635-65-4 / 膽紅素代謝檢查

膽紅素是一種膽色素，是血紅蛋白和其他亞鐵原卟啉蛋白的血紅素部分的降解產物。在肝、脾及骨髓的網狀內皮細胞中產生，透出細胞，進入血液，在血液中與清蛋白結合運輸，稱為未結合膽紅素或游離膽紅素。然后被肝細胞攝取，與Y蛋白(或Z蛋白)結合后，進一步在肝細胞內形成葡萄糖醛酸膽紅素，也稱結合膽紅素。結合膽紅素自肝細胞釋放至毛細膽管，隨膽汁排入腸道，在腸道細菌作用下進行水解和還原反應，脫去了葡萄糖醛酸和加氫成無色的膽素原族化合物，隨糞便排出。正常血清中總膽紅素定量為3.42～17.1μmol/L，其中80%為未結合膽紅素，或稱間接膽紅素，為8.55～15.39μmol/L;其余為結合膽紅素，或稱直接膽紅素，為0.543～3.42μmol/L。當膽紅素代謝異常時即出現黃疸。測定血中膽紅素含量對診斷肝、膽疾病及某些血液疾病有重要意義。

膽紅素是肉食動物、豬及人膽汁中主要的膽色素。可分非酯型膽紅素(游離膽紅素)和酯型膽紅素(結合膽紅素)兩種。前者在肝細胞內受酶作用可酯化成酯型膽紅素(主要為膽紅素-葡萄糖醛酸苷)，最后被肝細胞排泄至毛細膽管、成為膽汁中的一個組分。衰老紅細胞的血紅蛋白及其他的血紅蛋白分解的代謝產物。血紅蛋白經網狀內皮細胞分解，釋放出的膽紅素為游離膽紅素(非結合膽紅素或間接反應膽紅素)，此種膽紅素由血流運送至肝，在肝細胞內經膽紅素尿苷二磷酸葡萄糖醛酸基移換酶的作用，成為結合膽紅素或直接反應膽紅素。正常人血中以間接反應膽紅素為主，約占80%，余為直接反應膽紅素。膽紅素產生過多或代謝、分泌過程中的障礙及其他多種因素，可引起血清膽紅素增高而致黃疸。

一、概 述

生理與生化：

1.膽紅素的來源與生成 膽紅素由血紅素分解代謝而來，主要來源有以下幾種：①大部分膽紅素是由衰老RBC在單核吞噬細胞系統中被破壞而產生，占人體膽紅素總量的75%～80%。②小部分膽紅素來自組織其他含血紅素蛋白的物質，如肌紅蛋白、細胞色素P₄₅₀、過氧化物酶等的血紅素輔基的分解。 ③極小部分膽紅素來自造血過程中，在骨髓中，破壞的未成熟的RBC。

紅細胞破壞后的血紅素代謝過程包括：①血紅蛋白中血紅素與珠蛋白分離;②血紅素在單核吞噬細胞系統微粒體血紅素加氧酶作用下，卟啉環氧化斷裂，釋放出CO和鐵，形成膽綠素;③膽綠素在膽綠素還原酶催化下生成膽紅素IXa。

在體內從血紅素形成膽綠素，繼而還原為膽紅素，并進一步被結合、排泄，這樣復雜的過程總共只需 1～2 min，人體每天生成膽紅素250～300 mg。

2. 肝臟對膽紅素的攝取、轉化及排泄 在血循環中，膽紅素主要以膽紅素-白蛋白復合物的形式存在和運輸，除白蛋白外，α₁-球蛋白也可與膽紅素結合。膽紅素隨血運輸到肝臟后，在細胞膜上與白蛋白解離，并被肝細胞攝取。Y蛋白和Z蛋白是肝細胞內的兩種色素受體蛋白。Y蛋白是肝細胞主要的膽紅素轉運蛋白;Z蛋白對長鏈脂肪酸具有很強的親和力。Y、Z蛋白與進入胞質的膽紅素結合，并將它運至內質網。肝細胞對膽紅素的轉化在滑面內質網上進行，在膽紅素-尿嘧啶核苷二磷酸葡萄糖醛酸轉移酶的催化下，膽紅素被轉化為單、雙葡萄糖醛酸結合膽紅素，形成水溶性的結合膽紅素，結合膽紅素隨膽汁排泄至腸管后，在回腸末端至結腸部位，在腸道菌的作用下大部分被水解而脫下葡萄糖醛酸，還原成尿膽原。正常人每天從糞便排出40～280 mg尿膽原，它在腸管下段接觸空氣后被氧化成為尿膽素，隨糞便排出，成為糞便的主要色素。一部分尿膽原可被腸黏膜重吸收進入肝門靜脈，其中大部分以原形再排入膽道，小部分(0.4～4 mg)經體循環隨尿排出。

3. 膽紅素的分類

(1)基于化學反應的分類：1913年Van den Bergh根據膽紅素是否直接與重氮試劑反應，將其分為直接膽紅素和間接膽紅素。前者是經過肝細胞加工后的膽紅素，其實質是由膽紅素分子與1或2個葡萄糖醛酸分子單獨酯化的結構，易溶于水，可通過腎臟排泄，能直接與重氮試劑反應;后者是紅細胞破壞后形成的膽紅素，在循環中主要與白蛋白結合，間接膽紅素不能與重氮試劑直接反應，必須有“加速劑” 的參與，例如甲醇、咖啡因等試劑，才能反應。

(2)高效液相色譜法對血清膽紅素可進行比較準確和更詳細的分類：①α組分膽紅素即Bu，未結合膽紅素，它通過與血清白蛋白結合運輸到肝臟。α-膽紅素與白蛋白結合是可逆的，血中可呈現未和白蛋白結合也未和葡萄糖醛酸結合的游離膽紅素，稱為UB，蛋白非結合型膽紅素，這種膽紅素有毒性，正常人血清中含量甚微，如增加可發生膽紅素腦病或核黃疸。②β組分膽紅素即MBc，單葡萄糖醛酸結合膽紅素;③γ組分膽紅素即DBc，雙葡萄糖醛酸結合膽紅素。④δ組分膽紅素Bδ，即結合膽紅素和白蛋白以共價鍵結合者，這一部分可與重氮試劑呈直接反應。

總膽紅素是未結合膽紅素、單葡萄糖醛酸結合膽紅素、雙葡萄糖醛酸結合膽紅素和(組份膽紅素的總和。4種膽紅素的基本特征見表27-3。

表27-3 4種類型膽紅素的特性

二、血清總膽紅素測定(determination of total bilirubin)

血清中總膽紅素由3部分組成：未結合膽紅素(Bu)、結合膽紅素(Bc)、δ膽紅素(Bδ)。

(一)標本采集

血清：采用紅色蓋子(硅土促凝劑)和桔紅色蓋子(凝血酶促凝劑)真空采血管，采血1～2 ml。

血漿：綠色蓋子(肝素)或紫色蓋子(EDTA)的真空采血管，采血1～2 ml。避免光照。

(二)檢測方法

1. 參考方法(改良Jendrassik-Grof法)J-G法 原理：血清中膽紅素(Bu、Bc和Bδ)可在加速劑 (甲醇、咖啡因)的作用下，與重氮苯磺酸反應生成偶氮膽紅素，出現顏色反應，在中性溶液中呈紅色，顏色的深淺與膽紅素的濃度成正比。加入抗壞血酸、堿性酒石酸與稀釋的鹽酸改變偶氮染料的顏色為藍色，最大吸收峰從530 nm變為598 nm。Bu和Bδ與重氮苯磺酸立即反應，Bu反應較慢，但在咖啡因將白蛋白去除后反應加快。此方法被NCCLS、IFCC推薦為參考方法。

2. DPD法(二氯苯重氮鹽法) 原理：膽紅素與2，5-二氯苯重氮鹽在0.1μmol/L HCl溶液中形成紅色的偶氮染料，在540～560 nm定量檢測。在一定范圍內，呈色深淺與總膽紅素成正比。

3. 直接分光光度法 用于新生兒血漿膽紅素的測定。新生兒血中膽紅素大部分為Bu。此方法簡單，不需要樣本空白，不受溶血干擾。

原理：毛細管血漿在540 nm和454 nm讀取吸光度，兩個波長的吸光度值代表了樣本中膽紅素與血紅蛋白的吸光度和，用兩者之差來代表膽紅素的吸光度，因為血紅蛋白在兩種波長下都有吸收，因此吸光度之差與膽紅素濃度成正比。

4. 釩酸鹽氧化法 近年來較新的一個方法，該方法的試劑較穩定，可在室溫保存。

原理：在pH 3.0，表面活性劑存在的條件下，釩酸鹽可將血清中的膽紅素氧化成膽綠素。膽紅素的減少引起在波長450 nm處的吸光度下降，吸光度的變化與總膽紅素含量成正比。

5. 膽紅素氧化酶法 原理：在不同的pH條件下，膽紅素氧化酶能將膽紅素氧化成膽綠素。其中 Bc和Bδ在酸性環境中氧化(Bc在堿性環境中也可氧化)。在pH 8.2、十二烷基磺酸鈉和膽酸鈉的存在下，膽紅素氧化酶可將血清中所有的膽紅素氧化成膽綠素。

膽綠素 +O_₂→紫色復合物

紫色復合物在450 nm檢測。

(三)參考范圍

表27-4。

表27-4 血清總膽紅素參考值

轉換公式：mg/dl×17.1 =μmol/L

(四)臨床意義

(1)判斷有無黃疸。高膽紅素血癥是臨床黃疸的典型癥狀，新生兒與嬰兒>68 μmol/L(4 mg/dl)，兒童與成人>43μmol/L(2.5 mg/dl)。

(2)根據血清膽紅素分類，判斷黃疸類型。

①溶血性黃疸：血清總膽紅素和間接膽紅素增多，例如溶血性貧血、嚴重大面積燒傷、瘧疾、輸血反應等。

②阻塞性黃疸：血清總膽紅素和直接膽紅素增高，例如膽石癥，尿膽原可呈間歇性減少或消失，腫瘤壓迫所致，尿膽原可進行性減少或消失。

③肝細胞性黃疸：血清總膽紅素、直接膽紅素及間接膽紅素皆增高，例如急性或慢性病毒性肝炎、細菌性或寄生物性肝病、藥物導致的肝實質損傷、膽汁性肝損傷以及其他累及肝臟的原發性疾病。另一病因為膽紅素代謝性疾病。

(3)血清膽紅素生理性的降低見于孕婦，妊娠中期和晚期較明顯。另有報道，血清正常濃度的總膽紅素降低可導致冠心病危險增加，其機理尚不清楚，可能與膽紅素的抗氧化作用有關。

三、血清直接膽紅素與間接膽紅素測定(determination of direct bilirubin and indirect bilirubin)

(一)檢測方法

血清與重氮試劑混合后，在規定時間所測定的膽紅素，相當于直接膽紅素含量，總膽紅素減去直接膽紅素的值即為間接膽紅素含量。

(二)參考范圍

直接膽紅素：0～6.8 μmol/L (0～0.4 mg/dl)。

間接膽紅素：1.7～13.2 μmol/L(0.1～0.8 mg/dl)。

(三)臨床意義

1. 肝前性高膽紅素血癥(溶血性黃疸)

(1)新生兒生理性黃疸：新生兒出生后第2天至第5天可出現不同程度的高未結合型膽紅素血癥。出生后2周內血清膽紅素可恢復正常。原因如下：①紅細胞破壞過多，新生兒紅細胞的半壽期是70 ～ 90 d。胎兒期氧氣通過胎盤從母體血中獲得，體內呈低氧環境，則刺激紅細胞生成素的產生，進而制造過多的紅細胞。另外，胎兒娩出時，易造成某種損傷致紅細胞被破壞。②新生兒肝細胞內的二磷酸尿嘧啶核苷葡萄糖脫氫酶和葡萄糖醛酸轉移酶不足。③新生兒肝細胞內含γ蛋白極微，使肝細胞攝入膽紅素能力不足，引起膽紅素排泄障礙。④新生兒腸肝循環增加，加重膽紅素的回吸收和肝臟清除膽紅素的負擔。見于以上原因，出生兒在24 h后至1周內血清總膽紅素<205.2 μmol/L(12 mg/dl)，直接膽紅素 <25.65 μmol/L(1.5 mg/dl)。

(2)溶血病：由于母嬰Rh或ABO血型不合引起的新生兒溶血病，在出生后24 h內就可出現高膽紅素血癥，如不及時治療，過多的脂溶性未結合膽紅素穿過血腦屏障可引起核黃疸，>342 μmol/L時換血指標。

(3)黃疸還可見于自身免疫性溶血和少見的無效紅細胞生成(惡性貧血)。也可見于運動損傷引起的肌肉組織出血，橫紋肌溶解癥。

2. 肝細胞性高膽紅素血癥(肝細胞性黃疸)

(1)肝細胞受損，如肝炎、肝硬化等病變影響了肝臟對膽紅素的攝取、結合、分泌這3個過程可致結合與未結合膽紅素均有不同程度升高。

(2)先天性缺陷：①Gilbert綜合征(體質性肝功能不良)：因先天性缺乏γ蛋白和輕度的膽紅素- UDP-葡萄糖醛酸轉移酶缺乏而致膽紅素攝取和轉化異常。在男性中占2%～3%，是女性的2～7倍，無癥狀，輕度膽紅素升高(常<50～85.5 μmol/L)。②Grigler-Najjar綜合征：微粒體中膽紅素-UDP - 葡萄糖醛酸轉移酶活性極低，嬰幼兒多見，膽紅素可達256～684 μmol/L，有核黃疸，預后不良。以上兩者均為未結合膽紅素增高。③Dubin-Johnson綜合征和Rotor綜合征：結合膽紅素進入膽小管的轉運機理有缺陷。見于青少年。其中前者尿、糞卟啉正常，后者則升高。此兩者均為結合膽紅素增高。

(3)妊娠：某些人可見相對良性的短期肝內梗阻，結合膽紅素增高。

3.肝后性高膽紅素血癥(阻塞性黃疸) 特別是原發性膽汁性肝硬化，藥物吩噻嗪引起的膽道梗阻和其他原因所致的膽道梗阻使結合膽紅素增高。

4. 黃疸 當血清總膽紅素水平升高時，可根據直接膽紅素/總膽紅素比值來協助鑒別黃疸的類型。肝細胞性黃疸時直接膽紅素/總膽紅素的比值常為0.4～0.6;阻塞性黃疸時比值常>0.6。阻塞性黃疸、膽固醇性黃疸因直接膽紅素明顯升高，δ膽紅素在血中出現。在疾病恢復期，總膽紅素降低，尤其β 組分、γ組分明顯降低，δ膽紅素因半壽期較長，消失慢，直接膽紅素/總膽紅素的比值反可增高，甚至達到0.8～0.9。這也可能是有些患者尿膽紅素已呈陰性，而血清膽紅素不恢復正常的原因。正常人及不同類型黃疸的實驗室鑒別(表27-5)。

5. 尿膽紅素檢查 見尿液化學檢查。

6. 尿膽原檢查 見尿液化學檢查。

表27-5 正常人和不同類型黃疸的實驗室檢查

(四)評價和問題

1.標本必須新鮮，避免膽紅素在陽光照射下成為膽綠素;尿膽原氧化成尿膽素，檢測出的數值不準確。

2.輕度溶血對重氮法無影響，但嚴重溶血可使測定結果偏低。原因是血紅蛋白與重氮試劑反應形成的產物可破壞偶氮膽紅素，還可被亞硝酸氧化成高鐵血紅蛋白而干擾吸光度測定。

3.脂血對測定有干擾，應盡量空腹采血。

4.重氮法中檢測直接膽紅素，其中大部分為結合膽紅素(僅含MBc和DBc)及大部分的δ-膽紅素、少量的非結合膽紅素。

5.目前各種方法在測定直接膽紅素時，存在很多問題。首先，標準品只是結合膽紅素，而標本中所含結合膽紅素和未結合膽紅素的量不同，導致測定所得數值變異較大;其次，測定方法尚未標準化，現在所謂的直接膽紅素，只是根據化學反應的分類，此反應受反應時間的影響較大，1 min和5 min反應所得結果也可不同。所以，在選擇試劑盒時，應特別注意質量，各實驗室要有自己的參考范圍。

知識來源：宗淑杰,吳明江,秦銀河等 總主編;叢玉隆 分卷主編.醫家金鑒·檢驗醫學卷 下.北京：軍事醫學科學出版社.2007.第612-616頁.