Лекции / Лекция №21. Биохимия свертывающей системы, фибринолитической и антикоагулянтной систем

11

Образование протромбиназы по внутреннему пути осуществляется при участии факторов XII, XI, IX, VIII:АС, V и Са+2. В качестве фосфолипидной матрицы выступают осколки мембран тромбоцитов или других клеток, а также фосфолипидов, содержащихся в них. Фактор XII - Хагемана, являясь фактором контакта, активизируется под влиянием чужеродной или отрицательно заряженной поверхности, коллагена, эллаговой кислоты, адреналина и др. Кроме того, он может активироваться аутокаталитическим путём, что особенно интенсивно происходит в присутствии цереброзидов (сульфатидов). Они расщепляют фактор Хагемана, преобразуя его в фактор α-XIIa. Фактор XI - Розенталя, активизируется так же, как и ф.XII, контактным путём, но более эффективно - активированными тромбоцитами или ф.XIIa.

Важную роль в данных реакциях играют компоненты калликреинкининовой системы. Фактор XIIa транформирует прекалликреин (фактор Флетчера) в калликреин, который по принципу положительной обратной связи ещё больше активирует фактор XII, который в свою очередь в присутствии высокомолекулярного кининогена (ВМК) -фактора Фицжеральда-Фложе переводит ф.XI в XIa. Данный комплекс реакций протекает без участия ионов Са+2.

Фактор XIa вместе с Са+2 действует на фактор IX - Кристмаса, подвергая его частичному протеолизу, в результате чего он преобразуется в фактор IXa. Эта реакция ускоряется в присутствии фосфолипидов (ФЛ). Кроме того, образование ф.IXa может осуществляться под действием комплекса ф.VIIа+тканевой тромбопластин, что исключает принципиальные различия между двумя путями образования протромбиназы. Специфическая функция фактора IXa заключается в частичном протеолизе ф.X при обязательном участии фактора VIII:АС, Са+2 и фосфолипидов, которые вместе образуют «теназный» комплекс.

Активированная форма фактора X вместе с фактором Va - проакцелерином, ФЛ в присутствии Са +2 образует ферментный комплекс – протромбиназу.

Необходимо отметить, что протромбин (ф.II) и факторы VII, IX и X представляют с о-

тора выходят из гепатоцита неполноценными и функционально неактивными. Это ведёт к тому, что факторы протромбинового комплекса не могут фиксироваться на фосфолипидной поверхности, процесс свёртывания крови нарушается как по внешнему так и по внутреннему путям образования протромбиназы.

Во вторую стадию процесса свёртывания крови - стадию образования тромбина, под влиянием протромбиназы осуществляется протеолиз протромбина (ф.II) с образованием одноцепочечной молекулы мейзотромбина, которая самостоятельно трансформируется в двухцепочечный тромбин - ф.IIa. Он легко превращает фибриноген в фибрин, осуществляя третью фазу свёртывания крови.

12

На этом этапе происходит процесс превращения фибриногена (ф.I) в фибрин под действием тромбина. Фибриноген является гликопротеином, белковая часть которого состоит из нескольких субъединиц (А2α2,В2β2γ2). Тромбин, обладающий эстеразной активностью, последовательно отщепляет от цепей фибриногена два пептида А, затем два пептида В. Повышение концентраций фибринопептидов А и В в крови свидетельствует об активации свёртывающей системы и служит маркером тромбинемии. После чего молекула фибриногена превращается в фибрин-мономер (α2β2γ2), который является функционально активным и соединяется с комплементарными поверхностями других мономеров фибрина по типу конец в конец и бок в бок путём образования гидрофобных связей. По мере присоединения фибрин-мономеров друг к другу образуется фибрин-полимер растворимый, так как он растворяется в 5 М растворе мочевины. Окончательная стабилизация фибрина осуществляется под воздействием фибриназы (ф.XIIIа), которая активируется тромбином. Это тромбоцитарно-плазменный фермент, осуществляющий образование ковалентных изопептидных связей между боковыми участками цепей (глутаминлизин) фибрина-полимера. Тромб стягивается, становится прочным и герметичным, менее чувствительным к фибринолизу.

13

ПРОТИВОСВЁРТЫВАЮЩАЯ (АНТИТРОМБОТИЧЕСКАЯ) СИСТЕМА КРОВИ.

Поддержание крови в жидком состоянии, контроль скорости активации факторов свёртывания и реакций между ними, устранение всех видов тромбов, выполнивших свою задачу, входят в функции данной системы. Противосвёртывающая система слагается из двух функциональных подсистем: антикоагулянтов и фибринолиза.

Система антикоагулянтов

Система представлена клетками ретикулоэндотелиальной системы, гепатоцитами и гуморальными факторами. РЭС и гепатоциты удаляют из кровотока активированные факторы свёртывания, включая фибриноген. Гуморальные факторы - это большая группа соединений (табл.1), которая в целом выпо л- няет как бы двойственную функцию. С одной стороны она тормозит чрезмерную активацию процесса свёртывания крови, с другой - оказывает разностороннее влияние на фибринолиз. Естественные (эндогенные) антикоагулянты разделяют на первичные и вторичные. Первичные образуются в тканях и в форменных элементах крови. Они всегда присутствуют в плазме и действуют независимо от того, формируется или растворяется фибриновый сгусток. Вторичные - образуются в процессе свётрывания крови и фибринолиза в результате протеолитического действия ферментов на свои субстраты.

Таблица 1 Основные физиологические антикоагулянты (по Баркагану З.С., 1998)

6Ингибитор тканеИнгибитор комплекса «ф.III-ф.VIIa-ф.Xa-Ca+2»

вого пути свёртывания (TFPI)

7АнтитромбоплаИнгибиторы комплекса факторов III-VIIa

стины α2-макроглобу- Слабый ингибитор тромбина, плазмина, калликреина лин

Наиболее важными физиологическими первичными антикоагулянтами являются комплексы «антитромбин III – гепарин» и «протеин С - протеин S».

АТ-III ингибирует почти все плазменные факторы свёртывания (IIa, Xa, XIIa, XIa, IXa), а также калликреин и несколько слабее плазмин. Наибольшее его ингибирующее действие проявляется в блокаде факторов свёртывающего каскада образования протромбиназы и тромбина. Инактивация происходит по типу конкурентного обратимого ингибирования. Это взаимодействие происходит медленно, но в 1000 раз ускоряется в присутствии гепарина - основного кофактора антитромбина III. Терапевтический эффект от введения гепарина бывает чрезвычайно низким при недостатке АТ-III, что может быть обусловлено его усиленным потреблением или врождённым его молекулярным дефектом. Антикоагулянтное действие комлекса АТ-III+гепарин наиболее активно проявляется на поверхности эндотелия, так как данный комплекс к нему фиксируется при помощи гепаран-сульфата – компонента субэндотелия.

Протеин С и его кофактор протеин S синтезируются в печени и являются витамин К - зависимыми антикоагулянтами. Активация комплекса "протеин С - протеин S" происходит под действием комплекса тромбинтромбомодулин, фиксированного на поверхности эндотелия сосудистой стенки. Основной функцией комплекса "протеин С - протеин S" является ингибирование неферментных факторов свёртывания Va и VIII:АС за счёт протеолиза их тяжёлых цепей. Кроме того, данный комплекс тормозит процесс фибринолиза.

Гепарин в отсутствие АТ-III обладает слабыми антикоагулянтными свойствами, но, связываясь с лизиновыми остатками АТ-III, образует ферментативный комплекс, который в 1000 раз ускоряет инактивацию факторов IIa, IXa и Xa. Гепарин в данных реакциях является аллостерическим положительным модулятором ингибируемых факторов, приводя их в состояние большей реакционной способности при взаимодействии с АТ-III.

15

Менее выраженной , но достаточно очевидной антикоагулянтной активностью обладает α2-макроглобулин. Он нейтрализует тромбин, химотрипсин, трипсин, коллагеназу, прекалликреин. Предотвращает переход фактора XII в XIIa и плазминогена в плазмин.

Ряд антикоагулянтов образуется в процессе свёртывания крови и фибринолиза, такие антикоагулянты называются вторичными. Одним из них является сам фибрин, обозначаемый в литературе, как антитромбин I. Он адсорбирует и выключает из процесса свёртывания ф.Ха. Выраженным ингибирующим влиянием на самосборку фибрина и антиагрегационным действием обладают продукты деградации фибрина и фибриногена (ПДФ). К группе вторичных антикоагулянтов относят также метафакторы Va и XIa. Первый является ингибитором фактора Xa, второй ингибирует комплекс XIIa+XIa.

Система фибринолиза

Это ферментная система, действие которой заключается в деградации (лизисе) фибрина, реканализации сосудов и восстановлении кровотока. Она препятствует образованию диссеминированного тромбоза и активизируется одновременно с системой свёртывания и системой антикоагулянтов, Система фмбринолиза крайне многофакторна, но основных компонентов в ней три:

1.Плазминоген, преобразующийся при активации в плазмин.

2.Активаторы плазминогена:

-фактор XIIа в комплексе с плазменным калликреином и высокомолекулярным кининогеном (ВМК);

-тканевый плазминогеновый активатор (ТПА), вырабатывающися в эндотелии; среди подобных ему можно назвать урокиназу, продуцируемую почечной тканью.

Активаторы плазминогена содержатся в том числе во всех форменных элементах крови, откуда освобождаются при их разрушении.

3.Ингибиторы фибринолиза:

-PAI-1 (plasminogen activator inhibitor – 1);

-α2-антиплазмин.

Существует два пути активации плазминогена – внешний и внутренний

(рис.5).

16

α2-Антиплазмин

ПЛАЗМИН

α2-макроглобулин

Рис. 5. Система фибринолиза

Активация по внешнему пути осуществляется за счёт ТПА, поступаюшего из эндотелия сосудов. Секреция ТПА идёт постоянно и усиливается под действием самых различных гуморальных или физических стресорных факторов (адреналин, вазопресин, глюкокортикоидные гормоны, никотинова7я кислота, физическая нагрузка, различные травмы и пр.). Этот активатор обладает выраженным сродством как к фибрину так и плазминогену. Связываясь на поверхности фибрина, или внутри сгустка эти белки образуют тройной комплекс (плазминоген-фибрин-ТПА). Таким образом разрушение фибрина происходит как на поверхности сгустка, так и внутри его. Активатор урокиназного типа, в отличие от ТПА, не связывается с фибрином, но фиксируется на поверхности различных клеток, имеющих рецепторы для плазминогена, что ведёт к образованию активного плазмина на эндотелии и различных форменных элементах крови, участвующих в формировании тромба.

Внутренний путь активации фибринолиза аналогичен внутреннему пути в системе свёртывания, то есть, это контактная поверхность, приводящая к образованию фактора XIIa и калликреина. И тот и другой факторы переводят плазминоген в плазмин. Последний в свою очередь по механизму положительной обратной связи ускоряет активацию фактора Хагемана и прекалликреина, что приводит к значительному ускорению как самого фибринолиза, так и системы свёртывания. Таким образом поддерживается необходимый баланс между образованием и лизисом фибрина.

Как правило образование плазмина из плазминогена происходит in situ, внутри фибринового сгустка. Этот феномен отмечается вследствие того, что плазминоген и его активатор – ТПА обладают повышенным сродством к фибрину, связываются с ним ещё в период образования фибриновой сетки и оказываются внутри сформировавшегося сгустка. Именно там и происходит активация плазминогена и расщепление тромба.

17

Под влиянием плазмина расщепляется как фибрин, так и фибриноген. Фибриноген распадается на высокомолекулярные фрагменты. Вначале образуется фрагмент X. Затем идёт формирование фрагмента Y за счёт освобождения из фрагмента Х фрагмента D. Фрагмент Y в свою очередь распадается

них этапах фибринолиза и отличаются достаточно большой молекулярной массой. При их дальнейшем протеолизе плазмином появляются фрагменты E и D, обладающие меньшей массой и не поддающиеся дальнейшему фибринолизу. При гидролизе фибрина образуются несколько отличные сложные фрагменты, основными из которых являются D-димеры. Считается, что D- димеры - это участки молекулы фибриногена связанные прочной ковалентной глутамил-лизиновой связью, образованной в момент формирования нерастворимого фибрина – полимера.

ПДФ обладают выраженным действием на все звенья гемостаза. Они связывают тромбин, препятствуют образованию протромбиназы. Ранние ПДФ препятствуют полимеризации мономеров фибрина, способствуя образованию и накоплению растворимых комплексов мономеров фибрина (РКМФ), поздние - подавляют адгезию и агрегацию тромбоцитов за счёт блокады рецепторов последних. ПДФ играют важнейшую роль в диагностике приобретённых коагулопатий и, в первую очередь, синдрома диссеминированного внутрисосудистого свёртывания. Фрагменты D и E усиливают действие брадикинина, ангиотензина и гистамина на сосудистую стенку, что приводит к дополнительному выходу активаторов плазминогена и ускорению фибринолиза. ПДФ усиливают фибринолитическую активность крови в 13 раз. Обнаружение повышенного уровня ПДФ всегда свидетельствует о наличии плазминемии, то есть об активации фибринолиза.

ПЛАЗМИН

Рис.4. Гидролиз фибрина. Образование ПДФ.

18

Плазмин является специфическим ферментом не только для фибрина и фибриногена, он расщепляет факторы V и VIII, а также компоненты комплемента С1, С3 и С4, хотя значительно слабее чем фибрин.

Фибринолиз ингибируется соединениями, которые непосредственно связывают плазмин или тормозят активацию плазминогена. Основным ингибитором плазмина является PAI-1, он постоянно продуцируется и секретируется эндотелиоцитами, инактивирует как тканевой, так и урокиназный активаторы плазминогена, в крови и в клетках связан с адгезивным гликопротеином – витронектином. Это увеличивает период полураспада PAI в 2-4 раза и позволяет оказывать более пролонгированное действие в местах локального фибринолиза. Другой не менее важный ингибитор - α2-антиплазмин. Он синтезируется в печени и способен соединяться как с плазмином, так и необратимо с фибрином, что обусловлено наличием фактора XIIIа. Разрушая плазмин, находящийся в кровотоке, α2-антиплазмин способствует тому, что в физиологических условиях в плазме свободный плазмин практически не встречается. Кроме того этот ингибитор связывает трипсин, химотрипсин, прекалликреин, ф.Xa, урокиназу и ТАП. Плазмин, связанный с α2-антиплазмином, теряет способность разрушать фибрин, а фибрин, связавшись с этим ингибитором,

медленнее чем предыдущего, но, вероятно, α2-макроглобулин нейтрализует плазмин, если он не может быть связан с α2-антиплазмином. К ингибиторам фибринолиза относятся также α1-антитрипсин, α1-химотрипсин, интер-1α- трипсин, антитромбин-III, интер-α-глобулин, ингибитор фактора Хагемана и др.

Таким образом, взаимодействие трёх звеньев одной системы, осуществляемое под контролем ЦНС, приводит к тонкому сбалансированному взаимодействию ферментных и неферментативных факторов, низкомолекулярных веществ и ионов. В результате чего любое повреждение кровеносного русла в течение нескольких минут локально тромбируется с последующим восстановлением целостности сосудистой стенки.

ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О НАРУШЕНИЯХ СИСТЕМЫ ГЕМОСТАЗА

Наиболее частыми проявлениями патологии гемостаза являются различные виды кровотечений. Кровотечения могут быть проявлениями самостоятельного геморрагического заболевания, осложнением другой патологии, проявлениями местных сосудисто-тканевых повреждений. Причинами геморрагий могут быть как генетические дефекты, так и приобретенные нарушения факторов свёртывания. Любое изолированное или сочетанное нарушение в одном или нескольких звеньях гемостаза может привести к развитию крово-

19

точивости, клинические проявления которой во многих случаях сходны. Поэтому точное определение причины нарушений системы гемостаза явлеятся необходимым условием для проведения адекватной гемостатической терапии.

На основании клинико-анамнестических данных необходимо установить наличие геморрагического диатеза и тип кровоточивости - коагуляционный или капиллярный (табл. 2). Затем определить локализацию дефекта в системе гемостаза. При коагуляционном типе кровоточивости изменения лежат в плазменно-коагуляционном звене гемостаза, при капиллярном же, нарушены механизмы сосудисто-тромбоцитарного звена свёртывания, то есть встречаются при вазопатиях и тромбоцитопатиях.

У больных с дефектом в сосудисто-тромбоцитарном звене гемостаза кровотечения начинаются обычно сразу после травмы (ранние), вследствие несостоятельности образования первичного тромбоцитарного тромба. У этих больных может быть нарушена и окончательная остановка кровотечения вследствие недостаточной коагуляционной функции тромбоцитов и затруднения образования фибринового сгустка.

Поздние кровотечения характерны для коагулопатий, обусловленных дефектом плазменных факторов свёртывания. Они возникают через несколько часов или суток после травмы. Данный феномен объясняется тем, что образование первичной тромбоцитарной пробки не нарушено, однако окончательный фибриновый тромб нестойкий и не может противостоять давлению крови особенно в сосудах среднего калибра.

Таблица 2 Определение характера кровоточивости по клиническим проявлениям