Протромбиназа

Строение протромбиназного комплекса (по Р.Марри Д. Греннер П. Мейес В. Родуэлл):
1. мембрана тромбоцита, содержащая анионный фосфолипид
2. Рецептор, связывающий активный V фактор
3. Карбоксильные группы γ-карбоксиглутамата
4. Протромбин

Протромбина́за (англ. prothrombinase complex) — сложный комплекс, который состоит из активированных X и V факторов свёртывания, формирующийся на фосфолипидной поверхности мембран тромбоцитов, в присутствии ионов кальция.^[1] Катализирует превращение II фактора из неактивной формы (протромбин) в активную (тромбин).

Формирование протромбиназного комплекса

Формирование протромбиназного комплекса (протромбиназы) происходит на поверхности тромбоцитов. В этом процессе участвуют активированные X и V факторы свёртывания, ионов кальция, анионный тромбоцитарный фосфолипид.

Анионный тромбоцитарный фосфолипид (син.: тромбоцитарный фактор 3; тромбоцитарный тромбопластин; мембранный фосфолипидный фактор) — расположен на внутренней поверхности цитоплазматической мембраны тромбоцитов, несёт отрицательный заряд (отчего его и называют анионным)^[2]. При повреждении стенки сосудов тромбоциты активируются, а анионный тромбоцитарный фосфолипид экспансируется на наружную поверхность тромбоцитарной мембраны (видимо при дегрануляции).

После экспансии анионного фосфолипида на наружную поверхность тромбоцитов, в процесс вступают ионы кальция. Последние, будучи способные формировать несколько координационных связей, соединяют между собой анионный тромбоцитарный фосфолипид и протромбин. В N-концевом участке протромбина есть особая аминокислота — γ-карбоксиглутамат (такая аминокислота образуется параллельно с синтезом протромбина в печени в присутствии витамина К). γ-карбоксиглутамат имеет две карбоксильные группы, которые соединяются с ионами кальция, а те уже непосредственно связываются с отрицательно заряженным анионным фосфолипидом.

На цитоплазматической мембране имеется ещё специфический рецептор, с которым соединяется активированный V фактор свёртывания. После того, как V фактор прикрепляется к тромбоциту, он уже сам выполняет функцию рецептора, к которому прикрепляется X фактор свёртывания. Тот, в свою очередь, связывается с F-1$\cdot$2 фрагментом протромбина и разрезает молекулу протромбина в определённых сайтах.^[3]

Таким образом, протромбиназный комплекс представлен четырьмя основными компонентами^[1]:

• Анионный тромбоцитарный фосфолипид (тромбоцитарный тромбопластин; тромбоцитарный фактор 3);
• Ионы кальция;
• Активированный фактор X (Стюарта-Прауэра);
• Активированный фактор V (Акцелерин).

Функционирование протромбиназного комплекса

Схема строения протромбина (по Р.Марри Д. Греннер П. Мейес В. Родуэлл):
1. участок, содержащий γ-карбоксиглутамат
2. и 3. Сайты расщепления X фактором
4. каталитически активный участок будущего тромбина

Действие протромбиназного комплекса направлено на протромбин (II фактор свёртывания). Молекула протромбина представляет собой одноцепочечный гликопротеид с молекулярной массой 72 кД. В ней имеется N-концевой участок (свободная аминогруппа) и C-концевой участок (свободная карбоксильная группа). N-концевой участок молекулы содержит γ-карбоксиглутамат, с помощью которой протромбин через ионы кальция прикрепляется к поверхности тромбоцита. Протромбин состоит из двух половин: F-1$\cdot$2 (не войдёт впоследствии в состав тромбина) и претромбина (составляет основу будущего тромбина).

После формирования протромбиназы активированный фактор X, входящий в состав протромбиназного комплекса, катализирует расщепление молекулы протромбина в определённых сайтах (см. рис.). В результате освобождается тромбин, который состоит из двух полипептидных цепочек (А и В), соединённых бисульфидной связью.

Исследователям удалось чётко установить сайты в молекуле протромбина, которые разрезаются Х фактором. Их два: один сайт расположен после Arg²⁷¹, а другой после Arg³²⁰.^[4]

Инактивация протромбиназы

Активированный V фактор свёртывания (акцелерин) выполняет функцию посредника, благодаря которому X фактор свёртывания прикрепляется к тромбоциту. Именно на V фактор свёртывания направлен один из основных механизмов инактивации протромбиназного комплекса. Дело в том, что активированный протеин C атакует V фактор и разрезает его молекулу в следущих сайтах: Аrg³⁰⁶, Arg⁵⁰⁶ и Arg⁶⁷⁹.^[5]. После разрушения фактора V протромбиназный комплекс утрачивает узловое звено и распадается.

В некоторых руководствах указывается, что протромбиназа инактивируется тромбином^[3]. Однако, это явление также опосредуется протеином С, так как тромбин активирует протеин С, а он в свою очередь инактивирует саму протромбиназу.

Роль в заболеваниях

К патологическим состояниям может привести дефицит любого из компонентов протромбиназного комплекса. Тем не менее такие состояния крайне редки. Например, дефицит V фактора свёртывания — парагемофилия — редкое аутосомно-рецессивное заболевание, частота встречаемости 1:1 000 000^[6]. Частота встречаемости дефицита фактора Х также составляет около 1:1 000 000^[7].

В 1993 году шведский ученый Берн Дальбек (швед. B.Dahlback) описал семейную тромбофилию, причиной которой являлась неспособность крови реагировать на уже активированный протеин С. Через год в 1994 году в голландском городе Лейдене профессором Бертиной (R. Bertina et al.) удалось расшифровать патогенез данной тромбофилии. Оказалось, что в гене, кодирующем фактор V, происходит миссенс-мутация^[8] G1691A (1691 по счёту нуклеотид, в норме представленный гуанином, заменятся на аденин), которая приводит к замене аминокислоты в составе проакцелерина R506Q (в 506 положении аргинин меняется на глутамин). В результате точка приложения инактивационного протена С исчезает и он не в состоянии разрушить фактор V. Поэтому период жизни протромбиназы увеличивается, образуется потенциально больше тромбина, а последний факт говорит о том, что существенно возрастает риск венозных тромбозов. Данную патологию назвали в честь города, где удалось расшифровать патогенез заболевания — «болезнь фактора V Лейден».^[9] Данный генетический дефект является самой частой причиной наследственной тромбофилии у жителей европейских стран. Фактор V Лейден отмечается у 3—5 % белого населения, но существуют значительные региональные различия. Так, в Италии мутация встречается редко, а в Греции частота носительства достигает 15 %. Мутация практически не встречается у африканцев, индейцев, китайцев, японцев, в некоторых районах Гренландии.^[10]

Фактор	Заболевание	Патогенетическое звено	Свёртываемость крови	Предполагаемый риск
V	Парагемофилия (болезнь Оврена)	Дефицит фактора V	↓	Кровоточивость, геморрагические диатезы
V	Лейденовская мутация	фактор V устойчив к действию протеина С	↑	Венозные тромбозы
X		Дефицит фактора X	↓	Кровоточивость, геморрагические диатезы

Лекарственные препараты, действующие на протромбиназу

К данной группе относят препараты, которые способны воздействовать хотя бы на один из компонентов протромбиназного комплекса и изменять тем самым функцию протромбиназы. Такой способностью обладает нефракционированный гепарин (аббр.: НФГ), последний, с помощью антитромбина III, инактивирует активные II и Х факторы свёртывания.

В молекуле антитромбина имеются аргининовые центры (такие же как в фибриногене и протромбине, на которые действуют активные II и Х факторы свёртывания соответственно), к которым присоединяются тромбин и активный Х фактор. Последние, связываясь с антитромбином III, удаляются из кровотока и в свёртывании уже участия не принимают. НФГ присоединяется к лизиновым участкам антитромбина III, что вызывает конформационные изменения в последнем и его активность повышается.

Если нефракционированный гепарин подвергнуть фракционированию, то можно получить фракции высокомолекулярного гепарина и низкомолекулярного гепарина (аббр.: НМГ). Оказалось, что между ними есть, как минимум, два принципиальных отличия:

1. Высокомолекулярный гепарин угнетает преимущественно II фактор, а НМГ — X.
2. НМГ действует более продолжительно.

В последнее время получены очень мелкие фракции гепарина, например, препарат Фондапаринукс, который представляет из себя пентосахарид, который связываясь с антитромбином III, угнетает исключительно X фактор свертывания (НМГ хоть и угнетают преимущественно X фактор, но воздействие на тромбин не исключено)^[9].

Показатель	НФГ	НМГ	Фондапаринукс
Биологический эффект	Ингибирует факторы IIa, Xa, а также IXa, XIa и XIIa	Ингибирует фактор Ха (в меньшей степени — IIa)	Селективно ингибирует фактор Ха
Связывание с другими факторами свёртывания	+++	++	-
Период полужизни, ч	3	4	17-21
Биодоступность	30 %	Более 90 %	Около 100 %
Пути выведения	Ретикулоэндотелиальные и эндотелиальные клетки, в небольшом количестве — почки	В основном почки	Почки
Тромбоциты	Ингибирует функцию	Обладает минимальным влиянием	Не влияет
Гепарининдуцированная тромбоцитопения	2-5 %	1-2 %	Не вызывает
Количество инъекций в день	2-4	1-2	1

Примечания

1. ↑ ^{1 2} Козловская Л. В.,Николаев А. Ю. Учебное пособие по клиническим лабораторным методам исследования. — 2-е изд. — М.:Медицина, 1984, 288 с., ил. (стр. 79)
2. ↑ Тромбоцитарные факторы свёртывания и фибринолиза
3. ↑ ^{1 2} Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. Биохимия человека: В 2-х томах. Т. 2. Пер. с англ.: —М.: Мир, 1993. — 415 с., ил. ISBN 5-03-001775-5 (стр. 326—327)
4. ↑ Krishnaswamy S (January 2005). «Exosite-driven substrate specificity and function in coagulation». J. Thromb. Haemost. 3 (1): 54–67. DOI:10.1111/j.1538-7836.2004.01021.x. PMID 15634266.
5. ↑ Kalafatis M, Rand MD, Mann KG (December 1994). «The mechanism of inactivation of human factor V and human factor Va by activated protein C». J. Biol. Chem. 269 (50): 31869–80. PMID 7989361.
6. ↑ van Wijk R, Nieuwenhuis K, van den Berg M, Huizinga EG, van der Meijden BB, Kraaijenhagen RJ, van Solinge WW (July 2001). «Five novel mutations in the gene for human blood coagulation factor V associated with type I factor V deficiency». Blood 98 (2): 358–67. DOI:10.1182/blood.V98.2.358. PMID 11435304.
7. ↑ Auerswald G (2006). «Prophylaxis in rare coagulation disorders -- factor X deficiency». Thromb. Res. 118 Suppl 1: S29–31. DOI:10.1016/j.thromres.2006.01.015. PMID 16574201.
8. ↑ Миссенс-мутация — точечная мутация, в результате которой изменённый кодон начинает кодировать другую аминокислоту
9. ↑ ^{1 2} Бокарев И. Н., Попова Л. В. Венозный тромбоэмболизм и тромбоэмболия лёгочной артерии. — М.: Медицинское информационное агентство, 2005. — 208 с. ISBN 5-89481-291-7 (стр. 23-25)
10. ↑ А. А. Гусина, Н. Б. Гусина Генетические дефекты про- и антикоагулянтных белков как факторы риска венозных тромбозов — Журнал «Медицинские новости», 2006 г. — № 9.

Ссылки

• ACADEMIA. Михаил Пантелеев. «Свертывание крови: жизненно необходимо, смертельно опасно»Видеолекция