Mecanism
Plasminogenul servește ca un zimogen care inițiază cascada fibrinolitică prin legarea la fibrina intactă prin intermediul unor domenii structurale din plasminogen numite domenii „kringle”. Din punct de vedere structural, domeniile „kringle” sunt bucle mari de aminoacizi stabilizate prin legături disulfidice. Aceste domenii kringle, prezente în mai multe enzime din cadrul sistemului fibrinolitic, permit legarea plasminogenului la reziduurile carboxi-terminale de lizină și au fost considerate a fi prima etapă a fibrinolizei. Legarea plasminogenului este reglată în trombii hemostatici prin îndepărtarea grupărilor carboxi-terminale de lizină atunci când se formează fibrină în prezența trombomodulinei, care este exprimată de celulele endoteliale vasculare. Trombomodulina se leagă de trombină și începe să genereze carboxipeptidaza B care, la rândul ei, scindează reziduurile de lizină carboxi-terminale libere, Această etapă de reglare previne liza prematură a cheagurilor cu rol hemostatic și limitează activarea plasminogenului pe trombi mari care se formează activ. Cu toate acestea, odată ce plasminogenul este legat de fibrină, are loc o modificare conformațională în structura plasminogenului care crește susceptibilitatea plasminogenului la activare.
Studiile indică faptul că plasminogenul există în trei forme conformaționale distincte, alfa, beta și gamma. Formația alfa este o conformație închisă și este confirmarea adaptată predominant în timp ce plasminogenul este în circulație. Formația beta sau o conformație semi-deschisă apare atunci când plasminogenul este legat de fibrina intactă prin intermediul unui reziduu de lizină carboxi-terminal și, în cele din urmă, conformația gamma este descrisă ca o conformație complet deschisă și apare atunci când plasminogenul este legat de două reziduuri de lizină carboxi-terminale. În plus, literatura de specialitate indică faptul că plasminogenul circulant poate fi modificat prin reacții de hidroliză care servesc la creșterea afinității de legare a plasminogenului la fibrină. Aceste forme conformaționale și modificări permit reglarea activării plasminogenului la nivel molecular.
Activatorul de plasminogen cel mai activ din punct de vedere fiziologic este activatorul tisular al plasminogenului (tPA), producția și secreția acestuia fiind predominant din celulele endoteliale. Eliberarea endotelială de tPA este declanșată de numeroși stimuli locali, inclusiv stresul de forfecare, activitatea trombinei, histamina și bradikinina. Atunci când este sintetizat, tPA, conține cinci domenii structurale, dintre aceste domenii care includ un domeniu finger de fibronectină, două domenii kringle, care sunt omologii structurilor kringle găsite în plasminogen, un analog al factorului de creștere epidermică și un domeniu de serin protează. producția de tPA are loc mai întâi ca o proteină cu un singur lanț, iar în această formă cu un singur lanț, afinitatea sa pentru plasminogen scade. Odată ce plasmina a fost produsă, plasmina acționează într-un mecanism de feedback pozitiv, scindând tPA în forma sa cu două lanțuri. Această formă are o afinitate de 10 ori mai mare pentru transformarea plasminogenului în plasmină și accelerează rata de conversie. Într-un lumen normal al unui patent, tPA rămâne suprimat prin intermediul unui exces molar al inhibitorului său, inhibitorul-1 al activatorului de plasminogen (PAI-1). În prezența fibrinei, atât plasminogenul, cât și tPA se pot lega, efectul inhibitor dependent de concentrație al PAI-1 se pierde, iar tPA este adus suficient de aproape pentru a cliva plasminogenul în plasmină activă. Această activare are loc prin scindarea unei legături peptidice Arg-Val din plasminogen, dând naștere proteazei active, plasmina. Acest eveniment de clivaj este o etapă de activare similară pentru toți activatorii diferiți ai plasminogenului, dintre care tPA este cel mai răspândit.
Activatorul de plasminogen de tip urokinază (uPA) este al doilea activator major al plasminogenului și este cunoscut ca având numeroase funcții dincolo de implicarea sa în activarea plasminogenului. Pentru a fi activ din punct de vedere proteolitic și a participa la activarea plasminogenului, uPA se leagă cu un receptor de suprafață celulară pe endoteliul vascular. Ca și tPA, secreția de uPA se prezintă sub forma unui singur lanț cu afinitate scăzută pentru plasminogen și, similar cu tPA, are o formă mai activă cu două lanțuri. Atunci când uPA cu o singură catenă se leagă de receptorul său de membrană celulară și când plasminogenul este legat în apropiere prin intermediul unui reziduu de lizină carboxi-terminal, cele două proenzime se pot activa reciproc. Este important de remarcat faptul că, comparativ, activarea plasminogenului mediată de uPA joacă un rol minor în activarea plasminogenului în comparație cu tPA. În timp ce uPA și tPA sunt principalii activatori ai plasminogenului, literatura de specialitate descrie mai mulți alți activatori ai plasminogenului. Aceștia includ calicreina, precum și factorul XIa și factorul XIIa. Efectul global al acestor proteaze asupra producției totale de plasmină plasmatică este raportat în literatura de specialitate ca fiind de aproximativ 15%.
După activare, în plasmă există mecanisme de degradare a răspunsului plasminei. Inhibarea plasminei are loc prin alfa-antiplasmina care este un membru al familiei de proteine serpină, alfa-antiplasmina circulă în plasmă la o concentrație relativ mare pentru a inhiba activitatea plasminei. Concomitent, există mecanisme de diminuare a activității tPA și uPA, care se realizează prin acțiunea altor doi membri ai familiei serpinelor, inhibitorul activatorului de plasminogen-1 (PAI-1) și inhibitorul activatorului de plasminogen-2 (PAI-2).
Numeroase tipuri de celule, inclusiv celulele endoteliale și trombocitele, eliberează PAI-1 și PAI-2 ca răspuns la citokinele implicate în cascadele inflamatorii. PAI-1 este produsă în celulele endoteliale. Sinteza este foarte bine reglată, iar PAI-1 produs este într-o formă activă care se descompune rapid în soluție. Astfel, concluzia este că, la eliberare, PAI-1 și PAI-2, sunt labile din punct de vedere structural și necesită stabilizare. Stabilizarea are loc prin intermediul unui component circulant al plasmei numit vitronectină, complexul vitronectină și PAI prezintă o inactivare spontană mai mică decât PAI-1 singur, complexul fibronectină și PAI este apoi stabilizat în continuare într-un mecanism de blocare moleculară prin legarea cu liganzi care restricționează centrul structural labil al PAI-1. Odată stabilizate, PAI-1 și PAI-2 formează complexe ireversibile la locurile de tăiere ale tPA și uPA, inhibându-le în spațiul vascular. Dintre cele două, PAI-1 există la o concentrație mai mare și este cea mai activă din punct de vedere fiziologic în comparație cu PAI-2 și inhibă atât uPA, cât și tPA. Comparativ, s-a demonstrat că PAI-2 are un efect inhibitor minim asupra tPA și nu are niciun efect inhibitor asupra uPA. S-a crezut că polimorfismele genetice ale PAI-1 contribuie la patogeneza bolii aterosclerotice; cu toate acestea, meta-analizele recente nu susțin această contribuție.
Probe mai recente au venit să sugereze rolul endocrin al țesutului adipos, iar în activarea plasminogenului a fost identificat un inhibitor al activatorului de plasminogen derivat din țesutul adipos. Producția de inhibitor al activatorului de plasminogen derivat din adipos crește odată cu creșterea grăsimii corporale viscerale totale, rezultând astfel un efect inhibitor din ce în ce mai mare asupra activării plasminogenului și conducând la dereglarea fibrinolizei. Se știe că PAI-1 are roluri dincolo de cel de inhibare a activării plasminogenului, iar dovezile indică faptul că are roluri de stimulare a remodelării matricei extracelulare, a adeziunii celulare și a motilității. Se consideră că dereglarea acestor roluri are implicații în boala fibrotică, în metastazele neoplazice și în complicațiile gestaționale.
În rezumat, plasminogenul există în trei forme conformaționale distincte, care conferă o accesibilitate diferită la situsul de activare a plasminogenului. Activarea poate avea loc prin intermediul mai multor enzime catalitice diferite, tPA și uPA fiind cele mai importante din punct de vedere fiziologic. Activitatea acestor activatori ai plasminogenului este reglată în principal de PAI-1 și PAI-2, în timp ce forma activă a plasminogenului, plasmina, este inhibată de alfa-antiplasmină, o proteină serpină din aceeași clasă cu PAI-1 și PAI-2.
.