2 курс / Нормальная физиология / Основы_физиологии_гемостаза_Струкова_С_М_

Отмечают низкий уровень протеина Z, как и других факторов протромбинового комплекса, у новорожденных, а также снижение его уровня при ДВС-синдроме (диссеминированном внутрисосудистом свертывании),

заболеваниях печени, амилоидозах, что может объясняться потреблением этого белка при свертывании крови или нарушением его синтеза. Дефицит протеина Z

проявляется в геморрагиях. Вместе с тем, весьма неожиданным оказался тот факт, что 10% здоровых людей имеют уровень протеина Z ниже 50% без тенденции к кровоточивости. Подобный феномен (снижение уровня протеина Z)

выявлен у женщин, принимающих оральные контрацептивы. Трансгенные мыши, дефицитные по протеину Z, также имели нормальный фенотип, не имели склонности к геморрагии при отсутствии провокации тромбообразования и сочетанных дефицитов факторов свертывания. Однако, у трансгенных мышей,

гомозигот по протеину Z, в комбинации с дефектом фактора V (Лейденовская мутация) отмечена абсолютная летальность. Полагают, что тромботический риск у трансгенных мышей гомозигот по протеину Z подобен таковому у гетерозигот,

дефицитных по TFPI.

Снижение уровня протеина Z ассоциируется с первичной стенокардией и в

4 раза повышает риск развития стенокардии. Взаимосвязь между дефицитом протеина Z и риском артериального тромбоза свидетельствует о важной физиологической функции этого белка, которая ещѐ не до конца изучена.

3.3. Антикоагулянтная система протеина С.

3.3.1.Ингибитор образования тромбинапротеин С

Протеин С (РС) – один из факторов протромбинового комплекса,

профермент активированного протеина С (АРС), природного антикоагулянта,

прерывающего процесс тромбиногенеза. Структура имеет высокую степень гомологии с прокоагулянтными факторами VII, IX и X (табл. 2-4).

Впервые ингибитор образования тромбина из протромбинового комплекса крови, названный аутопротромбин II-A, был открыт в 1960г в лаборатории Сигерса (США). В 1969г ингибитор был получен из продуктов протеолиза тромбином белков протромбинового комплекса в лаборатории биохимии и

121

физиологии свертывания крови МГУ (Баскова, Струкова). В 1976 году в лаборатории Дж.Стенфло выделен и очищен ингибитор из плазмы быка,

названный протеином С, поскольку при хроматографии протромбинового комплекса фракция белка с ингибиторной активностью элюировалась третьей по счету, после прокоагулянтных факторов – FX и протромбина. Протеин С синтезируется в печени в форме одноцепочечной молекулы, как все витамин К-

зависимые белки. Кроме того, РС обнаружен в почках, яичках, эндотелии сосудов, кератиноцитах кожи человека, а также мозге и легких.

3.3.1.1.Структурные особенности протеина С

Профермент состоит из нескольких доменов: аминоконцевого (NH2)

отрицательно заряженного; двух доменов, подобных эпидермальному фактору роста (EGF); связывающего дипептида (Lys156-Arg157); пептида активации и трипсиноподобного протеазного (SP) домена на карбоксильном (СООН) конце молекулы (табл. 3-6). В результате посттрансляционной модификации молекулы происходят следующие изменения структуры профермента:

1)выщепление связывающего дипептида Lys156-Arg157 и превращение одно-цепочечной формы в двух цепочечную молекулу, состоящую из тяжелой и легкой цепей, соединенных дисульфидной связью;

2)дополнительное γ-карбоксилирование девяти остатков глутаминовой кислоты NH2 конца легкой цепи РС и образование Gla (Гла)-домена;

3)гидроксилирование остатка Asp в EGF1 домене;

4)гликозилирование.

Кроме Гла-домена, легкая цепь протеина С содержит два домена,

подобных эпидермальному фактору роста (EGF1 и EGF2 домены) (табл.3- 6 ,

рис. 3-36). Тяжелая цепь протеина С содержит короткий отрицательно заряженный пептид активации Lys158-Arg169 и протеазный домен (SP).

122

В структуре тромбомодулина выявлены NH2-концевой домен, подобный лектину; шесть доменов, подобных эпидермальному фактору роста (EGF);

домен, связывающий сульфат хондроитина; трансмембранный домен и короткий цитоплазматический хвост (табл. 3-6). Участок связывания тромбина,

необходимый для активации протеина С, локализован в 5-6 EGF доменах ТМ

(рис. 3-37). За связывание и активацию протеина С тромбином отвечает четвертый EGF домен ТМ. При активации положительно заряженные участки протеина С взаимодействуют с тромбином и ТМ.

125

Рис.3-37

Структура тромбомодулина (ТМ)

N-концевой домен ТМ, подобен лектину, далее шесть доменов,

подобных эпидермальному фактору роста (EGF), за которым следует домен, связывающий сульфат хондроитина. Трансмембранный домен и короткий цитоплазматический хвост на С-конце молекулы ТМ . Участок связывания тромбина через ABE1 находится в 5-6 EGF доменах ТМ, а

участок связывания АРС локализован в 4 EGF. Через домен, связанный с хондроитин сульфатом связывается АТIII и инактивирует тромбин.

Таблица 3-6

Свойства компонентов системы протеина С.

126

127

EPCR, рецептор РС, локализован в норме на не поврежденной поверхности эндотелия и связывает протеин C, который активируется комплексом тромбина с ТМ. Блокада связывания протеина С с рецептором EPCR снижает скорость образования АРС в 20 раз.

EPCR – трансмембранный белковый рецептор 1-го типа, сходный по структуре с семейством молекул основного комплекса гистосовместимости класса 1 (CD 1), большинство из которых участвуют в воспалительных ответах организма

В рецепторе EPCR обнаружены две α-спирали и образованный 8 витками карман связывания фосфолипидов, что является необходимым условием для связывания Гла-домена протеина С.

ЕPCR экспрессируется эндотелиальными клетками, моноцитами,

нейтрофилами, эозинофилами, гематопоэтическими стволовыми клетками,

кератиноцитами, нервными клетками и некоторыми линиями раковых клеток.

Концентрация EPCR на поверхности эндотелия варьирует и возрастает c

увеличением толщины сосудов. АРС, связаный с поверхностью эндотелия через рецептор EPCR, расщепляет и активирует PAR1.

Кроме тромбина, протеин С может быть активирован фактором Xa и

тромбиноподобным активатором из яда змеи щитомордника. При активации расщепляется одна пептидная связь Арг-Лей и освобождается активационный пептид.

На поверхности клеток протеин С находится в комплексе с кофактором,

протеином S (РS), фактором протромбинового комплекса, который подобен другим факторам комплекса, но в силу структурных особенностей не может формировать фермент. В NH2-конце молекулы РS локализован Гла-домен,

отвечающий за связывание молекулы с отрицательно заряженной мембраной клетки. Затем следуют: домен, чувствительный к тромбину, четыре домена,

подобные EGF и СООН-концевой домен, гомологичный белкам, семейства андрогенсвязывающих белков человека (табл. 3-6).РS содержит две пептидные связи, гидролизуемые тромбином. После их расщепления Гла-домен остается связанным с остальной частью молекулы через дисульфидную связь, но РS

теряет свои антикоагулянтные свойства.

128

РS находится в кровотоке в свободной форме, способной связывать РС, и в комплексе со связывающим белком системы комплемента – С4сб. Функция протеина S – повышение сродства протеина С к фосфолипидам мембраны клеток. Протеин S синтезируется эндотелиальными клетками, мегакариоцитами,

клетками мозга и др.

3.3.1.3.Функции активированного протеина С

На поверхности клеток эндотелия формируется комплекс фермента – АРС,

кофактора – протеина S, и субстратов АРС – факторов Va и VIIIa свертывания крови. АРС вызывает протеолиз этих факторов до неактивных форм, не способных ускорять образование тромбина (рис. 3-38).

Рис . 3-38

Образование и свойства активированного протеина С(АРС)

Тромбин (ТР), в комплексе с тромбомодулином (ТМ), активирует протеин С (РС),

связанный с эндотелиальным протеина С рецептором (EPCR). АРС проявляет

129

цитопротекторную, активируя PAR-1 и индуцируя гены противовоспалительных и

антиапоптотических факторов.

Антикоагулянтная активность АРС, в комплексе с протеином S,

направлена на расщепление фактора Va, а в комплексе с протеином S или фактором V на гидролиз фактораVIII до инактивированных (ин) форм факторов ФVин и ФVIIIин., которые уже не могут работать, как кофакторы факторов Xa и IXa(соответственно) и , следовательно, ускорять фазу распространения свертывания крови.

АРС в комплексе с EPCR проявляет цитопротекторные свойства, активируя рецептор PAR-1, и открывая новый N-конец (привязанный лиганд), который запускает внутриклеточную сигнализацию и активацию транскрипционного ядерного фактора NF-kB. В ответ на действие АРС NF-kB транслоцируется в ядро и запускает экспрессию генов антивоспалительных и антиапоптотических факторов, подавляя экспрессию провоспалительных и апоптотических и стабилизируя барьерные функции эндотелия( рис. 3-38 ). Фактически, АРС работает как эндогенный протекторный фактор, защищая клетки от гибели и регулируя свертывание крови и тромбообразование.

Нарушение основной антикоагулянтной функции системы протеина С – инактивировать фактор Vа, сопровождается развитием тромботических осложнений. Снижение уровня протеина С и протеина S или их структурные аномалии сопряжены с повышением свертываемости крови.

Несколько лет назад обнаружена патология свертывания крови, названная резистентностью к протеину С. Было показано, что время свертывания плазмы больного с рецидивирующим венозным тромбозом не изменяется после добавления возрастающих концентраций АРС в отличие от плазмы здорового человека, время свертывания которой в подобном эксперименте прогрессивно

130