Фібринолітична недостатність: причини, молекулярні механізми та шляхи подолання

Размещено на http://www.allbest.ru/

Фібринолітична недостатність: причини, молекулярні механізми та шляхи подолання

Левченко Ольга Едуардівна

Макарова Наталія Миколаївна

Ворошилова Наталія Михайлівна

Анотація

Ключові слова: фібриноліз, фібрин, плазмін, активатори плазміногену.

Підтримка крові в рідкому стані та забезпечення від крововиливу при пошкодженні судин забезпечується узгодженою дією зсідаючого та фібринолітичного каскадів системи гемостазу. Як нестача, так і надлишок їх функціональної активності порушує гемостатичний баланс та призводить до тяжких ускладнень. Так, надмірне згортання крові чи недостатній фібриноліз відіграють істотну роль в розвитку атеросклерозу та його ускладнень, інфаркті міокарду, порушенні мозкового кровообігу, цукровому діабеті, злоякісних новоутвореннях, ускладненнях вагітності, септицемії та септичному шоці, спадкових тромбофілічних порушеннях, післяопераційних ускладненнях та багатьох інших захворювань. Натомість, недостатнє зсідання крові чи надмірний фібриноліз обумовлюють різноманітні кровотечі, що становлять тяжке ускладнення при травмах та хірургічних втручаннях. Генетично обумовлена функціональна недостатності певних факторів зсідання крові

обумовлює гемофілії. Не менш суворими є вимоги до регулярності фібринолітичного процесу [1]. Його ефективність обумовлено здатністю плазміногену (ПГ) та тканинного активатора плазміногену (t-PA, E.C.3.4.21.68) сорбуватись на фібриновій сітці, активуватись до плазміну (E.C. 3.4.21.7) та розщеплювати фібриновий згусток. Сам по собі плазмін (ПМ) є досить слабкою трипсин-подібною сериновою протеїназою. Він що значно поступається трипсину (E.C. 3.4.21.4) за ефективністю гідолізу неспецифічних субстратів. Натомість, за ефективністю розщеплення фібринового згустку ПМ значно перевершує трипсин [2]. Це обумовлено присутністю в складі молекул ПГ та ПМ кринглових структур зі специфічними ділянками міжмолекулярної взаємодії (Рис.1).

Рис. 1. Первинна послідовність препроформи плазміногену людини: А - важкий та B - легкий ланцюги плазміну; С - сигнальний пептид; РАР - преактиваційний пептид 1 -77; К1, К2, К3, К4, К5 - перший, другий, третій, четвертий та п'ятий крингли, відповідно;^- місця глікозилювання в Асн289 та Тирз4б; активаційний зв'язок Арг561-Вал562; Гісвс3, Аспв4б и Сер741 активного центра плазміну [3].

Ці ділянки забезпечують здатність ПГ сорбуватись на фібриновій сітці, міграцію проактивованого ПМ по ній по мірі розщеплення та блокуватись а 2- антиплазміном після вивільнення в розчин [4]. Сорбований на фібрині ПМ є захищеним від інактивації а2-антиплазміном.

Як вже відмічено, недостатній фібриноліз обумовлює цілу низку ускладнень. Для компенсації цієї недостатності застосовуються медикаментозні препарати - фібринолітики [5]. Так, широкого вжитку зазнали препарати на основі стрептокінази (СК) та її похідних. Цей бактеріальний білок не має власного гідролітичного центра, однак утворює активний комплекс з ПГ. Комплекс ПГ-СК специфічно розщеплює в молекулах розчинного ПГ активаційний зв'язок Арг561-Вал562, що й забезпечує лізис фібринового згустку. Фібринолітики на основі СК та її похідних активують ПГ в розчині, що істотно зменшує його дію на фібриновий згусток через швидку інактивацію вільного плазміну а2-антиплазміном. Те ж саме стосується й активатора плазміногену урокіназного типу (E.C. 3.4.21.31). Натомість фібринолітики на основі тканинного активатора плазміногену активують ПГ лише в сорбованому на фібрині стані. Однак питання про ефективність застосування фібринолітиків лишається далеким від остаточного вирішення. Причина такого стану речей може бути обумовлена самим механізмом плазмінового лізису фібрину. Ефективне розщеплення ПМ фібринового згустку можливе лише за регулярної структури останнього, що необхідно для міграція ПМ від однієї ділянки розщеплення до іншої. Порушення ж цієї регулярності веде до зниження ефективності фібринолітичного процесу. Для такого припущення існує низка даних що свідчать про підвищену резистентність структурно ушкодженого фібрину до гідролізу ПМ як in vivo, так і in vitro [6,7]. Закономірно повстає питання, чи можливе подолання ускладнення, що безпосередньо обумовлене характером взаємодії ПМ з фібрином. З очевидних причин отримання відповіді на це питання має важливе практичне значення. На початку 70-х років минулого сторіччя були спроби застосування трипсину в якості фібринолітика. Це призвело до низки непередбачуваних ускладнень і, як наслідок, до заборони на застосування трипсину внутрішньосудинного. З точки зору сучасних уявлень про механізми протеолітичної активації трипсином проформ різноманітних білків крові це навряд чи викличе подив, оскільки неконтрольована та функціонально необгрунтована активація гарантує тяжкі ускладнення. Не менш сумнівною видається й доцільність застосування препарату, що згідно фармакопеї містить проактивований трипсином до ПМ ПГ, однак за даними гель-електрофорезу містить лише білки з молекулярною масою біля 20 кДа проти 86 кДа плазміну [8].

Значно більшої уваги заслуговують препарати малоімуногенних протеїназ бактеріального походження, що почали впроваджуватись в практику протягом останнього десятиріччя.. Ці ферменти позбавлені без вираженої субстратної специфічності. Вони не виявляють трипсин-подібної, а отже й активаторної, дії, однак ефективно гідролізують білки, що втратили свою нативну глобулярну структуру. Показано фібринолітичну дію ферментів цієї групи. Зрозуміло, що подібні протеїнази поступатимуться ПМ за ефективністю розщеплення регулярного фібрину, однак саме через відсутність в їх складі кринглових зв'язуючих ділянок деформованість структури фібрину для них значення не матиме. Це створює передумови для подолання фібринолітичної недостатності, обумовленої особливостями взаємодії плазміну з фібрином.

[1] Волков, Г.Л., Платонова, Т.Н., Савчук, А.Н., Горницкая О.В., Чернышенко, T.M., Краснобрыжая, E.K (2005). Современные представления о системе гемостаза. Київ: Наукова Думка, 296 с.

[2] Weinstein, M., Doolitle, R. (1972). Differential specifities of thrombin, plasmin and trypsin with regard to synthetic and natural substrates and inhibitors. Biochem. Biophys. Acta. 258 (2), 577-590.

[3] Petersen, T., Martzen M., Ichinose A. & Dave, E. (1990). Characteruzation of the gene for human plasminogen, a key proenzyme in fibrinolytic system.J. Biol. Chem., 265(11), 61046111.

[4] Заболотный, Д.И. (2008). Молекулярная патология белка. Київ: Логос, , 236 с.

[5] Kulman, S.S., Sabu, A. (2019). Fibrinolytic enzymes for thrombotic therapy/in: Therapeutic Enzymes: function and clinical implications. Advances in Experimental Medicine and Biology, 1148, 345-382.

[6] Savchuk, A.N., Zinchenko, D.A., Zabolotnyi, D.I. (2009). The contact denaturation of proteins and the problem of biocompatibility of implants/in: Molecular Pathology of Proteins (Zabolotnyi D.I., Ed) New York: Nova Science Publishers, 159-168.

[7] Grobbelaar, J.M., Venter, C., Vlok, M. (2021). SARS-CoV-2 spike protein S1 induces fibrinogen resistant to fibrinolysis: implications for microclot formation in COVID-19.Biosci. Rep, 41 (8): BSR20210611. doi: 10.1042/BSR20210611.

[8] Klys', Yu.G. et al. (2009). Proteolytically degraded enzymes derivatives: Their diagnostic and therapeutic value / In: Molecular Pathology of Proteins (Zabolotny D.I., Ed.), New York:Nova Science Publishers, NY, 139-151

Размещено на Allbest.ru