Билирубин и его фракции: общий, прямой (конъюгированный) и непрямой (неконъюгированный)

Исследование одновременно определяет три параметра обмена пигмента: общий билирубин, прямую (конъюгированную) и непрямую (неконъюгированную) фракции. Главная задача анализа — не просто подтвердить наличие гипербилирубинемии, а установить, на каком этапе обмена пигмента произошёл сбой. Изолированный общий билирубин показывает лишь уровень суммарного содержания пигмента в крови, но не позволяет различить причины желтухи. Раздельное измерение фракций служит основным инструментом дифференциальной диагностики желтухи: одни и те же значения общего билирубина при разном соотношении фракций соответствуют принципиально разным заболеваниям. Преобладание непрямой фракции направляет диагностический поиск в сторону усиленного разрушения эритроцитов и наследственных нарушений конъюгации, преобладание прямой указывает на поражение печени или препятствие оттоку желчи. Поэтому фракционирование назначают не как скрининг, а как диагностический инструмент при уже известной гипербилирубинемии или подозрении на конкретный механизм желтухи. 
Биологическая логика разделения на фракции отражает последовательные этапы обмена пигмента. Непрямой билирубин образуется при распаде гемоглобина отслуживших эритроцитов в селезёнке, костном мозге и печёночных макрофагах. Он нерастворим в воде, переносится в крови в комплексе с альбумином и не способен пройти через почечный фильтр. В гепатоцитах под действием фермента UGT1A1 непрямой билирубин соединяется с двумя молекулами глюкуроновой кислоты (присоединяется к молекуле сахара) и превращается в прямой билирубин, растворимый в воде. Прямой билирубин активно секретируется в желчные капилляры и через систему желчных протоков поступает в кишечник, где под действием бактерий превращается в уробилиноген; основная часть преобразуется в стеркобилин, окрашивающий кал в коричневый цвет, а небольшая часть всасывается обратно и выводится почками в виде уробилина. Каждая фракция несёт собственную диагностическую информацию: непрямая отражает «вход» в систему обмена (образование пигмента и его доставку в печень), прямая — «выход» (внутрипечёночную переработку и удаление с желчью). При повреждении на любом этапе изменяется соотношение фракций, и именно это соотношение, а не сумма, определяет клиническую интерпретацию.

В лабораторном результате три значения связаны простым соотношением: общий билирубин = прямой + непрямой. На практике лаборатория обычно измеряет напрямую общий и прямой, а непрямой рассчитывает как их разность; при необходимости непрямой может определяться напрямую отдельным методом. У здорового взрослого основная часть общего билирубина приходится на непрямую фракцию (примерно 70–80%), а доля прямой не превышает 25–30% от общего значения. Сдвиг этого соотношения в любую сторону — главное диагностическое событие, на которое опирается врач при оценке желтухи и причин её появления. Анализ всегда оценивают совместно с показателями печёночного цитолиза (АЛТ, АСТ), холестаза (щелочная фосфатаза, ГГТ), синтетической функции печени (альбумин, протромбиновое время), общим анализом крови и, при необходимости, с маркёрами гемолиза (гемоглобин, ретикулоциты, ЛДГ, гаптоглобин) и вирусными гепатитами.

Клиническое значение

По локализации нарушения обмена пигмента и преобладающей фракции выделяют три механизма гипербилирубинемии. Надпечёночный (гемолитический) механизм связан с избыточным образованием пигмента при ускоренном разрушении эритроцитов: печень работает нормально, но не справляется с возросшей нагрузкой; в крови повышается преимущественно непрямая фракция, прямой билирубин остаётся в норме или повышается умеренно. Печёночный (гепатоцеллюлярный) механизм возникает при повреждении гепатоцитов и нарушении одновременно нескольких этапов внутрипечёночного обмена пигмента (захвата, конъюгации, секреции в желчь), поэтому обычно повышены обе фракции, чаще с преобладанием прямой и одновременным выраженным цитолизом по АЛТ и АСТ. Холестатический механизм развивается при нарушении образования или оттока желчи: на уровне внутрипечёночных желчных капилляров, желчных протоков или подпечёночной обструкции. В крови преобладает прямая фракция, она же фильтруется почками и придаёт моче характерный тёмный, пенистый оттенок; одновременно повышаются ЩФ и ГГТ, а при выраженном холестазе обесцвечивается кал. Различение этих сценариев определяет дальнейшее обследование: оценку костномозгового кроветворения и гемолиза, вирусологическое и иммунологическое исследование печени или визуализацию желчных путей.

Преобладание непрямой фракции при усиленном гемолизе встречается при широкой группе состояний с укороченной продолжительностью жизни эритроцитов: наследственные гемолитические анемии (наследственный сфероцитоз, серповидноклеточная анемия, бета-талассемия, дефицит глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы), аутоиммунные гемолитические анемии (тепловые и холодовые), пароксизмальная ночная гемоглобинурия, тромботические микроангиопатии (тромботическая тромбоцитопеническая пурпура, гемолитико-уремический синдром), механический гемолиз при искусственных клапанах сердца, инфекционный гемолиз (малярия, бабезиоз, тяжёлый сепсис), посттрансфузионные реакции, обширные гематомы и неэффективный эритропоэз при мегалобластных анемиях и миелодиспластических синдромах. Для гемолитической картины характерно сочетание повышенной непрямой фракции с признаками анемии, ретикулоцитозом, снижением гаптоглобина и повышением ЛДГ; прямой билирубин остаётся в норме, печёночные ферменты не изменены.

Изолированное повышение непрямой фракции при нормальной активности печёночных ферментов и отсутствии признаков гемолиза чаще всего обусловлено синдромом Жильбера, распространённой наследственной особенностью, связанной с уменьшением активности UGT1A1 и встречающейся у 3–7% населения. Заболевание носит доброкачественный характер, проявляется эпизодической лёгкой желтухой на фоне голодания, лихорадки, физической нагрузки, операций, употребления алкоголя и продолжается несколько дней с самостоятельным разрешением. Знание о наличии синдрома Жильбера клинически значимо при назначении лекарств, метаболизирующихся через глюкуронирование (иринотекан, индинавир, атазанавир, парацетамол в высоких дозах), и помогает избежать ненужного обследования при случайном выявлении повышенного билирубина. Значительно более редкие, но клинически тяжёлые варианты — синдромы Криглера-Найяра 1-го и 2-го типов, наследственный полный или частичный дефицит UGT1A1, проявляющийся тяжёлой неонатальной гипербилирубинемией; 1-й тип требует пожизненной фототерапии и трансплантации печени, 2-й тип частично отвечает на индукцию ферментов фенобарбиталом.

Повышение прямой фракции при гепатоцеллюлярных причинах объединяет острые и хронические гепатиты любой этиологии. Острые вирусные гепатиты A и E передаются фекально-орально, протекают чаще циклически с самостоятельным разрешением и редко хронизируются. Гепатиты B, C и D передаются парентерально и половым путём, могут давать как острые формы, так и хроническое течение с исходом в цирроз и гепатоцеллюлярную карциному. Острое алкогольное поражение печени и алкогольный стеатогепатит характеризуются повышением билирубина в сочетании с цитолизом, при котором активность АСТ преобладает над АЛТ. Лекарственное поражение печени развивается на фоне приёма гепатотоксичных препаратов (парацетамол в высоких или повторных дозах, противотуберкулёзные средства, противосудорожные, метотрексат, амиодарон, нестероидные противовоспалительные, некоторые антибиотики и антимикотики) и может протекать в гепатоцеллюлярном, холестатическом или смешанном вариантах. Аутоиммунный гепатит проявляется хроническим цитолизом с гипергаммаглобулинемией и характерным аутоиммунным профилем (антинуклеарные антитела, антитела к гладкой мускулатуре, к микросомам печени и почек 1-го типа). Цирроз печени, неалкогольная жировая болезнь и её прогрессирующая форма метаболически-ассоциированный стеатогепатит, наследственные заболевания накопления (гемохроматоз, болезнь Вильсона-Коновалова, дефицит альфа-1-антитрипсина) также сопровождаются повышением билирубина, выраженность которого зависит от стадии и активности процесса. При циррозе уровень общего билирубина входит в прогностические шкалы Child-Pugh и MELD и отражает тяжесть печёночной недостаточности.

Холестатический механизм с преобладанием прямой фракции делится на внутрипечёночный и внепечёночный. К внутрипечёночному относятся первичный билиарный холангит (аутоиммунное поражение мелких внутрипечёночных желчных протоков, маркёром которого служат антимитохондриальные антитела M2), первичный склерозирующий холангит (хроническое воспаление и фиброз желчных протоков, часто ассоциированный с воспалительными заболеваниями кишечника), лекарственный холестаз (амоксициллин-клавуланат, эритромицин, эстрогены, анаболические стероиды), холестаз беременных (внутрипечёночный холестаз во второй половине беременности с кожным зудом и повышением желчных кислот), доброкачественный возвратный внутрипечёночный холестаз. Редкие наследственные причины прямой гипербилирубинемии без признаков цитолиза и холестаза представлены синдромами Дабина-Джонсона и Ротора. При синдроме Дабина-Джонсона нарушено выведение конъюгированного билирубина из гепатоцита в желчь, тогда как при синдроме Ротора страдает печёночный захват и внутрипечёночное обращение конъюгированного билирубина. Оба состояния обычно проявляются хроническим или периодическим повышением прямой фракции билирубина при нормальной активности печёночных ферментов, имеют доброкачественное течение и не требуют специфического лечения.

Внепечёночные (механические) причины связаны с препятствием оттоку желчи на уровне общего желчного протока и крупных внутрипечёночных протоков. Наиболее частая причина — холедохолитиаз (камни общего желчного протока), сопровождающийся болью в правом подреберье, лихорадкой, желтухой и нередко холангитом. Опухолевая обструкция включает рак головки поджелудочной железы, опухоли большого дуоденального сосочка, холангиокарциному, метастатическое поражение ворот печени; для рака головки поджелудочной железы характерна безболевая прогрессирующая желтуха с пальпируемым увеличенным желчным пузырём (симптом Курвуазье). Рубцовые послеоперационные стриктуры, склерозирующий холангит крупных протоков, паразитарные поражения (для регионов России актуален описторхоз и его осложнения) и сдавление протоков извне также приводят к развитию механической желтухи. Клинически она сопровождается выраженным потемнением мочи, обесцвечиванием кала (ахолия), кожным зудом за счёт отложения желчных кислот в коже, а в лабораторном профиле наблюдается преимущественное повышение прямой фракции, ЩФ и ГГТ при относительно меньшем подъёме АЛТ и АСТ.

Особую группу представляет желтуха новорождённых. Физиологическая желтуха возникает у большинства доношенных и почти всех недоношенных детей со 2–3-го дня жизни, связана с временной незрелостью UGT1A1 и активным распадом фетального гемоглобина; в её основе лежит повышение непрямой фракции, и она обычно постепенно разрешается в течение первых недель жизни. Патологическая желтуха появляется в первые сутки жизни, быстро нарастает, сохраняется дольше ожидаемого срока или сопровождается высокими значениями билирубина и требует оценки неонатолога. Её причины включают гемолитическую болезнь новорождённых при резус- или АВ0-несовместимости, инфекции, наследственные гемолитические анемии, нарушения конъюгации билирубина и заболевания печени.

Высокий уровень непрямого билирубина у новорождённого опасен риском билирубиновой нейротоксичности. Непрямая фракция способна проникать через незрелый гематоэнцефалический барьер и накапливаться в подкорковых ядрах головного мозга. Этому способствуют факторы, повышающие проницаемость барьера (ацидоз, гиперосмолярность, кровоизлияния, нейроинфекции, артериальная гипотензия), и факторы, повышающие чувствительность нейронов к билирубину (недоношенность, асфиксия, гипогликемия, анемия, гипоальбуминемия). Развивается острая билирубиновая энцефалопатия с ранними проявлениями в виде вялости, плохого сосания и рвоты; на следующей стадии — опистотонус, спазм взора, судороги. При сохранении высокой концентрации билирубина формируется хроническая билирубиновая энцефалопатия, или ядерная желтуха (керниктерус), с отдалёнными неврологическими последствиями: хореоатетоидным детским церебральным параличом, нейросенсорной тугоухостью, параличом взгляда вверх, нарушениями интеллектуального развития, дисплазией эмали зубов. Для предупреждения этих осложнений при патологической неонатальной желтухе применяют фототерапию (преобразование билирубина в водорастворимые изомеры под действием синего света), при тяжёлых формах прибегают к обменному переливанию крови.

Раздельная оценка фракций у новорождённого имеет дополнительное диагностическое значение. Повышение прямой (конъюгированной) фракции не относится к физиологической желтухе ни в каком возрасте и требует обследования на холестатические заболевания печени, атрезию желчных путей, инфекции и наследственные метаболические нарушения, особенно при сохранении желтухи дольше двух недель, появлении светлого стула или тёмной мочи.

При беременности фракционирование билирубина имеет дополнительный диагностический смысл. В норме показатели остаются в пределах референсного диапазона или слегка снижаются за счёт гемодилюции. Заметное повышение, особенно во второй половине беременности, требует исключения внутрипечёночного холестаза беременных (с кожным зудом, преимущественно ладоней и подошв, повышением желчных кислот сыворотки и преобладанием прямой фракции), преэклампсии и HELLP-синдрома (гемолиз с повышением непрямой фракции, цитолиз, тромбоцитопения), острой жировой дистрофии печени беременных, а также вирусных гепатитов и желчнокаменной болезни, частота которой возрастает в этот период. Раздельная оценка фракций помогает быстро отличить гемолитический компонент HELLP-синдрома от чисто холестатической картины при ICP.

Снижение всех фракций ниже референсного диапазона самостоятельного диагностического значения не имеет и в большинстве случаев отражает индивидуальные особенности обмена или приём индукторов ферментов конъюгации. Изолированно низкие значения не используются ни для диагностики, ни для оценки тяжести состояния.

Что может влиять на результат

Гемолиз пробы — важнейший преаналитический фактор, особенно критичный для исследования с фракционированием. Внутрипробирочный распад эритроцитов искажает результаты как в сторону завышения (за счёт высвобождения связанного с эритроцитами материала и интерференции свободного гемоглобина с методом измерения), так и в сторону занижения (псевдоснижение за счёт интерференции при высоких концентрациях гемоглобина). Гемолиз in vitro особенно опасен тем, что может имитировать гемолитическую картину с повышением непрямой фракции, не существующую in vivo. Даже лёгкая розовая окраска сыворотки требует пересдачи образца. 
Воздействие света — второй критический фактор. Билирубин разрушается под действием видимого света синей части спектра в течение часов, поэтому образец должен быть защищён от освещения с момента забора до анализа; пробирки доставляют в лабораторию в светонепроницаемом контейнере. Светоразрушение более выраженно затрагивает непрямую фракцию. 
Липемия (молочная мутность сыворотки после приёма жирной пищи или при гиперлипидемии) и иктеричность самого образца при очень высоких значениях билирубина могут интерферировать с фотометрическими методами и требовать дополнительной обработки сыворотки или альтернативного метода измерения. 
Длительное жгутование вены перед взятием крови, выраженная мышечная работа в момент забора, недавняя интенсивная физическая нагрузка, голодание свыше суток способны изменить результат — и общую цифру, и распределение фракций. На уровни показателей влияют возраст (отдельные референсные нормы для новорождённых, детей до года, подростков), пол (у мужчин уровень в среднем несколько выше, чем у женщин), беременность и фаза менструального цикла (с минимальным влиянием), сопутствующая медикаментозная терапия. Корректная интерпретация всегда строится с учётом совокупности перечисленных факторов, клинической картины и результатов сопутствующих исследований.