Гемоглобиногенные пигменты

Гемоглобин состоит из белка – глобина и пигментной частицы – гема, в основе которого лежит протопорфириновое кольцо, связанное с железом, что придает специфическую окраску крови, мышцам, он близок к миоглобину. Отщепление гемоглобина от эритроцита называется гемолизом. Гемолиз может быть интраваскулярный (в циркулирующей крови) и экстраваскулярный (в очагах кровоизлияния). Это превращение связано со старением и разрушением эритроцитов, постоянным обновлением эритроцитарной массы. В патологии гемолиз наблюдается местно в области стазов крови, также и во всем кровяном русле:

- после переливания несовместимой крови (под действием гемолизинов)

- при освобождении гемолизинов мертвыми тканями (опухоли)

- при экзогенных интоксикациях (мышьяковый водород, бертолетова соль, змеиный яд и т.д.)

- при анемиях различной природы

В результате физиологического распада эритроцитов и гемоглобина в клетках МНФС образуются пигменты: ферритин, гемосидерин и билирубин. В патологических условиях помимо увеличения образования физиологически обусловленных гемоглобиногенных пигментов, может появляться ряд новых пигментов: гематоидин, гематин и порфирин.

Ферритин – железопротеид, содержащий до 23-30% железа. В зависимости от происхождения различают:

- анаболический ферритин, образующийся из железа, всасывающегося в кишечнике

- катаболический ферритин – из железа гемолизированных эритроцитов, который синтезируется в присутствии кислорода. Большое количество ферритина содержится в печени (депо ферритина), селезенке, костном мозге и лимфатических узлах, где обмен его связан с синтезом гемосидерина, гемоглобина и цитохромов. При патологических состояниях количество ферритина может увеличиваться как в тканях, так и в крови. Повышение содержания ферритина в тканях наблюдается при гемосидерозе, т.е. полимеризация ферритина ведет к образованию гемосидерина.

Гемосидерин (золотисто-желтый пигмент, придает органам ржаво-бурую окраску) образуется при расщеплении гема и является полимером ферритина. Это коллоидная гидроокись железа, связанная с белками, гликозаминогликанами и липидами клетки. Клетки, в которых образуется гемосидерин, называются сидеробластами. Сидеробластами могут быть клетки мезенхимальной и эпителиальной природы. Гемосидерин постоянно обнаруживается в клетках МНФС – ретикулярных и эндотелиальных клетках селезенки, печени, костного мозга и лимфатических узлов. В межклеточном веществе он подвергается фагоцитозу сидерофагами. Гемосидерин растворим в кислотах, нерастворим в щелочах, спирте, эфире, под действием перекиси водорода. Присутствие железа в гемосидерине выявляют с помощью берлинской лазури (реакция П ерлса).

В патологических условиях наблюдается избыточное образование гемосидерина и определяется это как гемосидероз. Общий гемосидероз наблюдается при внутрисосудистом разрушении эритроцитов (интраваскулярный гемолиз) и встречается при болезнях системы кроветворения (анемия, гемобластозы). Разрушенные эритроциты, их оболочки, гемоглобин идут на построение гемосидерина сидеринобластами которыми становятся клетки МНФС и эпителиальные клетки печени, почек, легких. В результате этого коллагеновые и эластические волокна пропитываются железом и орган приобретает ржаво-коричневую окраску. Местный гемосидероз развивается при внесосудистом разрушении эритроцитов (экстраваскулярный гемолиз), т.е. в очагах кровоизлияний, когда вне сосудов эритроциты теряют гемоглобин и превращаются в тени эритроцитов, свободный гемоглобин и обломки эритроцитов идут на построение гемосидерина. Нередко он током лимфы переносится в регионарные лимфатические узлы и придает им ржавый вид.

В крупных скоплениях крови по периферии среди живой ткани образуется гемосидерин, а в центре где аутолиз происходит без доступа кислорода и участия клеток появляются кристаллы гематоидина коричневого цвета, который может быть ромбической, игольчатой формы или в виде зёрен. Гематоидин не содержит железа, возникает при гидролизе оксигемоглобина и имеет бурую окраску. Наблюдается появление этого пигмента при малярии у людей. Примером отложения гематоидина могут служить геморрагические эрозии и язвы желудка, при которых под воздействием ферментов желудочного сока и HCl гемоглобин превращается в солянокислый гематин, придающий поверхности образовавшихся дефектов слизистой оболочки буро-черный цвет.

Гематопорфирин – пигмент, близкий к билирубину. В небольшом количестве имеется в крови, моче, тканях, играет роль антагониста меланина и повышает чувствительность кожи к свету. При значительном содержании гематопорфирина в крови (при отравлении свинцовыми препаратами) развиваются более или менее тяжелые симптомы повышенной чувствительность кожи к ультрафиолетовым лучам и на открытых частях тела возникают эритемы, пузыри, язвы, фотодерматит, коричневая пигментация кожи.

Билирубин – важнейший желчный пигмент. Его образование начинается в клетках МНФС при разрушении гемоглобина и отщеплении от него гема. Протопорфириновое кольцо гема теряет железо и превращается в биливердин. При его восстановлении образуется билирубин в комплексе с белком. Гепатоциты осуществляют захват пигмента, соединяют его с глюкуроновой кислотой и выделяют в желчные капилляры. С желчью билирубин поступает в кишечник, где часть его всасывается и по воротной вене вновь поступает в печень. Часть билирубина выводится из организма с калом в виде стеркобилина, а часть - с мочой в виде уробилина. В норме билирубин встречается в растворенном состоянии в желчи и в небольшом количестве в плазме крови. Это кристаллы красновато-желтого цвета, не содержат железа, нерастворимы в воде, глицерине, эфире. Выявляют билирубин с помощью реакции Гмелина, при которой под воздействием концентрированной азотной кислоты билирубин дает сначала зеленое, а затем синее или пурпурное окрашивание. Нарушение обмена билирубина связано с его образованием и выделением. Признаками нарушения обмена билирубина являются его повышенное содержание в плазме крови, желтом окрашивании билирубином кожи, склеры, слизистых и серозных оболочек и внутренних органов. Такое патологическое состояние называется желтухой.

Механизм развития желтухи различен и выделяют:

- гемолитическую/надпеченочную/ желтуху

- паренхиматозную / печеночную/ желтуху

- механическую / подпеченочную/ желтуху.

Гемолитическая желтухахарактеризуется повышенным образованием билирубина в связи с увеличением распада эритроцитов. Печень в этих условиях формирует большее, чем в норме количество пигмента, однако вследствие недостаточности захвата билирубина гепатоцитами уровень его в крови повышается. Гемолитическая желтуха наблюдается при сепсисе, интоксикации гемолитическими ядами, при инфекционной анемии лощадей, инфекционном энцефалите лошадей, кровопаразитарных болезнях, при обширных кровоизлияниях. Физиологически – у новорожденных.

Паренхиматозная желтуха возникает при поражении гепатоцитов в результате чего нарушается захват ими билирубина и соединение его с глюкуроновой кислотой и выделение. Такая желтуха наблюдается при остром и хроническом гепатите, циррозе печени.

Механическая желтуха связана с нарушением проходимости желчных протоков, что затрудняет выделение пигмента. Это наблюдается при желчекаменной болезни, атрезии желчных путей, новообразованиях.При застое желчи в печени возникают очаги некроза с последующим замещением их соединительной тканью и развитию биллиарного цирроза. Застой желчи приводит к расширению желчных протоков и разрыву желчных капилляров.