Изменения процесса образования фибриногена и фибрина у больных с конечной стадией хронической болезни почек, находящихся на перитональном диализе

1 Clinical Centre of Serbia, Department of Nephrology, 11000 Belgrade, Serbia

2 Institute for the Application of Nuclear Energy (INEP), Department of Metabolism, University of Belgrade, 11080 Belgrade, Serbia; E-mail: nikolag@inep.co.rs

Поступила в редакцию 30.04.2020
После доработки 14.06.2020
Принята к публикации 19.06.2020

DOI: 10.31857/S0320972520080102

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: фибриноген, окисление, структура белка, свертывание крови.

Аннотация

Конечная стадия хронической болезни почек (ESRD) является патологическим состоянием, которое сопровождается воспалительными процессами, повышенным окислительным стрессом и ассоциируется с риском возникновения сердечно-сосудистых осложнений и коагулопатий. В настоящей работе проведен анализ структуры фибриногена, выделенного из образцов крови больных с ESRD, находящихся на перитонеальном диализе, и охарактеризован образующийся из него фибрин. Показано, что фибриноген, полученный от больных, отличается от фибриногена у здоровых людей высокой степенью карбонилирования. Наиболее подверженной окислению оказалась Aα-цепь, затем следовала Bβ-цепь. В то же время γ-цепь оказалась наиболее устойчивой к окислению. На основании результатов спектрофлуометрического анализа предположено, что у больных происходит дополнительная модификация боковых цепей аминокислотных остатков фибриногена. При этом пространственная структура фибриногена изменяется в большей степени по сравнению со вторичной структурой. При сравнении тестируемых групп не выявлено значительных различий в продолжительности и скорости (кинетика) коагуляции фибриногена. Фибрин, образующийся из выделенного фибриногена, имел сходную структуру в обеих группах. Полученные результаты подтверждают, что у пациентов с ESRD, находящихся на перитонеальном диализе, происходит окисление молекулы фибриногена и изменения её структуры. В то же время эти структурные изменения не влияли непосредственно на процесс образования фибрина. Принимая во внимание тот факт, что некоторые больные страдают от кровотечения, в то время как у других наблюдаются тромбоцитические осложнения, необходимы дальнейшие исследования в этой области, чтобы выявить другие компоненты и процессы, которые вносят вклад в исход заболевания.

Текст статьи

Сноски

* Адресат для корреспонденции.

Финансирование

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования, науки и технологического развития Республики Сербия (грант 173042).

Благодарности

Авторы выражают благодарность проф. Владимиру Павловичу, сотруднику сельскохозяйственного факультета Белградского университета за проведение сканирующей электронной микроскопии и Мирьяне Радомирович, сотруднице химического факультета Белградского университета за проведение спектрофлуориметрического анализа и определение спектров кругового дихроизма.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Соблюдение этических норм

Все процедуры в настоящей работе, выполненные с участием людей, соответствуют этическим стандартам государственного Комитета по этике научных исследований и Хельсинкской декларации от 1964 г. и её последующими изменениями, а также с аналогичными этическими стандартами. От каждого участника этого исследования было получено добровольное информированное согласие.

Список литературы

1. Silverstein, D. M. (2009) Inflammation in chronic kidney disease: role in the progression of renal and cardiovascular disease, Pediatr. Nephrol., 24, 1445-1452, doi: 10.1007/s00467-008-1046-0.

2. Xu, H., Cabezas-Rodriguez, I., Qureshi, A. R., Heimburger, O., Barany, P., Snaedal, S., Anderstam, B., Helin, A. C. B., Carrero, J. J., Stenvinkel, P., and Lindholm, B. (2015) Increased levels of modified advanced oxidation protein products are associated with central and peripheral blood pressure in peritoneal dialysis patients, Perit. Dial. Int., 35, 460-470, doi: 10.3747/pdi.2013.00064.

3. Huang, M. J., Wei, R. B., Wang, Y., Su, T. Y., Di, P., Li, Q. P., Yang, X., Li, P., and Chen, X. M. (2017) Blood coagulation system in patients with chronic kidney disease: a prospective observational study, BMJ Open, 7, 7-13, doi: 10.1136/bmjopen-2016-014294.

4. Lutz, J., Menke, J., Sollinger, D., Schinzel, H., and Thürmel, K. (2014) Haemostasis in chronic kidney disease, Nephrol. Dial. Transplant., 29, 29-40, doi: 10.1093/ndt/gft209.

5. Liakopoulos, V., Roumeliotis, S., Gorny, X., Eleftheriadis, T., and Mertens, P. R. (2017) Oxidative stress in patients undergoing peritoneal dialysis: a current review of the literature, Oxid. Med. Cell. Longev., 2017, doi: 10.1155/2017/3494867.

6. Brophy, D. F., Carl, D. E., Mohammed, B. M., Song, J., Martin, E. J., Bostic, J. L., and Gehr, T. W. B. (2014) Differences in coagulation between hemodialysis and peritoneal dialysis, Perit. Dial. Int., 34, 33-40, doi: 10.3747/pdi.2013.00036.

7. Mosesson, M. W. (2005) Fibrinogen and fibrin structure and functions, J. Thromb. Haemost., 3, 1894-1904, doi: 10.1111/j.1538-7836.2005.01365.x.

8. Marchi, R., Arocha-Piñango, C. L., Nagy, H., Matsuda, M., and Wiesel, J. W. (2004) The effects of additional carbohydrate in the coiled-coil region of fibrinogen polymerization and clot structure and properties: characterization of the homozygous and heterozygous forms of fibrinogen lima (Aα Arg141 → Ser with extra glycosylation), J. Thromb. Haemost., 2, 940-948, doi: 10.1111/j.1538-7836.2004.00730.x.

9. Martinez, M., Weisel, J. W., and Ischiropoulos, H. (2013) Functional impact of oxidative post-translational modifications on fibrinogen and fibrin clots, Free Radic. Biol. Med., 65, 411-418, doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2013.06.039.

10. Selmeci, L. (2011) Advanced oxidation protein products (AOPP): novel uremic toxins, or components of the non-enzymatic antioxidant system of the plasma proteome? Free Radic. Res., 45, 1115-1123, doi: 10.3109/10715762.2011.602074.

11. Shacter, E., Williams, J. A., Lim, M., and Levine, R. L. (1994) Differential susceptibility of plasma proteins to oxidative modification: examination by western blot immunoassay, Free Radic. Biol. Med., 17, 429-437, doi: 10.1016/0891-5849(94)90169-4.

12. Štikarová, J., Kotlin, R., Riedel, T., Suttnar, J., Pimková, K., Chrastinová, L., and Dyr, J. E. (2013) The effect of reagents mimicking oxidative stress on fibrinogen function, Sci. World J., 2013, doi: 10.1155/2013/359621.

13. White, N. J., Wang, Y., Fu, X., Cardenas, J. C., Martin, E. J., Brophy, D. F., Wade, C. E., Wang, X., St. John, A. E., Lim, E. B., Stern, S. A., Ward, K. R., López, J. A., and Chung, D. (2016) Post-translational oxidative modification of fibrinogen is associated with coagulopathy after traumatic injury, Free Radic. Biol. Med., 96, 181-189, doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2016.04.023.

14. Sjøland, J. J., Sidelmann, J. J., Brabrand, M., Pedersen, R. S., Pedersen, J. H., Esbensen, K., Standeven, K. F., Ariëns, R. A. S., and Gram, J. (2007) Fibrin clot structure in patients with end-stage renal disease, Thromb. Haemost., 98, 339-345, doi: 10.1160/TH06-12-0715.

15. Holloway, S., Vagher, J. P., Caprini, J. A., Simon, N. M., and Mockros, L. F. (1987) Thromboelastography of blood from subjects with chronic renal failure, Thromb. Res., 45, 817-825, doi: 10.1016/0049-3848(87)90091-0.

16. Levine, B. R. L., Garland, D., Oliver, C. N., Amici, A., Climent, I., Lenz, A., Ahn, B., Shaltiel, S., and Stadtman, E. R. (1990) Determination of carbonyl content in oxidatively modified proteins, Methods Enzymol., 186, 464-478, doi: 10.1016/0076-6879(90)86141-H.

17. Scott, D. J. A., Prasad, P., Philippou, H., Rashid, S. T., Sohrabi, S., Whalley, D., Kordowicz, A., Tang, Q., West, R. M., Johnson, A., Woods, J., Ajjan, R. A., and Ariëns, A. S. (2011) Clot architecture is altered in abdominal aortic aneurysms and correlates with aneurysm size, Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol., 31, 3004-3010, doi: 10.1161/ATVBAHA.111.236786.

18. Tilley, D., Levit, I., and Samis, J. A. (2011) Measurement of factor V activity in human plasma using a microplate coagulation assay, J. Vis. Exp., 2011, 2-7, doi: 10.3791/3822.

19. Selmeci, L., Székely, M., Soós, P., Seres, L., Klinga, N., Geiger, A., and Acsády, G. (2006) Human blood plasma advanced oxidation protein products (AOPP) correlates with fibrinogen levels, Free Radic. Res., 40, 952-958, doi: 10.1080/10715760600818789.

20. Suzuki, Y. J., Carini, M., and Butterfield, D. A. (2010) Protein carbonylation, Antioxid. Redox Signal., 12, 323-325, doi: 10.1089/ars.2009.2887.

21. Lados-Krupa, A., Konieczynska, M., Chmiel, A., and Undas, A. (2015) Increased oxidation as an additional mechanism underlying reduced clot permeability and impaired fibrionolysis in type 2 diabetes, J. Diabetes Res., 2015, doi: 10.1155/2015/456189.

22. Hugenholtz, G. C. G., Macrae, F., Adelmeijer, J., Dulfer, S., Porte, R. J., Lisman, T., and Ariëns, R. A. S. (2016) Proco-agulant changes in fibrin clot structure in patients with cirrhosis are associated with oxidative modifications of fibrinoogen, J. Thromb. Haemost., 14, 1054-1066, doi: 10.1111/jth.13278.

23. Becatti, M., Marcucci, R., Bruschi, G., Taddei, N., Bani, D., Gori, A. M., Giusti, B., Gensini, G. F., Abbate, R., and Fiorillo, C. (2014) Oxidative modification of fibrinogen is associated with altered function and structure in the subacute phase of myocardial infarction, Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol., 34, 1355-1361, doi: 10.1161/ATVBAHA.114.303785.

24. Undas, A., Kolarz, M., Kopeć, G., and Tracz, W. (2007) Altered fibrin clot properties in patients on long-term haemodialysis: relation to cardiovascular mortality, Nephrol. Dial. Transplant., 23, 2010-2015, doi: 10.1093/ndt/gfm884.

25. Lisman, T., Ariëns, R. A. S. (2016) Alterations in fibrin structure in patients with liver diseases, Semin. Thromb. Hemost., 42, 389-396, doi: 10.1055/s-0036-1572327.

26. Utrera, M., and Estévez, M. (2012) Analysis of tryptophan oxidation by fluorescence spectroscopy: effect of metal-catalyzed oxidation and selected phenolic compounds, Food Chem., 135, 88-93, doi: 10.1016/j.foodchem.2012.04.101.

27. Cao, Y., True, A. D., Chen, J., and Xiong, Y. L. (2016) Dual role (anti- and pro-oxidant) of gallic acid in mediating myofibrillar protein gelation and gel in vitro digestion, J. Agric. Food Chem., 64, 3054-3061, doi: 10.1021/acs.jafc.6b00314.

28. Rosenfeld, M. A., Vasilyeva, A. D., Yurina, L. V., and Bychkova, A. V. (2018) Oxidation of proteins: is it a programmed process, Free Radic. Res., 52, 14-38, doi: 10.1080/10715762.2017.1402305.

29. Blombäck, B., Carlsson, K., Hessel, B., Liljeborg, A., Procyk, R., and Åslund, N. (1989) Native fibrin gel networks observed by 3D microscopy, permeation and turbidity, Biochim. Biophys. Acta, 997, 96-110, doi: 10.1016/0167-4838(89)90140-4.

30. Binder, V., Bergum, B., Jaisson, S., Gillery, P., Scavenius, C., Spriet, E., Nyhaug, A. K., Roberts, H. M., Chapple, I. L. C., Hellvard, A., Delaleu, N., and Mydel, P. (2017) Impact of fibrinogen carbamylation on fibrin clot formation and stability, Thromb. Haemost., 117, 899-910, doi: 10.1160/TH16-09-0704.

31. Li, W., Sigley, J., Pieters, M., Helms, C. C., Nagaswami, C., Weisel, J. W., and Guthold, M. (2016) Fibrin fiber stiffness is strongly affected by fiber diameter, but not by fibrinogen glycation, Biophys. J., 110, 1400-1410, doi: 10.1016/j.bpj.2016.02.021.

32. Lu, H. Y., and Liao, K. M. (2018) Increased risk of deep vein thrombosis in end-stage renal disease patients, BMC Nephrol., 19, 9-14, doi: 10.1186/s12882-018-0989-z.