2 курс / Нормальная физиология / Основы_физиологии_гемостаза_Струкова_С_М_

плазминоген в плазмин, который гидролизует фибрин, и отвечает за удаление фибрина из сосудистого русла. Активность плазмина и t-PA блокируется ингибиторами. Прикрепление плазминогена и t-PA к фибрину обеспечивают специфические лизин-связывающие участки в крингл-структурах молекул плазминогена и активатора t-PA ( рис. 3-39, рис.3-40)

3.4.4.Различие функций тканевого активатора плазминогена

(t-PA) и активатора плазминогена урокиназного типа (u-PA),

Существование двух активаторов плазминогена ставит вопрос о различии их функций. Общепринята точка зрения, что t-PA служит активатором лизиса фибрина и тромболизиса в сосудах, а основная роль u-PA заключается в стимуляции протеолиза компонентов межклеточного матрикса, что обеспечивает миграцию клеток. Эти функции обусловлены структурными особенностями активаторов (рис. 3-39). Как видно на рисунке, основное различие активаторов сосредоточено в N-концевой некаталитической области, ответственной за связывание ферментов с компонентами клеток и клеточного окружения. Именно

N-концевые домены t-PA – пальцевидный домен и второй крингл-домен отвечают за специфическое связывание молекулы t-PA с фибрином. В комплексе фибрин-t-PA-плазминоген происходит быстрая активация плазминогена в плазмин, т.к. каталитическая эффективность t-PA в комплексе при активации связанного плазминогена на три порядка выше, чем свободного профермента.

Известно, что многие типы клеток через рецепторы связывают плазминоген и его активаторы, обеспечивая повышение скорости активации и защиту связанного плазмина от ингибирования 2–антиплазмином. Кроме того,

связанный с поверхностью клеток t-PA сохраняет ферментативную активность и защищен от ингибирования PAI-1 (ингибитор активаторов плазминогена первого типа). Одним из t-PA рецепторов клеток эндотелия служит аннексин А2,

который также связывает плазминоген, но с меньшим сродством. Аннексин А2

ускоряет активацию плазминогена t-PA и может играть роль в обеспечении жидкого состояния крови и не тромбогенности эндотелия. Кроме того, в

гетеротетрамерном комплексе двух субъединиц аннексина А2 и двух субъединиц белка S100A10 скорость активации плазминогена t-PA значительно выше чем при связывании с одним аннексином А2. Получены доказательства

141

того, что белок S100A10 скорее чем аннексин А2 является рецептором плазминогена и t-PA, тогда как функция аннексина А2 состоит в заякоривании белка S100A10 на клеточной поверхности.

Критическим для проявления активности урокиназы в физиологических условиях является связывание с рецептором u-PAR, который обнаружен на эндотелии, моноцитах, нейтрофилах, гладкомышечных и других клетках.

u-PA cвязывается со специфическим клеточным рецептором (u-PAR), что приводит к повышению активации связанного с клетками плазминогена.

Рецептор урокиназы не имеет трансмембранного и внутриклеточного доменов, а заякорен на мембране клетки ковалентной связью С-конца молекулы рецептора с гликозилфосфатидилинозитолом мембраны. Такая структура обеспечивает высокую подвижность рецепторов u-PAR и их кластеризацию на лидирующем полюсе мигрирующей клетки. Связанная с рецептором урокиназа создает высокий протеолитический потенциал,

необходимый для локального протеолиза белков межклеточного матрикса и направленного движения клетки.

Связывание u-PA с рецептором приводит к усилению образования плазмина, что обусловлено как активацией плазминогена, так и расщеплением под действием образующегося плазмина одноцепочечного u-PA (scu-AP) до обладающего высокой активностью tcu-AP.

Связывание плазминогена и его активаторов на поверхности эндотелия обеспечивает участки локального образования плазмина. Концентрирование протеолитической активности на поверхности клеток может играть важную роль в сохранении жидкого состояния крови и поддержании не тромбогенных свойств эндотелия сосудов (рис. 3-38).

3.4.5. Протеолиз фибриногена и фибрина плазмином

Следующие реакции происходят последовательно в течение как

фибриногенолиза так фибринолиза (рис. 3-42).

142

фибрине, которые обеспечивают дополнительные связывающие участки для плазмина и играют важную роль в распространении фибринолиза.

3.4.6. Ингибиторы фибринолиза

Активность фибринолиза регулируется ингибиторами семейства серпинов. Уровнь плазмина регулирует быстродействующий 2-антиплазмин

(a2-АП), который связывает фермент по активному центру и по лизин-

связывающему участку крингла, ответственного за взаимодейстие с субстратом – фибрином. Кроме ингибирования плазмина, a2-АП стабилизирует фибрин, связываясь с ним подобно плазминогену.

Взаимодействие ингибитора и фибрина с одним и тем же связывающим участком плазмина обеспечивает избирательность действия фермента. В

присутствии 2-антиплазмина фермент может осуществлять лизис фибрина только в участке его образования до тех пор, пока не поступит в кровоток с продуктами деградации фибрина.

a2-антиплазмин, кроме того, сшивается с С-концевым участком фибрина ковалентными изопептидными связями с помощью фактора XIIIa,

стабилизирующего фибрин на последней стадии его образования. Прочно связанный с фибрином a2-АП может инактивировать плазмин, который образуется из связанного с фибрином плазминогена. Лизис фибрина происходит при связывании плазминогена из кровотока, что обеспечивает его расщепление с поверхности тромба и препятствует образованию эмболов.

Связывание 2-антиплазмина с фибрином и ковалентная сшивка с ним под действием фактора XIII в процессе формирования сгустка стабилизирует фибрин и регулирует начальные этапы лизиса фибрина. Недостаточность 2-

антиплазмина связана с кровоточивостью.

Активность активаторов плазминогена также регулируют серпины, из которых основным является ингибитор активаторов плазминогена первого типа (PAI-1). PAI-1-основной ингибитор фибринолиза, синтезируется эндотелием сосудов. PAI-1 – острофазный белок, концентрация которого возрастает при воспалении и тромбообразовании. Синтез PAI-1

144

стимулируется при действии липополисахаридов эндотоксинов при сепсисе и провоспалительных цитокинов, таких как IL-1 и TNF.

В плазме PAI-1 образует комплекс с витронектином, который увеличивает время полужизни ингибитора и стабилизирует его, обеспечивая связывание с тромбоцитарным тромбом и с внеклеточным матриксом.

Связывание PAI-1 с витронектином не влияет на его взаимодействие с t-PA.

PAI-1 связывает t-PA по нескольким участкам, в том числе активному центру и положительно заряженному кластеру, включающему остатки

Lys296, Arg298 и Arg299 во втором крингле молекулы t-PA. Это связывание обеспечивает эффективное ингибирование активатора. Комплекс PAI-1/t-PA cохраняет способность связываться с фибрином и может конкурировать с t- PA за активацию плазминогена, связанного с фибрином.

Ингибитор активаторов плазминогена-1 типа (PAI-1) -

мультифункциональный белок:

1)быстро действующий ингибитор активаторов плазминогена;

урокиназы и активатора плазминогена тканевого типа;

2)регулятор клеточной пролиферации, адгезии, миграции и механизмов передачи сигналов;

3) регулятор миграции и апоптоза гладкомышечных клеток сосуда и эндотелиальных клеток, и, вследствие этого, регулирует ангиогенез и рестенозы.

Эти свойства обусловлены его способностью контролировать образование плазмина, регулировать сигнальные пути, а также способность связывать витронектин и белок, родственный рецептору липопротеина. К

тромботическим осложнениям ведет недостаток фибринолитической активности, обусловленный либо повышением PAI-1, либо снижением концентрации t-PA или плазминогена. Повышение PAI-1 коррелирует с повышением риска глубоких венозных тромбозов.

К числу блокаторов фибринолиза относится активируемый тромбином ингибитор фибринолиза (TAFI) или прокарбоксипептидаза В плазмы (табл.

7). TAFI – одноцепочечный гликопротеин, профермент, который превращается в активный TAFIа после расщепления пептидной связи Arg92– Ala93 тромбином. Активационный пептид (92ао) остается нековалентно

145

связанным с каталитическим доменом, содержащим Zn2+. Свободный тромбин активирует TAFI с низкой скоростью, но связывание тромбина с тромбомодулином эндотелия меняет конформацию фермента и повышает скорость активации TAFI на три порядка. Тромбин в комплексе с тромбомодулином превращает TAFI в фермент – карбоксипептидазу В ,

которая специфически отщепляет С-концевые остатки лизина и аргинина от молекулы фибрина на начальных этапах его лизиса. В результате снижается сродство фибрина к плазминогену и t-PA, скорость образования плазмина и лизиса фибрина в комплексе с тромбомодулином эндотелия.

Физиологический фибринолиз регулируется специфическими молекулярными взаимодействиями компонентов системы, а также регуляцией синтеза и секреции (в основном эндотелием) активаторов плазминогена и их ингибиторов. Фибринолитическая система не только обеспечивает удаление фибрина из кровотока, но и выполняет важную, но до конца не выясненную роль в других физиологических и патофизиологических процессах, таких как эмбриогенез, ангиогенез, овуляция, пролиферация интимы, а также атеросклероз, канцерогенез и метастазирование.

ВАЖНО

1.Регуляция свертывания крови (вторичного гемостаза)

включает:

1) инактивацию тромбина и других сериновых протеиназ

серпинами; связывание тромбина тромбомодулином; ингибирование

протеиназ системы свертывания, предшествующих появлению

тромбина, факторов Xa и VIIa, ингибитором пути тканевого фактора

(TFPI);

2) блокирование образования тромбина системой протеина

С;

3) фибринолиз – лизис сгустка фибрина, регуляцию фибринолиза ингибиторами.

146

2.Конформационные сдвиги в молекуле серпина при инактивации протеиназ напоминают работу мышеловки. Изменение от стрессированной формы серпина в релаксированное состояние сопровождается переходом в гиперстабильную неактивную форму молекулы, при этом происходит необратимое ингибирование протеиназы.

3.Реакция инактивации протеаз происходит медленно, но прогрессивно ускоряется гликозаминогликанами (ГАГ)

эндотелия и гепарином.

4. Ингибитор пути тканевого фактора (TFPI) блокирует

начальные стадии каскада свертывания, связывая факторы Xa и VIIa при появлении тканевого фактора на поверхности поврежденной стенки сосуда.

5. Тромбомодулин (ТМ) рецептор – первая мишень тромбина

на эндотелии. В комплексе с ТМ тромбин (нМ) активирует расщепление протеина С (РС), связанного с рецептором – EPCR

(эндотелиальным рецептором протеина С), в сериновую протеиназу – АРС с антикоагулянтной, антивоспалительной и цитопротекторной активностью.

6. В комплексе с кофактором – протеином S, АРС инактивирует факторы Va и VIIIa свертывания крови,

необходимые для образования тромбина в фазе распространения свертывания крови. Склонность к тромбообразованию возникает при нарушениях в структуре гена фактора V, не позволяющих АРС расщеплять фактор Vа и ингибировать образование тромбина.

7. Фибринолиз – лизис сгустка фибрина сериновой

протеиназой – плазмином, который образуется из плазминогена при

действии физиологических активаторов: тканевого активатора

147

плазминогена (t-PA) или активатора плазминогена урокиназного типа

(u-PA).

8. Фибринолиз осуществляется на фибриллах фибрина или

поверхности клеток. Специфические лизин-связывающие участки в крингл-структурах молекул плазминогена и активатора t-PA

отвечают за прикрепление плазминогена и t-PA к фибрину и эффективное расщепление плазминогена до плазмина активатором t- PA. Основная роль u-PA заключается в стимуляции протеолиза компонентов межклеточного матрикса и миграции клеток.

9. Плазмин катализирует гидролиз в фибрине 42 пептидных

связей и отвечает за удаление фибрина из сосудистого русла.

Каждое расщепление ведет к образованию новых C-концевых остатков Lys в фибрине, которые обеспечивают дополнительные связывающие участки для плазмина и играют важную роль в распространении фибринолиза. Активность плазмина и t-PA

регулируется ингибиторами.

Глава 4. Свертывание крови и

воспаление

4.1. Интеграция систем свертывания и воспаления

Воспаление и гемостаз, включающий тромбоцитарно-сосудистый этап и этап собственно свертывания крови, - две основные защитные системы организма, которые служат для узнавания и уничтожения патогенов и для коррекции повреждений тканей, вызванных инфекцией,

травмой или другими причинами. Воспаление стимулирует активацию системы гемостаза, которая в свою очередь также может активировать воспалительные ответы.

148

Между воспалением, как ответом на инфекцию, и свертыванием крови

существует множество перекрестных связей, как в поддержании

адекватного иммунного ответа против потенциально опасных,

Вместе с тем, воспаление и свертывание играют критическую роль в патогенезе многих воспалительных, сердечно-сосудистых заболеваний (

таких как: атеротромбоз, инфаркт миокарда, нестабильная стенокардия и

диссеминированного внутрисосудистого свертывания ( ДВС) и целом ряде

других болезней.

Несколько примеров патофизиологических процессов, при которых тесная взаимосвязь воспаления и гемостаза вносит значительный вклад в

патогенез и / или прогрессирование болезней: 1) системный воспалительный ответ на инфекцию, сепсис, следствием которого может

быть синдром диссеминированного внутрисосудистого свертывания

(ДВС). ДВС характеризуется тромбообразованием в микроциркуляции,

мультиорганной недостаточностью и, на следующем этапе,

несвертываемостью крови в основном русле, серьезными кровотечениями вследствие истощения факторов свертывания крови, так называемой « коагулопатии потребления»;

2) локальный воспалительный ответ в участке разрушения нестабильной атеросклеротической бляшки, развитие острого артериального тромбоза и инфаркта миокарда.

воспалении

Запуск систем врожденного иммунитета и воспаления в ответ на разнообразные микробные компоненты осуществляется через активацию семейства Толл - подобных рецепторов (TLRs) на антиген-

149

презентирующих клетках – моноцитах, макрофагах, дендритных клетках, а

также эпителиальных, эндотелиальных клетках, тромбоцитах и др.

TLR распознают консервативные структурные мотивы (паттерны),

характерные для патогенных микроорганизмов (PAMP, pathogen-associated microbial patterns). Сигнальные пути, индуцируемые при активации TLRs,

запускает внутриклеточную сигнализацию, ответом на которую является

активация процессов воспаления, а высокая концентрация ЛПС

эндотоксина может привести к системному воспалению и септическому

шоку. Для активации TLR4 необходимы адаптерные молекулы (рис. 4- 43).

Прежде всего, происходит димеризация рецепторов TLR, затем

рекрутируется белок MyD88 (фактор миелоидной дифференцировки 88),

один из адаптерных белков (как MAL ( MyD88подобный адаптор (или

TIRAP)), необходимых как для активации NF-кB, так и протеинкиназ,

затем IRAK1. Далее IRAKs активируют TRAF-6 (фактор -6,

ассоциированный с рецептором TNF) . Впоследствии происходит активация IкB киназного комплекса (IKK комплекс), состоящего из

150