膽色素的一種。是由血紅蛋白分解產生的血紅素被氧化、失去鐵，使卟啉環打開而形成。膽綠素又名去氫膽紅素。一種膽汁色素。存在於膽汁及黃膽尿中。暗綠色片狀或柱狀晶體。約300℃變黑，分解而不熔化，無熔點。溶於甲醇、乙醚、氯仿、二硫化碳、苯，難溶於水。可由膽紅素氧化而得。用於生化研究。
基本介紹
- 中文名：膽綠素
- 外文名：biliverdin
- 分類：膽色素之一種
- 形態特徵：深綠色片狀或柱狀結晶
- 存在位置：膽汁及黃膽尿中
- 前體物質：膽紅素
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膽綠素簡介
膽綠素又名去氫膽紅素。一種膽汁色素。存在於膽汁及黃膽尿中。暗綠色片狀或柱狀晶體。約300℃變黑，分解而不熔化，無熔點。溶於甲醇、乙醚、氯仿、二硫化碳、苯，難溶於水。可由膽紅素氧化而得。用於生化研究。
具體結構見圖1。
圖1 膽綠素結構
圖1 膽綠素結構膽紅素膽綠素
一般認為膽綠素是血紅素主要的終末代謝產物，也是家禽主要的膽汁色素。雞和火雞是以膽綠素鈉鹽的形式排入到膽汁中去的。禽類缺乏將膽綠索還原成膽紅素所必需的膽綠素還原酶，因此在禽類總膽汁色素中，膽紅素所占的百分數很低。
在正常禽類血清或血漿中，幾乎沒有或只有很少的膽紅素或膽綠素。有人研究發現，雞的膽紅素和膽綠素在膽囊中濃度幾乎相同，但在肝臟膽管的膽汁中，膽紅素則比膽綠素多75%。當結紮一側肝臟的膽管後，無高膽綠素血症而有輕度高膽紅素血症；當結紮兩側膽管後，則有痕量膽綠素血症及明顯高膽紅素血症。禽類的膽汁膽紅素很類似於犬的雙葡萄糖酸膽紅素(bilirubin diglucoride)，這一研究說明，對雞而言無論是肝外形成的膽綠素或是肝內膽管形成的膽綠素，均在肝外膽道系統中被還原成膽紅素。
食肉禽類血清膽紅素升高可發生在膽道阻塞或血管內溶血性疾病，而鸚鵡類臨床上出現黃疸則極為罕見，因此，如用血清膽紅素的測定法來檢查鸚鵡類肝臟疾病，則其意義不大，具有肝臟疾病的或處於飢餓狀態下的鸚鵡類血清，常呈現綠色，並含有尿酸鹽，這種情況的出現通常是由於存在高膽綠素血症和高膽綠色尿症所致。偶爾也見有罹患慢性肝病的鸚鵡類呈現黃疸，這可能是由於膽綠素非特異性地還原成膽紅素所致。如正常鳥類其血清呈現黃色，則認為這與膽紅色無關，而是食物中胡蘿蔔色素引起的。
代謝途徑
血紅素氧合酶(Heme Oxygenase，HO)是血紅素降解的限速酶，能將血紅素轉變為膽綠素，CO和鐵，膽綠素隨即被還原為膽紅素，己知HO有3種同工酶，HO-1，HO-2，HO-3。HO-2和HO-3呈組成型大量表達，它們可能為正常細胞內的血紅素結合而分別發揮其功能。而HO-1屬誘導型，廣泛分布於哺乳動物多種組織細胞中;HO-1可由多種刺激因子誘導表達，如氧化應激、熱休克、紫外線照射、缺血再灌注、重金屬、細菌脂多糖、細胞因子和NO及其底物血紅素等。最近的研究重點己集中在此酶促反應產物(膽綠素，CO和鐵)的生物學效應上，它們具有抗氧化、抗炎、抗凋亡、信號傳導和免疫調節及抑制黏附分子表達活性等作用。
HO-1對各種刺激的強大適應性反應表明其可能在阻止炎症反應和氧化性組織損傷中具有重要的作用。膽綠素，作為HO-1酶促反應產物之一，屬於三甲川膽色素的一種膽汁色素，為深綠色的色素體，是膽紅素的前體，只存在於鳥類、兩棲動物或食草動物的膽汁中、正常人的膽汁及血清中不存在。近年來，在其他疾病動物實驗中己有許多關於膽綠素與HO-1相關性的研究，但其結果各不相同。有的研究發現膽綠素能夠反作用於HO-1，通過負反饋調節抑制HO-1的表達生成，但也有研究發現它對HO-1的表達變並沒有顯著影響。大量研究證實HO-1對腦缺血再灌注損傷具有抗氧化，抗炎，抗調亡的神經保護效應同時，越來越多的動物實驗研究表明膽綠素具有強效的抗炎作用，它不僅能抑制由脂多糖誘導所致的炎症反應，保護大鼠的急性肺損傷，也能通過減少炎症介質的生成和釋放抑制腺毒血症的惡化發展，還能抑制巨噬細胞內Toll樣受體-4的表達和炎症因子的生成而產生強效的抗炎作用。另外，外源性給予膽綠素能下調黏附分子的表達而抑制白細胞的聚集，從而減少細胞因子和趨化因子的生成或者抑制促炎蛋白如環氧合酶-2和細胞色素P450等的生成，最終抑制炎症反應。
近年來，膽綠素套用於各種疾病的保護，如血管損傷，器官移植的報導越來越多，其作用機制主要是與抗炎效應相關。它在許多疾病發生髮展過程中能發揮抗炎作用，通過抑制炎症反應來減緩或改善疾病的惡化發展或預後，但其套用於腦缺血再灌注損傷的保護研究幾乎沒有報導。
血清膽綠素
血清膽綠素系血紅蛋白與膽紅素的中間物。Lemberg氏謂完整的肝功能及充足的營養，為膽綠素轉變成膽紅素所必需。膽綠素亦可由膽紅素氧化而成，尤其是膽紅素在肝及膽道停滯後。此時血中出現膽綠素，可能由於反流所致。膽綠素使皮膚變綠色。當含有膽綠素時，皮內注射小量0.1%正鐵氰酸鉀溶液，可引起藍綠色。膽綠素不呈Van denBergh氏反應，系由特殊分光光度計法測定。通常血清膽紅素與膽綠素量是平行的，惟溶血性黃疸時則無膽綠素。在完全性肝外膽道阻塞時，膽綠素濃度特別高，皮膚呈綠色。營養狀態的改善，似可降低血清膽綠素濃度。
使膽綠素轉變為膽紅素的生產工藝
膽紅素氧化後的主要產物為膽綠素，通過調整工藝使之再轉變為膽紅素，可提高膽紅素收率。
本法提取膽紅素，收率以新鮮豬膽汁計可達0.045%。
1、操作方法
(1)製取膽鈣鹽
取新鮮豬膽汁，過濾後，邊攪拌邊加飽和石灰水至pH=13~14。然後迅速加熱，40℃左右時，除去泡沫及脂類等雜質，95℃時恆溫15分鐘，勿煮沸，過濾得膽鈣鹽。
濾液作回收粗結合型豬膽汁酸用，膽鈣鹽即刻酸化。
對飽和石灰水的要求同以上各法的要求。
(2)酸化
加10倍量的蒸餾水於鈣鹽中，再加2.0%NaHSO3，研成糊狀。在20℃以下，邊攪拌邊滴加1：1的鹽酸溶液(鹽酸：冰=1：1)，至pH=1~1.5。
酸化時，開始加酸的速度可稍快，再逐漸變慢。酸化不砌底，易形成團塊，要注意防止。
酸化接近終點時，較粗稠，為防止酸化不徹底，可研磨過篩，再繼續進行酸化。
(3)乙醇處理
在室溫下，加10倍量的乙醇於酸化後的膽色素中，攪勻，調pH為3。加0.5%NaHSO3，拌勻後，置低溫、黑暗處分層。
同樣條件，再處理一次後抽千。
注意，粘稠的膽色素宜研磨，分散均勻，使乙醇接觸充分。pH不得高於4。
(4)水洗
將膽色素置於10倍量80℃熱水中攪勻，保溫10分鐘，收集漂浮的膽紅素，用乙醇脫水。
(5)氯仿提取
脫水後的膽色素，加0.5%的NaHSO3，於60℃用氯仿回流提取至提取液無色(少量氯仿，多次提取，效果好)。
(6)蒸餾回收氯仿，收取精製膽紅素
減壓蒸餾氯仿提取液至少量，冷至室溫後加1%NaHSO3和無水乙醇，調pH為酸性，置予4℃、黑暗處12小時以上，使膽紅素結晶析出。
收集結晶膽紅素，用熱蒸餾水洗滌，再用乙醚沖洗，真空乾燥後即得膽紅素精品。
2、膽綠素轉變為膽紅素的條件 。
①需加抗氧劑，
②pH為酸性，
⑧黑暗處低溫放置12小時以上。
有了上述三個條件的保證，部分膽綠素便可再轉變為膽紅素。
