46. Биохимия свертывающей системы крови: ферменты принимающие участие в коагуляции и фибринолизе, их фармакологическая регуляция.
При свёртывании крови происходит ферментативное превращение растворимого белка плазмы фибриногена в фибриновый полимер, сеть волокон нерастворимого белка. В этой реакции принимает участие фермент тромбин (фактор IIа), который протеолитически отщепляет от молекулы фибриногена небольшой пептидный фрагмент, в результате чего освобождаются участки связывания, что позволяет молекуле фибрина агрегировать в полимер. Затем с помощью глутамин-трансферазы (фактора XIII) образуются изопептидные связи боковых цепей аминокислот фибрина, что приводит к формированию нерастворимого фибринового сгустка (тромба).
Свёртывание крови может запускаться двумя различными путями: вследствие нарушения целостности ткани (внесосудистый путь, на схеме справа) или процессами, которые начинаются на внутренней поверхности сосуда (внутрисосудистый путь, на схеме слева). В обоих случаях запускается каскад протеолитических реакций: из неактивных предшественников ферментов (зимогенов, условно обозначаемых на схеме окружностями) путём отщепления пептидов образуются активные сериновые протеиназы, которые в свою очередь действуют на другие белки. Оба реакционных пути нуждаются в ионах Ca2+ и фосфолипидах [ФЛ (PL)] и оба завершаются активацией фактором Xa протромбина (фактора II) с образованием тромбина (IIа).
Внутрисосудистый путь инициируется коллагеном, который в норме не экспонирован на внутренней поверхности кровеносных сосудов: его контакт с кровью приводит к активации фактора XII. Внесосудистый путь активации начинается с освобождения фактора III (тканевого тромбопластина) из повреждённых клеток ткани. В течение нескольких секунд этот фактор приводит к свёртыванию крови в области раны.
Факторы свёртывания II, VII, IX и X содержат необычную аминокислоту, γ-карбоксиглутаминовую (Gla). Остатки Gla, которые образуются в результате посттрансляционного карбоксилирования остатков глутаминовой кислоты, группируются в особых белковых доменах. Они присоединяют ионы Ca2+ и вследствие этого связывают соответствующие регуляторные факторы с фосфолипидами на поверхности плазматической мембраны. На рисунке это схематически представлено на примере протромбинового комплекса (Va, Xa и II). Вещества, способные связывать свободные ионы Ca2+ в виде комплекса, например цитрат, предотвращают это взаимодействие с фосфолипидами и тормозят свёртывание. Для синтеза остатков Gla необходим в качестве кофактора витамин K.
Генетически обусловленный дефицит отдельных факторов свёртывания приводит к кровоточивости (гемофилия).
В процессе формирования фибринового тромба можно выделить четыре этапа.
1. Превращание фибриногена в фибрин-мономер.
Молекула фибриногена состоит из шести полипептидных цепей трех типов - 2Аа, 2Вр, 2γ. Они связаны между собой дисульфидными связями и образуют три домена А- и В-участки находятся на N-концах цепей Аа и Вр соответственно Эти участки содержат много остатков дикарбоновых аминокислот и поэтому заряжены отрицательно, что препятствует агрегации молекул фибриногена (рис. ниже). Тромбин, который относится к группе сериновых протеаз, отщепляет А- и В-пептиды от фибриногена; в результате образуется фибрин-мономер.
2. Образование нерастворимого геля фибрина. В молекулах фибрина-мономера имеются участки, комплементарные к другим молекулам фибрина, - центры связывания, между которыми образуются нековалентные связи. Это приводит к полимеризации молекул фибрина и формированию нерастворимого геля фибрина (рис. ниже). Он непрочен, так как образован слабыми нековалентными связями.
Фибриноген, освобождаясь под действием тромбина от отрицательно заряженных пептидов 2А и 2В, превращается в фибрин-мономер. Взаимодействие комплементарных участков в доменах молекул фибрина-мономера с другими такими же молекулами приводит к образованию геля фибрина
3. Стабилизация геля фибрина. Фермент трансглутамидаза (фактор XIIIa) образует амидные связи между радикалами аминокислот Глн и Лиз мономеров фибрина и между фибрином и гликопротеином межклеточного матрикса фибронектином.
4. Сжатие геля осуществляет сократительный белок тромбоцитов тромбостенин в присутствии АТФ.
Контроль за свёртыванием крови
Процесс свёртывания крови находится в постоянном равновесии между активацией и торможением. Для торможения в плазме имеются очень эффективные ингибиторы протеиназ. Сериновые протеиназы системы свёртывания инактивируются антитромбином. Его действие усиливается сульфатированным глюкозаминогликаном — гепарином. Тромбомодулин, расположенный на внутренней стенке кровеносных сосудов, инактивирует тромбин, образуя с ним стехиометрический комплекс. За протеолитическое разрушение факторов V и VIII в плазме отвечает белок c. Этот белок в свою очередь активируется тромбином и, тем самым, реализуется самотормозящийся механизм свёртывания крови.
Антагонисты витамина К, такие, как дикумарин, подавляют синтез активных факторов коагуляции и действуют поэтому также как ингибиторы свёртывания.
Вещества, способные связывать свободные ионы Ca2+ в виде комплекса, например цитрат, предотвращают это взаимодействие с фосфолипидами и тормозят свёртывание.