Тема № 6. Дослідження обміну кінцевих продуктів катаболізму гему. Патобіохімія жовтяниць.
Мета заняття: Засвоїтибіохімічні основи метаболізмугему. Навчитися за біохімічними показниками крові та сечі проводити диференційну діагностику жовтяниць.Знати основні біохімічні функції печінки в обміні вуглеводів, ліпідів, простих і складних білків, у знешкодженні токсичних речовин.
Актуальність теми: У печінці відбувається метаболізм білірубіну – продукту розпаду гему. Порушення процесів метаболізму білірубіну викликають захворювання жовтяниці, діагностика яких проводиться за біохімічними показниками крові та сечі. Печінка займає центральне місце в обміні речовин, підтримуючи гомеостаз внутрішнього середовища організму. З цим органом пов’язані найголовніші детоксикаційні реакції речовин ендогенного та екзогенного походження.
Конкретні завдання:
Ø Трактувати біохімічні закономірності функцій печінки: вуглеводної, ліпідрегулюючої, білоксинтезуючої, сечовиноутворювальної, пігментної, жовчоутворювальної.
Ø Аналізувати диференційні зміни біохімічних показників крові та сечі (вільний та кон’югований білірубін) з метою оцінки патобіохімії жовтяниць.
Ø Пояснювати роль печінки в забезпеченні нормоглікемії (синтез і катаболізм глікогену, глюконеогенез) та при патологічних змінах – гіпо-, гіперглікемії, глюкозурії.
Ø Пояснювати біохімічні основи розвитку недостатності функцій печінки за умов хімічного, біологічного та радіаційного ураження.
Ø Визначити білірубін у сироватці крові. Дати оцінку проведеним дослідженням і зробити висновок.
Теоретичні питання
1. Гомеостатична роль печінки в обміні речовин цілісного організму. Біохімічні функції гепатоцитів. Вуглеводна (глікогенна), ліпідрегулююча, білкова, сечовиноутворювальна, пігментна, жовчоутворювальна функції печінки. Біохімічний склад жовчі.
2. Клініко-біохімічна характеристика недостатності функцій печінки за умов хімічного, біологічного та радіаційного ураження; біохімічні механізми розвитку печінкової енцефалопатії. Порушення біохімічних процесів в печінці при окремих захворюваннях.
3. Зміни біохімічних показників при гострому гепатиті, викликаному вірусами чи алкогольною інтоксикацією, їх діагностична оцінка.
4. Зміни біохімічних показників при хронічному гепатиті, цирозі, жовчно-кам’яній хворобі, дискинезії та холециститі, їх діагностична оцінка. Зв’язок порушень екскреторної функції печінки з порушеннями процесів травлення в кишці, діагностика цих порушень.
5. Роль печінки в обміні жовчних пігментів. Катаболізм гемоглобіну: розрив тетрапірольного кільця гему, розпад вердоглобіну, перетворення білівердину на білірубін, утворення білірубіндиглюкуроніду, екскреція в жовч.
6. Патобіохімія жовтяниць; гемолітична (передпечінкова), паренхіматозна (печінкова), обтураційна (післяпечінкова). Ферментативні, спадкові жовтяниці:
· Синдром Криглера-Найяра – жовтяниця, що спричинена недостатністю синтезу УДФ-глюкуронілтрансферази (“кон’югаційна жовтяниця”)
· Хвороба Жільбера – патологічний стан, який є гетерогенною групою порушень, спричинених як блоком синтезу УДФ-глюкуронілтрансферази, так і порушенням здатності гепатоцитів до поглинання білірубіну з крові (“абсобційна жовтяниця”)
· Синдром Дабіна-Джонсона – жовтяниця, пов’язана з порушенням транспорту білірубін-глюкуроніду з гепатоцитів у жовч (“екскреційна жовтяниця”). Ферментативні жовтяниці новонароджених, способи їх запобігання.
Практична робота
Дослід 1. Визначення вмісту білірубіну в сироватці крові.
Принцип методу. Білірубін взаємодіє з діазореактивом з утворенням азобілірубіну рожевого кольору. Інтенсивність забарвлення розчину пропорційна концентрації білірубіну і може бути визначена фотометрично при зеленому світлофільтрі (довжина хвилі 530-560 нм). Кон’югований білірубін дає швидку (пряму) реакцію. Реакція некон’югованого білірубіну значно повільніша. Додаванням акселераторів (кофеїн та ін.) вільний білірубін можна перевести в розчинний стан і визначити кількість загального білірубіну. При використанні буферного розчину без акселераторів визначається кон’югований білірубін, а при використанні буферного розчину з акселераторами – загальний білірубін. Кількість некон’югованого білірубіну дорівнює різниці між кількістю загального і прямого білірубіну.
Визначення вмісту білірубіну рекомендують виконувати відразу ж після отримання проб, щоб попередити його окиснення на світлі; вплив прямого сонячного світла може бути причиною 50% зниження вмісту білірубіну вже через одну годину. Проби повинні бути проаналізовані протягом 2 год з момента забору крові, якщо вони зберігаються при кімнатній температурі, і в темряві, або протягом 12 год при умові зберігання при температурі 2-8 °С в темряві. Гемоліз еритроцитів прямо пропорційно знижує показники кількості білірубіну, який визначається у сироватці крові; виражена ліпемія обумовлює підвищені показники білірубіну.
Матеріальне забезпечення: сироватка крові; реагент 1 без акселератора; реагент 1 з акселератором; реагент 2; пробірки; дистильована вода; піпетки; ФЕК.
Хід роботи:
Визначення проводять за схемою:
| Реактиви | Дослід | Контроль | Дослід | Контроль |
| Загальний білірубін | Зв’язаний білірубін | |||
| реагент 1 без акселератора | 3 мл | 3 мл | - | - |
| реагент 1 з акселератором | - | - | 3 мл | 3 мл |
| реагент 2 | 0,075 мл | 0,075 мл | 0,075 мл | 0,075 мл |
| сироватка крові | 0,4 мл | - | 0,4 мл | - |
| вода дистильована | - | 0,4 мл | - | 0,4 мл |
Суміші швидко перемішують і точно через 5 хв визначають оптичну густину при зеленому світлофільтрі (560 нм) проти контрольних проб з дистильованою водою. Кількість білірубіну визначають за калібрувальною кривою.
Пояснити отримані результати. Зробити висновок.
Клініко-діагностичне значення. У нормі вміст загального білірубіну становить 1,7-20,5 мкмоль/л (0,1-1,2 мг/100 мл), некон’югованого – 1,7-17,1 мкмоль/л (0,1-1,0 мг/100 мл), кон’югованого 0,86-4,30 мкмоль/л(0,05-0,25 мг/100 мл). Токсична дія високих концентрацій білірубіну крові проявляється ураженням центральної нервової системи, виникненням некротичних ділянок в паренхіматозних органах, пригніченням клітинного імунітету, розвитком анемії внаслідок гемолізу еритроцитів. Важливу роль в токсичній дії білірубіну відіграє його фотосенсибілізуюча дія. Білірубін, як метаболіт протопорфірину, одного з найбільш активних фотосенсибілізаторів, здатний, використовуючи квантову енергію світла, переводити хімічно інертний молекулярний кисень у надзвичайно активну, синглетну форму. Синглетний кисень руйнує будь-які біологічні структури, окиснює ліпіди мембран, нуклеїнові кислоти, амінокислоти білків. У наслідок активації ним перекисного окиснення ліпідів і відщеплення глікопротеїнів, а також високомолекулярних пептидів мембран виникає гемоліз еритроцитів. Нагромадження в крові білірубіну вище 27,4-34,2 мкмоль/л призводить до відкладання його в тканинах і появи жовтяниці. В залежності від причини жовтяниця може бути надпечінкова (гемолітична), печінкова (паренхіматозна), підпечінкова (обтураційна).
При гемолітичній жовтяниці печінка не встигає зв’язувати велику кількість вільного білірубіну, що утворюється внаслідок підсиленого гемолізу еритроцитів. У результаті в плазмі крові спостерігається підвищений вміст білірубіну (до 90-100 мкмоль/л) за рахунок вільного білірубіну. Така форма жовтяниці спостерігається при гемолітичній, перніціозній анемії.
При паренхіматозній жовтяниці внаслідок пошкодження гепатоцитів знижується кон’югаційна здатність печінки, знижується синтез жовчі, кон’югований білірубін частково попадає назад у кров. Білірубінемія різного ступеня, яка при цьому спостерігається, розвивається за рахунок фракції як зв’язаного, так і вільного білірубіну. Паренхіматозна жовтяниця виникає при жирових гепатозах (стеатозах), гепатитах (вірусних, токсичних), цирозах печінки.
При обтураційній жовтяниці внаслідок закупорки (камінцями, пухлиною) жовчних протоків жовч переповнює їх і попадає в русло крові. Білірубінемія, яка при цьому розвивається, характеризується значною вираженістю (до 170-700 мкмоль/л) в основному за рахунок фракції зв’язаного білірубіну.
У новонароджених внаслідок стерильності кишки білірубін не перетворюється у похідні (метаболіти), але активно всмоктується у кров, зумовлюючи гіпербілірубінемію. Крім того, у новонароджених часто спостерігається тимчасова понижена активність білірубінглюкуронілтрансферази, що є причиною жовтяниці новонароджених, яка характеризується високим вмістом у крові некон’югованого білірубіну.
Захворювання, що викликають зростання некон’югованого білірубіну: гемолітична анемія, перніціозна анемія, жовтяниця новонароджених, хвороба Жільбера, синдром Криглера-Найяра, синдром Ротора.
