Осуществляя срочную защиту от кровопо- тери, сформированный тромб не должен, однако, оставаться навсегда. Он подлежит разрушению по мере репарации сосудистой стенки. Осуществляет рассасывание фибринового сгустка плазмгт (фибринолнзин). Эта трипсиноподобная протеиназа вырабатывается (преимущественно почками) в виде предшественника длиной более 800 АО. Оставшийся после удаления сигнального пептида плазминоген поступает в плазму крови, где его содержание составляет обычно 0,12-0,4 г/л (1,4-4,8 мкМ). Присутствует он н почти во всех других жидкостях тела, включая межклеточную. In vivo плазмин способен расщеплять только фибрин и не действует на его предшественник—фибриноген.
Активация плазминогена происходит посредством ограниченного протеолиза по связи
ярг58о-еал581. В результате предшественник разделяется на две части, соединенные дисуль- фидными мостиками. Меньшая из них содержит протеолитический модуль, а более крупная N-концевая богата петлеобразными изгибами полипептидной цепи, которые закреплены связью —S—S**- в основании каждой из них. Необычным является то, что внутри крупных петель заключены петли меньшего размера. Такая укладка «петель в петле» внешне напоминает своеобразную завитушку (крендель) и была обозначена английским словом kringle; оно и стало общепринятым. Несмотря на внешнее сходство, кринглы довольно разнообразны. В тяжелой цепи плазмина их число достигает 5, а главная функция заключается в обеспечении сорбции плазминогена на поверхности фибрина в ходе его полимеризации.
Главная роль в активации плазминогена принадлежит специализированному белку, который вырабатывается эндотелием кровеносных сосудов (в том числе и в опухолях) н еек- ретируется не только в кровь, но и в другие внеклеточные жидкости, включая слезную, гингивальную и слюнную. Его так и обозначают: тканевый активатор плазминогена, или тканевый плазминоген-активатор (тПА). Подобно плазминогену, полипептидная цепь этого активатора (~ 500 АО) содержит триаду се- риновой протеиназы в С-концевой части молекулы и два крингла - в более крупной 1Ч-кон- цевой (где есть еще и иного рода участок нековалентного связывания с фибрином). Разделение этих фрагментов (удерживаемых вместе дисульфидными мостиками) происходит путем гидролиза связи арг^ю-иле-щ, который могут осуществлять сам плазмнн, а также плазменный КК и фактор Ха (рис. 8-6).
Редкостная особенность тПА состоит в том, что его одноцепочечная форма (тПА-оц) не является зимогеном. Ибо, вступая в контакт с фибрином, она претерпевает такую конфор- мационную перестройку, вследствие которой резко повышается ее сродство к плазминогену и почти в 1000 раз возрастает каталитическая эффективность в отношении этого субстрата, достигая уровня, свойственного двухцепочечной форме тПА (ее обозначают как тПА-дц).
Таким образом, появление фибрин-полимера само по себе («автоматически») инициирует сорбцию на нем молекул плазминогена и тПА. Так формируются трехкомпонентные комплексы. Именно в их составе тПА катализирует превращение плазминогена в плазмнн, который и осуществляет ступенчатое расщепление фибрина до всё менее крупных фрагментов (тем самым «растворяя» тромб). Иными словами, сама полимеризация фибрина (осо-
бенно переход его в нерастворимую форму) и является пусковым фактором для реакций его деградации (растворимые продукты которой захватываются клетками, реализующими тотальный протеолиз поглощенных пептидов).
Помимо тПА, известен еще и урокиназный тип активатора плазминогена (уПА), нередко именуемый короче: урокиназа. Этот активатор вырабатывается главным образом почками и фибробластами, но и некоторыми другими клетками тоже. Его полипептидная цепь еще короче, чем у тПА, а в 1Ч-концевой части имеет лишь один крингл. В отличие от тПА, одноцепочечная урокиназа (уПА-оц) становится активной протеиназой только после превращения в двухцепочечную (уПА-дц). Происходит это разделение на два фрагмента (удерживаемых вместе диеульфидными мостиками) путем гидролиза СВЯЗИ ЛИЗт-НЛепд, который может быть осуществлен плазменным КК либо уже проак- тивированным плазмином. Как и другие проте- олитические активаторы плазминогена (в том числе фактор Х11а), уПА-дц гидролизует в этом предшественнике «стратегическую» связь аргШ-вОЛт.
Повышение уровня плазминоген-актива- торов ведет к гнперфибринолизу и избыточной кровоточивости. Одним из предупредительных механизмов является элиминация тПА гепато- цитами. В ней участвует белок, который по строению подобен рецептору ЛНП и обладает высоким сродством к 1Ч-концевому отрезку данного активатора. Поэтому попавшие в кровоток молекулы тПА циркулируют не более нескольких минут.
Совсем иной механизм предотвращения избыточной активации плазминогена реализуют специальные белки, предназначение которых - необратимо блокировать активную форму как тПА, так и уПА. Эти белковые ингибиторы плазминоген-активаторов чаще обозначаются как плазминоген-активаторные ингибиторы (ПАИ). Они относятся к числу серпи- нов, т.е., оказывают блокирующее действие благодаря своей способности быть «плохими» субстратами («псевдосубстратами») для атакующего их фермента.
Существует несколько вариантов ПАИ, различающихся, в частности, по месту преимущественного синтеза. Все онн содержат участок, «привлекательный» для каталитического центра активаторов плазминогена. В таком участке имеется пептидная связь, аналогичная сайту арг^-вал^и в плазминогене. Ее-то и атакует активная форма тПА или уПА. В результате один нз фрагментов расщепленной молекулы ПАИ освобождается, а другой остается ковалентно связанным с серином каталитической триады тПА (или уПА). Например, доминирующий в плазме крови ПАИ-1, выделяемый эндотелием сосудов и тромбоцитами, в качестве атакуемой связи имеет аргъ&)-метмь При ее гидролизе появляется свободный пептид с мет-цо на ЭД-конце, тогда как другой продукт карбоксильной группой своего С-концевого аргът остается ковалентно связанным с сери- ном-513 в каталитическом центре тПА (илн с еерином-376 в молекуле уПА). Естественно, тем самым блокируется активный центр плаз- миноген-актнватора, расщепившего данную молекулу ПАИ-1.
Массивное освобождение ПАИ-1 тромбоцитами при их агрегации (а этим отличается именно зона тромбообразования) ведет к локальному торможению фибринолиза. В этом и заключается особая роль ПАИ-1: задержать на время лизис формируемого в сосуде тромба, чтобы надежно остановить кровотечение и облегчить начальную фазу заживления раны.
Аналогичным образом плазмнноген-акти- ваторные ингибиторы оказывают блокирующее действие и на ряд других протеиназ, спектр которых различен для разных ПАИ, а в целом включает плазмнн, тромбин, КК, факторы Ха и Х1а, а также активную форму протеина С.
Взаимоотношения перечисленных звеньев системы фибринолиза лаконично обобщает схема на рис. 8-6. Можно видеть, что эта система тоже формирует каскад реакций ограниченного протеолиза. Он далеко не столь многоступенчат, как каскад гемокоагуляции. И хотя наиболее мощным стимулятором здесь выступает нерастворимый фибрин-полимер, активация плазминогена может осуществляться и без его участия. Решающее значение при этом имеет соотношение активаторов плазминогена (тПА н уПА), с одной стороны, и нх ингибиторов (ПАИ-1, ПАИ-2 и т.д.) - с другой. Свой вклад могут вносить также факторы Х11а, Ха н плазменный КК, способные переводить в ак- тнвную форму плазминоген и/или тПА. Наконец, следует отметить и эффект самоактива- ции: появившийся плазмин легко активирует новые порции плазминогена, — как непосредственно, так н путем воздействия на одноцепочечные тПА и уПА (см. рис. 8-6).
Разнообразие и дублирование путей активации фнбринолитического каскада повышает его надежность, а, кроме того, отражает его вовлеченность не только в деградацию фибрина. Действительно, это лишь в кровн фибрин- полимер оказывается единственным субстратом плазмина. В тканях же протекают н другие процессы, реализуемые с участием системы фибринолиза. И хотя до полной ясности здесь пока далеко, уже известно, что к ним относятся эмбриогенез, ремоделирование тканей, ангно- генез, опухолевая инвазия, рост аксонов нервных клеток, а также такие комплексные реакции защиты, как воспаление и заживление ран.
Таким образом, система фибринолиза является самостоятельным протеолитическим каскадом. Она имеет точки соприкосновения с каскадом гемокоагуляцин (факторы ХПа, Ха и КК), но отнюдь не является его продолжением. Ибо на образовании фибрин-мономера коагуляционный протеолиз завершается, н лишь после протекающей спонтанно полимеризации фибрина подключается фибринолитический процесс. Иными словами, система фибринолиза лежит вне каскада свертывания крови. Обе системы «стыкуются» на уровне фибрина, но для одной (свертывание крови) он является конечным продуктом, а для другой - главным субстратом, деградация которого, к тому же, усиливается с нарастанием тромбообразования.
Чрезмерная активация плазминогена ведет к ускоренному расщеплению фибрина, которое проявляется повышенной кровоточивостью. Если наработку плазмина сдерживают ПАИ, то главным предохранителем от избыточности уже готового (активного) плазмина служит аг-антиплазмин (аг-АП). Его источником являются печеночные клетки и тромбоциты. Это единственный из серпинов, который поступает в кровь в виде предшественника и дозревает (путем отщепления И-концевого пропептида) уже во время циркуляции. Важно, что по содержанию в плазме крови (1,0-1,2 мкМ) он сопоставим с плазминогеном.
В отличие ОТ других серпинов, 0-2-АП имеет участки связывания не только для плазминогена (и плазмина), но и для фибрина. Однако связанный с фибрином аг-АП действует на плазмин в 50 раз медленнее. Вместе с тем, плазмин, освобождаемый из сгустков фибрина по мере их рассасывания, сразу же выводится из строя «своим» ингибитором. Иными словами, а2-АП эффективно взаимодействует лишь со свободно циркулирующим плазмином (см. рис. 8-6). Наступающий прн этом гидролиз «уязвимой» пептидной связи в молекуле а2-АП приводит к необратимому блокированию каталитического центра плазмина ацильным продуктом этой реакции. Ковалентно преобразованный плазмин довольно быстро исчезает из кровотока.
При усиленной активации плазминогена может произойти истощение имеющегося в крови а2-АП, и тогда наступает очередь а2-МГ как ингибитора, имеющего явно меньшее сродство к плазмнну. В еще меньшей степени, но тоже обладают антиплазми новым эффектом другие серпины крови (а|-АТ, антитромбин III, интер-а,-ингибитор трипсина, а также С 1-ингибитор, о котором речь пойдет в следующем разделе).
Долгое время считалось, что свертывание кровн происходит только в участке ранения кровеносного сосуда, приводя к образованию тромба (гемокоагуляция) с последующим его рассасыванием (фибринолиз). В 1961 г. Д.М. Зубаи- ров (впоследствии возглавивший кафедру биохимии Казанского медицинского института) сформулировал и обосновал представления о том, что образование фибрина в сосудистом русле протекает постоянно, но столь же непрерывно осуществляются процессы фибринолиза, которые предотвращают нарушение проходимости сосудов и поддерживают жидкое состояние крови. В наиболее развернутом виде теория физиологического виутрисосудистого микросвертывания крови представлена в недавней монографии ДМ. Зубаирова «Молекулярные основы свертывания крови и тромбообразования» (Казань, 2000).
Теперь уже стало общепризнанным, что в разных участках сосудистого русла постоянно возникают ситуации, способствующие образованию фибрина. К ним относятся н функциональная травматизация сосудов, и микроразрывы мышечных волокон при интенсивной физической работе, и гипоксия (ишемня), и повреждение эндотелия некоторыми вирусами, бактериальными токсинами или атеросклеротическим процессом, и локальный выброс ряда сигнальных молекул (включая оксид азота NO), и многое другое. Химическое повреждение эндотелия может быть вызвано н некоторыми нарушениями метаболизма (например, повышением уровня гомоцнстеина в крови).
Об интенсивности частичного внутрисо- судистого свертывания кровн свидетельствует, в частности, быстрое обновление факторов коагуляции. Если для многих белков (включая альбумин плазмы) T0is лежит в пределах 2-4 недель, то период полусуществования фибриногена, протромбина, фактора XI составляет всего 2-4 дня, а у большинства остальных компонентов каскада гемокоагуляции он и того меньше (у фактора VII — всего от 4 до 6 ч). На непрерывность функционирования системы свертывания указывает и постоянное присутствие в крови активных форм знмогенов каскада. Так, у здоровых людей циркулирующий в крови фактор VII примерно на 0,5% представлен активированной формой (Vila).
Прогрессированию физиологического гемостаза, угрожающему нежелательным образованием тромбов, препятствуют две группы механизмов противодействия. Одна из них - противосвертывающий потенциал крови (включая механизм самоограничения гемокоа- гуляции), представленный в разделе 8.6.1. Другую составляет система фибринолиза в целом, в том числе плазмин — ее конечный продукт и главный разрушитель фибрина.
Фибринолитическую систему ДМ. Зубан- ров образно назвал шомполом, который прочищает просвет кровеносных сосудов (и межклеточные пространства) от отложений фибрина, возникающих в процессе физиологического свертывания крови.
Нарушения сбалансированности процессов фибриногенеза и фибринолиза лежат в основе крайне тяжелой патологии, которую обозначают как синдром диссеминированного внутрисо- судистого свертывания кровн (ДВС-синдром). Он бывает осложнением самых различных патологических состояний, общим знаменателем которых оказывается дисбаланс в работе сложных, многоступенчатых систем каскадного протеолиза.
С недавних пор в медицинской практике для лечения тромботических состояний стали применять специфические белки микробного происхождения - стрептокиназу (из гемолитических стрептококков) и стафилокиназу (из стафилококков). Несмотря на «ферментное» название, они не являются даже зимогенами. Образуя своим С-концом эквнмолярный комплекс с плазминогеном, стрептокиназа (47 кДа) индуцирует в нем конформацнонную перестройку, ведущую к нековалентному раскрытию протеолитического модуля, который становится в состоянии катализировать гидролиз «стратегической» связи арг^-вал^ в другой молекуле плазминогена. сорбированной на ином (ГЯ-концевом) сайте стрептокиназы. В отличие от этого, стафилокнназа (втрое меньшая по размерам), образовав комплекс с плазминогеном (тоже эквимолярный), не активирует этот зимоген, а лишь облегчает его активацию следовыми количествами плазмина, имеющимися в крови. Кроме того, стафилокиназа способна освобождаться из комплекса и рецик- лизироваться (т.е., объединяться с новой молекулой плазминогена). Наконец, самое полезное свойство этого лекарства обусловлено тем, что в отсутствие фибрина плазмин. образовавшийся в составе комплекса со стафнлокиназой, очень восприимчив к инактивирующему действию а2-АП, а это позволяет избежать чрезмерного литического состояния при передозировке препарата.
