Troca de bilirrubina

A bilirrubina é o produto final da degradação do heme. A maior parte (80-85%) da bilirrubina é formada a partir da hemoglobina e apenas uma pequena parte é formada por outras proteínas que contêm heme, como o citocromo P450. A bilirrubina é formada nas células do sistema reticuloendotelial. Cerca de 300 mg de bilirrubina são formados diariamente.

A conversão do heme em bilirrubina envolve a enzima microssomal heme oxigenase, que requer oxigênio e NADPH para sua função. O anel de porfirina é clivado seletivamente no grupo metano na posição a. O átomo de carbono na ponte a-metano é oxidado a monóxido de carbono e, em vez da ponte, duas ligações duplas são formadas com moléculas de oxigênio vindas de fora. O tetrapirrol linear resultante é estruturalmente IX-alfa-biliverdina. Ele é então convertido pela biliverdina redutase, uma enzima citosólica, em IX-alfa-bilirrubina. O tetrapirrol linear com essa estrutura deve ser solúvel em água, enquanto a bilirrubina é uma substância solúvel em gordura. A lipossolubilidade é determinada pela estrutura da IX-alfa-bilirrubina - a presença de 6 ligações de hidrogênio intramoleculares estáveis. Essas ligações podem ser quebradas pelo álcool em uma reação diazo (van den Bergh), na qual a bilirrubina não conjugada (indireta) é convertida em conjugada (direta). In vivo, ligações de hidrogênio estáveis são quebradas pela esterificação com ácido glicurônico.

Cerca de 20% da bilirrubina circulante provém de outras fontes além do heme de hemácias maduras. Uma pequena quantidade provém de células imaturas do baço e da medula óssea. Essa quantidade aumenta com a hemólise. O restante é formado no fígado a partir de proteínas que contêm heme, como mioglobina, citocromos e outras fontes não especificadas. Essa fração está aumentada na anemia perniciosa, na uroporfirina eritropoiética e na síndrome de Crigler-Najjar.

Transporte e conjugação da bilirrubina no fígado

A bilirrubina não conjugada no plasma está fortemente ligada à albumina. Apenas uma proporção muito pequena de bilirrubina é dialisável, mas pode aumentar sob a influência de substâncias que competem com a bilirrubina pela ligação à albumina (por exemplo, ácidos graxos ou ânions orgânicos). Isso é importante em neonatos, nos quais diversos medicamentos (por exemplo, sulfonamidas e salicilatos) podem facilitar a difusão da bilirrubina para o cérebro e, assim, contribuir para o desenvolvimento do kernicterus.

O fígado secreta muitos ânions orgânicos, incluindo ácidos graxos, ácidos biliares e outros componentes não biliares da bile, como a bilirrubina (apesar de sua forte ligação à albumina). Estudos demonstraram que a bilirrubina é separada da albumina nos sinusoides e se difunde através da camada aquosa na superfície do hepatócito. Sugestões anteriores de que receptores de albumina estejam presentes não foram confirmadas. A bilirrubina é transportada através da membrana plasmática para o hepatócito por proteínas de transporte, como a proteína transportadora de ânions orgânicos, e/ou por um mecanismo de flip-flop. A captação de bilirrubina é altamente eficiente devido ao seu rápido metabolismo no fígado por glicuronidação e secreção na bile, e devido à presença de proteínas de ligação citosólica, como ligandinas (glutationa-8-transferase).

A bilirrubina não conjugada é uma substância apolar (solúvel em gordura). Na reação de conjugação, ela é convertida em uma substância polar (solúvel em água) e, portanto, pode ser excretada na bile. Essa reação ocorre com a ajuda da enzima microssomal uridina difosfato glucuronil transferase (UDPGT), que converte a bilirrubina não conjugada em bilirrubina mono e diglucuronídeo conjugada. A UPGT é uma das várias isoformas da enzima que proporcionam a conjugação de metabólitos endógenos, hormônios e neurotransmissores.

O gene UDPHT da bilirrubina está localizado no segundo par de cromossomos. A estrutura do gene é complexa. Em todas as isoformas de UDPHT, os éxons 2 a 5 na extremidade 3' do DNA do gene são componentes constantes. Para a expressão gênica, é necessário o envolvimento de um dos vários primeiros éxons. Assim, para a formação das isoenzimas bilirrubina-UDFHT 1*1 e 1*2, é necessário o envolvimento dos éxons 1A e ID, respectivamente. A isoenzima 1*1 participa da conjugação de quase toda a bilirrubina, e a isoenzima 1*2 participa quase ou não participa. Outros éxons (IF e 1G) codificam isoformas de fenol-UDFHT. Assim, a escolha de uma das sequências do éxon 1 determina a especificidade do substrato e as propriedades das enzimas.

A expressão adicional de UDFGT 1*1 também depende de uma região promotora na extremidade 5' associada a cada um dos primeiros éxons. A região promotora contém a sequência TATAA.

Detalhes da estrutura do gene são importantes para entender a patogênese da hiperbilirrubinemia não conjugada (síndromes de Gilbert e Crigler-Najjar), quando o fígado contém enzimas reduzidas ou ausentes responsáveis pela conjugação.

A atividade da UDFGT na icterícia hepatocelular é mantida em um nível suficiente e até aumenta na colestase. Em recém-nascidos, a atividade da UDFGT é baixa.

Em humanos, a bilirrubina está presente principalmente na bile como diglicuronídeo. A conversão da bilirrubina em monoglicuronídeo e diglicuronídeo ocorre no mesmo sistema de glicuroniltransferase microssomal. Quando há sobrecarga de bilirrubina, como durante a hemólise, o monoglicuronídeo é predominantemente formado, e quando o suprimento de bilirrubina diminui ou a enzima é induzida, o conteúdo de diglicuronídeo aumenta.

A conjugação com ácido glicurônico é mais importante, mas uma pequena quantidade de bilirrubina é conjugada com sulfatos, xilose e glicose; esses processos são intensificados na colestase.

Nos estágios finais da icterícia colestática ou hepatocelular, apesar do alto teor de bilirrubina plasmática, a bilirrubina não é detectada na urina. Aparentemente, a razão para isso é a formação de bilirrubina tipo III, monoconjugada, que se liga covalentemente à albumina. Ela não é filtrada nos glomérulos e, portanto, não aparece na urina. Isso reduz a importância prática dos testes usados para determinar o teor de bilirrubina na urina.

A excreção de bilirrubina nos túbulos ocorre por meio de uma família de proteínas transportadoras de ânions orgânicos multiespecíficos dependentes de ATP. A taxa de transporte de bilirrubina do plasma para a bile é determinada pela etapa de excreção de glicuronídeo de bilirrubina.

Os ácidos biliares são transportados para a bile por uma proteína transportadora diferente. A presença de diferentes mecanismos de transporte de bilirrubina e ácidos biliares pode ser ilustrada pelo exemplo da síndrome de Dubin-Johnson, na qual a excreção de bilirrubina conjugada é prejudicada, mas a excreção normal de ácidos biliares é preservada. A maior parte da bilirrubina conjugada na bile encontra-se em micelas mistas contendo colesterol, fosfolipídios e ácidos biliares. A importância do aparelho de Golgi e dos microfilamentos do citoesqueleto dos hepatócitos para o transporte intracelular da bilirrubina conjugada ainda não foi estabelecida.

O diglucuronídeo de bilirrubina, encontrado na bile, é solúvel em água (molécula polar), portanto, não é absorvido no intestino delgado. No intestino grosso, a bilirrubina conjugada é hidrolisada por b-glucuronidases bacterianas para formar urobilinogênios. Na colangite bacteriana, parte do diglucuronídeo de bilirrubina é hidrolisada nos ductos biliares, com subsequente precipitação de bilirrubina. Esse processo pode ser importante para a formação de cálculos biliares de bilirrubina.

O urobilinogênio, por ser uma molécula apolar, é bem absorvido no intestino delgado e em quantidades mínimas no intestino grosso. Uma pequena quantidade de urobilinogênio, normalmente absorvida, é reexcretada pelo fígado e rins (circulação entero-hepática). Quando a função dos hepatócitos é prejudicada, a reexcreção hepática de urobilinogênio é prejudicada e a excreção renal aumenta. Esse mecanismo explica a urobilinogenúria na doença hepática alcoólica, febre, insuficiência cardíaca e nos estágios iniciais da hepatite viral.