Fibrinnätverk struktur - betydelse i hemostas och trombos Aleksandra Antovic, Docent, Karolinska Institutet, Inst. för Medicin Solna, Reumatologi enhet Karolinska Universitetssjukhus, Rheumatologkliniken Stockholm aleksandra.antovic@ki.se 1
2
Hammarsten (1876): Fibrin bildning är enzymatisk process Hammarsten renat fibrinogen från hästplasma genom upprepad utfällning med natriumklorid Hammarsten`s metod är grund för rutinmetoder för framställning av fibrinogen Humant fibrinogen isolerades i stora mängder 70 år senare av Cohn et al (1946) 3
Fibrinogen är en av de första biologiska makromolekyler som visualiseras på elektronmikroskopi (Hall and Slayter 1959) 4
Doolitle RF. Blombäck B: Nature, 1964; April 11: 147-152 5
Fibrinogen i hälsa och sjukdom: Glykoprotein, syntetiseras i levern, 2-4 g / L; ¾ i plasma, också närvarande i blodplättar, lymfkörtlar och interstitiell vätska, halveringstid 3-5 dagar. substrat för thrombin substrat för plasmin väsentligt för trombocytaggregation modulerar endotelfunktion främjar proliferation och migration av glattmuskelceller ansvarig för plasmaviskositet, helblod viskositet och röda blodkroppar aggregering akutfasreaktant 6
Faktorer som påverkar fibrinogennivåer: Ålder Kvinlig kön Rökning Diabetes mellitus Kroppens vikt LDL kolesterol Triglycerider Lipoproten (a) Serum insulin Hyperglykemi Mikroalbuminuri Hypertension Homocystein Graviditet P-piller Menopaus Inflammation Infektion Autoimmuna sjd. Cancer Stress Genetiska polymorf. HDL kolesterol Alkohol Fysisk kondition Social klass Utbildningsnivå Födelsevikt N 3 fatty acids Leversjukdomar DIC Thrombolys 7
Fibrinogen är oberoende risk faktor för hjärt-kärlsjukdom Odds ratios 1.8-4.1. tyder på stark och konsekvent effekt av fibrinogen på hjärt-kärlsjukdom Ernst, E. et. al. Ann Intern Med 1993 8
Omvandling av fibrinogen till fibrin 9
Fibrin struktur Fibrin är en oändlig net som har storlek av provrör Blombäck B. (1994) Fibrinstruktur kan studeras genom flödesteknik tidigare utvecklats av Blombäck B. et al (1994) och modifierad av He S. et al (2005) 10
Fibrin permeabilitetskoefficient (Ks) Q L H Ks = t A P Q volum t tid H viskosititet L gel längd A cylindrens area P diff. of hydrostatik tryck buffer plastik cylinder fibrin gel uppsamlingsrör 11
permeabilitetskonstant Ks Ks = 10.1 fibrinnätverk med tunna fibrer ökad densitet ökat antal grenpunkter Ks = 6.5 mindre porer Ks = 3.8 resistent mot fibrinolys 12
Genetiska och miljöfaktorer som leder till tätare, protrombotisk fibrinnätverk struktur FXIII / FXIII polymorfismer trombin Cross-linking av andra proteiner till fibrin Val 34Leu Infektion Inflammation Hypertension Rökning Ålder Kvinlig kön Diabetes mellitus LDL Graviditet P-piller Menopaus Cancer fibrinogen Antiplasmin TAFI PAI-2 C3 FXIIa Fibrinogen polymorfismer BβArg 448 Lys γa/ γ` fibrinogen Thr 312 Ala 13
Effekten av FXIII på fibrin struktur - FXIII + FXIII Hethershaw et al. J Thromb Haemost, 2013; 12: 197 205 14
Fibrin struktur hos patienter med typ 1 diabetes mellitus Ks hos 10 patienter utan komplikationer, 10 patienter med komplikationer och 15 friska kontroller Jörneskog G et al, Diabetologia, 1996 15
Ks och fibrinogen koncentration i förhållande till mikrovaskulära komplikationer hos patienter med typ 1-diabetes 1 enbart retinopati, nefropati eller neuropati (n=102) 2 kombination av 2 komplikationer (n=39) 3 kombination av alla 3 komplikationer (n=12). Tehrani et al. Thromb Haemost 2015; 113: 312 318 16
Possible mechanism: Model of D-dimmer showing γ-γ cross-linked segments. The residues involved in cross-linking are shown as spheres. Doolittle RF. JTH, 2003 Fibrinogen has been shown to be glycosilated in vivo via glycation of βk133, γk75 and γk85 lysine residues on the surface of fibrinogen. Lysine is involved in: alteration of - crosslinking of fibrin polymers by FXIII fibrinogen clotting properties - binding of t-pa, plasminogen and PAI-1 tighter fibrin gel Svensson J et al. Biochem Biophys Res Commun 2012;421(2):335-42 17
Arteriell trombos Venös tromboembolism Risk faktorer: Ålder Rökning Hypertension Hyperlipidemi Familjär Diabetes mellitus Medfödda Förvärvade AT brist cancer protein C brist operation protein S brist trauma FV Leiden mutation övervikt protrombin G20210A immobilisering hyperhomocysteinemia graviditet hög FVIII p-piller och HRT antifosfolipid antikroppar tidigare VTE 18
Höga fibrinogennivåer är associerade med högre risk för DVT hos äldre patienter 474 patienter med 1 st DVT och 474 friska kontroller Van Hylckama et al. J Thromb Haemost 2003; 1 :2677-8. 19
Ks hos patienter med idiopatisk venös tromboembolism och deras anhöriga 100 patienter med 1: VTE, 34 med LE Fibrinogen och CRP hos anhöriga var oberoende prediktörer för Ks Undas et al. Blood. 114:4272-4278 20
156 patienter 18-65 år efter 1:a provocerade eller oprovocerade (n=89) LE Zabczyk et al. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2017;37:365-373 21
SEM bilder av intrakoronärt tromb från STEMI-patient 3 timmar från symtom 6 timmar från symtom Fibrin-rik tromb, 48% fibrin 67% fibrin 25% TPK 9% TPK 22
Effekt av antikoagulant behandling på fibrin struktur Bridge et al. Thromb Haemost 2014; 112: 901 908 23
Effekt av antikoagulantia på fibrin struktur Blombäck et al. British Journal of Haematology, 152, 758 765 24
Effekt av acetylsalicylsyra (ASA) på fibrin struktur hos friska individer Confocal 3D microscopy fibrinbilder utan (a); med 37.5 mg (b); 320 mg (c) or 960mg (d) ASA Acetylering av: αk191, αk208, αk224, αk429, αk457, αk539, αk562; βk233; γk170 och γk273 Antovic A. Thromb Res. 2005;116(6):509-17 Svensson J et al. Biochem Biophys Res Commun 2012;421(2):335-42 2017-02-28 Antovic A 25
Effekt av acetylsalicylsyra (ASA) på fibrin permeabilitet (Ks) hos patienter med typ 1 diabetes mellitus 320mg 320mg 75mg 75mg 236 patienter (107 kvinnor) 20-70 år utan tidigare kardiovaskulär sjukdom 26
Fibrinogen är antigen Anti-citrullinated protein antibodies (ACPAs) Eur. J. Immunol. 2006; 36: 2250 2263 J Rheumatol 2006;33:2115 9 27
SEM bilder av fibrin i plasma från 3 patienter med RA (A-C) and 1 kontroll (D) 2017-02-28 Antovic A Kwasny-Krochin et al, Thromb Res 2010 28
Fibrin struktur hos patiener med antifosfolipid syndrome (APS) Kontroll (utan antikoagulatia) APS patient (pågående antikoagulantia) Vikerfors et al, Thromb Res 2014; 133:936-44. 29
Fibrin från kontrollplasma Fibrinogen Trombin Glukos Protrombotisk fibrin CRP Koagulationsfaktorer (FXIII, FV Leiden) Trombocyter Immunoglobuliner Oxidativ stress 2017-02-28 30
2017-02-28 31