text
Портал для медицинских работников

Система фибринолиза: структура и активация

  • 15 января 2013
  • 74

Под системой фибринолиза понимают совокупность компонентов сосудистой стенки, клеток и плазмы крови, а также их взаимодействий, которые обеспечивают лизис (растворение) фибрина внутри сосудов. Процесс осуществляется посредством асимметричного расщепления фибрина/фибриногена на все более и более мелкие фрагменты. Фибринолитическая система представлена проферментом плазминогеном, ферментами, превращающими его в сериновую протеиназу, и сложной системой ингибиторов, регулирующих как активацию плазминогена, так и сам процесс лизиса фибрина.

Плазминоген образуется в печени и является одноцепочечным 92 кДа-гликопротеином. Активация плазминогена происходит в результате расщепления связи Арг561 - Вал562 с образованием фермента, состоящего из двух цепей, соединенных дисульфидным мостиком.

Внимание! Для скачивания доступна новая книга:  «Молекулярно-биологические исследования» ,

Тканевой активатор плазминогена (ТАП, t-PA) секретируется клетками эндотелия как одноцепочечный 70 кДа-гликопротеин. Третичная структура ТАП представлена доменами фибронектина, фактора роста эпидермиса и протеиназными доменами. Поскольку участки взаимодействия ТАП с фибрином и ингибитором активатора плазминогена первого типа (ИАП-1) перекрываются только частично, то комплекс ТАП - ИАП-1 сохраняет способность связываться с фибрином и может быть конкурентным ингибитором ТАП в активации лизиса тромбов.

Плазмин, калликреин и фактор Ха специфически расщепляют ТАП по связи Арг275 - Иле276. Образующаяся при этом двухцепочечная форма ТАП активирует свободный плазминоген с несколько большей скоростью, чем одноцепочечная, но в присутствии фибрина активаторные свойства двух форм ТАП практически не различаются. Свободный плазминоген активируется ТАП с очень низкой скоростью. Образование комплекса фибрин - ТАП - плазминоген значительно ускоряет эту реакцию. Кроме фибрина, аналогичным образом влияет связывание плазминогена и ТАП с мембранами клеток и белками межклеточного матрикса (тромбоспондином, желатином, коллагеном IV типа), но их кофакторная активность значительно меньше, чем фибрина. Тканевой сосудистый активатор плазминогена благодаря особенности своей структуры, как и плазминоген, прочно связывается с фибрином. Активация плазминогена происходит на поверхности фибрина с высокой скоростью, и фибрин лизируется под действием иммобилизованного на его поверхности плазмина.

Урокиназа. Выделенная из мочи, эта сериновая протеиназа состоит из двух субъединиц, соединенных дисульфидным мостиком. Третичная структура фермента представлена доменом фактора роста эпидермиса и каталитическими доменами.

Плазмин и калликреин метаболизируют урокиназу с образованием двухцепочечной формы фермента. Тромбин специфически расщепляет связь в урокиназе с образованием двухцепочечной формы, которая не активирует плазминоген in vitro, но обладает заметной тромболитической активностью in vivo. Одноцепочечная урокиназа не обладает высоким сродством к фибрину, но при введении больным лизирует тромбы без выраженной активации плазминогена в кровотоке. На мембранах клеток имеются рецепторы к урокиназе, и связывание урокиназы с ними характеризуется высокой специфичностью, т. к. другие компоненты системы гемостаза с этим рецептором не взаимодействуют.

Основная функция урокиназы состоит в активации клеток и протеолиза в межклеточном пространстве, а ТАП - в активации лизиса внутрисосудистых тромбов.

Основным ингибитором ТАП и урокиназы является 52 кДа- гликопротеин из семейства серпинов, получивший название ингибитор активаторов плазминогена первого типа (ИАП-1, PAI-1). Ингибиторы второго типа (ИАП-2, PAI-2), инактивирующие с высокой скоростью урокиназу, синтезируются плацентой, моноцитами и макрофагами. В норме в крови ИАП-1 не обнаруживается, но при беременности и ряде заболеваний его содержание в плазме может значительно возрасти. Также имеются ингибитор протеина С и протеиназный нексин I.

Взаимодействие ИАП-1 с активаторами протекает в две стадии. Вначале с высокой скоростью образуется обратимый комплекс, который затем расщепляется с освобождением С-концевого пептида ингибитора и образованием ковалентного комплекса активатор - ИАП-1. Значительное количество ИАП-1 (до 90% от общего пула крови) содержится в а-гранулах тромбоцитов и секретируется при их активации, что может создавать высокую локальную концентрацию ИАП-1 и играть важную роль в стабилизации фибриновой матрицы тромба.

Активность ИАП-1 в плазме подвержена циркадным изменениям в течение дня с максимумом в утренние часы и в течение года с максимумом в зимние месяцы. ИАП-1 является одним из наиболее быстро реагирующих белков острой фазы, а повышение его активности - основной причиной ингибирования фибринолиза.

Плазмин представляет собой сериновую протеиназу, расщепляющую Лиз-Арг- и Лиз-Лиз-связи в белковых субстратах, главным образом в фибрине и фибриногене.

Кроме фибрина и фибриногена плазмин способен расщеплять некоторые факторы свертывания крови (факторы XII, VIII), гормон роста, у-глобулин. Он обладает также эстеразной и амидолитической активностью.

В плазминогене и плазмине существуют пять взаимно гомологичных крендель-подобных доменов, образованных при участии S-S-связи фрагментами полипептидной цепи с весьма подобной аминокислотной последовательностью. Домены-крендели плазминогена подобны доменам-кренделям протромбина. Эти совпадения свидетельствуют не только о процессах дупликации генов в процессе эволюции этих белков, но и об общем генетическом происхождении предшественников свертывающего и фибринолитического ферментов. Домены расположены в N-концевой части плазминогена, и после активации оказываются в тяжелой А-цепи плазмина.

Домены определяют физиологические функции плазминогена и плазмина, в них расположены участки высокого и низкого сродства к Лиз (Лиз-связывающие участки). Кроме Лиз, эти участки способны связывать аминокапроновую кислоту, причем сродство с ней особенно велико. Лиз- связывающие участки обеспечивают специфическое связывание плазминогена с фибрином. В фибриновом сгустке 4% плазминогена остаются прочно адсорбированными, и только аминокапроновая кислота способна ослабить взаимодействие плазминогена с фибрином. Благодаря Лиз- связывающим участкам, плазмин после активации остается сорбированным на фибрине и практически не инактивируется а-антиплазмином, поскольку эти же участки связывания с лизином необходимы для полноценного взаимодействия плазмина с ингибитором. В плазме крови плазмин всегда находится в неактивном состоянии благодаря комплексообразованию с а-антиплазмином. В этом комплексе фермент может расщепить Лей-Мет-пептидную связь в молекуле ингибитора, но карбонильная группа лейцина остается соединенной с серином каталитического центра фермента.

Протеин С ускоряет фибринолиз, возможно, путем подавления ингибитора тканевого активатора плазминогена. Дефицит протеина С создает наклонность к рецидивирующим тромбозам. Глубокая вторичная депрессия протеина С (вплоть до полного исчезновения из крови) наблюдается при острых ДВС-синдромах, респираторном дистресс-синдроме, тяжелых поражениях печени, менее значительная - в послеоперационном периоде.

Ингибиторы плазмина

а2-антиплазмин (а2-АП) принадлежит к семейству серпинов, синтезируется в печени и секретируется как одноцепочечный гликопротеин. В крови а2-АП присутствует в виде двух форм: Мет-а2-АП, обладающий меньшим сродством к фибрину, и Асп-а2-АП. Обе формы ингибируют плазмин с одинаковой скоростью.

Реакция ингибирования плазмина протекает в две стадии. Вначале быстро образуется растворимый комплекс а2-АП-плазмин, в котором затем происходит медленное расщепление а2-АП по реактивному центру. Взаимодействие а2-АП с субстрат-связывающим участком обеспечивает селективность действия плазмина.

Кроме ингибирования плазмина в кровотоке, а2-АП принадлежит важная роль в стабилизации фибрина.

Плазмин расщепляет пептидные связи фибриногена или фибрина с образованием продуктов деградации - X-, Y-, D- и E-фрагментов. Солюбилизация фибрина происходит после расщепления ряда пептидных связей во всех трех субъединицах фибрина, что сопровождается освобождением одного из D-фрагментов. Сшитый с фибрином а2-АП ограничивает действие плазмина, который образуется из связанного при полимеризации плазминогена. Расщепление фибрина до растворимых фрагментов происходит после активации плазминогена, связывающегося с уже частично деградированным фибрином.

а2-макроглобулин (а2-МГ) - 725 кДа-гликопротеин является полифункциональным ингибитором протеиназ. а2-МГ ингибирует плазмин значительно медленнее, чем а2-АП, но, поскольку в плазме концентрация плазминогена в 2 раза выше, чем а2-АП, а2-МГ может играть важную роль в инактивации плазмина при потреблении а2-АП.

Активируемый тромбином ингибитор фибринолиза (АТИФ) синтезируется в печени и секретируется в кровь как одноцепочечный 58 кДа- гликопротеин. Его активация происходит в результате расщепления тромбином и другими трипсиноподобными протеиназами с образованием активного 35 кДа-фермента.

Свободный тромбин активирует АТИФ с низкой скоростью; связывание тромбина с тромбомодулином увеличивает каталитическую эффективность реакции в 1250 раз. Другим физиологическим активатором АТИФ может быть плазмин. Скорость реакции значительно повышается в присутствии гликозаминогликанов и при терапевтических концентрациях гепарина в крови.

Физиологический ингибитор АТИФа не идентифицирован. В растворе АТИФ спонтанно инактивируется; скорость инактивации увеличивается при повышении температуры, снижается в присутствии субстратов и конкурентных ингибиторов.

Клинические исследования (пато)физиологической роли АТИФ немногочисленны. Ван Тилбург и др. (2000) показали, что повышенный уровень АТИФ является фактором риска развития тромбоза глубоких вен. У женщин уровень АТИФ повышается с возрастом и при приеме оральных контрацептивов, что может быть одной из причин увеличения риска тромбообразования. Значительное снижение содержания активируемой формы АТИФ обнаружено у пациентов с хроническими заболеваниями печени и больных с острой промиелоцитопенической лейкемией, у которых отмечаются аномальная активация фибринолиза и высокая частота летальных геморрагий.

С1-активатор ингибирует активность урокиназы, способен ингибировать ТАП, но не тормозит активность стрептокиназы. Фибринолитическая активность эуглобулиновой фракции плазмы частично зависит от колебания содержания С1-активатора в крови.

Богатый гистидином гликопротеин вмешивается в связывание плазминогена с фибрином. Вероятно, это функциональный аналог антифибринолитических аминокислот, таких как аминокапроновая, транексамовая и др.

Процесс фибринолиза

В организме активация фибринолиза, как и активация свертывания крови, может осуществляться как по внешнему, так и по внутреннему пути.

Внутренняя активация фибринолиза

Внутренняя активация фибринолиза обусловлена комплексом XIIa или XIIf с калликреином и высокомолекулярным кининогеном (ВМК). Активность этого механизма оценивается по скорости лизиса эуглобу- линовой фракции, полученной в условиях основного обмена из крови, предварительно активированной контактом (каолином). Наряду с XIfo- зависимым лизисом имеется второй, не зависимый от этого фактора, механизм активации плазминогена.

Компоненты контактной системы

Высокомолекулярный кининоген (ВМК). Молекула ВМК включает 626 аминокислотных остатков, имеет молекулярную массу ~120 кДа и pI*4,3. Концентрация ВМК в плазме крови человека составляет 65-130 мкг/ мл.

Взаимодействие ВМК (домен D3, катепсин Н) с тромбоцитами, скорее всего через тромбоспондин, снижает активность тромбоцитарного каль- паина, связывание тромбина и подавляет тем самым агрегацию тромбоцитов, стимулированную тромбином. ВМК при связывании с полиморфно-ядерными лейкоцитами действует как антиадгезивная молекула. Кроме того, ВМК необходим при стимуляции активности нейтрофилов калликреином. При этом ВМК способствует увеличению продукции свободных радикалов кислорода, дегрануляции палочкоядерных лейкоцитов и высвобождению гранулоцитарной эластазы и лактоферрина.

Связывание ВМК с эндотелиоцитами происходит посредством гликопротеинов, идентичных рецепторам, связывающим глобулярные участки Clq-компонента комплемента. Колман Р. (1996) показал, что ВМК взаимодействует на поверхности эндотелиоцитов с рецептором урокиназного активатора плазминогена. При связывании ВМК с эндотелиоцитами увеличивается скорость освобождения брадикинина, который, в свою очередь, стимулирует образование NO и простациклина, оказывающих антитромботическое влияние, и вазодилатацию.

ВМК участвует в активации контактной фазы плазменного протеолиза, контролирует адгезию и активность тромбоцитов, нейтрофилов, эндо- телиоцитов, подавляет активность цистеиновых протеиназ, препятствуя деградации плазменных белков при повреждении различных тканей, участвует в регуляции артериального давления, модулирует воспалительные и антитромботические реакции, создает важную регуляторную систему во взаимодействии плазменных белков с клетками крови и клетками сосудистой стенки.

Прекалликреин и калликреин плазмы крови. Прекалликреин - предшественник калликреина - является гликопротеином, состоящим из 619 аминокислотных остатков, синтезируется прекалликреин в гепатоци- тах.

Калликреин, образующийся в результате активации прекалликреина, гидролизуя две пептидные связи в ВМК, освобождает брадикинин, который контролирует множество физиологических и патогенетических процессов, включая регуляцию функций эндотелиоцитов.

Фактор XII синтезируется в печени как одноцепочечный 78 кДа- гликопротеин. Активация фактора XII осуществляется под действием калликреина, скорость реакции увеличивается присутствием ВМК. Расщепление связи Вал352-Арг353 в молекуле предшественника приводит к образованию aXIIa-формы фермента, состоящей из тяжелой (353 аминокислотных остатка) и легкой (243 аминокислотных остатка) цепей, соединенных дисульфидной связью. Тяжелая цепь ответственна за связывание белка с анионной поверхностью при контактной активации. Легкая цепь содержит каталитический домен, имеющий высокую степень гомологии в последовательности аминокислот и размещении дисульфидных связей с каталитическими доменами плазмина, тканевого и урокиназного активаторов плазминогена. pXIIa образуется после гидролиза еще двух пептидных связей, что и приводит к образованию 30 кДа-фермента. Форма в XIIa является более эффективным активатором прекалликреина (ПК), а aXIIa - фактора XI.

Внешняя активация фибринолиза

Внешняя активация фибринолиза осуществляется в основном синтезируемыми в сосудистом эндотелии т. н. белковыми активаторами тканевого типа. Идентичные или очень близкие к ним активаторы содержатся во многих тканях и жидкостях организма, но из эндотелия они легче всего поступают в кровоток. Их интенсивный выброс происходит при всех видах закупорки сосудов, в т. ч. и при сжатии сосудов манжеткой тонометра, при физических нагрузках, под влиянием вазоактивных веществ и лекарственных препаратов - никотиновой кислоты, адреналина, норадреналина, аналогов вазопрессина (десмопрессин) и др. Мощные активаторы плазминогена содержатся также в клетках крови - эритроцитах, тромбоцитах, лейкоцитах. Кроме того, гранулоциты и макрофаги могут секретировать внутриклеточные киназы, которые сами по себе (т. е. без участия плазмина) расщепляют фибрин.

Активация плазминогена заключается в ограниченном протеолизе одной Арг-Вал-связи. Образовавшийся плазмин способен воздействовать на молекулу плазминогена и отщеплять от N-концевой области полипептид. В крови плазмин встречается в активном виде и в подлежащем оценке количестве только при патологических состояниях. Однако его предшественник плазминоген присутствует в крови в определенном и довольно постоянном количестве. Существует два пути превращения плазминогена в плазмин - внешний (вне сосудистого русла) и внутренний (в сосудистом русле). Внешняя активация происходит под влиянием фибринокиназы, которая в различных тканях организма обнаруживается в неодинаковом количестве. Подобно тромбокиназе, фибринокиназа освобождается и действует при поражении клеток, и играет важную роль в репаративных процессах соединительной ткани.

Внутренняя активация сложнее внешней. Белковый активатор (плазминопластин) превращает плазминоген в плазмин; однако в крови активатор встречается только в виде предшественников (проактиватор, проплазминопластин). Превращение проактиватора в активатор происходит под действием лизокиназы. Лизокиназа попадает в кровь из сосудистой стенки, причем это обеспечивается обширным регулирующим механизмом.

Активный плазмин вызывает последовательное асимметричное расщепление фибриногена/фибрина. Вначале от их а- и ^-цепей отщепляются низкомолекулярные фрагменты, суммарная масса которых составляет около 40 кДа. После их отщепления в плазме остается крупномолекулярный фрагмент Х, который еще сохраняет способность свертываться под влиянием тромбина. Затем под влиянием плазмина фрагмент Х расщепляется на фрагменты Y и D, а фрагмент Y - на фрагменты D и Е. Крупномолекулярные продукты фибринолиза (фрагменты Х и Y) обозначаются в литературе как “ранние” (они, как и растворимые фибрин-мономерные комплексы, определяются тестами склеивания стафилококков, латекс-агглютинацией), а фрагменты D и Е - как “поздние” или “конечные”. Последние часто выявляются (особенно при фибринолизе, а не фибриногемолизе) в виде димеров D-D или тримеров D-D-D.

Повышение в крови содержания продуктов деградации фибриногена (ПДФ) свидетельствует о том, что в ней активирован фибринолиз. При этом надо учитывать, что первичное повышение фибринолитической активности (без предшествующего свертывания крови) - явление крайне редкое.

При подавляющем большинстве клинических ситуаций активация фибринолиза вторична и связана либо с диссеминированным внутрисосудистым свертыванием крови, либо с массивными тромбоэмболиями, а также интенсивной локальной гемокоагуляцией в органах или ангиомах.

Очень часто при ДВС-синдроме и массивных тромбозах повышение уровня ПДФ сочетается с замедлением эуглобулинового и XIIa- калликреин-зависимого фибринолиза со снижением содержания в крови плазминогена и его активаторов.

Продукты, образующиеся в результате фибринолиза, биологически активны и оказывают влияние на проницаемость и тонус сосудов, свойства эндотелия, ингибируют агрегацию тромбоцитов и самосборку мономеров фибрина, тормозят фибринолиз, оказывают активирующее влияние на макрофагальную систему, поглощаются ретикулоэндотелием и блокируют его, взаимодействуя с системой комплемента.

Рекомендации по теме

Мероприятия

Мероприятия

Повышаем квалификацию

Посмотреть

Самое выгодное предложение

Самое выгодное предложение

Воспользуйтесь самым выгодным предложением на подписку и станьте читателем уже сейчас

Мы в соцсетях
А еще:
Сайт предназначен для медицинских работников!


Чтобы подтвердить ваш статус, зарегистрируйтесь, и:

Читайте экспертные
материалы

Скачивайте готовые
формы и СОПы

Смотрите
бесплатные вебинары

13 000 статей

1 500 инструкций

200 записей

Абонемент в электронную медицинскую библиотеку в подарок!

У меня есть пароль
напомнить
Пароль отправлен на почту
Ввести
Я тут впервые
И получить доступ на сайт Займет минуту!
Введите эл. почту или логин
Неверный логин или пароль
Неверный пароль
Введите пароль
Сайт предназначен для медицинских работников!


Чтобы скачать файл на портале ZDRAV.RU, зарегистрируйтесь, и:

Читайте экспертные
материалы

Скачивайте готовые
формы и СОПы

Смотрите
бесплатные вебинары

13 000 статей

1 500 инструкций

200 записей

Абонемент в электронную медицинскую библиотеку в подарок!

У меня есть пароль
напомнить
Пароль отправлен на почту
Ввести
Я тут впервые
И получить доступ на сайт Займет минуту!
Введите эл. почту или логин
Неверный логин или пароль
Неверный пароль
Введите пароль
×

×

Гость, вам предоставлен VIP-доступ к журналу «Справочник заведующего КДЛ»:
возможность скачивать шаблоны • доступ к видеотренингам • книги для КДЛ
Активировать доступ  
Сайт использует файлы cookie. Они позволяют узнавать вас и получать информацию о вашем пользовательском опыте. Это нужно, чтобы улучшать сайт. Посещая страницы сайта и предоставляя свои данные, вы позволяете нам предоставлять их сторонним партнерам. Если согласны, продолжайте пользоваться сайтом. Если нет – установите специальные настройки в браузере или обратитесь в техподдержку.