Transcript 응고억제

16. 혈액응고
* 혈액응고란-- 혈장내의 응고인자(비활성형)가 효소적으로 활성화 되어
fibrinogen 을 fibrin으로 바꾸는 현상
* 응고인자의 분류
① contact proteins
② prothrombin proteins
③ fibrinogen(thrombin sensitive proteins)
* 응고인자의 종류:
① 12개( I- XIII, VI=V)-- 1954년 국제 혈액응고인자 명명 위원회
② Prekallikrein
③ 고분자 kininogen(HMWK)
④ Phospholipids
* 단계별 응고과정:
* 1 단계 응고과정-- thromboplastin 형성
내인계-- plasma thromboplastin 형성-- 혈액 속의 응고인자 관여
외인계-- tissue thromboplastin 형성-- 조직인자 관여
* 2 단계 응고과정-- Prothrombin→ Thrombin
* 3 단계 응고과정: Fibrinogen→ Fibrin
* 혈액 응고인자의 일반성상
* 전구효소(응고 전단계 효소, 불활성형): II, VII, IX, X, XI, XII, pekallikrein
* 보효소(활성화 반응 보조인자): 효소작용을 하지 않는 인자
III, IV(Ca++), V, VIII, HMWK, PF-3(phospholipid)
* 활성형: 아래첨자 a를 붙힌다
Xa , kallikrein(← prekellikrein). 예외--XII 인자
기전-- 응고반응 중 전단계의 활성화 인자에 의해 peptide chain의
arginine 또는 lysine의 C 말단축이 절단되어 활성인자로 전환된다.
* transaminase(아미노기 전이효소)-- XIII
* Prothrombin family:
1) 정의-- 구조가 prothrombin과 유사 <교재 158p >
2) Vitamin K 의존성 단백질. 간에서 합성
3) 종류-- II, VII, IX, X, Protein C (Protein S, Protein Z)
4) Gla domain(γ-carboxyglutamic acid) 형성
5) 기능-- serine protease, PL상에서 활성화 반응 또는 억제반응에 관여
IXa
↓ VIIIa
X-→ Xa
* VIII인자-- vWF와 복합물형성.
결핍 시-- Hemophilia A (IX 결핍-- Hemophilia B)
1% 이하 시 출혈
I. 응고과정
1. 외인계 응고과정
tissue factor(tissue thromboplastin, TF) + 제 VII인자 + Ca++
→ TF(III)-VII-Ca(Complex)
↓Ca++
IX인자→ IXa
X인자→Xa
VII인자→ VIIa(serine protease)
* Tissue factor-- endotoxin, IL-1, TNF에 의해 합성
<참고> 외인계(Extrinsic) coagulation initiated
thromboplastin
↓
Factor VII-→ Factor VIIa
↓
Factor X-→ Factor Xa (Tissue thromboplastin)
↓ Va, PL Ca++
Prothrombin(II)-→ Thrombin
↓
Fibrinogen-→ Fibrin(soluble, monomer)
↓ XIIIa
Fibrin(insoluble, clot, stable)
** Prothrombin(II)-→ Thrombin
↓
Factor XIII-→ Factor XIIIa
↓
Fibrin(soluble, monomer)-→ Fibrin(insoluble, clot, stable)
2. 내인계 응고과정
HMWK, prekallikrein
↓
Factor XII + 이물면(-)-→ XIIa
↓
XI-→ XIa (serine protease)
↓ Ca++
IX-→ IXa
↓ PL, Ca++, VIIIa
X-→ Xa (plasma thromboplastin)
* 이물면-- kaolin, dextran, glass, celite, ellagic acid, sulfatides
<참고> 내인계(Intrinsic) coagulation initiated
Factor XII-→ Factor XIIa
↓
Factor XI-→ Factor XIa
Ca++ ↓
Factor IX-→ Factor IXa
VIIIa, PL ↓
Factor X-→ Factor Xa
↓ Va, PL Ca++
Prothrombin(II)-→ Thrombin
↓
Fibrinogen-→ Fibrin(soluble, monomer)
↓
Fibrin(insoluble, clot, stable)
3. 공통경로
1) 외인계에 의한 제 X인자의 활성화: VIIa, tissue factor, Ca++
Xa, IXa
Ca++
↓
↓
VII + tissue factor-→ VIIa + TF(complex)
↓
X인자-→Xa
2) 내인계에 의한 제 X인자의 활성화: IXa, VIII, PL, Ca++
XI
VIII
↓
↓
XIa- VIIIa(complex)
↓ Ca++, PL
X-→ Xa
3) 활성화된 X 인자에 의한 Prothrombin의 활성화
Xa
↓ V, PF-3, Ca++
prothrombin-→ thrombin
↓
fibrinogen-→ fibrin monomer + fibrinopeptide A, B
↓
fibrin polymer(insoluble)
4. 응고억제
응고 억제물질의 이상→ 반복성 혈전증, 색전증
1) 응고억제 인자 및 물질
(1) 생리적 순환성 저지물질-- 단백분해효소의 불활성화
① C1-inhibitor(C1-INH)-- XIIa, kallikrein의 활성을 억제
② α1--antitrypsin(α1-AT)-- XIa의 불활성화
③ Antithrombin III(AT-III)-- IXa, Xa, thrombin의 활성을 억제
④ α2-macroglobulin(α2-M)-- kallikrein, thrombin,
plasmin의 활성 억제.
2차 기능성 억제제(섬유소용해계 효소 억제)
(2) 외인성 저지물질
① Heparin-- antithrombin에 관여
② Hirudin-- 거머리의 협선에서 분리된 항응고물질. Antithrombin
(3) 기타
① Oxalate와 citrate 첨가-- 혈액으로 부터 calcium을 제거
② 섬유소 제거-- 유리봉으로 젓거나 혈액에 유리구슬을 넣고 흔들어
fibrin을 제거
5. 섬유소 형성과 용해
* Thrombin-- fibrinogen, XIII, V, VIII(응고인자)과 혈소판 막 당단백,
Portein C, Protein S에 효소로 작용
thrombin
↓
fibrinogen-→ fibrin monomer + fibrinopeptide A, B
↓
fibrin dimer
↓
fibrin polymer(insoluble)
* 형성된 fibrin은 당단백(혈소판 수용체), 점착단백질(thrombospondin,
fibronectin, platelet fibrinogen)과 결합
ex) XIIIa← fibronectin → fibrin.
GPIb(GPIIb/IIIa) ← vWF → 기질
섬유소 형성 (혈액응고) ↔ 섬유소 용해(선용)
(혈전성 질환)
(출혈성 질환)
proteolytic feedback
Protein C, 섬유소 용해
** 응고억제(응괴제거) 과정 = 섬유소 용해반응
1) 순환혈액 자체가 응괴(plug)나 응집된 혈소판을 제거
2) Protein C의 활성화(by thrombin + thrombomodulin)
* protein C-- protein S와 1:1 결합→ 복합물
↓ Ca++, PL
Va, VIIIa 분해
3) 응괴와 결합도: (Protein C, Protein S, AT-III) > (Xa, thrombin)
* Thromboembolic disease-- 응고억제인자가 결핍된 질환
4) t-PA의 방출 (섬유소 용해 활성화)– by) 내피세포
plasminogen activator 방출
↓
plasminogen -→ plasmin (섬유소원 분해)
** 섬유소원의 분해
기전: fibrinogen--→ fragment X-→ fragment D
↑
fragment Y-→ fragment D (MW 85,000)
plasmin
fragment E (MW 55,000)
X, Y fragment-- 초기(early) FDP
D, E fragment-- 후기(late) FDP
** Plasminogen activator의 종류
① fibrinolysokinase(fibrinokinase)-- 조직과 혈장 (direct)
② urokinase-- urine (direct)
③ staphylokinase, streptokinase(indirect) -- bacteria(섬유소
용해) (indirect)
* Streptokinase의 기전: proactivator I-→ activator I
↑
│
streptokinase
↓
plasminogen-→ plasmin
II. 응고, 섬유소 용해 및 조절
* 혈액의 응고-- 응고계 serine protease가 활성형으로 전환되어 형성
* 섬유소 용해-- 섬유소 용해능 전구효소(serine protease)가 활성형으로
전환되어 용해
↓
plasminogen-→ plasmin
* 혈관 내피세포의 기능-- ① 응고억제-- thrombomodulin, heparan 분비
② 전구효소의 불활성화
VII (VIIa) + TF(tissue factor)--→ TF/VII complex(TF/VIIa complex)
XIIa, Xa
↓
TF/VII--→ (TF/VIIa)
↓
IX, X--→ IXa, Xa
↓Va
prothrombin--→ thrombin
▶ Serine protease(Sp)
단백질 분해효소. 동물(50% 이상), 미생물, 식물에서 발견.
기능: 고등동물에서 음식물의 소화, 혈액응고, 섬유소 용해, 면역, 보체반응,
홀몬생성, 배란과 수정, 식작용, 세포증식, 발생, 분화, 노화, 암의 전
이에 관여하는 물질
종류: 응고계-- XIIa, XIa, Xa, IXa, VIIa, thrombin, activated protein C,
plasma kallikrin
섬유소 용해계-- plasmin, tissue -PA, urine-PA
분류-- a) 비한정분해효소-- 기질특이성이 낮아 주로 음식물의 소화, 노화
단백질, 불필요한 단백질 분해에 관여
예) Chymoprypsin, Trypsin, Elastase, Plasmin, Kinase,
Tryptase, 악하샘의 protease
b) 한정분해효소-- 효소전구체를 불가역적으로 가수분해시켜 활성
화 반응을 일으키는 것
예) XIIa, XIa, Xa, IXa, VIIa, thrombin, activated protein C,
plasma kallikrin
* Sp inhibitor-- Sp의 활성을 제어 조절하며 이상시 조직의 염증, 혈전증, 출혈증,
불임증 유발
* 대표적인 Sp와 생리작용 및 이상에 의한 병태
혈액응고-- XIIa, XIa, Xa, IXa, VIIa, IIa, activated protein C, plasma,
kallikrin
출혈증, 혈전증, 뇌색전, DIC, 심근경색
용해-- plasmin, tissue plasminogen activator, urokinase
출혈증
식작용-- elastase, tryptase
염증, 폐기종, 류마티즘
반응기구: 단백질 분자구조내의 특정 serine 잔기와 histidine 잔기에 의해 발생
① peptide 소화
② peptide chain의 절단으로 단백질의 성숙, 생리활성 발현, 대사의 조절
기전: 효소분자내의 serine 잔기에 기질이 고정→ acylation, deacylation 반응
* acylation:
① 활성화 Ser-OH의 H(proton)가 His의 N으로 이동
② Ser-O의 O가 기질의 carboxy 탄소를 공격→ 기질의 carboxy 탄소는 중간
체의 천이상태
③ proton이 기질의 N으로 이동→ 기질의 peptide 결합 절단→ NH2R2 (carboxy 말단)는 효소로부터 분리→ R2-C=O(기질의 아미노 말단)과
효소가 결합-- acyl 중간체 형성
* deacylation:
① NH2-R2 대신에 들어간 H2O의 산소가 acyl 복합체의 carboxy radical
을 공격→ 다시 중간체 천이상태
② 효소는 본래되로 돌아가고 기질의 가수분해산물(R1-C-OH) 생성
* 혈액응고조절 인자-- TFPI, antithrombin
* 응고억제 기전
① Serine protease inhibitor(antithrombin)– thrombin, Xa, Ixa 활설억제
② kallikrein, XIIa, IXa
③ thrombin에 의한 억제-- Va, VIIIa 불활성화
* 섬유소 용해기전
① thrombin 자극→ 내피세포-- t-plasminogen activator 유리
↓
plasminogen-→ plasmin
↓
fibrinogen, fibrin 분해-→ FgDP, FDP 생성
thrombin 활성억제, 섬유소중합억제
② prourokinase 합성(내피세포)--→ urokinase (u-PA)
↓
plasminogen--→ plasmin
* prourokinase 합성(내피세포)--→ urokinase
↑
내피세포, kallikrein
III. 응고인자
1. Fibrinogen(Factor I)
* 특성-- 간에서 생성(1.7-5.0g/day)
증가-- 조직의 상해, 염증, 스트레스
선천성 fibrinogen 이상증(무섬유소원혈증환자)-- 출혈성 경향
* 분포-- 혈장단백질, α-granule
* 기전(3단계)-- fibrinogen--→ fibrin
1단계
2단계
α-thrombin
↓
3단계
α-thrombin
α-thrombin
↓
↓
fibrinogen→ fibrin monomer→ fibrin polymer→ fibrin(gel)-→ fibrin(stable)
↘
↘
FpA(fibrinopeptide)
↘
FpB
FpC
↑
XIIIa
* Fibrin monomer 형성단계
①
α-thrombin
↓
fibrinogen→ fibrin monomer
↘
FpA(fibrinopeptide)
② Thick fibrin fiber에 긴 protofibril이 결합-→ 응괴(polymer, fibrin
network)형성
③ lysine side chain + glutamic side chain-- stable
↑ (촉매)
XIII → XIIIa
↑
thrombin, Ca++
구조-- Aα, Bβ, γ2 (한상씩 3개의 polypeptide로 구성)
(1) 섬유소 및 섬유소원의 분해
** 섬유소원의 분해-- plasmin에 의해→ FgDP
** 섬유소의 분해–
(a) 섬유소원의 분해보다 느리다
(b) 분해산물과 fibrin monomer가 단일구조(공유, 비공유결합)
(c) 완전분해되면 dimer form(fragment D, D-dimer)
(2) 생체내에서 섬유소 용해계의 활성화 조절
t-PA, u-PA
↓
plasminogen--→ plasmin
plasmin 불활성화-- PAI-1, α2-antiplasmin
2. Prothrombin(Factor II)
* 특성-- 간에서 합성, vit. K 의존성. serine protease의 전구체형
r-carboxyglutamic acid(Gla domain, 10군데) 함유,
sulfide bond(3군데), methionine이 시작 아미노산
* 활성화 기전: prothrombin―→ thrombin
↑
Ca++, PL, Xa/Va(prothromninase)
* Xa에 의한 활성화
prothrombin→ thrombin (293 cystein과 438 cystein이 sulfide 결합)
↑
Xa
Ca++, PL, Xa/Va(prothromninase)에 의해 분해로 Thrombin 생성
** α-thrombin 생성
prothrombin→ thrombin 때 293 cystein과 438 cystein이 sulfide 결합
↑
Xa
(1) Thrombin
α-thrombin: Xa/Va, Ca++, PL 복합물(prothromninase)에 의해 분해된 활성
형
* 기능-- ① 혈액응고(fibrinogen을 fibrin화)
② 섬유소 용해계(Protein C 활성화→ Va, VIIIa를 불활성화)
③ platelet도 활성화
④ 보조인자(V, VIII. XIII) 활성화
⑤ 항응고
⑥ 조직의 수복
⑦ 세포(평활근세포, 대식세포, 내피세포)분화 촉진
3. Tissue thromboplastin(Factor III)
* 분포-- 조직(뇌, 폐) 외막-- 정상적인 혈액 내(x)
VII (VIIa) + TF(tissue factor)--→ TF/VII (TF/VIIa)
XIIa, Xa
↓
TF/VII--→ (TF/VIIa)
↓
IX, X--→ IXa, Xa
* 활성화 기전-- PHA, endotoxin, IL-1, TNF, phorbol esters,
thrombin에 의해 혈관내피세포가 조직인자로 활성화
* 기능-- IX, X ―→ IXa, Xa
↑
Ca++, PL, VIIa
4. Factor Ⅴ
* 특성-- 간에서 합성(심한 간질환 시 인자가 감소)
혈소판(α-과립)의 V 인자는 일차지혈 시 혈소판 응집에 관여
선천적 결핍증(parahemophilia)–--V 활성이 낮고,
상염색체열성유전
* 기능-- ① thrombin에 의해 활성화 되어, 보조인자로 작용
prothrombin―→ thrombin
↑
PL, Va, Xa, Ca++
② Va의 불활성화-- Protein C에 의해
5. Factor VII
* 특성-- 간에서 합성, Vit. K 필요, glycoprotein.
γ-carboxyglutamic acid 가짐(Gla domain),
serine protease, EGF(epidermal growth factor)
* 기능-- ① X―→ Xa
↑
VIIa, Ca++, tissue thromboplastin
기전-- Gla domain
② IX―→ Ixa
* 활성화 기전-- ① VII―→ VIIa
↑
II, IXa, Xa, XIIa, Ca++, PL
② 자기촉매기전에 의해(조직 인자와 반응, 외인계)
6. Factor VIII
* 특성-- 간과 내피세포에서 합성 (분포-- 간, 폐, 심장)
von Willebrand factor와 복합물 형성하여 혈중 순환
** von Willebrand factor-- 노출한 내피하 혈관 구조물이나 그 밖의
다른 물질표면에 혈소판이 정상적으로 부착할 때 필요한 인자
* 기능-- X―→ Xa
↑
IXa, VIII, Ca++, PL
* 활성화 기전-- Xa, thrombin에 의한 보조인자
* 유전양식-- 성염색체 열성. hemophilia gene에 의해 조절
* 결핍시 A형 혈우병(hemophilia A)이 발병-- 남자에게 치사인자
고도-- 응고인자의 양이 2% 이하-- 관절내, 근육, 장기내 자연출혈
중등도-- 2-10%-- 조직상해 후의 출혈
경증-- 응고인자가 20-30% 함유– 심한 외상이나 수술시 출혈
-- 일상에선 무증상
검사소견-- BT(정상). CT와 thromboplastin 형성시간(연장)
7. Factor IX
* 특성-- 간에서 합성, Vit. K 필요, glycoprotein(α-globulin).
Gla domain, EGF domain을 갖는다, serine protease
결핍시 B형 혈우병(hemophilia B)—남자
* 활성화 과정-- ① Ca++, PL 존재하에 XIa에 의해 활성화—
activation peptide 분리(145-146 사이, 180-181 사이)
② VIIa/ TF complex에 의해 활성화
③ Russell`s viper venom에 의해 활성화(145-146 사이
절단)
활성화 촉진 기전-- Gla domain(IX 인자내) + Ca++ + PL→ IX
complex + III→ complex 형성-- 인지질 교질입자(PLs
micelle) 상에서의 촉진
* 기능-- X―→ Xa
8. Factor X
* 특성-- 간에서 합성, Vit. K 필요, glycoprotein(α-globulin).
serine protease, Gla domain
* 활성화 기전-- ① Ca++, PL의 존재하에 IXa/VIIIa 에 의해 활성화
-- activation peptide 분리 (52-53 사이) (내)
② VIIa/TF(III)에 의해서도 활성화 (외)
③ Russell 살무사 독약(Russell vipor venom)에 의해
활성화
* 유전양식-- 상염색체 열성유전-- 이형접합-- 무증상, 비정상출혈
동형접합-- 출혈성 경향
* 응고능검사(X 인자 결핍유무)-- PT, aPTT, RVV assay
- X Ketchikan(PT, aPTT, RVV-- 연장)
X Marseille(PT, aPTT--연장, RVV-- 정상)
X San antonio(PT--정상, aPTT-- 연장)
Stuart-Power factor(BT, TT--정상)
* 기능-- prothrombin―→ thrombin.
VII―→ VIIa
↑
↑
Xa
Xa
9. Factor XI
* 특성-- 간에서 합성, 혈중에선 HMWK와 복합물 형태로 순환
결핍시 C형 혈우병(hemophilia C)
* 활성화 과정-- ① 자가활성화(음전하 물질하에 )
② thrombin에 의해
③ 음전하 물질하에 XIIa, XIa, thrombin에 의해
-- in vitro
* 활성조절인자-- AT-III, α1-protease inhibitor, C1-inhibitor,
α2-antiplasmin
* 활성억제인자-- plasminogen activator inhibitor 1,
Proetin C inhibitor
* 유전양식-- 상염색체 열성
* 기능-- IX―→ IXa
10. Factor XII
* 특성-- 간에서 합성. 내인계 응고기전에 중요한 인자
결핍시 심근경색, 폐색전증 유발
검사소견-- PT(정상), aPTT(연장--fibrinolysis에 작용)
* 활성화 과정-- ① plasma kallikrein에 의해
② glass(초자유리), celite, kaolin, ellagic acid,
skin, collagen에 의해-- in vitro
* 기능-- ① XI ―→ XIa
② VII ―→ VIIa
11. 응고인자 Factor XIII
* 활성화 기전-- XIII―→ XIIIa
↑
thrombin
* 기능-- ① fibrin monomer와 polymer 사이를 안정화--> fibrin
gel을 안정화
② 섬유소 용해억제(α2-antiplasmin과 함께)
* 특성-- 결핍시 혈액응고(blood clot)는 약하게 된다.
12. Thrombomodulin
* 기능-- ① 응고항진-- * thrombin과 결합하여 V, VIII, XIII 활성화,
* 혈소판 활성화
② 응고억제-- Protein C 활성화
* 분포-- lung, placenta, spleen, liver 순
13. Prekallikrein
* 기능-- XII, HMWK, urokinase 활성화
* 활성화 기전-- prekallikrein-→ kallikrein
↑
HMWK, Ca++, XIIa
* 불활성화-- α2-macroglobulin과 C1-inhibitor에 의해
* 특성-- 간에서 합성. HMWK와 복합체 형성 순환
14. HMWK(High molecular weight kininogen)
* 특성-- prekallikrein과 XI와 결합된 형태로 순환 (in vivo)
kaolin과 함께 복합물 형성 (in vitro)
* 기능-- ① XII ―→ XIIa
② Prekallikrein―→ kallikrein
* 생리적 기능-- antithrombotic, 혈소판점착 억제, profibrinolytic,
혈류량 증가
검사소견-- aPTT(연장)