3.4.5. Протеолиз фибриногена и фибрина плазмином

Следующие реакции происходят последовательно в течение как фибриногенолиза так фибринолиза (рис. 3-42).

Рис.3-42

Модель гидролиза фибриногена плазмином.

Плазмин гидролизует фибриноген, состоящий из трех доменов D –E –D, до фрагментов D и E через образование промежуточных фрагментов X и Y.

1. Плазмин отщепляет сначала два aC-домена, затем гидролизует две связи в Bb-цепях фибриногена, что проводит к образованию Х-фрагмента. В этой реакции на первом этапе образуется фрагмент Х1 (Mr260kD) в результате отщепления двух aC-доменов, а затем Х2-фрагмент (Mr240kD) после расщепления связей Bb42-43 и Bb53-54 в N-конце Bb-цепей.

2. На следующем этапе Х2-фрагменты расщепляются в шарнирных участках, соединяющих Е и Д домены -, - и -цепей фибриногена до Y-фрагмента (Е,1Д и фрагмент Д).

3. Далее плазмин гидролизует Y-фрагмент по -, - и -цепям до Е- и второго Д-домена. При расщеплении стабилизированного фибрина образуются продукты деградации (ДД)Е и ДД.

Плазмин катализирует гидролиз 42 пептидных связей из 181, образованной карбонильными группами остатков Arg и Lys в молекуле фибрина. Каждое расщепление ведет к образованию C-концевых остатков Lys в полимерном 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 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 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);