胆汁色素の形成

胆汁色素は、ヘモグロビンやその他の色素タンパク質（ミオグロビン、シトクロム、ヘム含有酵素）の分解産物です。胆汁色素には、ビリルビンとウロビリン小体（ウロビリノイド）が含まれます。

^{生理学的条件下では、}成人の体内で1時間あたり1～2×10 8個の赤血球が破壊されます。この過程で放出されたヘモグロビンは、タンパク質部分（グロビン）と鉄を含む部分（ヘム）に分解されます。ヘムの鉄は一般的な鉄代謝に含まれ、再び使用されます。ヘムの鉄を含まないポルフィリン部分は異化の対象となり、主に肝臓、脾臓、骨髄の細網内皮細胞で発生します。ヘム代謝は、複雑な酵素システムであるヘムオキシゲナーゼによって行われます。ヘムがヘムタンパク質からヘムオキシゲナーゼシステムに入ると、ヘミン（鉄が酸化される）に変換されます。ヘミンは、一連の酸化還元反応の結果として、ビリベルジンに代謝され、ビリベルジン還元酵素によって還元されてビリルビンに変換されます。

ビリルビンのさらなる代謝は主に肝臓で起こります。ビリルビンは血漿や水に溶けにくいため、肝臓に入るためにはアルブミンと特異的に結合します。ビリルビンはアルブミンと結合して肝臓に運ばれます。肝臓では、ビリルビンは飽和輸送システムを介してアルブミンから肝細胞の洞様毛細血管表面へと輸送されます。このシステムは非常に大きな能力を有しており、病的状態においてもビリルビン代謝の速度を制限することはありません。したがって、ビリルビン代謝は3つのプロセスで構成されます。

• 肝実質細胞による吸収;
• 肝細胞の滑面小胞体におけるビリルビンの抱合。
• 小胞体から胆汁中に分泌される。

肝細胞において、ビリルビンは極性基を付加し、水溶性になります。ビリルビンを水不溶性から水溶性へと変化させる過程は抱合と呼ばれます。まず、肝細胞の小胞体でビリルビンモノグルクロン酸抱合体が形成され、次に肝細胞膜の細管でウリジン二リン酸グルクロン酸トランスフェラーゼという酵素の作用によりビリルビンジグルクロン酸抱合体が形成されます。

ビリルビンは主にビリルビンジグルクロン酸抱合体として胆汁中に排泄されます。抱合型ビリルビンの胆汁中への排泄は、能動輸送機構の関与により、非常に高い濃度勾配に逆らって起こります。

抱合型（97%以上）および非抱合型ビリルビンは、胆汁の一部として小腸に入ります。ビリルビンが回腸と結腸に到達した後、グルクロン酸抱合体が特定の細菌酵素（β-グルクロニダーゼ）によって加水分解され、次に腸内微生物叢がメソビリルビンとメソビリノーゲン（ウロビリノーゲン）を連続的に生成して色素を復元します。回腸と結腸では、生成されたメソビリノーゲン（ウロビリノーゲン）の一部が腸壁から吸収され、門脈に入り、肝臓に入り、そこで完全にジピロールに分解されるため、通常、メソビリノーゲン（ウロビリノーゲン）は体循環や尿には入りません。肝実質が損傷すると、メソビリノーゲン（ウロビリノーゲン）をジピロールに分解するプロセスが妨げられ、ウロビリノーゲンは血液中に入り、そこから尿中に出ます。通常、大腸で生成される無色のメソビリノーゲンの大部分はステルコビリノーゲンに酸化され、大腸下部（主に直腸）でステルコビリンに酸化されて便とともに排泄されます。ステルコビリノーゲン（ウロビリン）のごく一部は、大腸下部で下大静脈系に吸収され、その後腎臓から尿とともに排泄されます。そのため、通常、ヒトの尿には微量のウロビリンは含まれますが、ウロビリノーゲンは含まれません。

ビリルビンを中和する方法は、グルクロン酸との結合だけではありません。成人の場合、胆汁中に含まれるビリルビンの15%は硫酸塩の形で、10%は他の物質と複合体を形成しています。

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