Система гемостаза и ее нарушения

Содержание

Слайд 2

Остановка кровотечения (гемостаз, Hemostasis) при повреждении сосуда происходит прежде всего за

Остановка кровотечения (гемостаз, Hemostasis) при повреждении сосуда происходит прежде всего за

счет сокращения (спазма) сосуда, которое возникает:
1) вследствие рефлекторной стимуляции гладких мышц сосуда со стороны симпатической нервной системы и
2) действия сосудосуживающих веществ, в частности, серотонина, секретируемого тромбоцитами, и тромбоксана А2, синтезируемого активированными тромбоцитами.
Спазм сосуда ограничивает первоначальную потерю крови из раны и благоприятствует местному накоплению гемостатических веществ.
Одновременно начинается взаимодействие крови со структурами поврежденного сосуда, что приводит сначала к образованию тромбоцитного агрегата в зоне дефекта сосуда, а затем к образованию сгустка крови на основе тромбоцитного агрегата.

Гемостаз

Слайд 3

Система гемостаза – защитная система организма, обеспечивающая сохранение крови в жидком

Система гемостаза – защитная система организма, обеспечивающая сохранение крови в жидком

состоянии в пределах кровеносных сосудов и образования тромбов в области повреждения стенки сосудов. Включает следующие стадии:
Локальная вазоконстрикция (сокращение сосудов в области повреждения)
Образование тромбоцитарного тромба
Стабилизация тромба фибрином
Ретракция (сокращение) тромба
Растворение тромба после восстановления повреждения стенки сосуда

Система гемостаза

Слайд 4

Первый этап в процессе свертывания крови - адгезия тромбоцитов (прилипание тромбоцитов

Первый этап в процессе свертывания крови - адгезия тромбоцитов (прилипание тромбоцитов

к месту повреждения, например, к субэндотелиальному слою, в частности, к коллагену).
После этого происходит активация и дегрануляция тромбоцитов с секрецией АДФ, серотонина, адреналина. Адреналин, коллаген и тромбин, связываясь с мембранными рецепторами, активируют два фермента - фосфолипазу С и фосфолипазу A2, что приводит к секреции простагландинов и тромбоксана A2. Образовавшийся инозитол, 1,4,5-трисфосфат приводит к выходу ионов Са и повышению внутриклеточной концентрации в тромбоцитах. Са2+ запускает фосфорилирование легких цепей миозина, облегчая его взаимодействие с актином, что обеспечивает перемещение гранул и изменение формы тромбоцитов.
Рецепторы коллагена на тромбоцитах (интегрин α2β1и гликопротеин VI) обеспечивают активацию каскада коагуляции, которые ведут к высвобождению факторов свертывания.
При активация тромбоцитов его дисковидной формы тромбоцитов меняется на сферическую, у тромбоцита образуются отростки (псевдоподии тромбоцитов).
На последнем этапе происходит агрегация тромбоцитов (связывание активированных тромбоцитов с тромбоцитами,прилипшими к месту повреждения).

Адгезия, активация и агрегация тромбоцитов

Слайд 5

Активация тромбоцитов и секреция тромбоцитарных факторов Тромбоспондин- гликопротеин, принимающий участие в

Активация тромбоцитов и секреция тромбоцитарных факторов

Тромбоспондин- гликопротеин,
принимающий участие в адгезии
клеток

друг с другом и клеток с
внеклеточным матриксом. После
активации тромбоцитов количество
тромбоспондина на мембране резко
увеличивается.
Слайд 6

В системе свертывания крови имеются плазменные и тромбоцитарные факторы. Международный комитет

В системе свертывания крови имеются плазменные и тромбоцитарные факторы. Международный комитет

по гемостазу и тромбозу присвоил арабскую нумерацию тромбоцитарным и римскую — плазменным факторам. Всего выделяют 13 плазменных факторов и 22 тромбоцитарных.
В активированной форме 6 плазменных факторов крови и калликреин* (протеаза, обеспечивающая образование естественных полипептидов, которые являются активными вазодилататорами, снижают кровяное давление и вызывают расслабление гладкой мускулатуры) – это сериновые протеазы.
Механизм свертывания крови представляет собой каскад реакций ограниченного протеолиза белковых факторов, что в конечном итоге приводит к полимеризации последнего продукта - фибрина.
Протеазные домены располагаются в С-концевых частях молекул факторов свертывания крови, аминокислотные последовательности в этих областях гомологичны таковым трипсина и химотрипсина (механизм действия химотрипсина дан в приложении в конце лекции).
Селективность действия протеаз в системе гемостаза обеспечивается структурой N-концевых частей молекул.
* В норме кинин-калликреиновая система и ренин-ангиотензин-альдостероновая система регулирует локальную микроциркуляцию. Если преобладает активность ренин- ангиотензиновой системы, артериолы сокращаются и повышается кровяное давление. Усиление активности калликреин-кининовой системы ведёт к местному расширению сосудов и покраснению кожи, что, например, наблюдается при воспалении (эритема).

Факторы системы свертывания крови

Слайд 7

В N-концевой части протромбина (II), факторов свертывания крови VII, IX, X,

В N-концевой части протромбина (II), факторов свертывания крови VII, IX, X,

а также протеинов G и S содержится до 12 остатков γ-карбоксиглютаминовой кислоты, образующейся вследствие посттрансляцион ного γ-карбоксилирования остатков Glu под действием карбоксилазы и витамин К-эпоксидредуктазы.
Остатки карбокси-Glu связывают ионы Са, что стабилизирует структуру белков, необходимую для их взаимодействия с фосфолипидами.
При дефиците витамина К или наличии его антагонистов, синтезируются факторы, обладающие низкой активностью (PIVKA-белки, индуцируемые антагонистами витамина К)

Структура N-концевых частей молекул факторов плазмы крови

Слайд 8

Карбоксилирование глутамата SH HS S-S Антагонисты витамина К Антагонисты витамина К

Карбоксилирование глутамата

SH HS

S-S

Антагонисты витамина К

Антагонисты витамина К
(варфарин)

SH HS

S-S

+ О2 + СО2

эпоксиредуктаза

карбоксилаза

γ

Слайд 9

Витамин К и его антагонист варфарин о Варфарин применяется в медицине для терапии тромбозов

Витамин К и его антагонист варфарин

о

Варфарин применяется в медицине для терапии

тромбозов
Слайд 10

Крингл-домен. Протромбин (фактор XII ) и ферменты системы фибринолиза содержат участки

Крингл-домен. Протромбин (фактор XII ) и ферменты системы фибринолиза содержат участки

с 80 аминокислотами, имеющими форму петли в виде сплюснутого бублика (крингл-домен). Обеспечивает взаимодействие с другими факторами гемостаза.
Ароматические аминокислоты. Протромбин, факторы VII, IX и X содержат последовательность Phe-Trp-X-X-Tyr, в которой ароматические боковые цепи экспонированы наружу, создавая гидрофобный участок, взаимодействующий с мембранами клеток.
Домены фибронектина. Фактор XII содержит два участка, гомологичных фрагментам фибронектина типа I и II. Фрагмент типа II принимает участие во взаимодействии с коллагеном.

Домены, присутствующие в факторах системы свертывания

Слайд 11

Структура крингл-домена Крингл-домены в единственном числе обнаружены в урокиназе (протеолитическйм фермент,

Структура крингл-домена

Крингл-домены в единственном числе обнаружены в урокиназе (протеолитическйм
фермент, активатор

плазминогена), факторе ХII, по два выявлено в протромбине и
тканевом активаторе плазминогена, по 4 - в белке-факторе роста гепатоцитов и
5 - в плазминогене.
Слайд 12

Домены фибронектина Фибронектин - гликопротеин, присутствующий в виде фибриллярной сети на

Домены фибронектина

Фибронектин - гликопротеин, присутствующий в виде фибриллярной сети на
поверхности

клеток и в виде растворимой формы в крови. Фибронектин
связывается с агрегирующими коллагеновыми фибриллами, изменяя кинетику их агрегации. Все домены фибронектина сильно гликозилированы:
присоединеннные олигосахаридные цепи делают белок «клейким».

В фибронектине идентифицированы домены, отвечающие за способность
белка связываться с коллагеном, фибрином, фактором XIII свертывания крови.

Слайд 13

ЕGF-домены. Факторы VII, IX, X и XII содержат последовательность из 50

ЕGF-домены. Факторы VII, IX, X и XII содержат последовательность из 50

аминокислот, гомологичную таковой для белков семейства фактора роста эпидермиса (EGRF). В ней присутствует одна или несколько характерных аминокислотных последовательностей: CX7CX4-5CX10-13CXCX8GXRC,
где X — любая аминокислота. Входящие в нее шесть цистеиновых остатков формируют три внутримолекулярные дисульфидные связи, что создает три структурных цикла, имеющих особое значение, так как они участвуют в связывании членов семейства ЭФР с рецепторами клеточной поверхности. Эти домены обеспечивают связывание факторов с рецепторами поверхности клеток или рецепторными доменами двух факторов V и VIII.

ЕGF (epidermal growth factor)-домены

Слайд 14

Название Мол. Масса (кДа) время полужизни Функция Фибриноген (I) 340 3

Название Мол. Масса (кДа) время полужизни Функция
Фибриноген (I) 340 3 дн.

структурная
Протромбин (II) 72 4-5 дн. профермент
Тканевой ф-р (III) 37 активатор
Ионы Са (IV) кофактор
Проакцелерин (V) 330 1 дн кофактор
Проконвертин (VII) 50 5 ч профермент
Фактор VIII (антиге-
мофильный А) 330 10 ч кофактор
Фактор IX (антиге-
мофильный B) 56 20 ч профермент
Фактор X 56 3 дн. профермент
Фактор XI 160 3 дн. профермент
Фактор XII 80 3 дн. профермент
Фактор XIII (тромбо-
цитарный) 150 12 дн профермент
Прекалликреин
(плазменный) 80 ф-р контактной активации
ВМК 110 ф-р контактной активации

Факторы системы свертывания крови

Слайд 15

Схема основных реакций активации свертывания крови Калликреин прокалликреин Кининоген XII XIIa

Схема основных реакций активации свертывания крови

Калликреин прокалликреин
Кининоген
XII XIIa

Тканевой
Фактор (III)

Внутренний путь

Внешний

путь

VII +

VIIa

XI XIa

IX IXa+VIII+Ca+X

Мембраны клеток
тромбоциты

V+Ca+Xa+протромбин

Мембраны клеток
тромбоциты

Тромбин

Фибриноген Фибрин мономер

Фибрин

XIIIа XIII

Стабилизированный фибрин

Появляется при
повреждении
ткани

Антигемофильный А

Антигемофильный В

Слайд 16

Каллекреин – сериновая протеаза, катализирующие образование кининов из кининогенов Кинины -

Каллекреин – сериновая протеаза, катализирующие образование кининов из кининогенов
Кинины - группа

биологически активных олигопептидов, к которой относятся (у млекопитающих) брадикинин, лизилбрадикинин (каллидин), метиониллизилбрадикинин и изолейцилсерилбрадикинин (Т-кинин). Образуются в плазме крови и межклеточных пространствах при протеоизе неактивных белков-предшественников – кининогенов.

Кинин-калликреиновая система

Слайд 17

Две формы: плазменная и тромбоцитарная. Плазменная: тетрамер из двух пар цепей

Две формы: плазменная и тромбоцитарная. Плазменная: тетрамер из двух пар цепей

(α и β), тромбоцитарный содержит только α-цепь.
Активация фактора XIII (плазменная форма) происходит в 2 этапа: сначала под действием тромбина или Xа происходит расщепление α-цепи с освобождением пептида активации, а затем тетрамер распадается с образованием активного димера состоящего из 2 α-цепей.
Активированный фактор XIII катализирует образование ε-(γ-глутамил)-лизиновых связей между полипептидами в комплексах белков. Под действием фактора XIII происходит «сшивание» мономеров фибрина в полимер, а также «пришивание» α2-антиплазмина, коллагена и фибронектина, необходимое для образования тромба.

Фактор XIII

Слайд 18

Факторы V и VIII (антигемофилийный фактор А) выполняют сходные функции. Они

Факторы V и VIII (антигемофилийный фактор А) выполняют сходные функции. Они

обеспечивают связывание витамин К-зависимых активированных факторов IX и X с фосфолипидами. Наличие таких взаимодействий увеличивает эффективность реакций активации в 100 000 раз.
Факторы V и VIII синтезируются как полипептиды. Оба белка содержат по 2 домена, гомологичных церулоплазмину, по 2 гомологичных C-домена и большой B-домен, который отщепляется при активации факторов. Фактор VIII подвергается протеолизу в С-концевой части В-домена, в крови присутствует в виде набора гетеродимеров, взаимодействующих с ионами Са.

Белки – активаторы протеаз системы свертывания крови

Слайд 19

В свою очередь факторы V и VIII активируются под действием тромбина

В свою очередь факторы V и VIII активируются под действием тромбина

или фактора Xa. Тромбин расщепляет фактор V по остаткам аргинина 709, 1018, 1545, а фактор VIII – по остаткам Arg 372, 740 и 1689. В активированной форме фактор V – гетеродимер (A1-A2/A3-C1-C2), а фактор VIII – гетеротример (А1/А2/А3-С1-С2), субъединицы которых взаимодействуют при участии ионов Ca. С-концевые участки этих факторов взаимодействуют с фосфолипидами.

Белки – активаторы протеаз системы свертывания крови

Слайд 20

В плазме крови фактор VIII циркулирует в виде комплекса с фактором

В плазме крови фактор VIII циркулирует в виде комплекса с фактором

фон Виллебранда (vWF) – адгезивным белком, обеспечивающим связывание тромбоцитов с субэндотелиальными структурами и склеивание тромбоцитов при агрегации. Кроме того, vWF повышает стабильность фактора VII и его защиту от инактивации протеином С.
Синтезируется как полипептид из 2050 аминокислот, а затем полимеризуется с образованием комплексов с молекулярной массой до 2 000 000. Димеры vWF постоянно секретируются в плазму, а мультимеры присутствуют в α-гранулах тромбоцитов и секретируются из них при активации. Мультимеры vWF играют ведущую роль в адгезии тромбоцитов и образовании тромбоцитарных агрегатов в условиях высокого напряжения сдвига, которое характерно для узких сосудов и стенозированных участков артерий.

Фактор фон Виллебранда

Слайд 21

Фактор фон Виллебранда Недостаточность этого фактора приводит к увеличению риска кровоизлияния

Фактор фон Виллебранда

Недостаточность этого фактора приводит к увеличению риска кровоизлияния (болезнь

фон Виллебранда), а в сочетании с гипертонией увеличивает риск мозгового кровоизлияния. Болезнь фон Виллебранда врождённое отсутствие мультимерных форм фактора фон Виллебранда, необходимых для агрегации тромбоцитов. Проявляется как геморрагический синдром, характеризующийся тенденцией к кровотечению из слизистых оболочек, увеличением времени кровотечения.
Слайд 22

Тканевой фактор III - трансмембранный гликопротеид, выполняющий функции рецептора фактора VII

Тканевой фактор III - трансмембранный гликопротеид, выполняющий функции рецептора фактора VII

и модулирующий его активность. Активность фактора III зависит как от самого белка, так и от фосфолипидов мембраны клеток. Связывание одноцепочечной формы фактора VII (проконвертин) с фактором III изменяет структуру фактора VII так, что становится возможным его расщепление до двухцепочечной формы, которая в комплексе с фактором III активирует факторы свертывания крови X и XI , что инициирует каскад коагуляции.
Высокое содержание фактора III характерно для мозга, миокарда, клеток эпидермиса и эпителия, выстилающего слизистые оболочки. Клетки эндотелия и моноциты могут экспрессировать фактор III под действием цитокинов, эндотоксина, окисленных ЛНП и иммунных комплексов, обеспечивая образование внутрисосудистых тромбов при ряде заболеваний.
Фактор III состоит из 263 аминокислот, он отдаленный родственник суперсемейства белков, включающего рецепторы гормона роста, ИЛ-1-7. Связывание фактора VII с фактором III стимулирует миграцию ГМК, рост и метастазирование опухолей. Избирательное повреждение гена фактора III приводит к аномалиям в развитии сосудов.

Внешний путь: тканевой фактор (III)

Слайд 23

Фибриноген состоит из трех пар неидентичных полипептидных цепей: Аα, Вβ и

Фибриноген состоит из трех пар неидентичных полипептидных цепей: Аα, Вβ и

γ (67, 52 и 47 кДа). Молекула фибриногена симметрична, слегка изогнута, размер 7x48 нм. N-концевые части всех трех субъединиц образуют центральную область взаимодействия двух половин молекулы фибриногена (Е-домен), которые связаны тремя дисульфидными связями.

Фибриноген (I)

S-S-связи

гамма-цепь

бета

альфа

Далее следует область, где три субъединицы закручены в суперспираль.
Примерно посередине имеется неспиральная область специфического
расщепления плазмином.

Область расщепления плазмином

Е-домен

D-домен

Фибринопептиды В и А

суперспираль

Слайд 24

Структура фибриногена

Структура фибриногена

Слайд 25

Полимеризация фибрина начинается после отщепления тромбином N-концевого 16 членного фибринопептида А

Полимеризация фибрина начинается после отщепления тромбином N-концевого 16 членного фибринопептида А

в α-цепи, в результате чего открывается участок Gly-Pro-Arg, взаимодействующий с участком С-концевой части γ-цепи.
Этим инициируется самосборка протофибрилл, в которой D-домен одной молекулы взаимодействует с Е-доменом второй

Полимеризация фибрина

D

E

D

E

D

D

D

E

D

Отщепление от N-конца В-цепи 14 членного пептида и экспозиция участка
Gly-His-Arg ускоряет процесс сборки и латеральную ассоциацию
протофибрилл. Ветвление с образованием трехмерной сетки обусловлено
C-концевыми доменами α-цепи.
Механическая стабильность повышается, когда под действием фактора
XIII образуются ковалентные связи между смежными мономерами фибрина
в полимере. Сначала попарно сшиваются γ-, а затем - α-цепи.

Слайд 26

Последовательность каждой из цепей кодируется своим геном, которые возникли в результате

Последовательность каждой из цепей кодируется своим геном, которые возникли в

результате дупликации одного гена-предшественника.
γ-цепь существует также в минорной форме (около 10%), у которой в результате альтернативного сплайсинга С-концевой тетрапептид заменен на 20-членный пептид. Фибриноген с удлиненной цепью менее эффективно взаимодействует с тромбоцитами.
Обнаружены полиморфные участки в Аα-цепи (Thr/Ala312) и в βВ-цепи (Arg/Lys448). У мужчин, гомозиготных по Arg 448 уровень фибриногена в крови ниже, чем у гетерозигот и гомозигот по Lys448. Кроме того, есть полиморфизм в области промотора В-гена. Т.о. уровень фибриногена частично определяется генетически.
Фибриноген подвергается множественной посттрансляционной модификации: гликозилированию, фосфорилированию, сульфатированию (Tyr 418, 422) минорных γ-цепей и гидроксилированию Pro31 в β-цепи.
В Аα-цепях фосфорилируются Ser3 и Ser 345. Степень фосфорилирования второго Ser влияет на структуру фибринового геля: дефосфорилированный белок образует при полимеризации более толстые нити, фосфорилированный белок более устойчив к протеолизу.

Фибриноген

Слайд 27

Фибриноген связывает три иона Са c Кд около 1 мкМ и

Фибриноген связывает три иона Са c Кд около 1 мкМ и

около 10 ионов Са с Кд около 1 мМ.
Участки высокого сродства гомологичны центрам связывания Са на кальмодулине (мотив E-F-рука) они находятся в С-концевой области γ -цепи. Мутации в этой области приводят к нарушению полимеризации фибрина. С низким сродством Са связывается с участками сиаловых кислот.
Молекула фибриногена содержит 2 участка гликозилирования, от которых отходят 4 раздваивающиеся углеводные цепи с сиаловыми кислотами на концах. Они играют важную роль в полимеризации: при их отщеплении скорость полимеризации фибрина возрастает, отщепление всех углеводов устраняет влияние Са на полимеризацию. Увеличение содержания сиаловых кислот, связанное с увеличением активности сиалтрансферазы, приводит к дисфибриногенемии.
Дисфибриногенемия – нарушение функций фибриногена. Описано более 80 вариантов мутаций, которые влияют на отщепление фибринопептидов, полимеризацию, взаимодействие с тромбоцитами и эритроцитами, нарушение сшивания и разрушение фибрилл.

Фибриноген

Слайд 28

Синтез фибриногена значительно повышается при многих заболеваниях, он стимулируется ИЛ-6. Уровень

Синтез фибриногена значительно повышается при многих заболеваниях, он стимулируется ИЛ-6.
Уровень фибриногена

в крови увеличивается 1) с возрастом, 2) при гиперлипидемии, 3) курении и 4) приеме пероральных контрацептивов.
Максимальная концентрация фибриногена в крови в зимние, минимальная – в летние месяцы.
Повышение уровня фибриногена рассматривают как фактор риска возникновения сердечно-сосудистых осложнений. Фибриноген влияет на вязкость крови, повышает агрегацию тромбоцитов и эритроцитов. Он накапливается в области атеросклеротических бляшек. Фибрин и продукты его расщепления стимулируют пролиферацию ГМК и моноцитов.

Фибриноген

Слайд 29

Свертывание крови – результат серии реакций, в которых путем ограниченного протеолиза

Свертывание крови – результат серии реакций, в которых путем ограниченного протеолиза

образуются активные компоненты системы свертывания. Многоступенчатость и ферментативная природа реакций активации обеспечивает возможность мощного «усиления сигнала» и эффективность контроля, который должен происходить локально в области повреждения стенки сосуда
Существуют два пути активации свертывания крови: внутренний и внешний.

Активация свертывания крови

Слайд 30

Схема основных реакций активации свертывания крови Калликреин прокалликреин Кининоген XII XIIa

Схема основных реакций активации свертывания крови

Калликреин прокалликреин
Кининоген
XII XIIa

Тканевой
Фактор (III)

Внутренний путь

Внешний

путь

VIII +

VIIa

XI XIa

IX IXa+VIII+Ca+X

Мембраны клеток
тромбоциты

V+Ca+Xa+протромбин

Мембраны клеток
тромбоциты

Тромбин

Фибриноген Фибрин мономер

Фибрин

XIIIа XIII

Стабилизированный фибрин

Появляется при
повреждении
ткани

Антигемофильный А

Антигемофильный В

Слайд 31

Кинин-калликреиновая система состоит из небольших полипептидов, а также набора активирующих и

Кинин-калликреиновая система состоит из небольших полипептидов, а также набора активирующих и

деактивирующих ее компоненты ферментов.
Освобождение кининов из кининогенов происходит под действием трипсиноподобных сериновых протеиназ - калликреинов, локализованных в плазме крови (плазменный калликреин) и в тканях некоторых органов
Это группа белков крови, играющих роль в воспалении, контроле артериального давления, коагуляции и возникновении болевых ощущений. Важнейшими компонентами данной системы являются брадикинин и каллидин.
Высокомоллекулярный кининоген (ВМК) синтезируется в печени наряду с прекалликреином. Не обладает каталитической активностью.
Низкомолекулярный кининоген (НМК) синтезируется местно, многими тканями и секретируется вместе с тканевым калликреином.
Прекалликреин - предшественник калликреина плазмы крови является гликопротеидом, представленным одной пептидной цепью, состоящей из 619 аминокислотных остатков. Синтезируется прекалликреин в гепатоцитах.

Кинин-калликреиновая система

Слайд 32

В плазме крови человека присутствуют два кининогена: высокомолекулярный кининоген (ВМК) и

В плазме крови человека присутствуют два кининогена: высокомолекулярный кининоген (ВМК) и

низкомолекулярный кининоген (НМК), синтез которых кодируется единым геном, локализованным в хромосоме 3.
Ген кининогена содержит 11 экзонов, девять из них образуют три триплетных экзона. Экзон 10 содержит общую для двух кининогенов кининовую последовательность (экзон 10a) и особую С - концевую последовательность ВМК (экзон 10b), а экзон 11 кодирует уникальную С - концевую последовательность НМК. Альтернативный сплайсинг первичного транскрипта кининогенового гена образует две различные мРНК, специфичные соответственно для ВМК и НМК
Кининогены могут обратимо связываться с тромбоцитами, нейтрофилами и эндотелиальными клетками.
Во всех случаях для связывания кининогенов с клетками необходим Zn2+. При связывании с клетками ВМК контролирует их функции. Взаимодействие ВМК (D3) с тромбоцитами, скорее всего через тромбоспондин, угнетает активность тромбоцитарного кальпаина и подавляет агрегацию тромбоцитов, стимулированную тромбином, препятствуя тем самым связыванию последнего с клетками

Кининогены

Слайд 33

Связывание фактора XII (фактора Хагемана) с компонентами субэндотелиального слоя, активированными тромбоцитами,

Связывание фактора XII (фактора Хагемана) с компонентами субэндотелиального слоя, активированными тромбоцитами,

мицеллами из фосфолипидов или бактериальными полисахаридами изменяет его конформацию, вследствие чего:
1) он становится чувствительным к расщеплению калликреином;
2) в комплексе с кининогеном повышает активацию прекалликреина, т.е образуется большое количество активированного фактора XII (XIIa)
Начальный этап – расщепление фактора XII по Arg353 с образованием фермента, состоящего из двух полипептидных цепей, соединенных дисульфидными связями. Протеазная активность находится в легкой цепи, а в тяжелой – домены взаимодействия.
Калликреин может расщеплять фактор XII далее по Arg334 и Arg343, что приводит к потере второй цепи и способности взаимодействовать с партнерами.

Внутренний путь

Слайд 34

Далее фактор XIIa активирует фактор XI, расщепляя в нем связь с

Далее фактор XIIa активирует фактор XI, расщепляя в нем связь с

Arg369, образуя легкую и тяжелую цепи, соединенные дисульфидными мостиками (как и в случае с калликреином).
Наследственный дефицит фактора XII и каллекреина не проявляется как повышенная кровоточивость

Активация фактора XI

Слайд 35

Фактор IX активируется в результате расщепления связей Arg145-Ala146 и Arg180-Val181 с

Фактор IX активируется в результате расщепления связей Arg145-Ala146 и Arg180-Val181 с

освобождением пептида активации. Может происходить как под действием XIа, так и комплекса фактора VII с тканевым фактором в присутствии Са, причем оба пути примерно одинаково эффективны. Симптомы кровоточивости у больных с дефицитом фактора XI менее выражены, чем у больных с дефицитом факторов IX или VIII, что свидетельствует об их физиологической значимости.
Существуют два типа гемофилии, которые обусловлены различными молекулярными дефектами. У пациентов с гемофилией A отсутствует, снижен или нарушен синтез фактора свертывания VIII, а у пациентов с гемофилией B (болезнь Кристмаса) аналогичные нарушения касаются фактора свертывания крови IX. Распространенность гемофилии A — 1:10 000 мужского населения, гемофилии B — 1:30 000-1:50 000

Активация фактора IX и гемофилии

Слайд 36

Схема основных реакций активации свертывания крови Калликреин прокалликреин Кининоген XII XIIa

Схема основных реакций активации свертывания крови

Калликреин прокалликреин
Кининоген
XII XIIa

Тканевой
Фактор (III)

Внутренний путь

Внешний

путь

VIII +

VIIa

XI XIa

IX IXa+X+VIII+Ca+X

Мембраны клеток
тромбоциты

V+Ca+Xa+протромбин

Мембраны клеток
тромбоциты

Тромбин

Фибриноген Фибрин мономер

Фибрин

XIIIа XIII

Стабилизированный фибрин

Появляется при
повреждении
ткани

Антигемофильный А

Антигемофильный В

Слайд 37

Активация фактора X под действием фактора IXa происходит на поверхности фосфолипидов

Активация фактора X под действием фактора IXa происходит на поверхности фосфолипидов

при участии ионов Са и фактора VIIIa, который обеспечивает связывание и оптимальное взаимодействие факторов XIa и X, увеличивая скорости реакции в 100 000 раз.
И вновь фактор X состоит из двух цепей, взаимодействующих за счет образования дисульфидных связей, образуются они вследствие расщепления связей Arg139-Arg140 и/или Arg142-Ser143. Активация фактора X происходит вследствие расщепления связи Arg194-Ile195 в N-концевой части цепи с освобождением пептида активации. Другой важный компонент активации фактора X – комплекс тканевого фактора и фактора VIIa

Активация фактора X

Слайд 38

При контакте крови с клетками, экспрессирующими тканевой фактор (ТФ), фактор VII

При контакте крови с клетками, экспрессирующими тканевой фактор (ТФ), фактор VII

связывается с ТФ с Kd 3 нм. Образование комплекса увеличивает чувствительность фактора VII к протеолизу, приводящему к расщеплению связи Arg152-Ile153. Активация происходит под действием следов факторов X и IX, а также вследствие аутоактивации. В плазме около 1% фактора VII постоянно находится в двухцепочечной форме, которая без ТФ не ингибируется антитромбином III и не может активировать свои естественные субстраты: факторы X и IX.
Фактор VII может активироваться и под действием фактора XIIa

Внешний путь активации

Слайд 39

Фактор X, активированный на поверхности фосфолипидов комплексом IXa-VIIIa или комплексом фактор

Фактор X, активированный на поверхности фосфолипидов комплексом IXa-VIIIa или комплексом фактор

VIII- TФ, образует комплекс с фактором V и протромбином (фактор II). В результате последовательного расщепления двух связей в молекуле протромбина (Arg320-Ile321) образуется мейзотромбин, состоящий из двух половин молекулы, соединенных дисульфидной связью.
Мейзотромбин связывается с протеином С и активирует вазоконстрикцию. После гидролиза в мейзотромбине связи Arg271-Thr образуется N-концевой фрагмент активации протромбина и молекула α-тромбина, состоящая из двух цепей, соединенных дисульфидной связью. А цепь состоит из 49 аминокислот, но у человека от нее может отщепляться 13 аминокислот без изменения активности. Протеазный и субстрат-связывающие центры находятся на В-цепи (259 аминокислот).
После протеолиза тромбин диссоциирует из комплекса и обеспечивает следующие функции: прокоагулянтную, антикоагулянтную, вазоактивную и митогенную. Он обеспечивает превращение фибриногена в фибрин и активирует фактор XIII, стабилизирующий фибрин. Кроме того, он активирует свое образование, оказывая прокоагулянтное действие.

Образование тромбина

Слайд 40

Тромбин ускоряет свое образование, активируя тромбоциты, факторы V и VIII, и

Тромбин ускоряет свое образование, активируя тромбоциты, факторы V и VIII, и

возможно VII и IX. Он самый мощный из факторов активации тромбоцитов, это ведущий путь образования артериальных тромбов. Активация происходит через мембранный рецептор тромбомодулин – протеогликан сосудов, являющийся рецептором для тромбина (7ТМ), от которого отщепляется N-концевой пептид, активирующий рецептор. В этом случае одна молекула может активировать несколько рецепторов. Уровень тромбомодулина значительно снижен при некоторых заболеваниях, таких как атеросклероз, что увеличивает свёртываемость крови и повышать риск тромбоза.
В двух ключевых реакциях факторы Va и VIIIa обеспечивают образование на поверхности мембраны комплексов, в которых каталитическая эффективность kcat/Km увеличивается в сотни тысяч раз. Способность к образованию фосфолипид-зависимых комплексов появляется после расщеплении в этих факторах минимум трех связей. Активация фактора VIII необходима для его диссоциации из комплекса с vWF.
Положительные обратные реакции факторов Xa и IXa – активация фактора VII.

Положительные обратные связи

Слайд 41

Схема основных реакций активации свертывания крови Калликреин прокалликреин Кининоген XII XIIa

Схема основных реакций активации свертывания крови

Калликреин прокалликреин
Кининоген
XII XIIa

Тканевой
Фактор (III)

Внутренний путь

Внешний

путь

VIII +

VIIa

XI XIa

IX IXa+VIII+Ca+X

Мембраны клеток
тромбоциты

V+Ca+Xa+протромбин

Мембраны клеток
тромбоциты

Тромбин

Фибриноген Фибрин мономер

Фибрин

XIIIа XIII

Стабилизированный фибрин

Появляется при
повреждении
ткани

Антигемофильный А

Антигемофильный В

Слайд 42

Ограничение свертывания крови участком повреждения достигается за счет локализации участников реакции

Ограничение свертывания крови участком повреждения достигается за счет локализации участников реакции

на поверхности поврежденных или стимулированных клеток. При этом необходимо участие клеток, содержащих ТФ, и активированных тромбоцитов.
Наружный слой мембраны содержит холиновые фосфолипиды, внутренний - фосфатидилсерин и фосфатидилэтаноламин, обладающие прокоагулянтными свойствами. Асимметричное распределение определяется флиппазой и АВС-транспортером. Повышение внутриклеточной концентрации Са ингибирует транспортер, что снижает поверхностный уровень прокаогулянтных фосфолипидов.

Функции фосфолипидов

Слайд 43

Аннексин V: секретируется из эндотелиальных клеток и оказывает локальное антикоагулянтное действие,

Аннексин V: секретируется из эндотелиальных клеток и оказывает локальное антикоагулянтное действие,

связываясь с прокоагулянтными фосфолипидами (напр. с фосфатидилсерином)
Ингибиторы сериновых протеаз: в основном из семейства «серпинов», кроме того, ИПТФ (ингибитор пути тканевого фактора) и α-макроглобулин.

Система противосвертывания:

Слайд 44

Серпины (включая овальбумин, ангиотензиноген, тироксин-связывающий белок) состоят из около 400 аминокислот,

Серпины (включая овальбумин, ангиотензиноген, тироксин-связывающий белок) состоят из около 400 аминокислот,

различия в м.м. обусловлены гликозилированием. Многие из них (но не все) являются ингибиторами сериновых протеаз (так называемые ингибиторы-«самоубийцы»). Участок взаимодействия с протеазами находится в С-концевой части молекулы, N-концевая обычно отщепляется. В случае антитромбина это приводит к изменению связывания гепарина.
Механизм действия заключается в образования стехиометрического комплекса протеаза-ингибитор, в котором после расщепления получающийся пептид остается ковалентно связанным с серином активного центра. Комплекс выводится из кровотока и разрушается.

Серпины

Слайд 45

Антитромбин III ингибирует все протезы системы свертывания, а также плазмин, трипсин

Антитромбин III ингибирует все протезы системы свертывания, а также плазмин, трипсин

и CIs компонент системы комплемента.
Состоит из 442 аминокислот, содержит три S-S связи и 4 участка гликозилирования. Ковалентно связывается с Ser активного центра протеаз. Скорость ингибирования существенно повышается в присутствии сульфатированных сахаров, в частности гепарина (минимально необходимым является пентасахар).
В антитромбине III петля, содержащая активный центр, частично погружена внутрь белка, она экспонируется наружу после взаимодействия с гепарином.
Антитромбин III связывается с гепарином стехиометрически с высоким сродством за счет взаимодействия с положительно заряженными остатками Arg47, Lys125, Arg129, Arg132, Lys 133. За счет связывания с гепарином увеличивается константа скорости ингибирования: от 1 Мс(-1) до 10(7) мс(-1).
В кровеносных сосудах функцию гепарина могут осуществлять глюкозаминогликаны и гликопротеины поверхности эндотелия.

Антитромбин III

Слайд 46

Гепарин Повторяющиеся дисахариды Глюкозаминогликан Число дисахаридов на цепь Гепарин

Гепарин

Повторяющиеся дисахариды

Глюкозаминогликан
Число дисахаридов
на цепь

Гепарин

Слайд 47

Гиалуроновая кислота

Гиалуроновая кислота

Слайд 48

Частота наследственного дефицита антитромбина III в популяциях (аутосомно-доминантный признак) составляет 1/2000-5000.

Частота наследственного дефицита антитромбина III в популяциях (аутосомно-доминантный признак) составляет 1/2000-5000.

Клинические проявления – тромбозы глубоких вен и тромбоэмболия легочной артерии.
Вероятность тромботических осложнений в 15 лет менее 10%, после 50 лет около 85%. При этом травмы, операции, инфекции и иммобилизация увеличивают риск тромбоза.
Тип I дефицита – снижена активность и концентрация антитромбина III
Тип II – концентрация в пределах нормы, но изменены свойства: мутация Pro429-Leu (Ia) приводит к тому, что не образуется дисульфидная связь, что изменяет способность к взаимодействию с протеазами и гепарином, в двух других группах нарушено взаимодействие с протеазами (IIb), либо с гепарином (IIc).
Приобретенный дефицит –снижение синтеза (заболевания печени), либо повышенные потери белка в результате нефротического синдрома и заболевания ЖКТ.

Дефицит антитромбина

Слайд 49

Протеин С – профермент, который после активации тромбином расщепляет факторы Vа

Протеин С – профермент, который после активации тромбином расщепляет факторы Vа

и VIIIa, прерывая каскад
Тромбомодулин - трансмембранный гликопротеид (557 аминокислот). На N-конце молекулы имеется домен, гомологичный лектинам, за ним 6 EGF-доменов, участки гликозилирования и ТМ домен. Связывает тромбин с высоким сродством (за счет взаимодействия с EGF 5 и 6 и углеводной цепью.
Связывание тромбина с ТМ увеличивает эффективность реакции активации ПрС примерно в 20000 раз и ингибирует прокоагулятные свойства тромбина: это уменьшает активацию тромбоцитов и фактора V. Стимулирует разрушение тромбина лизосомальными ферментами.

Система протеина С

Слайд 50

Увеличивает скорость инактивации протеином C факторов Va и VIII в составе

Увеличивает скорость инактивации протеином C факторов Va и VIII в составе

протромбиназного комплекса с X –фактором, но только в присутствии фосфолипидов.

Протеин S

Слайд 51

Дефицит этих белков приводит к развитию венозных тромбозов и тромбоэмболии. При

Дефицит этих белков приводит к развитию венозных тромбозов и тромбоэмболии. При

гетерозиготной форме тромбозы появляются после 14 лет, но вероятность их развития увеличивается с возрастом, а также при травмах, операциях, иммобилизации и использовании пероральных контрацептивов. При дефиците этих факторов увеличивается риск тромбофлебитов, при дефиците прС/прS - риск тромбозов при беременности у носителей генов, обеспечивающих дефицит антитромбина III.
Частота 1 на 300 человек.

Дефицит протеина С и S

Слайд 52

Резистентность к протеину С отмечается у 10-20% больных, страдающих тромбозом глубоких

Резистентность к протеину С отмечается у 10-20% больных, страдающих тромбозом глубоких

вен. Наиболее часто причина – замена Arg 506 на Gln, а также наличие полиморфных участков в экзоне 13 гена протеину С.

Резистентность к протеину С и тромбозы

Слайд 53

Фермент, расщепляющий фибрин – плазмин, образуется при активации плазминогена (24 S-S

Фермент, расщепляющий фибрин – плазмин, образуется при активации плазминогена (24 S-S

связи, 5 крингл-доменов).
Крингл-домены связывают плазминоген с фибрином. От молекулы плазмина освобождается N-концевой пептид, что активирует гидролиз фибрина. Рабочая форма плазмина – две цепи с соединенные дисульфидными связями. Наиболее чувствительна к протеолизу плазмином С-концевая часть цепи фибрина. Полная потеря свертываемости – после отщепления одного из D-доменов, являющегося периферическим участком полимеризации.
Один из тканевых активаторов плазминогена –урокиназа (протеаза, содержащая EGF, крингл и каталитический домен).
Культура гемолитического стрептококка производит стрептокиназу, образующую комплекс с плазминогеном, в результате чего формируется активный центр протеазы.

Система фибринолиза: плазминоген и плазмин

Слайд 54

Серпины — группа белков, которые имеют определённое структурное сходство между собой

Серпины — группа белков, которые имеют определённое структурное сходство между собой и

многие из которых ингибируют сериновые протеазы. Получили название ингибиторы-самоубийцы. Они связывваюся с активном центром протеаз, происходит первая стадия реакции (ацилирование серина), однако последующий конформационный переход не происходит, вследствие чего С-концевая часть расщепляемого полипептида оказывается ковалентно связанный с протеазой, вследствие чего она необратимо инактивируется. Среди серпинов такие белки как α-антитрипсин; α-антихимотрипсин; α-антиплазмин; антитромбин, транскортин, тироксин-связывающий глобулин, ангиотензиноген.

Серпины – ингибиторы протеаз

Слайд 55

Приложение – механизм действия сериновых протеаз

Приложение – механизм действия сериновых протеаз

Слайд 56

Специфичность действия различных пептидаз (приложение) Трипсин Lys, Arg (C-конец) Химотрипсин Phe,

Специфичность действия различных пептидаз (приложение)

Трипсин Lys, Arg (C-конец)
Химотрипсин Phe, Trp,

Tyr (C)
V8 (Staphylococcus aureus) Asp, Glu (C)
Пепсин Phe, Trp, Tyr (N)
Слайд 57

Механизм действия химотрипсина (приложение) цепь цепь цепь Химотрипсин – протеаза, катализирующая

Механизм действия химотрипсина (приложение)

цепь

цепь

цепь

Химотрипсин – протеаза, катализирующая гидролиз
пептидной связи, рядом с

которой находится ароматическая аминокислота (Trp, Phe,Tyr). Реакция, катализируемая химотрипсином, иллюстрирует принцип стабилизации переходного состояния и является классическим примером общего кислотно-основного катализа и ковалентного катализа.
Каталитический цикл состоит из двух фаз, в первой из которых разрывается пептидная связь субстрата и образуется эфирная связь между
карбонильным углеро-
дом пептида и OH-
группой Ser195 : форми-
руется ацил-фермент
(интермедиат). Во
второй фазе происхо-
дит гидролиз эфирной
связи регенерация
свободного фермента

субстрат

Аминокислоты активного
центра химотрипсина

Слайд 58

Активный центр и субстрат химотрипсина Активный центр химотрипсина Субстрат (полипептид) Гидрофобный

Активный центр и субстрат химотрипсина

Активный центр химотрипсина

Субстрат (полипептид)

Гидрофобный карман

Активный центр

карман для
оксианиона

Слайд 59

Стадия 1: образование комплекса ES комплекс Взаимодействие Ser195 и His57 приводит

Стадия 1: образование комплекса ES

комплекс

Взаимодействие Ser195 и His57 приводит к образованию

сильного нуклеофила (электронная пара кислорода), который атакует карбонильную группу пептида, образуя тетраэдрический ацил-фермент. На атоме кислорода
карбонильной группы
сосредотачивается
короткоживущий
отрицательный
заряд, который
стабилизируется
атомами Н от NH
групп Gly193 и Ser195
Слайд 60

Стадия 2: освобождение продукта 1 Освобождение первого продукта Нестабильность, обусловленная наличием

Стадия 2: освобождение продукта 1

Освобождение
первого продукта
Нестабильность, обусловленная
наличием заряда на карбонильном


кислороде субстрата, приводит
к распаду тетраэдрического комп-
лекса с восстановлением двойной
связи кислорода с углеродом и

разрыву пептидной связи.
Уходящая иминогруппа
протонируется His57.

Продукт 1

См. следующий
слайд

Слайд 61

Стадия 3: образование ацилфермента Ацилированный фермент После ухода первого продукта оставшаяся

Стадия 3: образование ацилфермента

Ацилированный
фермент

После ухода первого
продукта оставшаяся
часть полипептидной
цепи остается

связан-
ной с Ser195 ковалент-
ной связью (ацил-
фермент).
Слайд 62

Стадия 4: связывание воды Приходящая молекула воды депротонируется за счет взаимодействия

Стадия 4: связывание воды

Приходящая молекула
воды депротонируется
за счет взаимодействия
с

His57, образуя нуклео-
фильный гидроксид-ион.
Этот ион атакует эфирную

связь ацилфермента: об-
разуется второй тетраэд-рический интермедиат с кислородом, несущим отрицательный заряд

Слайд 63

Стадия 5: деацилирование При распаде второго ин- термедиата об- разуется второй

Стадия 5: деацилирование
При распаде
второго ин-
термедиата об-
разуется

второй продукт, карбогидрат-
анион, и

Н от Нis57 перемещается к Ser195.
- Предыдущая
My things
Следующая -
Крюков Дмитрий Петрович

Похожие презентации

Ультразвуковое исследование легких и плевры
Предмет і завдання психіатрії та наркології. Класифікація психічних розладів і захворювань
Печень. Поджелудочная железа. Гистология
Спортивная медицина
Энцефалиты
Завтрак школьника в условиях пандемии
Жұқпалы ауру және жүктілік
Антиген
Гемолитические анемии
Мотивационно-потребностная сфера подростков(11-14 лет)
Способности и прирожденные условия развития способностей
История и перспективы развития медико-социальной экспертизы Санкт-Петербурга. К 100-летию службы МСЭ
Сердце. Физиология
Агранулоцитарная ангина
Психология, патопсихология и психопатология сознания
Ощущение, восприятие, память (занятие 14)
Еңбек жағдайының гигиеналық бағалау критерийлері мен жіктелуі
Гиповолемический шок
Сестринский уход за пациентами с заболеваниями глотки
Патофизиология системы иммунобиологического надзора. Иммунодефицитные и иммунодепрессивные состояния. (Лекция 9, 10, 11)
Психологические особенности межличностных отношений в подростковом возрасте
Топография таза и операции на органах таза
Особенности новорожденного ребенка
Высшая нервная деятельность
ЭКГ в норме и при основных поражениях сердца
Анализ многолетней динамики заболеваемости в эпидемиологической диагностике
Перфоративная язва желудка и двенадцатиперстной кишки
Темперамент
Вы можете прислать нам Вашу презентацию и мы опубликуем ее на сайте.
Обратная связь
Для правообладателей
Email: Нажмите что бы посмотреть