Контактная активация фактора Хагемана

Полный текст

Фактор Хагемана (фактор контакта, или фактор XII свертывания), впервые открытый Ратнофом и Кололи в 1955 г., долгое время считали ответственным за первичную активацию каскада свертывания через внутренний путь тромбинообразования. Хорошо известно, что образование активного фактора XII происходит при контакте с отрицательно заряженными поверхностями: целитом, стеклом, каолином in vitro, коллагеном, поврежденным эндотелием сосудов и базальной мембраной in vivo. Дальнейшие исследования показали, что в процесс контактной активации вовлекается несколько плазменных белков: фактор XII, фактор XI или плазменный предшественник тромбопластина, прекалликреин, высокомолекулярный кининоген. В настоящее время значительно расширены знания о «пусковом» механизме контактной фазы, которая приводит к активации систем свертывания, кининообразования и фибринолиза.

В процессе контактной активации выделяют «твердую фазу», когда энзим и субстрат находятся на поверхности контакта, и «жидкую фазу»— когда ферментативные реакции протекают в сосудистом русле. Связанный с поверхностью фактор Хагемана, молекулярная масса 80000, расщепляется на два фрагмента активной молекулы фактора XII — α-ХІІа и β-XIIa [28а, b]. Каждый фрагмент отличается от исходной молекулы своим строением, молекулярной массой и разной способностью к активации субстратов фактора XII. α-ХІІа, молекулярная масса 80000, образуется при расщеплении фактора XII в пределах дисульфидного мостика и поэтому отличается от исходной молекулы только своей структурой. α-ХІІа плотно связан с поверхностью контакта и способен активировать прекалликреин и фактор XI свертывания, которые также адсорбированы на поверхности. β-XIIa, молекулярная масса 28000, образуется при расщеплении молекулы фактора XII вне дисульфидного мостика и состоит из одной цепочки. Находясь в «жидкой фазе», β-XIIa расщепляет только прекалликреин, 80% которого находятся в русле, а 20% слабо связаны с поверхностью контакта и в течение 5 мин могут почти полностью элюировать в раствор [27]. Причины таких различий пока неясны. Таким образом, β-ХІІа-фрагмент является наиболее важным фактором активации прекалликреина.

Это позволило Реваку и соавт. (1978) предположить, что процесс гемокоагуляции является локализованным явлением и происходит в месте контактной активации в результате действия α-ХІІа-фактора. В отличие от этого генерирование кининов и процесс фибринолиза, вызванные образовавшимся в результате контактной активации калликреином, могут происходить под действием α-ХІІа- и β-ХІІа-фрагментов как на поверхности, так и в кровяном русле в результате очень слабой связи их с поверхностью контакта [6, 9, 11].

Долгое время считали, что непосредственна адсорбция фактора XII на отрицательно заряженную поверхность приводит к его активации. Однако оказалось, что очищенный фактор Хагемана не способен активировать фактор XI, так же как и другие свои субстраты [32]. Появились предположения, что в Процессе контактной активации ХII принимают участие и другие компоненты крови. Так, Хасавэй и соавт.

(1965) установили дефицит ранее неизвестного фактора свертывания, который был назван по фамилии пациента фактором Флетчера. В дальнейшем было показано, что дефект свертывания, кининообразования и плазминообразования во Флетчер-дефицитной плазме полностью корригировался при добавлении очищенного препарата прекалликреина, что подтверждало идентичность Флетчер-фактора и прекалликреина [34]. Затем в трех лабораториях [10, 21, 29] параллельно был выявлен дефект плазменного белка, который проявлялся in vitro увеличением парциального тромбопластинового времени, нарушением процессов фибринолиза и кининообразования. Содержание всех известных факторов свертывания было нормальным. Недостающие факторы были названы по фамилиям обследованных — соответственно фактор Фложиака [21] фактор Фитцджеральда [29, 33] и фактор Вильямса [10]. Хотя содержание прекалликреина в плазме обследованных лиц было сниженным, добавление препарата калликреина не исправляло перечисленных выше нарушений [10, 351. Дальнейшие исследования выявили идентичность факторов Фложиака, Фитцджеральда, Вильямса и высокомолекулярного кининогена [32]. Все указанные дефекты свертывания, фибринолиза и кининообразования корригировались только при добавлении высокомолекулярного кининогена [10, 24, 30]. Низкомолекулярный кининоген использовался в концентрации, большей в 10 раз, но не влиял на скорость активации [7].

В плазме крови человека найдено два функционально различных кининогена: высокомолекулярный (ВМК) и низкомолекулярный (НМК). ВМК, молекулярная масса. 120000, составляет 15—20% тотального кининогена и служит субстратом для плазменного калликреина, который отщепляет от молекулы ВМК девятичленную цепочку вазоактивного пептида брадикинина [13]. НМК, молекулярная масса 70000, под действием тканевых калликреинов освобождает лизил-брадикинин (каллидин).

Возникает вопрос, почему же именно ВМК является необходимым компонентом для течения процесса контактной активации? При инкубации бычьего ВМК (молекулярная масса 76000) с бычьим плазменным калликреином освобождается цепочка брадикинина, фрагмент 1—2 и декининированная часть молекулы, состоящая из тяжелой (Н) и легкой (L) цепей, соединенных дисульфидным мостиком [16, 17]. Тяжелые цепи молекул ВМК и НМК мало отличаются по молекулярной массе (48000), аминокислотной и углеводной последовательности, являются иммунологически однородными. Легкие цепи совершенно различны по своей аминокислотной и углеводной последовательности, молекулярной массе (молекулярная масса L-цепи ВМК — 16000, L-цепи НМК — 4800) [20]. При дальнейшей инкубации с калликреином фрагмент 1—2 расщепляется на гликопептид—фрагмент 1 (молекулярная масса 8000) и гистидин-богатый пептид — фрагмент 2 (молекулярная масса 4600) [16]. Таким образом, присутствие фрагментов 1—2, различное строение L-цепи являются структурными компонентами, характерными для ВМК, и определяют его функциональные особенности [20]. Пептид 1—2, представляя собой высокоосновной фрагмент, вероятно, может содействовать более плотному контакту молекулы ВМК с отрицательно заряженной поверхностью, а следовательно — и других компонентов контактной активации (фактора Хагемана и прекалликреина). Важное значение имеют экспериментальные данные, свидетельствующие об ингибирующем влиянии гистидин-богатого пептида на контактную активацию фактора XII и связанное с этим замедленное образование активного калликреина [19]. Это, возможно, и есть один из путей биологического контроля процесса контактной активации. Однако добавление отдельно каждого из образовавшихся фрагментов расщепления молекулы ВМК не корригировало дефекты свертывания, фибринолиза и кининообразования в Фложиак-дефицитной плазме; это позволило предположить, что только их комбинация в нативной молекуле может обеспечить функциональную активность ВМК [24].

ВМК является «кофактором контактной активации» [12, 23] и циркулирует в русле крови в виде комплекса с прекалликреином, который на поверхности контакта соединяется с факторами XII и XI [31]. При этом молекула фактора XII подвергается конформационным изменениям, в результате которых таким образом изменяется стереохимическая структура и обнажаются активные центры, что в дальнейшем делает молекулу фактора Хагемана более доступной к протеолитическому расщеплению калликреином в 500 раз, плазмином в 100 раз и фактором ХІа в 50 раз [15, 22, 25].

Взаимосвязь между фактором XII и прекалликреином является ответственной за процесс контактной активации [4, 14]. Для начала процесса контактной активации необходимы минимальные количества калликреина, плазмина или других плазменных или клеточных протеаз, которые могут быть в норме секретированы тканями в результате повреждения или другого стимула. Однако калликреин в 10 раз активнее по своей способности активировать фактор XII по сравнению с плазмином [8], и ему принадлежит основная роль в активации фактора Хагемана [3, 9]. Как показали исследования Гриффина и соавт. (1978), концентрация калликреина, способная осуществить поверхностно зависимую протеолитическую активацию фактора XII, может считаться следовой по отношению к содержанию прекалликреина в плазме (0,04% тотального прекалликреина в плазме образуют 0,2 нмоля калликреина, который обладает умеренной потенцией в расщеплении поверхностно связанного фактора XII).

Существование биохимической и функциональной взаимосвязи между свертывающей, фибринолитической и калликреин-кининовой системами, наличие единого центра начальной активации (фактора Хагемана) и общих ингибиторов (Сl-инактиватора, α₂-макроглобулина, α₁-антитрипсина и других) позволила выдвинуть гипотезу о существовании единой «полисистемы» [2, 5]. Активация путей, зависимых от фактора Хагемана, занимает значительное место в механизме адаптационного синдрома, во всех фазах воспаления, диссеминированного внутрисосудистого свертывания и других реакциях организма [1].

Понимание биологической сущности изменений этих систем гомеостаза позволит углубить знания о патогенезе многих заболеваний и найти новые способы их терапии. Данные, полученные нами при обследовании группы детей с патологией почек, выявили четкую взаимосвязь изменений калликреин-кининовой, свертывающей и фибринолитической систем на начальных стадиях воспаления, направленных на поддержание нормального гомеостаза в организме. При длительном течении заболевания наблюдается дисбаланс между компонентами этих систем и их ингибиторами, что, возможно, оказывает влияние на формирование хронического воспалительного процесса, и развитие осложнений. Это, безусловно, необходимо учитывать при назначении таких лекарственных препаратов, как гормоны, цитостатики, антикоагулянты, антиагреганты и другие, которые широко используются не только в нефрологии, но и при лечении самых различных заболеваний.

Об авторах

З. Д. Федорова

Лаборатория свертывания крови Ленинградского НИИ гематологии и переливании крови; Ленинградский педиатрический медицинский институт

Автор, ответственный за переписку.
Email: info@eco-vector.com

кафедра факультетской педиатрии

Россия

С. И. Петрова

Лаборатория свертывания крови Ленинградского НИИ гематологии и переливании крови; Ленинградский педиатрический медицинский институт

Email: info@eco-vector.com

кафедра факультетской педиатрии

Россия

А. В. Папаян

Лаборатория свертывания крови Ленинградского НИИ гематологии и переливании крови; Ленинградский педиатрический медицинский институт

Email: info@eco-vector.com

кафедра факультетской педиатрии

Россия

Список литературы

Дополнительные файлы