5.2.5. Контроль коагуляции

Система коагуляции включает механизмы аутоамплификации (автоматического усиления), которые способны любой сигнал, “запускающий” процесс свертывания крови, превратить в генерализованный тромбоз. В физиологических условиях, однако, этого не происходит, так как вскоре после инициации свертывания крови активируются системы контроля коагуляции. Выделяют “внутренний” и ”внешний” контроль коагуляции.

"Внутренний" контроль. Наряду с возможностью аутоамплификации система коагуляции способна к самоограничению. Это обусловлено тем, что как некоторые дериваты каскада коагуляции, так и его конечные продукты обладают антикоагулянтными свойствами.

1. Коагуляции препятствуют метафакторы Va и XIa.

2. Тромбин, основной фактор коагуляции, одновременно является активатором важнейшего механизма антикоагуляции - так называемый "тромбиновый парадокс" (рис. ). В процессе перманентной физиологической акти­вации коагуляции значительная часть образующегося тромбина свя­зывается с тромбомодулином (рецепторным белком на мембранах эндотелиоцитов) и утрачивает способность вызывать образование фибрина и активировать фактор XIII. Одновременно связанный с тромбомодули­ном тромбин активирует важней­ший антикоагулянт - протеин С. Протеин С в комплексе с протеином S ингибирует коагуляционные факторы-акселераторы Va и VIIIa, и самостоятельно инактивирует ингибитор тканевого активатора плазминогена, стимулируя актива­цию фибринолиза.

3. Фибрин связывает и инактивирует большое количество тромбина и фактора Xa.

Продукты расщепления фибрина/фибриногена ингибируют агрегацию тромбоцитов и самосборку фибрин-мономеров (полимеризацию фибрина).

"Внешний" контроль осуществляют три главных механизма: I -комплекс антитромбин III + гепарин и другие гликозаминогликаны; II - ингибитор пути тканевого фактора; III - комплекс протеин С-протеин S.

Все эти механизмы дополняют друг друга и обеспечивают in vivo основной антикоагулянтный ответ.

I. Система антитромбина.

Антитромбин III (AT III) - плазменный одноцепочечный гликопротеин, синтезирующийся в печени. Принадлежит к семейству ингибиторов "серпин"-типа (serpin - serine proteinase inhibitor), которые блокируют активные центры протеаз, формируя с ними стойкие неактивные эквимолярные комплексы путем образования ковалентных связей между реактивным участком ингибитора и активным центром протеазы.

АТ III является одним из важнейших физиологических антикоагулянтов. На его долю которого приходится более 75% всей антикоагулянтной активности плазмы. АТ III универсален и способен ингибировать различные сериновые протеазы, в том числе коагуляционные факторы IIa, Xa, IXa, XIa, XIIa. Кроме того, АТ III, в присутствии гепарина может быстро воздействовать на фактор VIla, связанный с ТФ.

Наибольшее значение имеет ингибирование АТ III факторов, занимающих ключевые позиции в каскаде коагуляции: тромбина (IIa) и фактора Xa. Ингибирование плазменных факторов АТ III происходит медленно, но в тысячу раз ускоряется гепарином и во много раз - другими гликозаминогликанами.

Гепарин является кофактором антитромбина III и представляет собой полимер, состоящий из чередующихся D-глюкуроновой кислоты и N-ацетил-D-глюкозоамина. Гликозаминогликановые цепи построены на базовой структуре, состоящей из одного остатка ксилозы, двух остатков галактозы и ковалентно связанной с серином полипептидной основы; 10–15 гликозаминогликановых цепей, каждая из которых содержит 200–300 моносахаридных единиц, присоединены к одной белковой цепи, образуя протеогликан.

Выраженный немедленный антикоагулянтный эффект гепарина наблюдается как in vitro, так и in vivo (при введении препаратов гепарина внутривенно с терапевтической целью). Эндогенный гепарин обнаружен в тучных клетках, где он связывает положительно заряженные молекулы типа гистамина и нейтральные протеазы, формируя прозрачные структуры в секреторных гранулах тучных клеток. В норме из тучных клеток гепарин в плазму не освобождается; небольшое его количество может появляться в плазме у больных с системным мастоцитозом, что приводит к умеренному увеличению АПТВ.

В физиологических условиях in vivo в плазме определяются лишь следовые количества гепарина, и роль кофакторов АТ III выполняют родственные гепарину сульфатированные гликозаминогликаны (гепаран сульфат, дерматан сульфат), которые образуют боковые цепи протеогликанов, фиксированных на поверхностных мембранах эндотелиальных клеток.

Связывание АТ III с гликозаминогликановой цепью индуцирует конформационные изменения молекулы АТ III, что делает ее реакционную область более доступной. Кроме того, антитромбин III, тромбин и другие протеазы, связываясь с сульфатированными гликозаминогликанами используют их как матрицу. В результате такого взаимодействия они выгодно взаимно ориентируются и тесно соприкасаются друг с другом, что позволяет реакционной области АТ III более эффективно взаимодействовать с активными центрами протеаз-мишеней. Эффект гепарина/гепарана в этой ситуации приводит к увеличению активности АТ III.

Кроме взаимодействия с АТ III, гепарин стимулирует ингибирование тромбина ингибитором активатора плазминогена-1, ингибитором протеина C и ферментом nexin-1, а также ингибирование фактора Xa ингибитором пути тканевого фактора (ИПТФ).

II. Ингибитор внешнего пути коагуляции.

Регуляция каталитической активности комплекса VIIa/ТФ, инициирующего ТФ-зависимую коагуляцию, отличается от контроля деятельности комплекса [IXa-VIIIa-Ca²⁺-фосфолипидная мембрана] и протромбиназного комплекса [Xa-Va-Ca²⁺-фосфолипидная мембрана. Последние ингибируются более эффективно в свободном состоянии, чем в комплексах. Напротив, фактор VIla не может быть нейтрализован эффективно вне связи с ТФ.

Ингибировать каталитическую активность комплекса VIIa/ТФ могут находящиеся в плазме ингибиторы протеаз: Kunitz-типа, ингибитор пути тканевого фактора (ИПТФ) и антитромбин III.

Ингибирование VIIa/ТФ с помощью ИПТФ осуществляется в два этапа: 1)свободный фактор Xa связывается с аргинином реактивного центра второго Kunitz-домена ИПТФ и образует комплекс Xa/ИПТФ, что приводит к ингибированию активности фактора Xa (этот этап Ca²⁺-зависим); 2)комплекс ИПТФ/Xa связывается с комплексом VIIa/ТФ (фактор VIla связывается с лизином реактивного центра первого Kunitz-домена ИПТФ), в результате чего образуется четырехкомпонентный комплекс Xa/ИПТФ/VIIa/ТФ, не имеющий каталитической активности комплекса VIIa/ТФ. Соединение с Xa приводит к конформационным изменениям молекулы ИПТФ и потенцирует способность ИПТФ к связыванию с комплексом VIIa/ТФ. Образование комплекса Xa/ИПТФ/VIIa/ТФ Ca²⁺-зависимо. Преимущество этого механизма состоит в том, что ингибирование фактора VIIa может быть отсрочено до образования фактора Xa и гарантирует гемостаз, обеспечивающийся ТФ-зависимой коагуляцией.

Механизмы ингибирования активности VIIa/ТФ антитромбином и ИПТФ имеют отличия. Главное из них состоит в том, что ингибированная антитромбином молекула VIla легко освобождается от ТФ, который остается свободным и способен связать новую молекулу фактора VII(a). Напротив, ИПТФ/Xa формирует прочный четырехкомпонентный комплекс с VIIa/ТФ, который отстраняет молекулы ТФ на участке повреждения ткани от дальнейшего участия в коагуляции.

Таким образом, ИПТФ - главный регулятор каталитической активности VIIa/ТФ в ходе осуществления локального гемостаза и ключевой физиологический антикоагулянт, защищающий от потенциальных тромботических осложнений при поступлении небольших количеств ТФ в циркуоирующую кровь.

III. Система протеинов С и S.

Эта регуляторная антикоагуляционная система отличается от первых двух природой молекул-мишеней. В отличие от ИПТФ и системы антитромбина, которые ингибируют протеазы каскада коагуляции, активированный протеин C ингибирует два непротеолитических регуляторных протеина (кофактора) каскада коагуляции: факторы Va и VIIIa.

Протеин C - неактивный предшественник антикоагулянта протеина Ca (сериновой протеазы, функционирующей как антикоагулянт в присутствии кофактора - протеина S).

Протеин C и протеин S витамин К зависимы. Около 40% циркулирующего протеина S находится в плазме в свободной форме, остальные 60% циркулируют в виде неактивного комплекса с компонентом комплемента C4b. В качестве кофактора в реакциях ингибирования участвует только свободный протеин S.

Активацию протеина C осуществляет тромбин, фиксированный на поверхности эндотелиальных клеток тромбомодулином (трансмембранным белком - рецептором тромбина), – происходит отщепление активационного пептида от тяжелой цепи протеина C. Взаимодействие с тромбомодулином приводит к конформационному изменению молекулы тромбина, позволяющее тромбину эффективно активировать протеин C и ингибирует его действие на фибриноген и тромбоциты.

Протеин Ca в комплексе с протеином S на поверхности фосфолипидной мембраны расщепляет и тем самым инактивирует белковые факторы-акселераторы коагуляции Va и VIIIa, эффективно прерывая каскад коагуляции.

Деятельность самого протеина С контролируется другим белком - ингибитором протеина С, принадлежащему к семейству ингибиторов "серпин"-типа.

Кроме перечисленных, в контроле коагуляции участвует еще множество факторов, активность и емкость которых несравнимо мала по сравнению с основными антикоагулянтами: кофактор гепарина II (активируемая гепарином протеаза, ингибирует тромбин, но не на фактор Xa), a2-макроглобулин (ингибирует тромбин и другие протеазы) и др.