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胆红素是人体重要的代谢产物,主要来源于衰老红细胞中血红蛋白的分解。胆红素的代谢是一个复杂的过程,涉及多个器官和步骤。首先,衰老的红细胞被分解产生胆红素,然后胆红素在血液中与白蛋白结合进行运输,接着在肝脏中发生结合反应,最后通过胆汁排泄到肠道进行进一步转化。
胆红素的生成主要发生在单核吞噬细胞系统中,特别是脾脏。当红细胞衰老时,血红蛋白被分解。首先,血红素在血红素加氧酶的作用下被氧化为胆绿素,同时释放出一氧化碳和铁离子。接着,胆绿素在胆绿素还原酶的作用下被还原为非结合胆红素,也称为间接胆红素。这个过程主要在脾脏进行,肝脏和骨髓也参与其中。
非结合胆红素由于不溶于水,必须与血浆中的白蛋白结合才能在血液中运输。胆红素与白蛋白形成稳定的复合物,通过血液循环被运输到肝脏。当到达肝脏时,胆红素从白蛋白上分离下来,通过肝细胞膜上的特异性载体蛋白被摄取进入肝细胞内。这个过程是胆红素代谢的关键步骤。
在肝细胞内质网中,非结合胆红素在UDP-葡萄糖醛酸转移酶的催化下,与葡萄糖醛酸结合,形成结合胆红素,也称为直接胆红素。结合胆红素具有水溶性,可以溶解在胆汁中。接着,结合胆红素通过肝细胞膜上的MRP2转运蛋白被主动转运到胆小管中,随胆汁流入胆道系统,最终进入十二指肠,开始肠道阶段的代谢。
结合胆红素随胆汁进入肠道后,在大肠中被肠道细菌去结合并还原为尿胆原。尿胆原有三个主要去向:大部分在结肠中被氧化为粪胆原,随粪便排出,使粪便呈现棕黄色;少量尿胆原被肠道重吸收进入门静脉循环,大部分被肝脏重新摄取形成肝肠循环;极少量重吸收的尿胆原逃脱肝脏摄取,经肾脏滤过随尿液排出,被氧化为尿胆素,使尿液呈现淡黄色。这完成了胆红素的完整代谢循环。