Biochemie und Pathobiochemie: Porphyrinabbau

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Allgemeines

Beim Porphyrin-Abbau wird Häm zu Bilirubin und anderen Gallenfarbstoffen degradiert. Die Ausscheidung von Bilirubin erfolgt hauptsächlich über die Leber nach erfolgter Glucuronidierung.

Abbau der Porphyrine

⇓

Subst.

( ⇑ )

Co.

Enzym

EC

EG

Erkr.

Häm

3 O₂, 3 NADPH/H⁺

Fe²⁺, CO, 3 H₂O, 3 NADP⁺

Häm-Oxygenase

RES

1.14.99.3

Ox

HMOX1-Def.

Biliverdin

NADPH/H⁺

NADP⁺

Biliverdin-Reduktase

RES

1.3.1.24

Ox

Bilirubin

UDP-Glucuronat

UDP

Glucuronosyltransferase

Hepatozyt

2.4.1.17

Tr

Hyperbilirubinämie I (Gilbert-S.), Crigler-Najjar-S. Typ I und II,

Bilirubin-monoglucuronosid

Bilirubinmonoglucuronosid

Bilirubin

Bilirubin-Glucuronosid- Glucuronosyltransferase

Hepatozyt

2.4.1.95

Tr

Bilirubin-diglucuronosid

2 H₂O

2 Glucuronat

β-Glucuronidase

Darm

3.2.1.31

Hyd

Mucopoly- saccharidose VII

Bilirubin

6 H

Darm

	2H
D-Urobilinogen	2H	D-Urobilin

2 H

Darm

	2H
I-Urobilinogen (Mesobilirubinogen)	2H	I-Urobilin

4 H

Darm

	2H
L-Urobilinogen (L-Stercobilinogen)	2H	L-Urobilin (L-Stercobilin)

Beim Abbau von Erythrozyten im retikuloendothelialen System von Milz und Lebersinusoiden wird Hämoglobin freigesetzt. Freies Hämoglobin wird von Haptoglobin gebunden. Das Hämoglobin wird in Globin und Häm zerlegt. Häm wird von der Häm-Oxygenase unter Freisetzung des Eisens und Abspaltung von Kohlenmonoxid zum grünlichen Biliverdin oxidiert. Die Biliverdin-Reduktase reduziert Biliverdin weiter zum rot-gelb-bräunlichen Bilirubin. Bilirubin wird von der Leber aus dem Blut aufgenommen, und da es schlecht wasserlöslich ist, mit Glucuronsäure konjugiert und in die Gallenkanälchen sezerniert. Im Darm wird es teilweise dekonjugiert und von Bakterien weiter abgebaut. Die Gallenfarbstoffe werden z.T. reabsorbiert und über die Nieren ausgeschieden. Sie sind für die braune Farbe des Stuhls (Stercobilin) und die gelbe Farbe des Urins (Urobilinogen, Urobilin) verantwortlich.

Pathobiochemie

Ein Anstieg des gelbrotbräunlichen Bilirubins im Blut durch vermehrte Produktion oder gestörte Ausscheidung führt zum Ikterus (Gelbsucht) mit gelber Verfärbung der Skleren und der Haut. Die Ursachen können prähepatisch (Hämolyse, z.B. bei Malaria), intrahepatisch (z.B. bei Leberzirrhose, Gilbert- oder Crigler-Najjar-Syndrom) oder posthepatisch (Cholestase, z.B. bei Gallensteinen) zu finden sein. Das erhöhte Serum-Bilirubin wird vermehrt über die Niere ausgeschieden und führt klassischerweise zum „bierbraunen Urin mit gelbem Schüttelschaum“.

Labormedizin

Beim prähepatischen Ikterus ist vor allem das unkonjugierte (indirekte) Bilirubin erhöht, beim intra- und posthepatischen Ikterus eher das konjugierte (direkte) Bilirubin.

Weblinks

KEGG: Porphyrin and chlorophyll metabolism - Homo sapiens (human)

Allgemeine Hintergrundfarbe für Substrate	Hintergrundfarbe Reaktionspfeile	„Schlüsselenzyme“
Energiereiche Phosphate Reduktionsäquivalente	CO₂ / HCO₃⁻ C1-Reste Stickstoff

Abk.: Tr.: Transkriptionelle Regulation, Tl.: Regulation der Translation, Lok.: Regulation über die Enzymlokalisation, Kov.: Regulation durch kovalente Modifikation, All.: Allosterische Regulation, Koop.: Kooperativer Effekt, Co.: Cofaktoren, EC: Enzymklassifikation, EG: Enzymgruppe (Oxidoreductase, Transferase, Hydrolase, Lyase, Isomerase, Ligase), Erkr.: Assoziierte Erkrankungen.

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