Образование протромбиназы и тромбина

Образование протромбиназы может осуществляться по внешнему и внутреннему механизму. Внешний механизм предполагает обязательное присутствие тромбопластина (TF, или F-III), внутренний же связан с участием тромбоцитов (парциальный тромбопластин, или фактор P3). Вместе с тем, внутренний и внешний пути образования протромбиназы имеют много общего, ибо активируются одними и теми же факторами (фактор XIIa, калликреин, ВМК и др.), а также приводят в конечном итоге к появлению одного и того же активного фермента – фактора Ха, выполняющего в комплексе с фактором Va функции протромбиназы. При этом как полный, так и парциальный тромбопластин служат матрицами, на которых развертывается цикл ферментативных реакций.

Важная роль в процессе свертывания крови отводится глицерофосфолипидам, и в частности, фосфатидилсерину и фосфатидилэтаноламину в бислое мембраны. Одной из особенностей бислоя является его асимметрия. В наружном листке бислойной мембраны, контактирующей с кровью, преобладают, в основном, фосфатидилхолин и сфингомиелин. Как известно, эти фосфолипиды содержат фосфохолин, обеспечивающий атромбогенность мембран. Молекула этих фосфолипидов электронейтральна – в ней нет преобладания одного из зарядов (рис. 25).

Фосфатидилсерин и фосфатидилэтаноламин расположены преимущественно во внутреннем слое мембраны. Головка указанных фосфолипидов несет два отрицательных заряда и один положительный, т.е. на ней преобладает отрицательный заряд. Инициация свертывания крови может наступить лишь тогда, когда эти фосфолипиды появятся на наружной поверхности мембраны. Из сказанного вытекает, что для инициации свертывания крови необходимо нарушить исходную асимметрию фосфолипидов мембраны, что может произойти только за счет обмена фосфолипидов между слоями, или, иначе, флип-флопа.

Как же это происходит в случае повреждения кровеносного сосуда?

Мы уже отмечали, что по обе стороны мембраны существует ионная асимметрия. Для процесса свертывания крови очень важна асимметрия в содержании ионов Са²⁺, концентрация которых в плазме и интерстициальной жидкости в десять тысяч раз больше, чем в цитоплазме клетки и тромбоците. Как только травмируется стенка сосуда, в цитоплазму из внеклеточной жидкости или из внутриклеточного депо переходит значительное количество ионов Са²⁺. Поступление Cа²⁺ в тромбоцит или клетки (травмированный эндотелий и т.п.) разрыхляет мембрану (рис. 26) и выключает механизмы поддержания асимметрии фосфолипидного бислоя. При этом молекулы фосфатидилсерина и фосфатидилэтаноламина, несущие суммарные отрицательные заряды, переходят на поверхность мембраны.

Почему же нарушается асимметрия в содержании отдельных фосфолипидов в наружном и внутреннем слоях мембраны?

Недавно появился ряд сообщений о том, что зависимый от энергии процесс концентрации аминофосфолипидов преимущественно во внутреннем листке мембраны связан с функционированием специфичных синергично действующих трансмембранных белков-переносчиков – транслоказ. Аминофосфолипидные транслоказы осуществляют однонаправленное передвижение фосфатидилсерина и фосфатидилэтаноламина во внутренний листок мембраны. При активации клеток, в том числе кровяных пластинок, при повышении уровня цитоплазматического Са²⁺, при уменьшении концентрации АТФ и при ряде других сдвигов происходит ингибиция транслоказ. При этом наступает двунаправленное трансмембранное перемещение всех мембранных фосфолипидов, приводящее к значительному выравниванию их концентрации в обоих листках мембраны.

Но как только на поверхности клеточной мембраны увеличивается концентрация отрицательно заряженных фосфолипидов, и они входят в соприкосновение с кровью, содержащей громадную концентрацию ионов Са²⁺, то образуются кластеры – активные зоны, к которым прикрепляются факторы свертывания. При этом ионы Са²⁺ выполняют следующие функции:

1. Они необходимы для конформации факторов свертывания, после чего последние способны принимать участие в ферментативных реакциях гемостаза;

2. Они являются связующими мостиками между белковыми компонентами и клеточными мембранами. Эти реакции осуществляются следующим образом:

Ионы Са²⁺ с одной стороны присоединяются к головкам фосфатидилсерина, а с другой – соединяются с остатками g-карбоксиглутаминовой кислоты, которая входит в состав ряда факторов свертывания крови (V, VIII, IX др.). За счет таких кальциевых мостиков происходит первоначальное ориентирование факторов свертывания крови на фосфолипидной поверхности, и в результате конформации белковых молекул открываются активные центры.

Без ионов Са²⁺ не может происходить образование кластеров и не осуществляется взаимодействие друг с другом ферментов, участвующих в свертывании крови.

Формирование протромбиназы по внешнему пути начинается с активации фактора VII при его взаимодействии с тромбопластином, а также с факторами ХIIa, IXa, Xa и калликреином. В свою очередь фактор VIIa активирует не только фактор Х, но и IX. В процессе образования протромбиназы по внешнему механизму могут также принимать участие факторы IXa и VIIIa, образующие активный комплекс на фосфолипидной матрице. Однако эта реакция протекает относительно медленно.

Формирование протромбиназы по внешнему пути происходит чрезвычайно быстро (занимает секунды) и ведет к появлению фактора Ха (рис. 27) и небольших порций тромбина (IIa), который способствует необратимой агрегации тромбоцитов, активации факторов VIII и V и значительно ускоряет образование протромбиназы по внешнему и внутреннему механизму.

Инициатором внутреннего пути образования протромбиназы является фактор XII, который активируется травмированной поверхностью, кожей, коллагеном, адреналином, после чего переводит фактор XI в XIа. В этой реакции принимает участие калликреин (активируется фактором XIIa) и ВМК (активируется калликреином). Фактор XIa оказывает непосредственное влияние на фактор IX, переводя его в фактор IXa. Специфическая деятельность последнего направлена на протеолиз фактора X (перевод его в фактор Ха) и протекает на поверхности фосфолипидов тромбоцита при обязательном участии фактора VIII (или VIIIa). Комплекс факторов IXa, VIIIa на фосфолипидной поверхности тромбоцитов получил наименование теназы, или теназного комплекса.

Как уже отмечалось, в процессе свертывания крови принимают участие прекалликреин и ВМК, благодаря которым (а также фактору ХII) происходит объединение внешнего и внутреннего пути свертывания крови. В настоящее время установлено, что при травме сосуда всегда происходит освобождение металлопротеидов, переводящих прекалликреин в калликреин. Под воздействием калликреина ВМК переходит в ВМКа. Кроме того, калликреин способствует активации факторов VII и XII, что также сопровождается запуском каскадного механизма свертывания крови.

Вторая фаза процесса свертывания крови (переход фактора II в фактор IIa) осуществляется под влиянием протромбиназы (комплекса Xa+Va+Ca²⁺) и сводится к протеолитическому расщеплению протромбина, благодаря чему появляется фермент тромбин, обладающий свертывающей активностью (рис. 28).