Молекулярные патологии крови
Вернемся снова к молекулярным патологиям крови. Одно из очень важных свойств крови состоит в ее свертываемости при определенных условиях (например, при соприкосновении с воздухом).
Аномалии процессов свертывания крови известны давно, и уже тогда они считались очень тяжелыми заболеваниями, угрожающими жизни. Затем выяснилось, что причиной аномалий является отсутствие некоторых белков с ферментативными свойствами, осуществляющих свертывание.
Принимая во внимание, однако, что, кроме фибриногена (фибриноген — компонент крови, который при повреждении кровеносного сосуда превращается в фибрин и при участии гепарина полимеризуетея, образуя тромб и таким образом прекращая кровотечение), остальные компоненты процесса свертывания крови ввиду их ничтожно малого содержания в крови определяются лишь по наличию активности. Можно сказать, что причина отсутствия ферментативной активности какого-либо из этих малых компонентов лежит, по-видимому, не в отсутствии его синтеза, а в синтезе структурно неправильного белка.
Такой белок либо вообще лишен ферментативных свойств, либо быстро разрушается. Этот тезис был подтвержден экспериментально с помощью иммунологических проб. Оказалось, что один из таких белков (содержание их всегда незначительно), найденный в крови с аномальной свертываемостью, идентичен соответствующему белку нормальной крови по иммунной пробе, но лишен ферментативной активности по свертыванию крови.
Одну из первых молекулярных концепций патогенеза кровоточивости (на примере заболевания, называемого диатезом Стюарта-Провера и характеризующегося пониженной свертываемостью крови) сформулировали польские ученые X. Коваржик и Е. Марциньяковна.
Они показали, что в норме автокаталитический распад протромбина становится источником активного реагента, вызывающего свертывание крови с участием автопротромбина С. Исследования выявили, что очищенный хроматографией протромбин крупного рогатого скота утрачивает нормальную способность образовывать автопротромбин С.
Применение нормального неочищенного препарата протромбина рогатого скота приводит к норме свертывание крови при диатезе Стюарта-Провера, тогда как очищенный протромбин из того же источника этого свойства уже не имеет. Было, однако, замечено, что во время очистки нормального протромбина от него отделялось соединение, названное «веществом X свертывания». Отсюда следует, что диатез Стюарта-Провера возникает в результате структурно-измененного и биологически неактивного белка X, и причина этого имеет молекулярную основу.
Интересный случай протромбинопатии описал Дж. Джоссо (Англия). Во время исследования препаратов протромбина крови больных им обнаружено, что протромбиновая активность препаратов была значительно уменьшена, тогда как при иммунологическом исследовании и в тесте со стафилококагулазой протромбиновая проба была нормальной (стафи-лококагулаза — бактериальный фермент, реагирующий с протромбином, который превращает фибриноген в фибрин). Здесь также обнаруживается какая-то аномалия в строении молекулы протромбина.
Любопытные данные дали также исследования приобретенной недостаточности протромбина и сопровождающих его реагентов VII, IX и X, составляющих так называемое протромбиновое семейство и синтезируемых в печени при участии витамина К. Под действием антагонистов витамина К (производных дикумарина) возникает недостаточность всех этих реагентов, причем иммунологические тесты и пробы со стафилококагулазой показывают более высокое их содержание в плазме, чем дают пробы по их ферментативной активности в процессе свертываемости. Это объясняется патологической структурой названных реагентов, образующихся при недостаточности витамина К. Оказалось, что в отсутствие витамина К клетки печени синтезируют белки, лишенные биологической активности и не катализирующие превращение протромбина в тромбин.
Первый хорошо документированный случай патологического фибриногена известен под названием «фибриноген Париж» по имени города, где он был найден. Количество открытых патологических вариантов фибриногена (фибринопатий) постоянно растет. Среди примеров выраженного порока кровоточивости в некоторых случаях причиной была несвертываемость крови, в ряде других — нарушение заживления ран, что подтверждает роль фибрина в этих аномалиях. Во всех случаях фибринопатий кровяные тельца, а также другие вещества крови в целом были нормальными. В то же время скорость свертыва ния крови значительно (иногда очень значительно) снижалась.
Очищенные патологические фибрияы имели ряд свойств, отличающихся от свойств нормального фибрина. Среди них такие, как измененная растворимость, ненормальное содержание сиаловой кислоты в сахарном компоненте молекулы. Исследование механизма свертывания крови в присутствии патологического фибриногена показало, что первый этап превращения фиброногена в фибрин — отщепление фибринопептидов А и В от фибриногена — проходило нормально, тогда как полимеризация мономеров фибрина осуществлялась необычно легко, а полученный тромб был гибким и при рассмотрении в электронном микроскопе имел ненормальную структуру.
В случаях фибринопатии Детройт было найдено, что причиной аномалии являлось замещение аргинина на серии в положении 19-й цепи фибрина, из-за чего возникало изменение пространственной конфигурации фибрина, затрудняющее, по-видимому, доступ к нему тромбина.
Следующая группа патологических изменений компонентов крови включает аномалии, связанные с гемофилическими веществами — белками А и В, также необходимыми для полноценного свертывания крови. Для всех найденных патологических компонентов этого типа характерно четкое обнаружение их иммунологическими методами при одновременном отсутствии их влияния на свертывание сыворотки крови больных гемофилией. Такие гемофилии удалось четко классифицировать на два ряда: А+ и А– и В+ и В–. В случае гемофилии В описан еще один вариант Вм (названный по первой букве фамилии больного). Показано, что во всех перечисленных гемофилиях причинами аномалий являются изменения структуры белков А и В.
Позднее открыта аномалия свойств реагента XIII, т. е. стабилизатора фибрина. Установлено, что в случае недостаточной его активности проявляется искажение образования поперечных связей в полимере фибрина, формирующем нормальный тромб.
Примеры нарушений структуры в организме показывают, что даже минимальные молекулярные изменения (например, замещение одной аминокислоты) могут привести к значительным отклонениям во всем организме.