Роль кальция в гемостазе огромна. Большинство белков гемостаза имеют сайты связывания кальция. При удалении кальция из плазмы (например, при смешивании крови с цитратом натрия) активировать гемостатические реакции практически невозможно. Наиболее важные из известных функций кальция в гемостазе:
• Участие в образовании связей витамин-К-за- висимых факторов (II, VII, IX, X, протеин С, протеин S) с фосфолипидной поверхностью.
• Участие в активации фактора XIII.
• Участие в образовании связи ф.VII и ткане вого фактора.
• Ускорение процесса роста фибринового сгу стка, участие в стабилизации фибринового сгустка, ограничение протеолиза фибрина и фибриногена плазмином, защита фибриноге-
на и фибрина от температурной и щелочной денатурации.
• Стабилизация структуры многих белков ге мостаза и опосредование взаимодействия между ними.
• Участие в процессах активации тромбоцитов и других клеток.
• Кальций необходим для формирования цитос- келета и возбуждения клетки. Он участвует в полимеризации актина и миозина и формиро вании актин-миозиновых волокон. Без него невозможны процессы изменения формы ак тивированных клеток, их движение, секреция.
• Кальций участвует в регуляции большинства внутриклеточных процессов как внутрикле точный мессенджер (посредник) перемещения молекул.
Плазменные белки гемостаза
Ингибиторы системы свертывания плазмы крови
Ингибиторы системы свертывания крови представлены в табл. 7.
Ингибиторы системы свертывания плазмы крови
Таблица 7
Ингибиторы системы свертывания крови условно можно разделить на три группы - ингибиторы ферментов, ингибиторы коферментов и ингибиторы активных комплексов.
Ингибиторы ферментов системы гемостаза
Среди ингибиторов ферментов системы гемостаза, в свою очередь, можно условно выделить 2 группы - ингибиторы сериновых протеаз и неспецифические ингибиторы протеаз, к которым относится α2-макроглобулин.
Ингибиторы сериновых протеаз, или серпи-ны. Большинство ферментов каскада свертывания крови составляют сериновые протеазы. Се-риновыми протеазами также являются ферменты фибринолитической системы, некоторые ферменты системы комплемента, эластаза, трипсин, химотрипсин и многие другие. Все они имеют гомологичную структуру. Существует группа ингибиторов, специфичных для сериновых протеаз, - серпины. Механизм их ингиби-рующего действия изучен довольно хорошо. Серпины имеют строение, похожее на строение субстрата сериновых протеаз. Однако, охотно соединяясь с ферментами, серпины не подвергаются немедленному расщеплению. Это соеди-
нение блокирует ферментативную активность сериновой протеазы (рис. 48). Различные серпины несколько отличаются по строению, могут быть более или менее специфично ингиби-ровать разные ферменты. Кроме того, на актив-
Рис. 48. Ингибирование активных сериновых протеаз серпинамиза счет образования стабильного неактивного фермент-субстратного комплекса
Плазменные белки гемостаза
ность и специфичность серпинов может влиять микроокружение.
Антитромбин и гепарин
Антитромбин (синоним - антитромбин III, AT) - гликопротеин, состоит из 432 аминокислот и имеет 4 участка гликолизации с разным количеством сиаловых кислот. Этот ингибитор формирует стабильный 1:1 комплекс с сериновыми протеа-зами плазменного гемостаза. Кроме того, AT связывается со специфическими сульфатными группами на пентасахаридных структурах гепарина.
AT синтезируется в печени и является наиболее значимым ингибитором системы свертывания крови. Активности находящегося в крови здорового человека антитромбина достаточно, чтобы ингиби-ровать в три раза больше тромбина, чем может образоваться из циркулирующего протромбина. Несмотря на это, уже при снижении активности AT в плазме ниже 60% возрастает риск патологических тромбозов. При изолированном дефиците активности AT риск тромботических проявлений возрастает пропорционально степени снижения активности. Помимо тромбина, AT ингибирует фактор Ха, а также факторы IХа, ХIа, ХIIа и калликреин.
Антитромбин по структуре гомологичен α1 -антитрипсину. В его активном центре присутствует специфическая связь Arg-Ser, которая и взаимодействует с сериновыми протеазами.
Рис. 49. Влияние гепарина на активность фактора Ха в плазме.Гепарин существенно усиливает ингибирующий эффект антитромбина на фактор Ха
Активность AT в десятки тысяч раз усиливается в присутствии отрицательно заряженных гли-козаминогликанов, таких, как гепарансульфат, входящих в структуру гликокаликса на поверхности эндотелиальных клеток. Аналогичное потенциру-
ющее действие на AT оказывает гепарин (рис. 49), вырабатываемый тучными клетками. Антикоагу-лянтное действие гепарина связано с его способностью вызывать конформационные изменения AT. Функция гепарина каталитическая. После образования эквимолярного 1:1 комплекса тромбин-антитромбин (ТАТ) гепарин может освобождаться для организации других комплексов.
Нефракционированный гепарин представляет собой смесь гепаринов различной молекулярной массы. До последнего времени он широко применялся в клинической практике как антикоагулянт. В настоящее время большее распространение получили препараты низкомолекулярного гепарина (НМГ, английская аббревиатура - LMWH), который получается из гепарина химической или энзиматической обработкой. Гепарин не только значительно усиливает активность AT, но и модулирует его ингиби-торную активность. Для стабилизации комплекса ТАТ гепарин должен быть представлен структурой, имеющей, по крайней мере, 18 моносахаридных оснований. Нефракционированный гепарин связывается одновременно как с ферментом, так и с AT, тогда как НМГ связывается только с молекулой AT (рис. 50). Нефракционированный гепарин усиливает активность AT в отношении всех сериновых про-теаз каскада свертывания крови, тогда как низкомолекулярный - в основном в отношении ф.Ха.
Наиболее эффективно AT «работает» в токе крови. В составе протромбиназного комплекса (рис. 41), содержащем также фосфолипиды, Са и ф.Vа, фактор Ха лучше защищен от ингибирова-ния комплексом АТ-гепарин.
Рис. 50. Эффект нефракционированного гепарина
(молекулярная масса до 30 кДа) по стабилизации комплекса тромбин-антитромбин и низкомолекулярного гепарина (молекулярная масса 3 кДа), предпочтительно влияющего в качестве кофактора на образование комплекса фактор Ха - антитромбин, ТАТ - тромбин-антитромбино-вый комплекс
Плазменные белки гемостаза
Гепарин и НМГ широко используются для профилактики и лечения тромбозов.
Антикоагулянтное действие гепарина можно быстро и обратимо снять внутривенным введением протаминсульфата - основного белка, содержащегося в сперме рыб и ковалентно связывающегося с гепарином. Гепарин, помимо активации AT, обладает дополнительными антикоагулянтны-ми эффектами. Очень важной функцией является нейтрализация гепарином тромбоцитарного фактора 4, который освобождается из а-гранул, а также стимуляция гепарином освобождения из сосудистой стенки ингибитора внешнего пути (TFPI) и кофактора гепарина П.
Серьезным осложнением гепаринотерапии может быть развитие гепариновой тромбоцито-пении и рикошетных тромбозов (см. раздел «Тромбоцитопения, вызванная гепарином»).
Комплекс тромбин-антитромбин
Продукт взаимодействия тромбина и AT (ТАТ) - неактивный комплекс, в нем тромбин и AT быстро теряют свою активность. ТАТ удаляется из системы циркуляции печенью в течение нескольких минут. Увеличение ТАТ в системе циркуляции свидетельствует о развитии гиперкоагуляции с увеличением образования тромбина. В частности, ТАТ повышен у пациентов с гипергомоцис-теинемией, которая вызывает, по-видимому, воспалительную реакцию на уровне эндотелиальных клеток. У таких больных увеличен риск тромбо-эмболической болезни и окклюзии артериальных сосудов. После лечения фолиевой кислотой и витамином В6 ТАТ значительно снижается.
Кофактор гепарина II
Другим серпином, инактивирующим тромбин, является кофактор гепарина П. Однако, в отличие от антитромбина, кофактор гепарина II более избирателен и не ингибирует активность других сериновых протеаз системы свертывания крови. Помимо тромбина, субстратом инактивации для кофактора гепарина II являются химо-трипсин и катепсин Н.
С1-ингибитор
С1-ингибитор (Cl-Ing) - наиболее важный ингибитор факторов контактной активации (см. раз-
дел «Внутренний путь образования протромби-назы. Факторы контактной активации»). С1-ин-гибитор-высокогликозилированный серпин, ин-гибирующий факторы ХПа, ХIа, калликреин, плазмин и субкомпоненты Clr и Cls первого компонента системы комплемента.
Вклад С1-ингибитора в систему гемостаза, вероятно, не очень велик, так как его дефицит не проявляется ни кровоточивостью, ни тромбозами. Основное проявление дефицита С1-ингибитора -рецидивирующие ангионевротические отеки.
α2-макроглобулин - гликопротеид, неспецифический ингибитор протеаз. Это крупный белок с молекулярной массой 725 000 Да. Механизм его действия отличается от такового у серпинов. Он действует по принципу мышеловки, у которой дверца захлопывается после попадания объекта внутрь (рис. 51). Образуя связи с внутренними пептидами α2-макроглобулина, протеазы не могут расщепить такой высокомолекулярный субстрат. α2-макроглобулин имеет большую емкость по связыванию протеиназ, но относительно низкое сродство. Он включается в физиологическую инактивацию протеиназ после истощения других ингибиторов, обладающих высоким сродством, но относительно низкой емкостью. Он инактивирует большинство протеаз, включая ферменты системы свертывания крови и фибринолиза. Потребление α2-макроглобулина обычно обнаруживают в состояниях повышенной протеолитической активности, в частности при панкреатитах. У новорожденных содержание α2-макроглобулина примерно в 2 раза выше, чем у взрослых.