113. Микросомальное (монооксигеназное) окисдение: механизм, эндогенные и экзагенные субстраты окисления, роль в обеспечении обезвреживающей функции печени, индукторы и ингибиторы.
Микросомальное окисление
Микросомальные оксидазы - ферменты, локализованные в мембранах гладкого ЭР, функционирующие в комплексе с двумя внемитохондриальными ЦПЭ. Ферменты, катализирующие восстановление одного атома молекулы О2 с образованием воды и включение другого атома кислорода в окисляемое вещество, получили название микросомальных оксидаз со смешанной функцией или микросомальных монооксигеназ. Окисление с участием монооксигеназ обычно изучают, используя препараты микросом.
1. Основные ферменты микросомальных электронтранспортных цепей
Микросомальная система не содержит растворимых в цитозоле белковых компонентов, все ферменты - мембранные белки, активные центры которых локализованы на цитоплазматической поверхности ЭР. Сисгема включает несколько белков, составляющих электронтранспортные цепи (ЦПЭ). В ЭР существуют две такие цепи, первая состоит из двух ферментов - NADPH-P450 редуктазы и цитохрома Р450, вторая включает фермент NADH-цитохром-b5 редуктазу, цитохром b5 и ещё один фермент - стеароил-КоА-десатуразу.
Электронтранспортная цепь - NADPH-P450 редуктаза - цитохром Р450. В большинстве случаев донором электронов (e) для этой цепи служит NADPH, окисляемый NАDРН-Р450 редуктазой. Фермент в качестве простетической группы содержит 2 кофермента - флавинаденинди-нуклеотид (FAD) и флавинмононуклеотид (FMN). Протоны и электроны с NADPH переходят последовательно на коферменты NADPH-P450 редуктазы. Восстановленный FMN (FMNH2) окисляется цитохромом Р450
Гидроксилирование ксенобиотиков с участием микросомальной монооксигеназной системы
1. бензола:
[рис. бензол+ О2 +НАДФН2(гидроксилаза, цитохром Р450) фенол + НАДФ+ Н2О]
2. индола:
[рис. индол+ О2 +НАДФН2(гидроксилаза, цитохром Р450) индоксил + НАДФ+ Н2О]
Кроме микросом, химическое превращений ксенобиотиков может проходить в митохондриях, лизосомах, цитозоле гепатоцитов. Обезвреживание ксенобионтов в печени проходит с участием основных конъюгатов: глюкуроновой кислоты, серной кислоты, уксусной кислоты и глицина и соответствующих ферментов – ТФ.
Конъюгация происходит путем химического связывания ксенобиотиков с активными формами – УДФ-ГК (с глюкуроновой кислотой ), ФАФС, Ац-КоА и глицина.
При образовании конъюгатов значительно уменьшается количество токсических соединений, увеличивается водорастворимость, что облегчает выведение их из организма в составе мочи.
Конъюгацией с глюкуроновой кислотой подвергаются: ксенобиотики, стероиды, билирубин, витамины D2, D3.
С серной кислотой: ксенобиотики, стероиды, тирамины, токаферолы, продукты гниения белков.
С уксусной кислотой - все соединения, имеющие свободную аминогруппу.
С глицином - соединения имеющие СООН-группу.
114. Современные предсталения о механизмах свертывания крови и фибринолиза. Причины и проявления гемофилий и тромбозов. Принципы лечения.
Это единая система, которая выполняет следующие функции:
-поддержание крови в сосудах в жидком состоянии;
-осуществление гемостаза (предотвращение больших кровопотерь).
Гемостаз - сложный ферментативный процесс, в результате которого образуется кровяной сгусток.
Система свертывания крови - это многокомпонентная система, в состав которой входят белки, фосфолипиды, обломки клеточных мембран и ионы кальция.
Компоненты системы свертывания крови принято называть факторами. Факторы бывают тканевыми, плазменными и тромбоцитарными. Тканевые и плазменные факторы обозначаются римскими цифрами, а тромбоцитарные - арабскими. Если фактор является активным, то за цифрой ставится буква "а". Например, переход неактивного двенадцатого фактора в активный можно обозначить так: фXII -------->фXIIa (неактивный) (активный).
Большинство белков системы свертывания крови обладает ферментативной активностью. Все факторы свертывания крови, кроме фXIII, являются сериновыми протеиназами, которые катализируют реакции ограниченного протеолиза.
В ходе реакций свертывания крови все белки-ферменты сначала выступают в роли субстрата, а затем - в роли фермента. Среди белков, участвующих в свертывании крови, есть такие, которые не обладают ферментативной активностью, но специфически ускоряют протекание ферментативной реакции. Они называются параферментами. Это фV и фVIII.
Большинство факторов свертывания крови синтезируется в неактивной форме в виде проферментов. Проферменты активируются и их действие направлено на протекание прямой реакции свертывания крови - на превращение фибриногена в фибрин, которой является основой кровяного сгустка.
Есть два механизма свертывания крови - внешний и внутренний.
Внешний механизм запускается с участием внешних (тканевых) факторов, Внутренний - при участии факторов, источником которых служит сама кровь, плазма, собственно ферменты и форменные элементы крови. Различаются внешний и внутренний механизмы только начальными стадиями до активации протромбина ф.II). Пследующие стадии протекают одинаково и в том, и в другом случаях.
Начальные стадии внешнего механизма.
Для пуска внешнего механизма необходим первичный сигнал: повреждение тканей (клеток), оказавшихся в контакте с кровью, или эндотелия сосуда. При этом разрушаются клеточные мембраны и из клеток высвобождается тканевой тромбопластин (фIII). Он активирует фVII.
Активация фVII, а также все последующие реакции до активации протромбина протекают на матрице, которая состоит из липопротеиновых осколков клеточных мембран. В ходе активации фVII происходит конформационная перестройка его молекулы, в результате формируется активный центр этого белка-фермента.
Активный фVIIa образует комплекс с тканевыми фосфолипидами и ионом кальция. Этот комплекс обладает протеолитической активностью и вызывает активацию фактора X.
Активный фактор Xа тоже обладает протеолитической активностью и активирует протромбин.
Начальные стадии внутреннего механизма.
Начальные стадии внутреннего механизма называются "контактная фаза" или "контактная стадия". Происходит контакт фXII с чужеродной поверхностью (например, игла шприца, лезвие ножа, стекло). В результате происходит конформационная перестройка фXII и он активируется - переходит в фXIIa.
Активация фXII, а также последующие реакции внутреннего механизма, так же, как и при внешнем механизме, протекают на матрице - тромбопластине, который освобождается при разрушении тромбоцитов.
XIIa действует на XI, превращая его в XIa.
XIa действует на фIX (обязательно в присутствии ионов кальция!), и переводит его в фIXa.
IXa образует комплекс с тромбоцитарными фосфолипидами, ионами кальция и параферментом - фVIIIa. В составе этого комплекса фIXa обладает протеолитической активностью и переводит фX в фXa.
Следующие стадии, начиная с активации протромбина (фII), протекают одинаково для обоих механизмов свертывания крови.
Протромбин - белок, который синтезируется в печени. Для синтеза протромбина необходим витамин "К". Реакция синтеза протромбина катализируется комплексом, состоящим из активного фXa, фосфолипидов, иона кальция и парафермента Va. В ходе этой реакции резко уменьшается сродство данного комплекса к матрице и активный тромбин,или фIIa, освобождается с матрицы и гидролизует пептидные связи между аргинином и глутаминовой кислотой в молекуле своего субстрата - фибриногена, превращая его в фибрин-мономер.
На следующей стадии мономеры фибрина спонтанно агрегируют с образованием регулярной полимерной структуры "мягкого" сгустка растворимого фибрин-полимера. При этом происходит захват фибрин-полимером компонентов крови - формируется тромб (сгусток).
Сначала сгусток рыхлый и мягкий, связи между молекулами фибрин-полимера слабые (нековалентные). Но затем под действием активного фXIIIa (фибриназа) (фXIII активируется фактором IIa - тромбином) происходит прочная ковалентная "сшивка" молекул фибрин-полимера. Образуются межмолекулярные связи между карбоксильными группами глутамина и аминогруппами лизина: так растворимый фибрин-полимер переходит в нерастворимый фибрин-полимер.
После образования нитей фибрина происходит их сокращение (ретракция кровяного сгустка), которое происходит с затратой АТФ.
Процесс тромбообразования постоянно контролируется антитромбином III - ингибитором сериновых протеиназ.
Кроме того, протекание большинства реакций свертывания крови на матрице обеспечивает:
высокую эффективность процесса;
локальность процесса - процесс свертывания протекает только в месте повреждения (это предотвращает процесс диссеминированного внутрисосудистого свертывания (ДВС-синдром).
Скорость свертывания крови зависит не только от работы системы свертывания, но и от присутствия естественных антикоагулянтов - веществ, предотвращающих свертывание крови.
Антикоагулянты.
Естественные антикоагулянты синтезируются в тканях и поступают в кровь, где препятствуют активации факторов свертывания крови. К ним относятся гепарин, антитромбин-III и -2-макроглобулин.
Гепарин предотвращает активацию некоторых факторов, но непосредственно на них не действует. Гепарин способен активировать антитромбин-III. Обладая высоким отрицательным зарядом, гепарин связывается с катионными участками антитромбина- III. В результате изменяется конформация антитромбина- III и он приобретает способность инактивировать сериновые протеиназы.
2-макроглобулин - эндогенный ингибитор протеаз, в том числе многих ферментов, участвующих в работе системы свертывания крови и фибринолиза (тромбин, плазмин).
Работа параферментов контролируется системой протеина С. Протеин С - это гликопротеин, который содержит карбоксиглутаминовую кислоту, его синтез зависит от витамина "К". Существует в крови в виде профермента, активируется тромбином. Активный протеин С активирует фV и фVIII, переводя их в фVa и фVIIIa путем ограниченного протеолиза. В плазме крови есть эндогенный ингибитор протеина С.
Считается, что система свертывания крови работает всегда: одновременно происходит образование и растворение фибриновых сгустков благодаря тому, что работа системы свертния крови уравновешивается работой системы фибринолиза. Фибринолиз - это расщепление фибринполимера на отдельные пептиды, которое катазируется плазмином. Плазмин - сериновая протеиназа, способен гидролизовать фибрин, фибриноген и др. Сам плазмин образуется из плазминогена под действием активатора плазминогена. Тканевой активатор плазминогена неактивен до тех пор, пока не вступит в контакт с фибрином. Контактируя с фибрином, он приобретает способность активировать плазминоген. Когда фибрин будет гидролизован плазмином, активатор плазминогена теряет свою активность.
Функциональные особенности системы свертывания крови и фибринолиза.
Это многокомпонентная система, в которой продукт предыдущей реакции служит ферментом для следующей.
Система свертывания крови - это разветвленная мультиферментная система, работающая по принципу каскадности (усиление первично слабого сигнала).
Оба механизма свертывания сливаются на уровне активации протромбина - это единая система, потому что активация одного механизма приводит к включению другого. Например: активация фXII на поверхности коллагеновых волокон приводит к активации фVII.
Система сааморегулируется по принципу обратной связи. Наблюдается положительная обратная связь на начальных стадиях работы системы, что позволяет многократно усиливать первично слабый сигнал (факторы X и VII). Отрицательная обратная связь чаще встречается на конечных стадиях (цель - самоограничение процесса: тромбин и протромбин)
На автономную регуляцию процесса накладывается нейрогормональная. Адреналин вызывает освобождение тромбопластина и тканевого активатора плазминогена из эндотелия сосудов, а также превращение фXII в фXIIa.
Система свертывания крови представляет собой каскад реакций, а ферменты фибринолиза находятся вне этого каскада. Смысл: система фибринолиза и система свертывания крови работают у нас в организме постоянно, но с чрезвычайно низкой скоростью. В норме у человека уравновешены процессы свертывания и фибринолиза. Это обеспечивает постоянную готовность организма ответить на действие различных повреждающих факторов. В случае травмы организм может очень быстро усилить работу системы свертывания крови. При этом система фибринолиза не может обеспечить значительного прироста активности плазмина и он не успевает гидролизовать фибрин. Благодаря этому осуществляется гемостаз.
Некоторое время назад был синтезирован антивитамин К. Он используется для лечения больных со склонностью к тромбообразованию.
Сейчас разработаны препараты фXIII и фIX для лечения больных.
Недавно из мочи выделена урокиназа. Этот фермент катализирует превращение плазминогена в плазмин, который обладает высокой протеолитической активностью.
Тромбоцитоз - состояние, при котором количество тромбоцитов превышает 350 000/мкл. Различают первичный (тромбоцитемия) и вторичный (реактивный) тромбоцитоз, последний обусловлен тяжелым кровотечением, дефицитом железа, хирургическим вмешательством, спленэктомией (преходящий), злокачественными новообразованиями, хроническими воспалительными заболеваниями (НЯК), острыми инфекциями, медикаментами (винкристин, адреналин). Рикошетный тромбоцитоз может возникнуть при восстановлении функций костного мозга после приема цитостатических средств, алкоголя. Первичный тромбоцитозбывает осложнен кровотечением и (или) тромбозом; вторичный - изредка вызывает нарушения гемостаза.
Нарушения функции тромбоцитов следует заподозрить в случае повышения длительности кровотечения при нормальном количестве тромбоцитов. Этиология: 1) медикаменты (аспирин, другие НПВС, дипиридамол, гепарин, пенициллины, особенно карбенициллин, тикарциллин); 2) уремия; 3) цирроз печени; 4) диспротеинемии; 5) миелопролиферативные и миелодиспластические нарушения; 6) болезнь Виллебранда (см. ниже). Лечение. Устранение причины, лежащей в основе заболевания. Диализ и (или) инфузии криопреципитата (10 пакетов/24 ч) проводят при дисфункции тромбоцитов на фоне уремии.
Тромбоцитарная трансфузионная терапия (см. гл. 15).
Гемостатичесние нарушения, вызванные поражением стенок кровеносных сосудов
Этиология: 1) старение; 2) медикаменты, (глюкокортикоиды, пенициллины, сульфонамиды; 3) дефицит витамина С; 4) пурпура ШенлейнаГеноха; 5) парапротеинемии; 6) наследственная геморрагическая телеангиэктазия (болезнь Рандю - ВебераОслера).
Нарушения свертываемости крови
Врожденные нарушения
1. Гемофилия А - наиболее типичное наследственное нарушение свертываемости (1:10 ООО); сцепленная с полом, передающаяся по рецессивному типу недостаточность фактора VIII (низкая активность фактора VIII в плазме крови при нормальном содержании антигена, родственного фактору VIII - фактора Виллебранда). Лабораторные данные - увеличение тромбопластинового времени, нормальное ПВ. Лечение - замещение фактора VIII при кровотечении или перед хирургическим вмешательством; степень и продолжительность замещения зависят от тяжести кровотечения. Степень замещения: вводят фактор VIII до достижения уровня его в плазме от 15 % (при легком кровотечении) до 50 % (при тяжелом) нормального уровня VIII фактора. Доза варьирует от однократного применения VIII фактора до введения дважды в день в течение 2 нед.
2. Гемофилия В - также сцепленное с полом, передающееся по рецессивному типу нарушение свертываемости, обусловленное недостаточностью фактора IX. Клинические и лабораторные данные подобны гемофилии А. Лечение: инфузии свежезамороженной плазмы концентратов фактора IX.
3. Болезнь Виллебранда - нарушение, обычно передающееся по аутосомнодоминантному типу, встречающееся относительно часто; первичный дефект связан с уменьшением синтеза или химическим изменением антигена, относящегося к VIII фактору, в результате чего нарушается тромбоцитарная функция. В лечении применяют криопреципитат (продукт плазмы крови, богатый фактором VIII); до 10 пакетов в течение 48-72 ч, в зависимости от тяжести кровотечения. Десмопрессин (аналог вазопрессина) эффективен у некоторых больных.
Приобретенные нарушения
1. Недостаточность витамина К - нарушение образования фактора II (протромбин), VII, IX и X; главный источник витамина - соответствующая диета (особенно зеленые овощи) при минимальном образовании кишечными бактериями. Лабораторные данные - увеличение ПВ и ЧТВ.
2. Поражение печени приводит к недостаточности всех факторов свертывания, кроме VIII. Лабораторные данные: увеличение ПВ, нормальное или повышенное ЧТВ. Лечение -свежезамороженная плазма.
3. Другие нарушения - ДВС-синдром, дефицит фибриногена (поражение печени, ДВС, применение 1_аспарагиназы, укус гремучей змеи), недостаточность других факторов, циркулирующие антикоагулянты (лимфома, СКВ, идиопатические), массивная трансфузия (коагулопатия разведения).
Гиперкоагуляция
Свойственна больным рецидивирующим тромбозом вен (тромбоз глубоких вен; ТЭЛА). Этиология: 1) венозный стаз (беременность, иммобилизация); 2) васкулит; 3) миелопролиферативные нарушения; 4) оральные контрацептивы; 5) волчаночный антикоагулянт -антитела к тромбоцитарному фосфолипиду,, стимулируйэт коагуляцию; 6) тромбоцитопения, вызванная гепарином; 7) недостаточность эндогенных противосвертывающих факторов -антитромбина III, протеина С, протеина S; 8) другие - пароксизмальная ночная гемоглобинурия, дисфибриногенемии (патологический фибриноген).
Лечение. Коррекция патологического процесса, послужившего причиной нарушения (при возможности); в противном случае показана длительная терапия варфарином.
Антитромботическая терапия
Антикоагулянты
1. Гепарин повышает активность антитромбина III; парентеральный препарат выбора. У взрослых применяют непрерывную внутривенную инфузию, продолжающуюся до 24 ч (25 000-40 ООО ЕД), начальный болюс 5000 ЕД внутривенно; контроль за ЧТВ, поддержание его уровня в 1,52 раза выше нормы. Некоторым больным показана профилактическая антикоагулянтная терапия, снижающая риск венозного тромбоза (в послеоперационный период, при иммобилизации), в дозе 5000 ЕД подкожно каждые 812 ч. Главным осложнением гепаринотерапии является кровотечение; врачебная тактика заключается в прерывании лечения гепарином; при тяжелом кровотечении назначают протамин (1 мг/100 ЕД гепарина), быстро нейтрализующий действие гепарина.
2. Варфарин (кумадин) - антагонист витамина К, уменьшает содержание II, VII, IX, X факторов и антикоагулянтных протеинов С и S. Назначают до 23 дней; исходная нагрузочная доза составляет 5-10 мг внутрь ежедневно, в дальнейшем регулируют дневную дозу, сохраняя ПВ в 1,52 раза выше контрольного. Осложнения: кровотечение, индуцирует кожный некроз, индуцированный варфарином (редко), тератогенные эффекты. Избыточный эффект варфарина купируют назначением витамина К; в неотложной ситуации - инфузия свежезамороженной плазмы. Многие препараты обладают потенцирующим или антагонистическим действием по отношению к варфарину. Потенцирующие средства: хлорпромазин, хлоралгидрат, сульфонамиды, хлорамфеникол, другие антибиотики широкого спектра действия, аллопуринол, циметидин, трициклические антидепрессанты, дисульфурам, слабительные, высокие дозы салицилатов, тироксин, клофибрат. Антагонисты: витамин К, барбитураты, рифампин, холестирамин, оральные контрацептивы,тиазиды.
В стационаре антикоагуляционное лечение обычно начинают с гепарина, с последующей поддерживающей терапией варфарином после одновременного их назначения в течение 3 дней.
Фибринолитические препараты. В практике находят применение два доступных средства: стрептокиназа и урокиназа; вызывающие лизис тромба за счет активации плазмина, который разрушает фибрин. Показания: лечение тромбоза глубоких вен, с более низкой вероятностью постфлебитного синдрома (хронический венозный стаз, образование язв на коже), чем при терапии гепарином: массивная ТЭЛА, эмболическая окклюзия артерии конечности, лечение острого ИМ, нестабильная стенокардия. Рекомбинантный активатор тканевого плазминогена (tPA) также эффективен в лечении острого ИМ. Дозы фибринолитических препаратов: 1) стрептокиназа - при остром ИМ 1,5 млн. ME внутривенно менее чем за 60 мин; или 20 000 ME, как болюс для интракоронарной инфузии, затем вводят около 2000 МЕ/мин, в течение 60 мин. При ТЭЛА или артериальном тромбозе, а также при тромбозе глубоких вен - инфузия стрептокиназы 250 000 ME менее чем за 30 мин, затем 100 000 МЕ/ч на протяжении 24 ч (ТЭЛА) или 72 ч (артериальный тромбоз или тромбоз глубоких вен); 2) урокиназа - при ТЭЛА, 4400 МЕ/кг внутривенно менее чем за 10 мин, затем 4400 МЕДкг г ч) внутривенно в течение 12 ч; 3) tPA (активатор тканевого плазминогена) - при остром ИМ (взрослым 65 кг), 10 мг болюс внутривенно за 12 мин, потом 50 мг внутривенно, менее чем за 1 ч, и 40 мг внутривенно следующие 2 ч (общая доза 100 мг). tPA -немного более эффективное средство, но более дорогое, чем стрептокиназа в лечении острого ИМ.
Фибринологическая терапия обычно следует за периодом антикоагулянтной терапии гепарином. Фибринолитические средства, противопоказаны при 1) активном внутреннем кровотечении; 2) недавнем (менее 23 мес) инсульте; 3) внутричерепном новообразовании, аневризме или недавней травме головы.
Антитромбоцитарные средства. Аспирин (160-350 мг 4 раза в день) с дипиридамолом (50-100 мг 4 раза в день) или без него могут применяться для снижения артериального тромбоза (инсульт, ИМ) у больных с высоким риском.