Молекула гемоглобина здорового человека (Hb А) состоит из четырех субъединиц, образованных комплексом группы гема - и полипептидной цепи глобина. Гем представляет собой протопорфириновое кольцо с поливалентным атомом железа в центре (Черниговский и др., 1968). Парные полипептидные цепи гемоглобина (2 a и 2 b) различаются по количеству аминокислотных остатков и по последовательности их расположения: a -цепь состоит из 141 аминокислотного остатка, b - цепь - из 146.

Гемоглобин F (фетальный, от анг. foetus-плод), (a2 , g2 ) - главный компонент в крови новорожденных, где он составляет 60-80 %. В течении первого года после рождения Hb F почти полностью заменяется Hb А. В крови взрослого человека содержание Hb F в норме не превышает 1-2 %. a - цепи этого гемоглобина не отличаются по своей структуре от b - цепей Hb А, в то время как другая пара цепей - g - цепи - отличается от b - цепей Hb А. Аминокислотный анализ g - цепей показал, что g - цепи Hb F, как и b - цепи Hb А, состоят из 146 аминокислотных остатков, но отличаются порядком аминокислот в 39 позициях. Кроме того, g - цепь является единственной, в состав которой входят остатки изолейцина. Фетальный гемоглобин в 155 раз более устойчив к воздействию щелочи, чем Hb А, имеет лучшую растворимость в концентрированных солевых растворах (Идельсон, 1975).

Главным источником билирубина в организме является гемоглобин. Распад гемоглобина и его превращение в билирубин протекает в клетках ретикуло-эндотелиальной системы. Посчитано, что ежедневно у человека разрушается около 1% всей массы гемоглобина. Существует несколько путей поступления гемоглобина в ретикуло-эндотелиальные клетки (Иржак, 1975). При нормальных состояниях основным и главным источником гемоглобина является фагоцитоз состарившихся эритроцитов с последующим их разрушением и выделением гемоглобина. Гемоглобин может попадать в ретикуло-эндотелиальную систему и непосредственно из плазмы (Каллаева, 1991). Так, при быстром внутрисосудистом гемолизе в плазме может появиться необычный пигмент- метгемальбумин, который также превращается в билирубин в ретикуло-эндотелиальной системе. Метгемальбумин обнаружен в крови здоровых новорожденных. Как и следовало ожидать, метгемальбумин часто обнаруживают в высокой концентрации в сыворотке крови детей с тяжелой гемолитической болезнью новорожденных (Таболин, 1967).

Распад гемоглобина в печени начинается с разрыва - метиновой связи между I и II кольцами порфиринового кольца. Этот процесс катализируется НАДФ-содержащей оксидазой и приводит к образованию зеленого пигмента вердоглобина (холеглобина) (Измайлов, 1968).

Дальнейший распад вердоглобина, вероятнее всего, происходит спонтанно с освобождением железа, белка-глобина и образованием одного из желчных пигментов - биливердина. Спонтанный распад сопровождается перераспределением двойных связей и атомов водорода в пиррольных кольцах и метиновых мостиках. Образовавшийся биливердин ферментативным путем восстанавливается в печени в билирубин, являющийся основным желчным пигментом у человека и плотоядных животных.

Основным местом образования билирубина являются печень, селезенка и, по-видимому, эритроциты (при распаде которых иногда разрывается одна из метиновых связей в протопорфирине). Образовавшийся во всех этих клетках билирубин поступает в печень, откуда вместе с желчью изливается в желчный пузырь (Березов, 1990). Билирубин, образовавшийся вклетках системы макрофагов, имеет название свободного, или НБ, поскольку из-за плохой растворимости в воде он легко адсорбируется на белках плазмы крови, и для его определения в крови необходимо предварительное осаждение белков спиртом. После этого билирубин вступает во взаимодействие с диазореактивом Эрлиха (Комаров, 1981).

Неконъюгированный (свободный или непрямой) билирубин не может преодолевать почечный барьер, токсичен для головного мозга, особенно у грудных детей (снижены функции гематоэнцефалического барьера). Транспортировку НБ по кровеносной системе осуществляет в основном альбумин (альбумин-лигандин). При значительном увеличении концентрации непрямого билирубина в сыворотке крови (до 171,0-256,5 ммоль/л) часть пигмента не связывается с альбумином. Обычно отсутствие связи с белком объясняется полным использованием мощности альбумина (Хазанов, 1988). Каждая молекула альбумина может связывать 2 молекулы НБ, но одну из них прочно, а другую - рыхло. 1г альбумина прочной связью захватывает 14,4 ммоль НБ и столько же - непрочно. НБ в прочной связи с альбумином, хотя и может проникнуть в мозг, но нейротоксичностью, по - видимому, не обладает (Шабалов, 1996).

НБ в плазме крови может вести себя как анион за счет карбоксилазных групп диссоциированной пропионовой кислоты, а при присоединении 2 атомов водорода - как кислота. Если НБ-анион имеет линейную структуру, то НБ-кислота - узловую. Последнее соединение не растворимо в воде, но способно адгезировать к мембранам клеток вследствие образования комплексного соединения с фосфолипидами и далее проникать в цитоплазму путем аутофагоцитоза. Это и есть токсичный билирубин, вызывающий поражение мозга, ядерную желтуху (Рябов, 1978).

Уровень свободного НБ в крови невелик (около 0,4 мкмоль/л). Большее же количество узловой формы НБ связано с альбумином, но эта связь непрочная. В мозге “узловой” НБ теряет связь с альбумином и под влиянием кислой внутриклеточной pH образует агрегаты обусловливающие поражение нейронов В норме в пуповинной крови новорожденных допустимо содержание НБ 3,4 - 22,2 мкмоль/л, а ПБ 0 - 5,1 мкмоль/л (Шабалов, 1996).

1.5. Роль печени в пигментном обмене

В печени билирубин соединяется (коньюгирует) с глюкуроновой кислотой. Эта реакция катализируется ферментом УДФ-глюкуронилтрансферазой. При этом глюкуроновая кислота вступает в реакцию в активной форме, т. е. в виде УДФГК. Образующийся глюкуронид билирубина получил название ПБ (конъюгированного билирубина). Он растворим в воде и дает прямую реакцию с диазореактивом. Большая часть билирубина соединяется с двумя молекулами глюкуроновой кислоты, образуя диглюкуронид билирубина.

Образовавшийся в печени ПБ вместе с очень небольшой частью НБ выводится с желчью в тонкий кишечник. Здесь от ПБ отщепляется глюкуроновая кислота и происходит его восстановление с последовательным образованием мезобилирубина и мезобилиногена (уробилиногена). Принято считать, что около 10% билирубина восстанавливается до мезобилиногена на пути в тонкий кишечник, т. е. во внепеченочных желчных путях и желчном пузыре. Из тонкого кишечника часть образовавшегося мезобилиногена (уробилиногена) резорбируется через кишечную стенку, попадает в кровяное русло и током крови переносится в печень, где расщепляется полностью до ди- и трипирролов. Таким образом, в норме в общий круг кровообращения и мочу мезобилиноген не попадает (Гаврюшов, 1977).

Основное количество мезобилиногена из тонкого кишечника поступает в толстый кишечник, где восстанавливается до стеркобилиногена при участии анаэробной микрофлоры. Образовавшийся стеркобилиноген в нижних отделах толстого кишечника (в основном в прямой кишке) окисляется до стеркобилина и выделяется с калом.