ГОУВПО
«Оренбургская государственная медицинская академия
Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» Кафедра госпитальной терапии им. Р.Г.Межебовского с курсом клинической фармакологии
ГЕПАРИНЫ: ЛЕЧЕБНОЕ И ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ
Учебное пособие для самостоятельной работы студентов лечебного факультета медицинских ВУЗов
Оренбург 2007
УДК 612.115.35
Автор: доктор медицинских наук, профессор кафедры госпитальной терапии им. Р.Г. Межебовского с курсом клинической фармакологии Галяутдинов Геншат Саляхутдинович
«Гепарины: лечебное и профилактическое использование»
Учебное пособие для самостоятельной работы студентов лечебного факультета медицинских ВУЗов, обучающихся по специальности 060101 (040100) - Лечебное дело, Оренбург, 2007, 80 с.
Аннотация:
В учебном пособии представлены материалы по синтезу гепарина в организме человека, механизму действия и клиническому применению гепаринов. Освещены вопросы лабораторного мониторинга при использовании прямых антикоагулянтов, профилактики тромбозов в клинике внутренних заболеваний, лечения отдельных нозологических форм, синдромов нефракционированным и низкомолекулярными гепаринами.
Рецензенты
Э.Г. Муталова - доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой госпитальной терапии №1 Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Башкирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»
Л.Е. Зиганшина- доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой клинической фармакологии и фармакотерапии Государственного образовательного учреждения дополнительного профессионального образования «Казанская государственная медицинская академия Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»
Рассмотрено и рекомендовано к,печати редакционно-издательским советом ОрГМА.
@ Оренбургская государственная медицинская академия
Тема: «Гепарины: лечебное и профилактическое использование»
Введение
Огромный класс соединений, носящих общее название антикоагулянты, достаточно условно делится на непрямые и прямые. Непрямые антикоагулянты безусловно действуют только in yivo и гипокоагуляциноый эффект определяется их вмешательством в синтез факторов свертывания крови, в том числе и К-зависимых. Прямые антикоагулянты, кроме действия in vivo, обладают и действием in vitro, однако они способны инактивировать факторы свертывания, не вмешиваясь в их синтез. В ряде случаев (использование гепаринов) прямой эффект опосредован через антитромбин III.
Таким образом, принципиальное отличие прямых и непрямых антикоагулянтов заключается прежде всего в том, что непрямые вмешиваются в синтез факторов свертывания и уменьшают их активность, а прямые влияют только на активность факторов свертывания, но не влияют на их выработку и количество.
Появление прямых антикоагулянтов определило не только возможность неотложных вмешательств, как препаратов практически с мгновенным действием, но и позволило принципиально вмешиваться в течение и прогноз при ряде заболеваний. Этот класс соединений дал возможность проведения профилактики развития фатальных тромбоэмболических осложнений. Наконец, у этих препаратов выявили ряд фармакологических эффектов, в ряде случае клинически значимых, не связанных с их антикоагулянтным потенциалом. Более того, такие эффекты уже обнаружены и у самих факторов системы гемостаза (как свертывающих так и противосвертывающих) и появились новые препараты на основе седьмого фактора свертывания, протеина С и ряда других.
Внимание исследователей к данной чрезвычайно эффективной группе соединений привело к появлению многоцентровых исследований, которые с позиций доказательной медицины обосновывает эффективность различных сторон фармакологического действия препаратов. Необходимость в доступной форме изложить особенности клинического применения прямых антикоагулянтов и привело к необходимости создания данной работы.
Гепарин является мукополисахаридом, представленным значительным, но не установленным количеством фрагментов сульфатированного D-глюкозамина и D-глюкороновой кислоты, связанных через кислородный мостик. Молекула гепарина содержит большое количество эстерефицированной серной кислоты, что придает молекуле сильны отрицательный заряд.
В 1916году студент-медик McLean открыл фосфолипидный антикоагулянт, а руководитель лаборатории, известный физиолог Howell, экстрагировал эту субстанцию из печени собаки, дав ему название «гепарин».
Однако гепарина много и в легких крупного рогатого скота и в слизистой кишечника; в 1930 году С. Best, с именем которого связано открытие инсулина, разрабатывает метод экстракции гепарина из легких крупного рогатого скота.
В 1939-1941 годы канадский хирург G. Murray и шведский хирург С. Clafoord впервые использовали гепарин для профилактики послеоперационных тромбозов, хотя первый и не совсем удачный опыт применения уже был в 1924 году.
Несмотря на предшествующий длительный опыт клинического применения препарата, антитромбин III, который является основной мишенью фармакологического действия гепарина, в гомогенном виде был выделен только в 1968 году (U. Abildgaard), а его первичная структура установлена уже в восьмидесятые годы.
Пособие посвящается Светлой памяти профессора Зиновия Соломоновича Баркагана.
Синтез гепарина
Синтез гепарина происходит в гранулах тучных клеток соединительной ткани с участием полипептидного стержня в виде уникального соединения серглицина. Он состоит только из чередования остатков серина и глицина. Полипептидная цепь протеогликана из рибосом переходит в аппарат Гольджи, где начинается синтез олигосахаридных групп. Процесс развивается последовательно, каждый последующий сахарид присоединяется к нередуцированному концу предыдущего сахарида.
Соединение с белковым стержнем происходит через бета-Э-ксилопиранозильный остаток, который в свою очередь связан с двумя другими остатками.
В процессе образования гепарина, происходит сульфирование глюкозаминовых единиц, области которых может связывать антитромбин; процесс завершается D-глюкозаминил 3-0- сульфотрансферазной реакцией. Поэтому в гепариновой цепи NSO3(3-0S03) встречается в тех участках, которые обладают высоким сродством к антитромбину.
Внутри тучных клеток гепарин, видимо, способствует сохранению пула протеаз. При выделении из тучных клеток в кровь, он моментально разрушается макрофагами. Экзогенный гепарин может депонироваться в тучных клетках.
На секрецию гепарина тучными клетками влияют адренокортикотропный гормон и катехоламины.
На поверхности эндотелиальных клеток и в субэндотелиальном слое присутствуют молекулы гепарансульфата (в отличие от гепарина он содержит меньше сульфатных групп, много D-глюкоруновой кислоты и N-ацетилглюкозамина), который также может взаимодействовать с антитромбином III и препятствовать тромбообразованию.
Аналогичным же действием обладает и дерматансульфат, который также как и гепарансульфат присутствует на клеточной мембране и внеклеточном матриксе.
Таким образом, гепарины различаются по составу и величине входящих в них полисахаридных цепей.
Кроме гепарина, в соединительной ткани внутренних органов человека есть другие гликозаминогликаны. Это гиалуроновая кислота, хондроитин-сульфаты, гепаритин-сульфат, кератан-сульфат.
Обоснование фармакологических эффектов гепаринов
Принципиально можно выделить три фракции в составе гепарина
1. Это фракции, состоящие из да- и тетрасахаридов. Они не могут взаимодействовать с антитромбином и не обладают антикоагулянтным действием. Фракции из 5-17моносахаридов с молекулярной массой 1,7-5,4 тыс. тыс. Da.
Эта фракция обладает чрезвычайно высоким сродством к антитромбину и способна в комплексе с этим физиологическим антикоагулянтом блокировать (инактивировать) фактор Ха и на много в меньшей степени снижать активность тромбина.
3. Наконец, есть крупномолекулярные фракции, с молекулярной массой 5,4-24 тыс. Da, которые в комплексе с антитромбином III обладают мощным антитромбиновым действием сравнительно слабым ингибирующим действием на фактор Ха.
Отечественные нефракционированные гепарины содержат большую долю фракций с молекулярной массой 16 тыс. Da.
Рисунок 1.Инактивация факторов Ха и На комплексом гепарин-антитромбин
НФГ связывает AT III и тромбин
НМГ связывает AT III
Не связывает тромбин
Критической величиной молекулярной массы является 5400 Da, это примерно соответствует 18 - 19моносахаридным единицам. Фрагменты ниже этого порога вместе с антитромбином IIIингибируют только фактор Ха, а выше этого значения обладают и антитромбиновой (антиIIа) активностью (Д.М. Зубаиров, 2000). Кроме того, комплекс гепарин-антитромбин III ингибирует тромбин с большей скоростью, чем Ха фактор, так как в этой ситуации гепарин не только выступает в качестве активатора антитромбина III(для чего достаточно пентасахарида), но и выполняет роль матрицы, для эффективного взаимодействия ингибитора с тромбином
(Рисунок 1.)
После человеческого альбумина и иммуноглобулинов в количественном отношении группа белков плазмы крови человека представлена серпинами. Типичным представителем соединений данной группы является антитромбин III - главный ингибитор тромбина и ингибитор
сериновых протеиназ, представленных факторами Ха, IXa, ХIа, ХНа. Этот одноцепочный альфа2-гликопротеид имеет молекулярную массу 58200 Да и состоит из 432 аминокислотных остатков. Молекула имеет функционально важные домены, в виде реактивного центра, являющегося энзим-связывающей областью, а также гепарин-связывающий центр и три внутримолекулярные дисульфидные связи.
Антитромбин III синтезируется в печеночных клетках. Ген антитромбина III расположен на длинном плече хромосомы 1 (lq23-25) и ему присущ полиморфизм, что в, частности, проявляется распространенностью длинных и коротких аллелей в северо-ирландской популяции (Р.С.. Winter et al.,1995). Инсулин и гормоны щитовидной железы стимулируют секрецию антитромбина клетками человеческой гепатомы, а интерлейкины 6 и 1b и их комбинация снижают уровень антитромбина.
Ингибирование тромбина антитромбином достигает максимума за два часа, потенциальная антитромбиновая активность плазмы выше максимальной способности плазмы генерировать тромбин в 6-7 раз. Комплекс тромбин-антитромбин образуется в практически необратимой реакции и удаляется ретикулоэндотелиальной системой. В удалении участвуют рецепторные структуры, общие и для липопротеинов низкой плотности.
Циркулирующий в крови антитромбин III, в концентрации примерно 140-200 мкг/мл, имеет низкую ингибиторную активность. Добавление гепарина активирует антитромбин III по отношению к тромбину в1000-5000 раз. Антитромбин III ингибирует, по тем же механизмам, что и тромбин, и другие сериновые протеазы, такие как Xа, IXa,XIа, XIIа, а также калликреин и плазмин.
Антитромбин III способен действовать на TFPI и на активность комплекса фактор VII- тканевой фактор. Однако необходимо четко представлять, что физиологическую значимость имеет прежде всего инактивация тромбина и фактора Ха.
Второй очень важной стороной действия комплекса «гепарин-антитромбин III» является его способность фиксироваться на эндотелиальных клетках и вызывать поступление в кровь ингибитора внешнего пути свертывания крови (TFPI) уже после однократного введения, в результате чего тормозится самый начальный или пусковой механизм свертывания крови. В норме TFPI вырабатывается эндотелиальными клетками и мегакариоцитами; практически не синтезируется эндотелием крупных артерий и гепатоцитами. После освобождения TFPI накапливается в тромбоцитах, связывается с гликозаминогликанами эндотелиальных клеток и с липопротеинами плазмы крови.
Самый большой пул - это эндотелиальный пул. После назначения гепарина содержание TFPI в плазме возрастает, причем низкомолекулярный гепарин более эффективен в этом плане, чем нефракционированный.
TFPI-фактор или липопроnеин-ассоциированный ингибитор коагуляции является не только сильным естественным ингибитором внешнего пути свертывания. Он является прямым ингибитором фактора Ха, эластазы, ингибитором активации тромбоцитов и макрофагов при воздействии тканевого фактора, ингибитором образования проnеаз, может взаимодействовать с липопротеинами низкой плотности, с сосудистым эндотелием, эндогенными гликозаминогликанами и нейтрализовать тканевой фактор.
Таким образом, потенциальные антитромботические свойства TFPI-фактора многообразны и полностью не раскрыты.
Третий момент. Гепарин способен связываться эндотелиальнымиклетками, повышая их отрицательный заряд и тромборезистентность. Практически сразу после внутривенного введения, даже в небольшой дозе, концентрация гепарина на эндотелии в 75-100 раз превышает его содержание в плазме, что защищает эндотелий и субэндотелий от повреждения протеазами, цитокинами, эндотоксинами (бактериальными), что и определяет ангиопротективный эффект препарата.
Биохимические эффекты и физиологическое действие низкомолекулярных гепаринов, которые не зависят от взаимодействия с антитромбином III
Биохимические эффекты и физиологические действия низкомолекулярных гепаринов, которые не зависят от взаимодействия с антитромбином III: активация фибринолиза, высвобождение TFPI, взаимодействие с гепарин-кофактором II, взаимодействие с сосудистым эндотелием и ингибиция прокоагулянтного действия лейкоцитов.
Это во многом и объясняет пролонгированные эффекты низкомолекулярных гепаринов, даже после снижения анти-Ха-активности плазмы, связанной с активацией антитромбина III
Фармакологические последствия воздействия экзогенного гепарина
|
