CC BY
74
Тадтаева З.Г.
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ГЕНЕТИКА ТРОМБОФИЛИЧЕСКИХ СОСТОЯНИЙ ПРИ МИГРЕНИ У ДЕТЕЙ (Обзор литературы)
Санкт-Петербургская государственная педиатрическая медицинская академия,
Та&авуа2003@таИ. ги
В последнее десятилетие широкое развитие получили исследования, посвященные поиску наследственных факторов, предрасполагающих к развитию мигрени [5, 17, 26]. Одним из главных направлений исследований является изучение генов-кандидатов обусловливающих развитие мигрени. Учитывая, что у больных мигренью часто выявляются нарушения в системе свертывания крови, особого внимания заслуживают исследования факторов наследственной тромбофилии (тромбофилического состояния).
Тромбофилия (тромбофилическое состояние) - нарушение механизмов саморегуляции системы гемостаза, нарушение взаимодействия клеточных, плазменных, прокоагулянтных, антикоагулянтных и фибринолитических компонентов, компенсаторных возможностей организма, затруднение микроциркуляции крови в капиллярах, связанное с внутрисосудистой активацией гемокоагуляционных факторов, агрегационных и выделительных реакций клеток крови, приводящих в возникновению в экстренных для организма ситуациях ДВС синдрома и соответственно тромбозов [4]. Термин «тромбофилия» впервые введен
O.Egeberg в 1965 году в связи с наблюдением семейных случаев венозного тромбоза, связанных с дефицитом антитромбина III и включает в себя первичные (кровяные) нарушения в системе свертывания крови (см. схему).
На схеме можно видеть, что свертывание крови осуществляется по двум механизмам: внутреннему (с последующей активацией факторов XII, XI, 1Х+УШ, Х+У и II) и внешнему: запускается поступлением в кровь тканевого фактора, который с фактором УПа образует комплекс, активирующий Х+У и II факторы. Далее оба пути, вплоть до образования фибрина, смыкаются в единый поток. В норме активированные факторы X и У активируют превращение протромбина в тромбин. однако, в литературе можно встретить и мнение о том, что разделение на внутренний и наружный пути активации достаточно условно и приводит к излишней схематизации процесса, уводящее от правильного понимания плазменного звена гемостаза.
Комплекс активации фактора Х «внешнего» пути (Фактор VII,*)
I
фактор Х ^ фактор Ха—► Комплекс
Фактор V*
активации протромбина (Фактор Va Фактор Ха Другие факторы)
Комплекс активации фактора Х «внутреннего» пути (Фактор VIII,
Фактор IX, другие факторы)
Протромбин*
Фибриноген*—► Рис. 1. Свертывание крови_____
ромбин
Комплекс белка С (белок С* и Б*, другие факторы)
Фактор XIII
I
Фибрин
Фактор ХШа
Звездочки поставлены у тех белков, мутации в генах которых приводят к их наследственной недостаточности и развитию протромботических сдвигов в системе гемостаза - наследственной тромбофилии.
Протромбин обозначают как II фактор свертывания крови, его нарушения часто приводят к развитию тромбофилии. Ген протромбина локализован на 11 хромосоме в 3-концевой части гена, его мутации не всегда ассоциированы с изменениями активности фермента, но могут приводить к повышению его концентрации в крови. Наследование происходит по аутосомно-доминантному типу. Наличие данной мутации указанного гена связано с 3-х кратным увеличением риска венозного тромбоза [29, 31], а у детей приводит к развитию инфаркта мозга [8]. Мутации гена протромбина при мигрени выявлены значительно реже [12, 13].
Превращение фибриногена в фибрин происходит поэтапно: сначала в результате отщепления от молекулы фибриногена фибринопептидов образуется фибрин-мономер, затем происходит полимеризация фибриномономеров в олигомеры (растворимые комплексы фибрин-мономеров) и образование фибрин-полимера нерастворимого при участии ХШа фактора.
713
Фибриноген является гликопротеином с молекулярной массой 340000 Дальтон, состоящим из 3 полипептидных цепей, соединенных дисульфидными мостиками. Эти три полипептида кодируются тремя генами, кластер которых размером около 70 пар нуклеотидов находится на длинном плече хромосомы 4. Humphries с сотрудниками в начале 90-х годов первыми начали изучение генетических механизмов регуляции синтеза фибриногена [19]. Выявлены ряд полиморфизма гена, обнаруживаемых с довольно высокой частотой, которые обусловливают изменения количественных либо качественных характеристик отдельных полипептидных цепей фибриногена, а, следовательно, и всей молекулы в целом. Наиболее изучен, с точки зрения прогностической значимости -455 G/A полиморфизм в 5-промотерной области. В ряде исследований убедительно показано, что этот полиморфизм является независимым фактором, определяющим уровень фибриногена в плазме, что связано с повышенной конститутивной экспрессией аллеля -455А. Гомозиготное состояние по аллелю -455А выявляется у 5-10% лиц европеоидной расы и ассоциировано с наиболее высокими показателями как базального, так и индуцированного уровней фибриногена. При гетерозиготном носительстве этого варианта концентрации фактора I имеют промежуточные значения. Большая часть научных исследований посвящена изучению роли этого полиморфизма в предрасположенности и развитии артериальных тромбозов, прежде всего острого инфаркта миокарда. Исследования роли полиморфизма гена фибриногена при мигрени изучены мало [13].
Следует отметить, что участие фибриногена в коагуляции не ограничивается только тромбин-индуцированным образованием фибрина, но и важной ролью в активации и агрегации тромбоцитов [2].
В процессе коагуляции протеин С может быть активирован (АПС) тромбином через гидролиз пептидной связи в его молекуле (ограниченный или специфический протеолиз). Далее активированный протеин С инактивирует кофакторы Va и Vila факторов свертывания крови, осуществляя антикоагуляционную функцию.
Наиболее частой генетически обусловленной причиной тромбофилии считается резистентность к активированномк протеину С (РАПС) и фактору V (Leiden). Впервые РАПС как причина наследственной тромбофили была описана Dahlbaeck et al. в 1993 году [14]. Сущность резистентности к активированному протеину С заключается в точечной мутации в гене коагуляционного фактора V. Мутация приводит к аминокислотной замене аргинина в 506 положении фактора Va на глутамин, которые находятся в месте, подлежащем расщеплению активированным протеином С. Происшедшая замена препятствует нормальной деградации фактора Va. Замедленная деградация мутировавшего фактора Va приводит к стабилизации протромбиназного комплекса (фактор Xa - фактор Va -
714
фосфолипиды - Са2+) и увеличивает скорость образования тромбина. Мутация фактора Лейдена встречается в популяции с частотой от 3% до 15%, увеличивая риск развития инсульта у гетерозигот в 3 - 8 раз, а у гомозигот в 80 раз [30, 31]. Результаты исследования, проведенные в 24 различных популяциях подтвердили значительное преобладание фактора V у европейцев, при почти полном отсутствии этого вида тромбофилии в странах Африки, Азии, Америки [34]. Ряд исследователей выявили высокую частоту дефицита протеина Б и фактора V Лейден у больных мигренью с аурой, осложненных инсультом [15]. У 67% пациентов, страдающих мигренью с аурой и перенесших ишемический инсульт, отмечены мутации в гене фактора V свертывания [22]. Однако эти данные не были подтверждены в последующих исследованиях. Возможно это связано с межпопуляционными генетическими различиями, а также различным дизайном генетических исследований [7].
Фибринолитическая система выполняет роль шомпола, прочищающего просвет сосудов. РАМ является основным ингибитором физиологического фибринолиза. Недостаточность плазминогена ведет к замедлению нормальной реканализации закрытых сгустком кровеносных сосудов, процесса заживления тканей и, в итоге, к развитию тромбофилии. Наиболее серьезным наследственным дефектом фибринолитической системы является дефект плазминогена, приводящей к снижению либо отсутствию способности образования активной формы - плазмина. однако, дисплазминогенемия встречается редко и ее скрининг с помощью молекулярных методов не является оправданным. Наиболее же частой причиной уменьшения фибринолитического потенциала является недостаточно эффективная конвертация плазминогена в плазмин, обусловленная снижением активности тканевого (ТАП) и/или урокиназного (УАП) активаторов плазминогена. Последнее может быть связано как с наследственными факторами, так и с различными приобретенными состояниями, а чаще всего, обусловлено взаимодействием двух составляющих. одной из возможных причин предрасположенности к гиперкоагуляции у индивидов-носителей данного генотипа является повышение у них уровня РАГ-1 на 25-30% .
Важная роль в коагуляционном гемостазе принадлежит тромбоцитам Тромбоцитарная тромбофилия может быть обусловлена генетически опосредованным повышением способности этих клеток к активации, что связано с увеличением экспрессии мембранных рецепторов - первых компонентов, воспринимающих сигналы внешней среды. К таким рецепторам отнесены интегриновые рецепторы а ПЬР 3 (ОрПЬ-Ша) и а 2в 1 (Ор^-Па), а также ОРЙ-К-V. Прежде всего, это относится к полиморфизму генов, кодирующих различные субъединицы тромбоцитарных рецепторов. Особое внимание уделяется «классическому» рецептору фибриногена - комплексу ОрПЬ/Ша, который
715
опосредует агрегацию активных форм тромбоцитов. Гетеродимер GPIIb/IIIa является поверхностным рецептором для фибриногена, фактора фон Виллебранда, витронектина, фибронектина. К настоящему времени описан ряд мутаций, приводящих к широкому полиморфизму гетеродимера. Мутация, приводящей к замене лейцина на пролин в положении 33 GрШa приводит к конформационному изменению N-терминальной дисульфидной петли GрШa, относящейся к сайту связывания фибриногена. Замещение лейцина пролином обусловлено заменой Т на С в экзоне 2 гена GрШa в положении 1565. Изоформа с лейцином в позиции 33 считается «дикой» и частота ее встречаемости в европейской популяции составляет 85-90%, тогда как пролин-несущая изоформа встречается с частотой 10-15%. В африканской популяции частота встречаемости этой изоформы снижается до 5-8% и она практически отсутствует в азиатской популяции.
Патогенетическую роль полиморфизма гликопротеина GpIIIa 1565 T/C связывают с усилением рецепторной функции тромбоцитов и агрегацией этих форменных элементов крови, а фибриноген является основным плазменным кофактором этого процесса. Сочетание дефектов способствует гиперагрегации и нарушению микроциркуляции крови. Усиление агрегации клеток и активация коагуляционных факторов плазмы, рассматриваются как главные патогенетические механизмы развития расстройств мозгового кровообращения, локальных тромбозов, а также первой фазы ДВС-синдрома [3]. Связывание фибриногена и фактора фон Виллебранда (vWF) с конформационно активным гликопротеином IIb-IIIa необходимо для стабильной адгезии тромбоцитов к субэндотелию сосуда. Несмотря на доказательства участия тромбоцитов в патогенезе мигрени роль полиморфизма генов тромбоцитарных гликопротеинов не получили достоверного подтверждения в сравнении с контрольными группами пациентов без мигрени или не были обнаружены [12, 20].
Г енетически обусловленые тромбофилические состояния, связанные с мутациями или полиморфизмом генов коагуляционных факторов свертывающей и противосвертывающей систем крови, фактора I фибриногена (G-455A), фактора II протромбина (G2021A), фактора V Leiden (G1691A); гликопротеина IIIa (T1565C) мембран тромбоцитов; ингибитора активатора плазминогена PAI-1-675 4G/5G, а также полиморфизма гена МТГФР (C677T), участвующего в обмене гомоцистеина представлены в табл. 1.
Таблица 1
Г енетические факторы системы гемостаза, определяющие тромбофилию
гены Локализация гена Полиморфизм гена Частота в популяции
I фактора 11 хромосома -455 G/A полиморфизм в 5/-промоторной области гомозиготы 5-10%
II фактора 11 хромосома G20210A в 3’-нетранслирумой области гена Гетерозиготы 1-4%, гомозиготы <0,1%
V фактора 1 хромосома G1691A замена Arg506^Gln 3-5%
МТГФР 1 хромосома С677Т замена Ala677^Val Гетерозиготы 35-40%; гомозиготы до 2-4%
GpIIb/IIIa 17 хромосома T1565C замена Leu33^Pro Гетерозиготы 45-55%; гомозиготы 30-40%
PAI-1 7 хромосома 4G/5G в позиции -675 гена Гетерозиготы 45-55%; гомозиготы 30-40%
Большая часть мутаций/полиморфных вариантов генов играют роль в развитии венозного тромбоза, значительно реже - артериального, к которым относят мутации генов фактора V Leiden (FVL), протромбина (протромбин II 20210), дефицит антитромбина и протеинов С и S. Позже были выявлены новые наследственные дефекты генов, которые играют основную роль в артериальном тромбозе: полиморфизмы тромбоцитарных гликопротеинов GP IIIa и GpIba (HPA-1 и HPA-2 соответственно) и фактор I фибриногена.
Изучение молекулярных основ тромбофилических состояний является важным направлением научных исследований, так как позволяют понять патофизиологические механизмы мигрени и коморбидных с ней состояний. В частности установлена связь мигрени с ишемией при обследовании пациентов с мигренозным инфарктом [9, 10, 11, 26, 33, 36]. Авторы полагают, что затруднение микроциркуляции, связанное с внутрисосудистой активацией гемокоагуляционных факторов, агрегационных и выделительных реакций клеток крови на фоне генетически неполноценной регуляции системы гемостаза является потенциальным механизмом формирования ишемии мозга при мигрени [35]. Сосудистый спазм, который ранее считали механизмом развития ауры, скорее
всего является результатом выброса в кровь мощных вазоконстрикторных веществ (эндотелин, серотонин) или результатом использования препаратов с вазоконстрикторным действием [1].
Показано, что при гипоксии выделяется пептид, связанный с геном кальцитонина, из активированных периваскулярных терминалей тройничного нерва во время приступа мигрени. Тромбоциты, тучные клетки, эндотелиальные клетки головного мозга выделяют в кровь фактор активации тромбоцитов (ФАТ) [32], который, в свою очередь, оказывает воздействие на нейроны, клетки глии и микроглии, эндотелиальные клетки, моноциты и макрофаги. Выявлено участие ФАТ в ишемии нервной ткани и ее апоптозе. Являясь мощным индуктором активации и агрегации тромбоцитов, ФАТ также усиливает активность фактора Виллебранда, что приводит к активации рецепторов тромбоцитов 11Ь/111а, являющихся поверхностным рецептором для фибриногена и участвующих в обеспечении первичного гемостаза [25]. Можно предположить, что усиление агрегации тромбоцитов [23, 24], активности ФАТ [32] и фактора Виллебранда приводят к нарушению кровотока и тромбообразованию в локально спазмированном сосуде во время приступа мигрени. С другой стороны, ишемия, обусловленная гиперкоагуляцией может вызвать спазм и нарушении кровотока в сосудах микроциркуляторного русла, что возможно приводит к симптоматической мигрени [18]. Описаны случаи мигрени с аурой при тромбоцитозе [21] и истинной полицитемии [28], что однако не является доказательством тромбоцитарной гипотезы развития мигрени.
Таким образом, изучение системы гемостаза является важным направлением в изучении патогенеза мигрени, так как дает ключ к пониманию патофизиологических механизмов заболевания и позволяет спрогнозировать развитие церебро-и сердечно-сосудистых ишемических осложнений.
Литература
1. Амелин Ф.И., Игнатов Ю.Д., Скоромец А.А. Мигрень (патогенез, клиника, лечение) // С.-Петербургское медицинское издательство, 2001г. - 200 с.
2. Белязо О.Е. Нарушения системы гемостаза и особенности антиагрегантной терапии при тромбозах различной локализации: Автореф. дисс. ... докт. медиц. наук. - СПб., 2000. - 34 с.
3. Бокарев И.Н. Проблема постоянного и диссеминированного свертывания крови. Как их понимать? // Журнал тромбоз, гемостаз и реология. - 2000. - № 2 (5). - с. 13-16.
4. Зубаиров Д.М. Молекулярные основы свертывания крови и тромбообразования. // Казань. - 2000. - 367 с.
5. Табеева Г.Р., Васильев С.А., Азимова Ю.Э. Мигрень, ассоциированная с полиморфизмом
718
генов свертывающей системы крови // Неврологический журнал. - 2007. - №6. - с.25-29.
6. Табеева Г.Р., Яхно Н.Н. Мигрень // M. издат. группа «ГЭОТАР-Медиа». - 2011. - 620с
7. Anttila V., Kallela M., Oswell G. et al. Trait components provide tools to disset
the genetic susceptibility of migraine // Am. J. Hum. Genet. - 2006. - Vol. 79. - p. 8589
8. Bonduel M., Sciuccati G., Hepner M. et al. Prethrombotic disorders in children with arterial
ischemic stroke and sinovenous thrombosis // Arch. Neurol. - 1999. - Vol. 56 (8). - P. 967-971.
9. Buring J.E., Hebert P., Romero J. et al. Migraine and subsequent risk of stroke in the Physicians’ Health Study // Arch. Neurol. - 1995. - Vol. 52. - P. 129-134.
10. Carolei A., Marini C., De Matteis G. and Italian Research Council Study Group on Stroke in the Young. History of migraine and risk of cerebral ishaemia in young adults // Lancet. - 1996. - Vol. 347. - P. 1503 -1506.
11. Chang C.L., Donaghy M., Poulter N. Migraine and stroke in young women: cast-control study. The World HealthOrganisation Collabotive Study of Cardiovascular Disease and Steroid Hormone Contraception // BMJ. - 1999. - Vol. 318. - P. 13-18.
12. Corral J., Iniesta J.A., Gonzales-Conejero R., Lozano M.L. et al. Migraine and pro- thrombotic genetic risk factors // Cephalalgia. - 1998. - Vol. 18. - P. 257 - 260.
13. Crassard I., Conard J., Bousser M.-G. Migraine and haemostasis // Cephalalgia. -2001. - Vol. 21. - P. 630-636.
14. Dahlbaeck B., Carlsson M., Svensson P.J. Familial thrombophilia due to a previously unrecognaized mechanism characterized by poor anticoagulant response to activated protein C: prediction of a cofactor to activated protein C // Proceedings of the National Academy of Science of the Unated States of America. - 1993. - Vol. 90. - P. 1004-1008
15. D’Amico D., Moschiano F., Leone M. et al. Genetic abnormalities of the protein C system: shared risk factors in young adults with migraine with aura and with ischemic stroke? // Cephalalgia. - 1998. - Vol. 18. - P. 618-622.
16. de Vries B., Frants R.R., Ferrari M.D. Molecular genetics of migraine // Hum. Genet. - 2009. - Vol. 126. - p. 115-132
17. Ferrari M.D. Migraine Genetics: A Fascinating Journey Towards Improved Migraine Therapy // Headache. - 2008. - Vol. 48. - p. 697-700
18. Horiguchi T., Snipes J.A., Kis B. et al. Cyclooxygenase-2 mediates the development of cortical spreading depression-induced tolerance to transient focal cerebral ischemia in rats // Neuroscince. - 2006. - Vol. 140. - P. 723-730.
19. Humphries S.E., Imam A.M., Robbins T.P. et al. The identification of a DNA polymorphism of the alpha fibrinogen gene, and the regional assignment of the human fibrinogen genes to 4q26-qter // Hum Genet. -1984. - Vol. 68(2). - P. 148-153
20. Iniesta JA., Corral., Gonzales-Conegero et al. Protrombotic genetic risk factors in patients with coexisting migraine and ischemic cerebrovascular disease. - 1999. -Vol. 39 (7). - P. 486-489.
21. Koh K.K., Cho S.R., Kim S.S. et al. Coronary vasoshasm, multiple thrombosis, unstable angina and essential thrombocytosis // Int. J. Cardiol. - 1993. - Vol. 41. - P. 168-170.
22. Kontula K., Ylikorkala A., Miettinen H., Vuorio A., Kauppinen-Makelin R., Hamalainen L., et al. Arg506Gln Factor V mutation (Factor V Leiden) in patients with ischaemic cerebrovascular disease and survivors of myocardial infarction // Thromb. Haemost. - 1995. - Vol. 73. - P. 558-560
23. Kovacs K., Herman F., Filep J. Platelet aggregation of migraineus during and between attacks // Cephalalgia. - 1990. - Vol. 10. - P. 161 -165
24. Manotti C., Manzoni G.C., Moretti G et al. Platelet function in patients with migraine // Haema-tologia. - 1983. - Vol. 68. - P. 775 - 781.
25. McCrary J.K., Nolasco L.H., Hellums J.D. et al. Direct demonstration of radiolabeled von Willebrand factor binding to platelet glycoprotein 1b and IIb-IIIa in the hresence of shear stress // Ann. Biomed. Eng. - 1995. - Vol. 23. - P. 787-93.
26. Merikangas K.R., Fenton B.T., Cheng S.H. et al. Association between migraine and stroke in a large-scale epidemiological study of the United States // Arch. Neurol. - 1997. - Vol. 54 (4). - P. 362368.
27. Merikangas K. R. Genetics of migraine and other headache // Curr. Opin. Neurol. - 1996. -Vol. 9. - p. 202-205
28. Michiels J.J., Berneman Z., Schroyens W. et al. Platelet-mediated erythromelal-gic, cerebral,ocular and coronary microvascular ischemic and thrombotic manifestations in patients with essential thrombocythemia andpolycythemia vera: a distrinct aspirin-utsponsive and coumadin-resistant arterial thrombophilia // Platelets. - 2006. - Vol. 17. - p. 528-544.
29. Poort S.R., Rosendaal F.R., Reitsma P.H., Bertina R.M. A common genetic variation of the 3’ untranslated region of the prothrombin gene is associated with elevated plasma prothrombin levels and an increase in venous thrombosis // Blood. - 1996. - Vol. 88. - P. 3698-3703.
30. Pohl M., Zimmerbackl L.B., Heinen F. et al. Bilateral vein thrombosis and venous sinus thrombosis in a neonate with factor V mutation. // J. Pediat. - 1998. - Vol. 132. - P. 159-161.
31. Rosendaal F.R., Koster T. et al. High risk of thrombosis in patients homozygous for factor V Leiden (activated protein C resistance) // Blood. - 1995. - Vol. 85. - P. 1504-1508.
32. Sarchielli P., Alberti A., Coppola F.et al. Platelet-activating factor (PAF) in internal jugular venous blood of migraine without aura patients assessed during migraine attacks // Cephalalgia. - 2004. - Vol. 24. - P. 623-630.
33. Schwaag S., Nabavi D.G., Frese A. et al. The association between migraine and juvenile stroke: a case-control study // Headache. - 2003. - Vol. 43. - P. 90-95.
34. SykesT. C. F. et al. Thrombophilia, polymorphisms, and vascular disease // J. Clin. Pathol. -2000. - Vol. 53. - P. 300-306.
35. Tietjen G.E. Migraine and ischemic heart disease and stroke: potential mechanisms and treatment implications // Cephalalgia. - 2007. - Vol. 27. - P. 981-987.
36. Tzourio C., Iglesias S., Hubert J.B. et al. Migraine and risk of ischaemic stroke: a case-control study // PMID. - 1993. - Vol. 31 (307). - P. 289-292.
