Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Антифосфолипидный синдром клинико-биохимические аспекты патогенеза, диагностики и лечения. Учебно-методическое пособие
.pdf
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ ИВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Институт медицины ипсихологии В. Зельмана
В. Г. Стуров, Л. Ф. Гуляева, С. Н. Тамкович
АНТИФОСФОЛИПИДНЫЙ СИНДРОМ:
клинико-биохимические аспекты патогенеза,
диагностики илечения
Учебно-методическое пособие
Новосибирск ◆ 2023
УДК 616-008
ББК 53.4
С884
Рецензенты:
д-р мед. наук, проф. Л. В. Спирина,
д-р мед. наук, проф. Н. В. Юнусова
Стуров В. Г.
С884
Антифосфолипидный синдром: клинико-биохимические
аспекты патогенеза, диагностики и лечения: учеб.-метод. пособие / В. Г. Стуров, Л. Ф. Гуляева, С. Н. Тамкович; Новосиб. гос.
ун-т. — Новосибирск : ИПЦ НГУ, 2023. — 44 с.
ISBN 978-5-4437-1422-6
Данное учебно-методическое пособие знакомит читателя
с историей и современной классификацией антифосфолипидного синдрома. Приведены клинические проявления этого синдрома, современные методы диагностики и принципы терапии.
Особое внимание уделено патогенезу COVID-19-индуцированного вторичного антифосфолипидного синдрома.
Предназначено для студентов 3, 5 и 6-го курсов ИМПЗ НГУ,
а также других медицинских вузов, для клинических ординаторов и научных сотрудников, работающих в области биологии
и медицины.
УДК 616-008
ББК 53.4
Рекомендовано к печати кафедрой клинической
биохимии ИМПЗ НГУ (протокол №3 от 30.06.2022)
© Новосибирский государственный
ISBN 978-5-4437-1422-6 университет, 2023
Введение
Антифосфолипидный синдром (antiphosfolipid syndrome) (АФС) является аутоиммунным синдромом, в основе которого лежит образование аутоантител к широко распространенным в организме фосфолипидным детерминантам мембран клеток или фосфолипид-связывающим белкам крови. Клинически этот синдром проявляется развитием тромбозов и/или акушерской патологии.
В 1952 г. К. Л. Конли и Р. Ч. Хартманном было показано, что сыворотка больных системной красной волчанкой (СКВ) и ложноположительной реакцией Вассермана в опытах in vitro способна удлинять время свертывания крови, но при этом не ингибирует известные
факторы гемокоагуляции. В 1963 г. впервые была обнаружена связь
между присутствием в крови больных СКВ антикоагулянта и развитием у них тромбозов. Циркулирующий в крови больных ингибитор
свертывания крови получил наименование волчаночный антикоагулянт (ВА). В дальнейшем было установлено, что, несмотря на наличие в плазме больных СКВ мощного ингибитора свертывания крови,
у них часто возникают рецидивирующие тромбозы.
Вскоре стало очевидным, что термин «волчаночный антикоагулянт» неудачен, поскольку антифосфолипидные антитела (аФЛ-АТ)
образуются не только при СКВ. В 1975 г. была выявлена тесная взаимосвязь между присутствием в крови ВА и развитием у беременных
спонтанных абортов и тем самым открыта эра изучения акушерского
варианта АФС. Позднее, в 1983 г., у беременных была обнаружена
тесная взаимосвязь между уровнем ВА, наличием у них гестационной патологии и развитием тромбозов и инсультов. Эта закономерность, характерная для АФС, в дальнейшем получила наименование
«клиническая триада Хьюза».
Важно отметить, что АФС и СКВ обладают патогенентической
общностью. Так, установлено, что у 5–15 % пациентов с первичным
АФС в течение 10 лет заболевания развивается СКВ, а у 3–50 % пациентов с СКВ развивается АФС в течение 10 лет заболевания [1, 2]. Поразительной особенностью АФС и СКВ является природа определяющих антигенов. И ДНК, и фосфолипиды являются одними из самых
широко распространенных антигенов в организме, и оба имеют отри-
3
цательный заряд. Неудивительно, что взаимодействия зарядов играют
важную роль в распознавании ДНК и фосфолипидов и что антитела
(АТ) с положительно заряженными остатками в областях, определяющих комплементарность, положительно отбираются для распознавания обоих аутоантигенов. На самом деле подобное распределение заряда частично является одной из причин наблюдаемой перекрестной
реактивности между аФЛ-АТ и анти-ДНК-АТ. Как ДНК, так и отрицательно заряженные фосфолипиды обычно защищены от гуморальной
иммунной системы клеточной мембраной, а во время клеточной гибели выходят наружу на поверхность апоптотических клеток. При других формах гибели клеток таких, как некроз, недавно была выявлена
гибель нейтрофилов, которая включает рассредоточение хроматина
в форме нейтрофильных внеклеточных ловушек (НЭТ). ДНК и отрицательно заряженные фосфолипиды также, вероятно, экстернализуются и становятся доступными для АТ. Следовательно, разумно заключить, что гибель клеток способствует появлению антигенов, которые стимулируют антиаутоиммунный ответ при АФС и СКВ.
К 80-м гг. XX в. относится создание наборов для определения
в крови концентрации АТ к кардиолипину методом иммуноферментного анализа — прорыв в изучении АФС. В дальнейшем была
установлена тесная связь между наличием в крови больных аФЛ-АТ
и возникновением венозных и артериальных тромбозов, повторных
спонтанных абортов, тромбоцитопений, неврологических симптомов. Для определения этого симптомокомплекса и был предложен
термин «антифосфолипидный синдром» [3].
АФС принято подразделять на первичный, возникающий без предшествующей патологии, и вторичный, проявляющийся на фоне аутоиммунных заболеваний (СКВ, синдром Шегрена, системные васкулиты и др.), злокачественных новообразований, приема некоторых
лекарственных препаратов.
1. Структура ифункции фосфолипидов
Фосфолипиды принадлежат к липидам — большому классу органических молекул, выполняющих структурную, энергетическую, транс-
4
портную и сигнальную функции в клетке. Фосфолипиды являются
важными компонентами биологических мембран, вместе с холестерином и гликопептидами они входят в состав мембран всех клеточных типов животных и человека. Фосфолипиды состоят из двух гидрофобных жирных ацильных цепей и одной гидрофильной головки.
Фосфолипидные бислои выполняют важные структурные функции,
отделяя клеточное содержимое от окружающей среды, формируя
субклеточные органеллы и обеспечивая платформы для множества
клеточных процессов. Основные компоненты фосфоацилглицеролов
представлены на рис. 1.
Мембраны состоят из липидов трех классов: фосфолипиды, гликолипиды и холестерол. Фосфолипиды и гликолипиды (липиды с присоединенными к ним углеводами) состоят из двух длинных гидрофобных углеводородных «хвостов», которые связаны с заряженной
гидрофильной «головой». Холестерол придает мембране жесткость,
занимая свободное пространство между гидрофобными «хвостами»
липидов и не позволяя им изгибаться. Поэтому мембраны с малым
содержанием холестерола более гибкие, а с большим — более жесткие и хрупкие. Также холестерол служит стопором, препятствующим
перемещению полярных молекул из клетки и в клетку (рис. 2).
Важную часть мембраны составляют белки, пронизывающие ее
и отвечающие за разнообразные свойства мембран. Их состав и ориентация в разных мембранах различаются. Рядом с белками находятся аннулярные липиды — они более упорядочены, менее подвижны,
имеют в составе более насыщенные жирные кислоты и выделяются
из мембраны вместе с белком. Без аннулярных липидов белки мембраны не работают.
Основными структурными фосфолипидами в мембранах млекопитающих являются глицерофосфолипиды (рис. 3), включая фосфатидилхолин, фосфатидилэтаноламин, фосфатидилсерин, фосфатидилинозитол и фосфатидную кислоту.
Среди этих глицерофосфолипидов фосфатидилхолин наиболее
распространен в клеточных мембранах и субклеточных органеллах
млекопитающих, на его долю приходится до 50 % всех фосфолипидов. Содержание остальных липидов в клетке млекопитающих представлено в таблице.
5
а
ацил 1
ацил 1
фосфатидовые
кислоты
глицерин
P
ацил 1
ацил 1
фосфатиды
глицерин
P
ацил
сфингозин
P
сфингофосфолипид
ацил
сфингозин
P
б
Жирная
кислота
Жирная
кислота
–
2
–
аминоспирт
или сахароспирт
–
аминоспирт
или сахароспирт
–
холин
сфингомиелин
Глицерол
CH
3
HO – CH2– CH2 – N — CH
+
CH
3
3
HO – CH2– CH – NH
серинхолин
HO – CH2– CH2 – NH
+
3
H
HO
этаноламин миоинозит
ацил 1
глицерин
–
аминоспирт
P
или сахароспирт
лизофосфолипид
O
C
H — C — CH2 — O — P — O — [CH2]2 — N — CH
H
CCC
H
O
NH
–
O
H
OH
Фосфат Спирт
COO
OH OH
H
OH
H
–
+
3
OH
H
H
H
OH
CH
3
+
3
CH
3
в
Глицерол
HO — CH2— CH2 —NH
H
OH
HO — CH2— С — COOHO — CH2— C — СH2 — OH
+
3
HO — CH2— CH2 — N(СH3)
NH
Серин
+
3
H
+
3
H
HO
OH OH
H
H
OH
H
OH
H
Инозитол
OH
H
Этаноламин Холин
Рис. 1. Основные компоненты фосфоацилглицеролов:
а — фосфолипиды; б — общая схема строения фосфоацилглицеролов;
в — основные спирты, входящие в состав фосфоацилглицеролов
6
Холестерин
Рис. 2. Строение фосфолипидной клеточной мембраны
Олигосахарид
Гликолипид
Фосфолипиды
Интегральный
белок
Интегральный
белок
Гидрофобная
α-спираль
O
R — C — O — CH
R' — C — O — CH
H2C — O — P — O — C H2 — CH2 — NH
O
Фосфатидилсерин
O
R — C — O — CH
R' — C — O — CH
H2C — O — P — O — C H2 — CH2 — N(CH3)
O
O
R — C — O — CH
R' — C — O — CH
H2C — O — P — O — C H2 — C
O
2
O
–
O
2
O
–
O
Фосфатидилхолин
2
O
–
O
Дифосфатидилглицерол
Рис. 3. Основные фосфоацилглицеролы
R — C — O — CH
H
COO
–
R' — C — O — CH
+
3
Фосфатидилэтаноламин
+
3
H
O
— C H2 — O — P — O — C H
CH
–
O
7
O
2
O
H2C — O — P — O — C H2 — CH2 — NH
O
–
O
OH OH
— P — O — C H
H
H
OH
O
H
HO
H
H
OH
H
Фосфатидилинозитол
O
H2C — O — C — R
HC — O — C — R'
O
2
H2C — O — C — R
HC — O — C — R'
O
–
O
+
3
O
O
2
Содержание липидов в клетке млекопитающих
Липид Среднее содержание от всех липидов, %
Фосфатидилхолин 45–55
Фосфатидилэтаноламин 15–25
Фосфатидилинозитол 10–15
Фосфатидилсерин 5–10
Фосфатидная кислота 1–2
Сфингомиелин 5–10
Кардиолипин 2–5
Фосфатидилглицерин <1
Гликосфинголипиды 2–5
Холестерин 10–20
Фосфатидилэтаноламин является вторым наиболее распространенным фосфолипидом в клетках млекопитающих, его особенно
много во внутренней мембране митохондрий (~35–40 % от общего
количества фосфолипидов) по сравнению с другими органеллами
(~17–25 %). Высокое содержание фосфатидилэтаноламина в митохондриях согласуется с гипотезой о том, что митохондрии млекопитающих произошли в результате симбиотических отношений между
примитивными клетками млекопитающих и бактериями.
Содержание фосфатидилсерина во внутренних мембранах митохондрий и лизосомальных мембранах значительно ниже, чем в эндоплазматическом ретикулуме, ядре, аппарате Гольджи и плазматической мембране.
Кардиолипин, необходимый для нормального функционирования
митохондрий, присутствует только в митохондриях, особенно во внутренних мембранах. Такое неравномерное распределение фосфолипидов среди органелл поднимает вопрос о том, как это распределение
возникает. Несколько механизмов могут быть ответственны за установление различных фосфолипидных составов мембран органелл.
Во-первых, фермент, который синтезирует фосфолипиды, обогащенные органеллой, преимущественно локализован в этой органелле.
Во-вторых, ферменты, расщепляющие обогащенный фосфолипид,
8
могут быть менее активны в этой органелле по сравнению с другими
органеллами. В-третьих, существуют различные пути для транспорта
специфического фосфолипида между органеллой, которая синтезирует этот фосфолипид, и мембраной, в которой фосфолипид обогащен.
Жирно-ацильные фрагменты мембранных фосфолипидов показывают широкое разнообразие по длине цепи и степени насыщения
(двойные связи против одинарных). Эти два параметра определяют
биофизические свойства клеточных мембран, включая их текучесть,
пространственное строение и субдоменную организацию. Эти факторы, в свою очередь, влияют на ассоциированные с мембраной
клеточные процессы такие, как везикальный транспорт, трансдукция сигнала и молекулярный транспорт. В настоящее время ведутся
активные исследования главным образом на моделях in vitro — изучается, как изменения в составе фосфолипидов влияют на физиологические процессы живых организмов. Установлено, что в клетках млекопитающих состав фосфолипидов в значительной степени
поддерживается за счет процесса ремоделирования деацилирования
и повторного ацилирования. Из-за субстратной специфичности ферментов этого пути насыщенные и мононасыщенные жирные ацильные цепи предпочтительно связаны в положении Sn1, а полиненасыщенные жирные кислоты — в положении Sn2. Открытие семейства
лизофосфолипидацилтрансфераз (LPLAT) ферментов ремоделиро-
вания фосфолипидов, которые катализируют реацилирование лизофосфолипидов в положении Sn2 и таким образом модулируют состав жирных ацилов фосфолипидов, привело к лучшему пониманию
того, как ремоделирование фосфолипидов способствует физиологии
in vivo. Такие модификации осуществляются главным образом после
того, как молекула фосфолипида синтезировалась. Пример такой модификации представлен на рис. 4.
Рассмотрим, как происходит первичный синтез фосфолипидов
на примере фосфатидилхолина (рис. 5). У млекопитающих основным путем синтеза de novo этого фосфолипида является ЦДФ-холиновый путь, также известный как путь Кеннеди, который был впервые описан Кеннеди и Вайсом в 1956 г. Путь Кеннеди включает три
ферментативные реакции: фосфорилирование холина холинкиназой,
образование CDP-холина из фосфохолина и CTP, катализируемое
9
CTP-фосфохолинцитидилилтрансферазой (CT), и замену цитидинмонофосфата диацилглицерином (DAG) с образованием PC, катализируемого ЦДФ-холином (1,2-диацилглицеролхолинфосфотрансфераза). В дополнение к пути Кеннеди печень имеет уникальный путь
синтеза фосфатидилхолина посредством трех последовательных
метилирований этаноламиновой части фосфатидилэтаноламина,
катализируемых фосфатидилэтаноламин-метилтрансферазой, что
способствует до 30 % синтеза фосфатидилхолина в печени. Следует
заметить, что оба пути биосинтеза фосфатидилхолина de novo необходимы для производства и секреции липопротеинов.
Положение SN1
(насыщенность 18:0а)
Положение SN2
(ненасыщенность 20:4)
Глицериновый
O
остов
O
O
O
O
P
O
O
HO
Фосфатная головная
группа (этаноламин)
NH
Рис. 4. Пример молекулы фосфолипида,
демонстрирующей положение Sn1/Sn2 головной группы
на глицериновом остове. Показан
1-стеароил-2-арахидонилфосфатидилэтаноламин, или PE 18:0a/20:4,
с глицериновым остовом, выделенным зеленым многоугольником
Как упоминалось выше, жирные ацильные цепи в фосфолипидах
очень разнообразны и распределены асимметрично. Это распределение не может быть полностью объяснено путем синтеза de novo,
поскольку ферменты пути Кеннеди имеют небольшую субстратную
специфичность жирного ацил-кофермента А. Состав и асимметричное распределение жирных ацильных цепей в отдельных фосфолипидах модифицируются после их синтеза de novo в процессе ремоделирования. В 1958 г. впервые был описан быстрый оборот Sn2
жирных ацильных фрагментов глицерофосфолипидов. При синтезе
de novo жирные ацильные цепи в положении Sn2 фосфолипидов ги-
2
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]