ПИГМЕНТНЫЙ ОБМЕН

Пигментный обмен (лат. pigmentum краска) — совокупность процессов образования, превращения и распада в организме пигментов (окрашенных соединений, выполняющих самые различные функции). Нарушение Пигментного обмена является причиной большого числа болезней, в т. ч. болезней накопления, или следствием некоторых заболеваний (напр., вирусного гепатита и др.).

Наиболее важным аспектом обмена пигментов (см.) у животных и человека является обмен гемсодержащего хромопротеида гемоглобина (см.) и родственных ему пигментов — миоглобина (см.), цитохромов (см.),каталазы (см.) и пероксидаз (см.), многих дыхательных пигментов (см.). Синтез гема осуществляется из сукцинил-КоА и глицина через стадию образования 6-аминолевулиновой к-ты, при конденсации двух молекул которой возникает порфобилиноген — непосредственный предшественник протопорфирина (см. Порфирины). После завершения порфиринового цикла происходит включение в порфирии атома железа, доставляемого транспортным белком ферритином (см.), с образованием протогема, который, соединяясь со специфическим белком, превращается в гемоглобин или другой гемсодержащий пигмент. Хромопротеиды пищи (гемоглобин, миоглобин, хлорофилл-протеиды и т. д.), попадая в желудочно-кишечный тракт, расщепляются на белковую часть, подвергающуюся затем протеолитическому расщеплению, и простетическую группу. Гем не используется для ресинтеза хромопротеидов и окисляется в гематин, выделяющийся с калом в неизмененном виде или в виде соединений, образующихся из гематина под действием микрофлоры кишечника. В тканях распад гемоглобина и других гемсодержащих пигментов протекает иным путем. Гемоглобин, образующийся при распаде эритроцитов, доставляется белком плазмы гаптоглобином (см.) в клетки ретикулоэндотелиальной системы, где после окисления гемоглобина с образованием вердогемоглобина происходит отщепление от молекулы пигмента белковой части, которая затем разрушается под действием протеолитических ферментов, и высвобождение железа, пополняющего общий резерв железа в организме.

Избыточное образование желтокоричневого пигмента гемосидерина — продукта обмена гемоглобина и его отложение в тканях ведет к гемосидерозу (см.) и гемохроматозу (см.). Нарушение метаболизма гемоглобина в печени приводит к пигментному гепатозу (см. Гепатозы). При интенсивном разрушении большого числа эритроцитов (напр., при отравлениях, инфекциях, ожогах) возникает гемоглобинурия (см.) — появление в моче значительного количества гемоглобина. Известны многочисленные случаи синтеза аномального гемоглобина, заключающегося, напр., в замене аминокислот в первичной структуре глобина— белка молекулы гемоглобина (см. Анемии; Гемоглобин, гемоглобины нестабильные; Гемоглобинопатии). При некоторых патол, состояниях у человека и животных наблюдается выход из мышц и выделение с мочой миоглобина (см. Миоглобинурия).

Из вердогемоглобина образуется желчный пигмент зеленого цвета биливердин, представляющий собой линейное производное тетрапиррола. Он обнаружен в желчи, а также в тканях животных и человека. При восстановлении биливердина образуется другой желчный пигмент красновато-желтого цвета билирубин (см.). Желчные пигменты, попадающие в кишечник с желчью, частично всасываются в кровь и поступают в печень по системе воротной вены (см. Желчные пигменты). Свободный (непрямой) билирубин малорастворим и токсичен; он обезвреживается в печени путем образования растворимого диглюкуронида — парного соединения билирубина с глюкуроновой к-той (прямого билирубина). В пищеварительном тракте при восстановлении билирубина образуются основные пигменты кала и мочи — уробилиноген и стеркобилиноген, к-рые на воздухе окисляются в стеркобилин (см.) и уробилин (см.). Нормальное содержание непрямого билирубина в крови составляет 0,2— 0,8 мг/100 мл. При повышении содержания билирубина в крови выше 2 мг/100 мл развивается желтуха (см.). При желтухе в мочу через почечный фильтр проходит прямой билирубин (см. Билирубинурия). При нарушении функций печени в моче иногда обнаруживается большое количество уробилина (см. Уробилинурия). Нарушение порфиринового обмена приводит к развитию заболеваний, относящихся к группе порфирии (см.). При порфиринурии, сопровождающей ряд заболеваний, отмечают повышенное выделение р мочой порфиринов.

Меланины (см.) — темно-коричневые и черные пигменты человека и животных — образуются из тирозина в пигментных клетках (см.). Обнаружен также путь образования меланина из 3-оксикинуренина. Недостаточное образование меланина, вызываемое гл. обр. генетически обусловленной пониженной активностью тирозиназы, отмечается при альбинизме (см.). При аддисоновой болезни (см.) наблюдают усиленное образование меланина, приводящее к повышенной пигментации кожи. К патологическим состояниям, связанным с нарушением обмена меланина, относятся меланоз (см.) — избыточное накопление меланина, а также Меланома (см.) — опухоль, состоящая из малигнизированных клеток, вырабатывающих меланин,— меланобластов. Нарушения пигментации кожи — дисхромии кожи (см.) могут быть обусловлены не только нарушением обмена меланина, но и аномалиями обмена других пигментов, определяющих цвет кожи,— каротина (см.) и гемоглобина.

Нарушение обмена тирозина может приводить к выделению с мочой гомогентизиновой к-ты, при окислении которой образуется темный пигмент (см. Алкаптонурия). При этом часто происходит пигментация хрящей и другой соединительной ткани (см. Охроноз).

При некоторых патологических состояниях (напр., при E-гиповитаминозе), а также при старении в нервной, мышечной и соединительной тканях накапливается пигмент липидной природы липофусцин (см.). У животных избыточное образование пигментов липидной природы, возникающих, очевидно, в результате аутоокисления ненасыщенных липидов и последующей полимеризации продуктов их окисления, обнаружено при действии ионизирующей радиации и злокачественных опухолях.

Животный организм не способен синтезировать ряд пигментов, обнаруженных у растений. Однако биосинтез хлорофилла (см.) в растительных тканях имеет общие черты с образованием порфиринов у животных. Каротиноиды (см.) синтезируются при последовательной конденсации молекул ацетил-КоА через образование мевалоновой к-ты. При окислении каротинов образуются ксантофиллы. Каротиноиды, поступившие в организм животных с растительной пищей, подвергаются окислительному расщеплению (этот процесс происходит гл. обр. в стенке кишок) с образованием ретиналя, альдегида витамина А. Образующийся затем витамин А поступает в кровь и накапливается в различных тканях, в т. ч. в печени. В фоторецепторах сетчатки ретиналь, соединяясь с белком опсином, образует родопсин (см.), обеспечивающий различение света (см. Зрительные пигменты).

При нарушении превращения каротиноидов в витамин А развивается гиповитаминоз А, сопровождающийся значительными изменениями эпителия, поражением глаз и т. д. Экзогенная форма недостаточности витамина А встречается редко (см. Витаминная недостаточность). Избыток каротина в организме человека приводит к каротинемии (см.).

Флавоноиды и антоцианидины (см. Флавоны, Антоцианы) в растительном организме синтезируются из шикимовой к-ты или при конденсации двух молекул малонил-КоА с одной молекулой ацетил-КоА. В организме человека флавоноиды пищи распадаются на более мелкие фрагменты; иногда продукты распада флавоноидов обнаруживаются в моче в составе гомопирокатеховой, гомованилиновой и м-оксифенилуксусной к-т.

Методы определения — см. в статьях, посвященных описанию отдельных пигментов или групп пигментов.

Библиография: См. библиогр, к ст. Гемоглобин, Дыхательные пигменты, Желчные пигменты, Миоглобин, Пигменты.

Н. В. Гуляева.