FORMACIN DE BILIRRUBINA

La bilirrubina es un pigmento cristalino de color amarillo-naranja formado por la reduccin de la biliverdina. un pigmento verde, el cual se deriva del catabolismo del hemo. La reaccin limitante de la velocidad en la va desde el hemo a la bilirrubina es la oxidacin del hemo para formar biliverdina. un proceso controlado por la hemooxigenasa (HO). La degradacin del hemo a bilirrubina requiere la presencia de oxgeno (02) y de la forma reducida de nicotinamida adenina dinucletido fosfato (NADPH) y se libera monxido de carbono (CO) y hierro (Fe3*).El hemo, un anillo porfirnico que rodea a un ion frrico (Fe3*), es la porcin no aminoacdica de varias hemoprotenas, como hemoglobina, mioglobina, catalasa. peroxidasa. NO sinta-sa y citocromos mitocondriales y microsmicos (fig. 81-1).El hemo es una molcula esencial en todo el metabolismo que depende del oxgeno y convierteo a todas las clulas en una fuente potencial de bilirrubina. No obstante, en las circunstancias usuales, la produccin de bilirrubina resulta principalmente de la destruccin de la hemoglobina contenida en los eritrocitos.

En los recin nacidos, aproximadamente ei u% de ia prociuc-cin diaria de bilirrubina deriva del catabolismo del hemo procedente de la hemoglobina de eritrocitos circulantes. El 20% restante procede de la degradacin de hemo no eritropoytico, es decir, de otras hemoprotenas y de hemo libre en el hgado, as como de la destruccin de precursores eritrocitarios en la mdula sea o poco despus de su liberacin hacia la circulacin. Esa destruccin de precursores de clulas rojas o eritrocitos jvenes se denomina eritropoyesis ineficaz.Todo proceso que acelere la destruccin de clulas rojas de la sangre puede conducir a aumentos del hemo eritropoytico de-gradable y, con ello, potencialmente, a una elevacin de la carga de bilirrubina.

DEGRADACIN DEL HEMOEl primer paso en la va catablica de la molcula de hemo es tambin el paso limitante de la velocidad; la creacin de biliverdina por medio de la accin de la enzima microsmica HO. Esta enzima abre el puente alfa-meteno del hemo (v. fig. 81-1), convirtiendo el carbono alfa-meteno cuantitativamente en CO. Esta apertura del anillo hace posible la separacin del hierro, que puede ser reciclado, la produccin de CO, que puede eliminarse por medio de la respiracin, y la formacin de biliverdina. la cual es reducida inmediatamente por la accin de la biliverdina reductasa.

La enzima citocromo P 450 reductasa (NADPH-citocromo c [p450] reductasa) es un cofactor esencial en la degradacin de hemo a biliverdina, aportando un electrn para reducir el hemo al estado ferroso (Fe2+) (Yoshida y Kikuchi, 1978). En el estado ferroso, el hemo se une al oxgeno para iniciar una prolongada secuencia de pasos hacia la autooxidacin. Un intermediario alfa-hidroxihemo resulta reducido por la liberacin del carbono del puente alfa-meteno en forma de CO. Mediante el consumo de varias molculas de oxgeno y electrones, se forma un complejo biliverdina-hierro y el componente de hierro es liberado despus para ser reciclado. Para llevar a cabo la degradacin de un mol de hemo a bilirrubina, se estima que son necesarios 5 a 6 moles de NADPH y 3 molculas de O, (Maines, 1984; Rodgers y Steven-

La biliverdina es hidrosoluble y sera excretada fcilmente, como se demuestra en la fisiologa normal de aves, reptiles y anfibios (Stocker y cois., 1987). En los mamferos, sin embargo, la biliverdina es convertida con rapidez en bilirrubina por medio de la biliverdina reductasa en otro paso con consumo de energa. A diferencia de la biliverdina, la bilirrubina es lipfila y se une al hidrgeno; se reparte fcilmente hacia las membranas celulares y es virtualmente insoluble al pH normal. En consecuencia, para que el cuerpo pueda librarse de este producto final insoluble, son imprescindibles mecanismos de transporte y eliminacin.

TRANSPORTE DE LA BILIRRUBINA

La bilirrubina producida en las regiones perifricas del organismo es transportada a! hgado y unida firmemente (aunque en forma reversible) a la albmina. La bilirrubina formada en el sistema reticuloendotelial o en las clulas parenquimatosas del hgado es liberada hacia la circulacin. La bilirrubina no ligada no puede ser transportada en el suero ni ser excretada por el hgado o los riones, debido a que la solubilidad de la bilirrubina libre es sumamente baja, con un pH inferior a 7,8. Sin embargo, la bilirrubina no conjugada resulta soluble en solucin acuosa cuando est unida a protenas con alta afinidad por compuestos no polares (hidrfobos), como la albmina plasmtica o la ligandina heptica.

La albmina plasmtica es la protena ms abundante en el plasma, donde constituye el 50% de las protenas totales (Noto-rianni, 1990). Tiene la capacidad de unir compuestos endgenos como la bilirrubina, as como frmacos e iones metlicos, como consecuencia de grupos reactivos que se proyectan desde su estructura terciaria. Aunque la albmina tiene cierta afinidad por las molculas de bilirrubina no conjugada y puede fijarlas, otros compuestos pueden competir por los lugares de unin sobre la molcula de albmina. Existe un lugar de unin de alta afinidad para la bilirrubina sobre la molcula de albmina. Se sabe que hay un segundo lugar con afinidad mucho menor (slo un 0,3%) (Brodersen y Bartels, 1969). La bilirrubina puede ocupar este segundo lugar si los niveles de bilirrubina son extremadamente altos o cuando la unin al primer lugar est alterada.La albmina tiene tambin una alta afinidad por frmacos cidos como penicilinas y sulfonamidas. Dado que estos frmacos se unen al lugar predominante de fijacin de la bilirrubina, compiten con sta y son capaces de desplazar la molcula de bilirrubina de la molcula de albmina (Notorianni, 1990). Se ha demostrado que otros frmacos desplazan a la bilirrubina de la albmina reduciendo la afinidad de sta por la bilirrubina. Estn entre ellos la digoxina, la gentamicina, la furosemida, la tolbuta-mida y el sulfisoxazol. Se sabe que la bilirrubina es desplazada tambin por algunos conservantes utilizados en la preparacin de frmacos; el acctiltriptfano y el caprilato, que se emplean en la mayora de los preparados de albmina, tienen un efecto desplazante, el cual puede explicaren parte la incapacidad de las infusiones de albmina para reducir clnicamente los niveles de bilirrubina libre. La fijacin de la bilirrubina es un proceso dinmico, y siempre existe algo de bilirrubina no ligada en equilibrio con la que est unida a la albmina (tabla 81-1).

A la concentracin media de albmina srica de un neonato a trmino, 3.5 a 5,0 mg/dl. existen suficientes lugares de unin de albmina para transportar bilirrubina hasta una concentracin mxima de bilirrubina srica de 25 a 30 mg/dl (450 u.M/1), y queda una pequea cantidad de bilirrubina restante no ligada, en equilibrio con la bilirrubina ligada. Sin embargo, a niveles superiores de bilirrubina, los lugares de unin de albmina pueden resultar saturados y la cantidad de bilirrubina libre (es decir, no ligada) aumenta entonces considerablemente. La cantidad de bi-lirrubina libre se duplica cuando el nivel de bilirrubina total es de 15 a 20 mg/dl. se cuadruplica a 25 mg/dl y aumenta 8 veces a 30 mg/dl (Notorianni, 1990).

Se ha dedicado mucho esfuerzo a calcular la capacidad de unin de la bilirrubina srica. Los datos indican que la capacidad de unin firme terica de la albmina para la bilirrubina puede estar disminuida en el perodo neonatal. Un pH bajo puede tener un efecto directo sobre la unin de la bilirrubina a la albmina, y se sabe que aumenta el movimiento de la bilirrubina naca ios tejidos, alterando el equilibrio entre la fraccin ligada y la no li-gada y promoviendo de ese modo la disociacin de bilirrubina de los lugares de unin en la albmina (Odell y Cohn, 1960). Podra tener lugar un efecto de esa clase debido al impacto de los cambios del pH en el neonato sobre la solubilidad cambiante de la bilirrubina libre a valores de pH variables. Cuando el pH disminuye, la solubilidad de la bilirrubina disminuye y la bilirrubina es desplazada de la solucin y entra en las clulas con ms facilidad que la bilirrubina ligada (Bratlid, 1972; Nclson y cois., 1974; Wennberg, 1988). Los neonatos tienen un pH ms bajo que los lactantes de ms edad y los adultos (Notorianni. 1990) y tienen una concentracin de albmina ms baja en los primeros das de vida. La fijacin de bilirrubina puede estar an ms deprimida en los lactantes prematuros, cuya evolucin se complica frecuentemente con hipoalbuminemia. hipoxia, hipoglucemia, acidosis, hipotermia, hemolisis y septicemia. El aumento resultante de bilirrubina libre se ha hecho responsable de la neurotoxicidad de la bilirrubina a niveles sricos relativamente bajos en lactantes prematuros (Gartner y cois., 1970; Stern y Dentn, 1965).

No se conoce suficientemente el transporte de bilirrubina hacia los diversos compartimentos celulares, incluida la piel, pero puede ser de importancia clnica respecto a la susceptibilidad del lactante a los efectos txicos de la bilirrubina. Los tejidos corporales pueden servir como reservorio para la bilirrubina libre cuando los niveles sricos son elevados, protegiendo en parte al encfalo frente a la entrada y la deposicin de bilirrubina.

CAPTACIN DE BILIRRUBINA EN EL HEPATOCITO

La bilirrubina procedente del complejo bilirrubina-albmina es captada en la superficie de las clulas parcnquimatosas del hgado, donde la bilirrubina es transferida a travs de la membrana celular sin la molcula de albmina. La membrana plasmtica del hepatocito puede reconocer y fijar la bilirrubina unida a la albmina y transferirla directamente a un sistema de transporte de la membrana. Inmediatamente despus de pasar a travs de la pared celular, la bilirrubina se une a protenas intracelulares. Varias protenas elaboradas por el hepatocito fijan la bilirrubina en el citoplasma. La ms importante de ellas es la ligandina. La naturaleza y la funcin exacta de esta protena y otras protenas fijadoras estn todava en curso de investigacin, pero su presencia y el pH intracelular se considera importante en el mantenimiento de la solubilidad de la bilirrubina mientras se encuentra dentro de las clulas, y la fijacin de la bilirrubina en el interior de la clula impide su reflujo hacia la circulacin. Adems de potenciar la actividad de la uridina difosfoglucuroniltransferasa (UDPG-T) y de influir en los mecanismos de transporte en la membrana plasmtica, el fenobarbital eleva la concentracin de ligandina, y hace posible la existencia de ms lugares de unin para la bilirrubina dentro del hepatocito (Potter y cois., 1994).

CONJUGACIN DE LA BILIRRUBINAEl hgado convierte la bilirrubina en un conjugado excretable. relativamente polar (y por ello hidrosoluble) (fig. 81-2). La conjugacin consiste en la transferencia de 1-2 residuos de acide glucurnico desde el cido uridindifosfoglucurnico (UDPGA) producindose un monoglucurnido o un diglucurnido de bilirrubina. En el proceso de conjugacin participan 2 enzimas. Una es la UDPG-T, que est asociada con el retculo endoplsmico liso Se ha demostrado que esta enzima es inducida por ciertos frma cos. como el fcnobarbital, lo que sugiere un modo clnico de potenciar la conjugacin y la eliminacin de bilirrubina (v. cap. 87). La UDPG-T cataliza la formacin de monoglucurnidos de bilirrubina, los cuales pueden ser excretados o pueden ser almacenados y convertidos en diglucurnidos. Una segunda enzima, localizada en la membrana plasmtica del hepatocito, es responsable de la adicin de un segundo glucurnido (Schmid, 1978) (fig. 81-3). En el perodo neonatal, especialmente en lactantes prematuros, la conjugacin puede estar alterada debido a una menor actividad de la transferasa y a la posible ausencia de UDPGA. En efecto, en las primeras 48 horas de vida, la bilirrubina conjugada est casi totalmente en forma de monoglucurnido; despus predominan los diglucurnidos.La sangre del cordn de los recin nacidos normales contiene poca cantidad, si tiene alguna, de bilirrubina conjugada. Sin embargo, la sangre del cordn de fetos con hemolisis intrauterina puede tener ambas formas de bilirrubina conjugada, el monoglucurnido y el diglucurnido, indicando que la presencia de cantidades crticas de bilirrubina pueden inducir la conjugacin prematuramente.

EXCRECIN DE LA BILIRRUBINAUna vez conjugada, la bilirrubina es excretada hacia la bilis contra un considerable gradiente de concentracin, un proceso activo dependiente del consumo de energa. El transporte de bilirrubina conjugada desde el hepatocito al canalculo biliar es el paso limitante de la velocidad en el transporte transheptico de bilirrubina. La bilirrubina conjugada no resulta reabsorbida como tal una vez que alcanza el intestino. No obstante, a diferencia de los adultos, los recin nacidos tienen en sus heces y en la mucosa intestinal la enzima beta-glucuronidasa, la cual puede hidrolizar los monoglucurnidos y diglucurnidos de bilirrubina conjugada, devolviendo la bilirrubina al estado no conjugado, el cual se absorbe fcilmente. Adems, a diferencia de los adultos, en quienes las bacterias de la luz intestinal degradan la bilirrubina conjugada a un producto final no absorbible como la estercobilina, la luz intestinal del recin nacido es estril y slo es colonizada gradualmente en la transicin posterior al nacimiento. As pues, el neonato presenta el riesgo de un aumento de la absorcin enteroheptica de bilirrubina debido a 2 factores, la presencia de betaglucuronidasay la ausencia de bacterias. La interrupcin de la circulacin enteroheptica de bilirrubina se ha intentado con algn xito, utilizando agentes como agar, albmina y carbn activado. En el captulo 87 se exponen estas estrategias con ms detalle.

METABOLISMO DE LA BILIRRUBINA FETALIn tero, la transferencia placentaria de bilirrubina no conjugada directamente hacia la madre permite al feto mantener niveles de bilirrubina bajos, representando el hgado fetal un papel menor en la excrecin de bilirrubina. La bilirrubina UDPG-T es detec-table aproximadamente a las 20 semanas de gestacin, pero su cantidad permanece baja hasta despus del nacimiento. Antes de las 20 semanas de gestacin, el contenido intestinal y la bilis de los fetos contienen pequeas cantidades de bilirrubina no conjugada. En la gestacin avanzada, una hiperbilirrubinemia fetal grave puede inducir la produccin de enzima, potenciando la capacidad del feto para conjugar la bilirrubina.La bilirrubina formada a partir del catabolismo del hemo durante la vida fetal parece ser eliminada por 2 mecanismos. La bilirrubina que entra en la circulacin placentaria es filtrada a travs de la placenta hacia la circulacin materna. La concentracin de bilirrubina en la sangre venosa de retorno, procedente de la placenta, ha resultado ser ms baja que la concentracin en las arterias umbilicales que transportan sangre hacia la placenta. nicamente la bilirrubina no conjugada es eliminada a travs de la circulacin placentaria. La bilirrubina conjugada, cuando se forma in tero, permanece en el feto y puede acumularse en el plasma fetal y otros tejidos. Los lactantes con enfermedad hemo-ltica grave pueden nacer con concentraciones aumentadas de bilirrubina conjugada en su sangre.La segunda va para el aclaramiento de bilirrubina en el feto es por medio del hgado fetal. Esta va excretora es limitada en el feto como consecuencia de un flujo sanguneo heptico reducido, bajos niveles de ligandina en el hepatocito, y una actividad limitada de la UDPG-T. La bilirrubina conjugada que se excreta hacia el intestino del feto es hidrolizada en gran parte y se reabsorbe hacia la circulacin fetal.

Se puede encontrar bilirrubina en el lquido amnitico normal hacia la semana 12 de gestacin. Habitualmente desaparece del lquido amnitico hacia las semanas 36 a 37 del embarazo. Se encuentran niveles de bilirrubina aumentados en el lquido amnitico de lactantes con enfermedad hemoltica grave, y en asociacin con obstruccin intestinal fetal.El mecanismo por el que la bilirrubina logra pasar al liquide amnitico sigue siendo un tema de especulacin. Se ha sugerido que la bilirrubina que llega al lquido amnitico procede de secreciones traqueobronquiales, orina fetal, meconio, difusin travs de los vasos umbilicales, difusin desde la piel, o transferencia directa desde la circulacin materna. En los conejos existe una estrecha relacin entre la concentracin de bilirrubina no conjugada en el plasma y la que se encuentra en el lquido traqueal.En los captulos siguientes se exponen diversas causas de hiperbilirrubinemia neonatal. La ictericia suele ser el resultado de 1 o ms de los mecanismos siguientes:

1. Hipcrproduccin de bilirrubina.2. Captacin y transporte defectuosos de bilirrubina dcntrodel hepatocito.3. Conjugacin disminuida en los microsomas hepticos.4. Defectos en la excrecin de bilirrubina.5. Aumento de reabsorcin de bilirrubina a partir del tracto intestinal.