быстрореагирующая» фракция <15% от общего билирубина может рассматриваться по существу как неконъюгированная. Когда фракция прямой реакции >15%, следует провести тест для определения билирубина в моче, результаты которого могут способствовать диагностике состояния.
Неконъюгированный билирубин не выводится с мочой независимо от уровня его концентрации в плазме крови, поскольку его связь с альбумином слишком прочна для эффективной клубочковой фильтрации, и он не секретируется канальцами. Механизм канальцевого транспорта для выведения конъюгатов билирубина особенно чувствителен к повреждению. Соответственно, при паренхиматозном поражении печени или механической обструкции желчных протоков конъюгаты билирубина из гепатоцитов/ЖВП могут попадать в кровоток, приводя к смешанной, реже чистой прямой гипербилирубинемии. Конъюгированный билирубин, в норме слабо связанный с альбумином, легко фильтруется в клубочках; даже умеренная степень конъюгированной гипербилирубинемии приводит к билирубинурии, которая всегда является патологической. При длительной конъюгированной гипербилирубинемии часть прямого билирубина ковалентно связывается с альбумином и образует так называемую δ-билирубиновую фракцию.
Хотя 6-билирубин дает прямую диазореакцию, он не фильтруется клубочками почек и не определяется в моче; концентрация δ-билирубина в плазме медленно снижается в период с 14-го по 21-й день периода полураспада альбумина, с которым он связан. δ-Билирубин может объяснить медленную скорость снижения конъюгированной (прямой) гипербилирубинемии по мере купирования гепатита или уменьшения обструкции ЖВП. Хотя 6-билирубин нелегко измерить, его присутствие можно определить после разрешения билирубинурии в случае сохранения повышения уровня прямого билирубина.
Чрескожная билирубинометрия является альтернативным методом измерения уровня билирубина у детей с неонатальной желтухой. Метод основан на измерении света, отраженного при чрескожном пропускании видимого света, и концептуально аналогичен пульсоксиметрии.
3.1 Кинетика билирубина. Концентрация неконъюгированного билирубина в плазме крови (UCB) определяется балансом между скоростью продукции билирубина (BRP) и клиренсом билирубина (CBR) в соответствии с соотношением:
(UCB) ≈ BRP / CBR.
Клиренс билирубина аналогичен тесту клиренса креатинина при определении функции почек; это мера скорости, с которой билирубин извлекается из плазмы, что отражает функцию печени. Это уравнение указывает на то, что концентрация неконъюгированного билирубина в плазме крови прямо пропорциональна увеличению скорости продукции билирубина и обратно пропорциональна клиренсу билирубина, тем самым обеспечивая основу для классификации неконъюгированных гипербилирубинемий в соответствии с их патогенезом.
4. Повышенная продукция билирубина. Повышенная продукция билирубина и возникающая в результате этого неконъюгированная гипербилирубинемия могут быть вызваны гемолизом, ускоренным разрушением перелитых эритроцитов, резорбцией гематомы, неэффективным эритропоэзом вследствие отравления свинцом, мегалобластными анемиями, вызванными дефицитом фолиевой кислоты/витамина В12, сидеробластной анемией, врожденной эритропоэтической порфирией, миелопролиферативными/миелодиспластическими заболеваниями. При данных состояниях другие печеночные показатели крови обычно в норме, а гипербилирубинемия умеренная [значения редко >4 мг/дл (68 мкмоль/л)]; более высокие значения подразумевают сопутствующую печеночную дисфункцию. Однако после быстрого переливания крови или резорбции массивных гематом, вызванных травмой, повышенная билирубиновая нагрузка может быть достаточной для развития явной желтухи. Причин гемолиза множество.
Помимо специфических заболеваний крови, умеренный гемолиз сопровождает многие приобретенные заболевания.
В условиях системного заболевания, которое может включать определенную степень печеночной дисфункции, гемолиз может внести вклад в виде конъюгированной гипербилирубинемии в дополнение к повышенной концентрации неконъюгированного билирубина. Длительный гемолиз может привести к образованию пигментированных желчных камней, содержащих кальциевые соли билирубина.
5. Снижение клиренса билирубина:
5.1 Снижение захвата билирубина. Поглощение билирубина гепатоцитами включает как облегченный транспорт, так и пассивную диффузию. Снижение поглощения печеночного билирубина также способствует неконъюгированной гипербилирубинемии при синдроме Жильбера, хотя главной молекулярной основой этого синдрома является снижение конъюгации билирубина.
5.2 Нарушение конъюгации билирубина. Наиболее частой причиной снижения клиренса билирубина является снижение конъюгирующей активности. Конъюгация билирубина с глюкуроновой кислотой катализируется главным образом специфической уридин-5’-дифосфоглюкуронилтрансферазой, которая десигнируется UGT1A1 и кодируется комплексом генов UGT1. Ген UGT1A1 собирается альтернативным сплайсингом билирубин-специфического варианта экзона 1, обозначенного экзоном А1, с четырьмя общими экзонами (экзоны 2-5), которые кодируют общий карбоксильный терминальный конец всех белков, кодируемых UGT1. Его промоторная область обычно содержит коробчатую конструкцию А(ТА)6ТАА ТАТА.
в) Дифференциальная диагностика гипербилирубинемии и желтухи. Гипербилирубинемия и желтуха могут быть следствием изолированных нарушений обмена билирубина, заболеваний печени или обструкции ЖВП. Желтуха представляет собой наиболее заметный признак гепатобилиарного заболевания, которое могло развиться по многим причинам (табл. 1).
Видео этиология, патогенез желтухи (повышения билирубина)
