Chu trình chuyển hóa bilirubin tại gan và bài tiết

Chu trình chuyển hóa bilirubin là một quá trình quan trọng trong cơ thể, giúp loại bỏ các sản phẩm phân hủy từ hồng cầu già. Trong bài viết này, chúng ta sẽ cùng khám phá chi tiết về cách mà bilirubin được hình thành, vận chuyển, hấp thu, liên hợp và bài tiết, từ đó làm sáng tỏ vai trò thiết yếu của nó trong quá trình duy trì sức khỏe tổng thể.

Tổng quan về bilirubin 

Bilirubin là sắc tố mật màu vàng được tạo ra thông qua quá trình phân hủy các tế bào hồng cầu, được gọi là tan máu. Bilirubin được chuyển hóa trước khi bài tiết qua phân và nước tiểu. 

Mỗi ngày cơ thể sản sinh ra từ 250 - 300 mg bilirubin tự do, khoảng 20 - 30% lượng bilirubin này đến từ sự tiêu hủy myoglobin và cytochrome. Lượng còn lại đến từ sự phân hủy của hemoglobin trong hồng cầu già. Mỗi ngày, hàng tỷ tế bào hồng cầu già trong cơ thể bị phá hủy và phóng thích hemoglobin, chất này sau đó sẽ được phân hủy thành các hợp chất nhỏ hơn, trong đó có bilirubin. Có hai dạng bilirubin chính trong cơ thể: Bilirubin tự do (bilirubin không liên hợp) và bilirubin liên hợp. 

Bilirubin tự do, hay bilirubin không liên hợp, là dạng bilirubin chưa trải qua quá trình liên hợp tại gan và không tan trong nước. Nó được vận chuyển trong máu nhờ vào liên kết với albumin, một loại protein huyết tương. Sau khi được vận chuyển đến gan, bilirubin tự do được chuyển thành bilirubin liên hợp thông qua một quá trình hóa học gọi là liên hợp, nhờ vào enzyme glucuronyl transferase. Bilirubin liên hợp là dạng tan trong nước và có thể được bài tiết qua mật vào ruột non, nơi nó sẽ tham gia vào quá trình tiêu hóa.

Chu trình chuyển hóa bilirubin tại gan và bài tiết

Hồng cầu có tuổi thọ trung bình từ 100 - 120 ngày, sau thời gian này, chúng bắt đầu già đi. Khi di chuyển qua lách, hồng cầu già sẽ bị các đại thực bào tại đây bắt giữ và tiêu hủy. Sau khi bị tiêu hủy, hồng cầu giải phóng ra rất nhiều hemoglobin. Tiếp theo, hemoglobin được chuyển thành biliverdin, sắt và globin. Globin và sắt sẽ được dùng làm nguyên liệu để cơ thể tái sử dụng. Trong khi đó, biliverdin được khử thành bilirubin tự do nhờ vào men biliverdin reductase.

Sau đó, bilirubin tự do được giải phóng vào máu và nhanh chóng liên kết với albumin để được vận chuyển đến gan. Tại gan, bilirubin tự do trải qua quá trình liên hợp với axit glucuronic nhờ enzyme glucuronyl transferase, biến thành bilirubin liên hợp -  một dạng tan trong nước.

Bilirubin liên hợp sau đó được bài tiết vào các tiểu quản mật, chuyển đến túi mật và đi đến tá tràng. Tại tá tràng và hỗng tràng, bilirubin liên hợp không trải qua bất kỳ sự biến đổi hóa học nào và cũng không bị hấp thu bởi niêm mạc ruột cho đến khi di chuyển đến hồi tràng và ruột già. Tại đây, bilirubin liên hợp sẽ bị phân giải thành bilirubin không liên hợp nhờ sự xúc tác của enzyme β-glucuronidase. 

Sau đó, bilirubin không liên hợp tiếp tục được hệ vi khuẩn đường ruột chuyển hóa thành urobilinogen. Khoảng 80 - 90% urobilinogen này sẽ được thải ra ngoài qua phân, trong đó một phần sẽ tiếp tục bị khử thành stercobilin - chất tạo màu vàng nâu đặc trưng của phân.

Phần còn lại, khoảng 10 - 20% urobilinogen, sẽ được tái hấp thu thụ động qua thành ruột và đi vào tĩnh mạch cửa, đa phần sẽ quay trở lại gan và bài tiết lại vào mật (chu trình gan - ruột). Tuy nhiên, một lượng nhỏ urobilinogen (khoảng 1 - 5%) thoát khỏi quá trình tái hấp thu tại gan và được lọc qua màng lọc cầu thận, sau đó thải ra ngoài qua nước tiểu. Trong quá trình này, urobilinogen chuyển hóa thành urobilin, chất tạo nên màu vàng cho nước tiểu.

Rối loạn trong chu trình chuyển hóa bilirubin và ảnh hưởng đến sức khỏe

Sự rối loạn trong chu trình chuyển hóa bilirubin có thể dẫn đến nhiều vấn đề sức khỏe nghiêm trọng, phổ biến nhất là vàng da. Vàng da xảy ra khi lượng bilirubin trong máu tăng cao, gây ra tình trạng da và mắt có màu vàng. Có ba loại vàng da chính dựa trên nguyên nhân gây ra rối loạn trong chu trình chuyển hóa bilirubin: Vàng da trước gan, vàng da tại gan và vàng da sau gan.

Vàng da trước gan

Xảy ra do sự tăng cường phá hủy hồng cầu, làm tăng lượng bilirubin tự do trong máu. Các tình trạng bệnh lý như thiếu máu hồng cầu hình liềm, thiếu máu tán huyết và các rối loạn tự miễn có thể gây ra vàng da trước gan.

Vàng da tại gan

Thường liên quan đến các vấn đề tại gan, nơi mà quá trình liên hợp bilirubin không diễn ra bình thường. Các bệnh lý như viêm gan, xơ gan, hội chứng Gilbert có thể làm giảm khả năng liên hợp bilirubin của gan, dẫn đến tích tụ bilirubin tự do trong máu. 

Hội chứng Gilbert được cho là một rối loạn kéo dài suốt đời trong đó bất thường đáng kể duy nhất là tăng bilirubin máu không liên hợp. Cơ chế gây bệnh có thể liên quan đến các khiếm khuyết phức tạp trong quá trình liên hợp bilirubin của gan, hoạt động của glucuronyl transferase thấp. Điều này dẫn đến sự liên hợp bilirubin chậm hơn trong gan, do đó bilirubin tự do tích tụ trong máu thay vì được bài tiết qua các ống dẫn mật.

Vàng da sau gan

Xảy ra khi có tắc nghẽn trong đường dẫn mật, làm cản trở quá trình bài tiết bilirubin liên hợp vào ruột non. Các nguyên nhân phổ biến gây tắc nghẽn mật bao gồm sỏi mật, khối u gan, khối u tuyến tụy.

Ngoài vàng da, các rối loạn khác liên quan đến chuyển hóa bilirubin cũng có thể gây ra các biến chứng nghiêm trọng. Ví dụ, nếu lượng bilirubin trong máu tăng quá cao ở trẻ sơ sinh, có thể dẫn đến bệnh vàng da nhân (kernicterus), một tình trạng gây tổn thương não do sự tích tụ bilirubin trong hệ thần kinh trung ương.

Sự hiểu biết về chu trình chuyển hóa billirubin không chỉ giúp hiểu rõ hơn về sinh lý học cơ bản mà còn hỗ trợ trong việc điều trị các rối loạn liên quan đến bilirubin. Việc phát hiện sớm và điều trị kịp thời các rối loạn này là rất quan trọng để giảm thiểu các biến chứng sức khỏe tiềm ẩn. Điều này đòi hỏi việc theo dõi các dấu hiệu lâm sàng như vàng da và tiến hành các xét nghiệm chẩn đoán để xác định nguyên nhân cụ thể.

Chu trình chuyển hóa bilirubin là một quá trình phức tạp và quan trọng, đảm bảo sự loại bỏ hiệu quả các sản phẩm phụ của quá trình phá hủy hồng cầu. Việc duy trì sức khỏe gan và theo dõi các dấu hiệu bất thường trong chuyển hóa bilirubin là những yếu tố quan trọng trong việc bảo vệ sức khỏe toàn diện.