膽色素（bile pigment)是含鐵卟啉化合物在體內(nèi)分解代謝的產(chǎn)物，包括膽紅素(bilirubin)膽綠素(biliverdin)、膽素原(bilinogen)和膽素(bilin)等化合物。其中，除膽素原族化合物無色外，其余均有一定顏色，故統(tǒng)稱膽色素。膽紅素是膽汁中的主要色素，膽色素代謝以膽紅素代謝為主心。肝臟在膽色素代謝中起著重要作用。
一、膽紅素的生成及轉(zhuǎn)運
(一)膽紅素的來源
體內(nèi)含卟啉的化合物有血紅蛋白、肌紅蛋白、過氧化物酶、過氧化氫酶及細胞色素等。成人每日約產(chǎn)生250?50mg膽紅素，膽紅素來源主要有：①80%左右膽紅素來源于衰老紅細胞中血紅蛋白的分解。②小部分來自造血過程中紅細胞的過早破壞。③非血紅蛋白血紅素的分解。
(二)膽紅素的生成
體內(nèi)紅細胞不斷更新，衰老的紅細胞由于細胞膜的變化被網(wǎng)狀內(nèi)皮細胞識別并吞噬，在肝、脾及骨髓等網(wǎng)狀內(nèi)皮細胞中，血紅蛋白被分解為珠蛋白和血紅素。血紅素在微粒體中血紅素加氧酶(beme oxygenase)催化下，血紅素原卟啉IX環(huán)上的α次甲基橋(＝CH-)的碳原子兩側(cè)斷裂，使原卟啉IX環(huán)打開，并釋出CO和Fe3＋和膽綠素IX(biliverdin)。Fe3＋可被重新利用，CO可排出體外。線性四吡咯的膽綠素進一步在胞液中膽綠素還原酶(輔酶為NADPH)的催化下，迅速被還原為膽紅素。(圖11－10)。
圖11－10 膽紅素的生成
血紅素加氧酶是膽紅素生成的限速酶，需要O2和NADPH參加，受底物血紅素的誘導。而同時血紅素又可作為酶的輔基起活化分子氧的作用。醫(yī).學全.在.線網(wǎng)站zxtf.net.cn
用X線衍射分析膽紅素的分子結(jié)構(gòu)表明，膽紅素分子內(nèi)形成氫鍵而呈特定的卷曲結(jié)構(gòu)分子中Ⅲ、Ⅳ兩個吡咯環(huán)之間是單鍵連接。因此，Ⅲ環(huán)與Ⅳ環(huán)能自由旋轉(zhuǎn)。在一定的空間位置，Ⅲ環(huán)上的丙酸基的羧基可與Ⅳ環(huán)，Ⅰ環(huán)上亞氨基的氫和Ⅰ環(huán)上的羰基形成氫鍵；Ⅳ環(huán)上的丙酸基的羧基也與Ⅱ環(huán)、Ⅲ環(huán)上亞氨基的氫和Ⅱ環(huán)上的羰基形成氫鍵。這6個氫鍵的形成使整個分子卷曲成穩(wěn)定的構(gòu)象。把極性基團封閉在分子內(nèi)部，使膽紅素顯示親脂、疏水的特性。
(三)膽紅素在血液中的運輸
在生理pH條件下膽紅素是難溶于水的脂溶性物質(zhì)，在網(wǎng)狀內(nèi)皮細胞中生成的膽紅素能自由透過細胞膜進入血液，在血液中主要與血漿白蛋白或α1球蛋白(以白蛋白為主)結(jié)合成復合物進行運輸。這種結(jié)合增加了膽紅素在血漿中的溶解度，便于運輸；同時又限制膽紅素自由透過各種生物膜，使其不致對組織細胞產(chǎn)生毒性作用，每個白蛋白分子上有一個高親和力結(jié)合部位和一個低親和力結(jié)合部位。每分子白蛋白可結(jié)合兩分子膽紅素。在正常人每100ml血漿的血漿白蛋白能與20-25mg膽紅素結(jié)合，而正常人血漿膽紅素濃度僅為0.1-1.0mg/dl，所以正常情況下，血漿中的白蛋白足以結(jié)合全部膽紅素。但某些有機陰離子如磺胺類、脂肪酸、膽汁酸、水楊酸等可與膽紅素競爭與白蛋白結(jié)合，從而使膽紅素游離出來，增加其透入細胞的可能性。過多的游離膽紅素可與腦部基底核的脂類結(jié)合，并干擾腦的正常功能，稱膽紅素腦病或核黃疸。因此，在新生兒高膽紅素血癥時，對多種有機陰離子藥物必需慎用。
