Prozakrzepowe działanie podwyższonego stężenia homocysteiny i

&ARM0RZEGL.AUK †
COPYRIGHT‚'RUPADR!2+WIECIÊSKIEGO)33.†
0ROZAKRZEPOWEDZIAŒANIE
PODWY˜SZONEGOSTØENIAHOMOCYSTEINY
IJEJMETABOLITÌWWOSOCZUKRWI
0ROTHROMBOTICEFFECTSOFELEVATEDCONCENTRATIONOFHOMOCYSTEINE
ANDITSMETABOLITESINBLOODPLASMA
*OANNA+OŒODZIEJCZYK*OANNA-ALINOWSKA"EATA/LAS
+ATEDRA"IOCHEMII/GÌLNEJ5NIWERSYTET|ÌDZKI
Streszczenie
Abstract
Homocysteina (Hcys) jest niebiałkowym aminokwasem zawierającym siarkę, pośrednim metabolitem przemian metioniny. Podwyższone stężenie Hcys we krwi, określane jako
hiperhomocysteinemia, jest skorelowane z występowaniem
różnych stanów patologicznych u ludzi, m.in. chorób układu
krążenia. Modyfikacje hemostatycznych białek indukowane
Hcys czy jej tiolaktonem (HTL) (N- i S-homocysteinylacja)
wydają się być główną przyczyną biotoksyczności Hcys
w zaburzeniach hemostazy i chorobach układu krążenia.
Wpływ Hcys i HTL na komórki śródbłonka, płytki krwi, fibrynogen i plazminogen jest zjawiskiem skomplikowanym,
nie w pełni wyjaśnionym i często budzącym kontrowersje.
W prezentowanym artykule przedstawiono metabolizm Hcys
oraz wpływ Hcys i HTL na proces hemostazy, który reguluje utrzymanie płynności krwi w naczyniach krwionośnych.
Omówione zostały także przypuszczalne interakcje Hcys
i HTL z komórkami śródbłonka, płytkami krwi, plazminogenem, fibrynogenem i innymi czynnikami krzepnięcia.
Homocysteine (Hcys) is a non-protein sulfur-containing
amino acid, an intermediate product of methionine metabolism. The elevated concentration of Hcys in blood plasma
– hyperhomocysteinemia, is associated with various disorders, including cardiovascular diseases. The modification
of haemostatic proteins induced by Hcys or its thiolactone
(HTL) (N- or S-homocysteinylation) seems to be the main
pathways of homocysteine biotoxicity, observed in a variety of haemostatic disturbances and cardiovascular diseases. The effects of Hcys and HTL on endothelial cells, blood
platelets, fibrinogen and plasminogen are complex, not fully
recognized and even controversial. In the presented review,
the main pathways of Hcys metabolism and the potential
actions of both Hcys and HTL on haemostatic processes,
are described. Possible interactions of Hcys and HTL with
the important components of haemostasis: endothelial cells,
blood platelets, plasminogen, fibrinogen and other coagulation factors, are also discussed.
Słowa kluczowe: homocysteina, tiolakton homocysteiny,
hiperhomocysteinemia
Keywords: homocysteine, homocysteine thiolactone, hyperhomocysteinemia
Wstęp
Badania prowadzone od lat 60-tych XX wieku wyraźnie
zwróciły uwagę na udział homocysteiny w patogenezie chorób układu krążenia [1], jednak część z patomechanizmów
działania tego związku nadal nie jest w pełni poznana. Wiadomo, że aminokwas ten charakteryzuje się wielokierunkowym działaniem, co znacznie poszerza zakres zaburzeń wywołanych podwyższeniem jego stężenia we krwi. Jednym
z głównych mechanizmów odpowiedzialnych za negatywne
skutki hiperhomocysteinemii (HHcys) jest jej prozakrzepowe działanie, będące zarówno wynikiem bezpośredniej reakcji z białkami układu hemostazy, wpływu na płytki krwi,
nasilania procesu zapalnego, jak i cytotoksycznego działania
na śródbłonek. Charakterystyczny dla przebiegu wielu schorzeń stan hiperkoagulacyjny stanowi istotne zagrożenie dla
zdrowia i życia pacjenta. W populacji ogólnej umiarkowana
homocysteinemia jest zjawiskiem dość częstym, występuje
u około 5-30% osób [2]. Wysokie stężenie homocysteiny
w osoczu krwi wiąże się przede wszystkim ze zwiększonym ryzykiem wystąpienia chorób układu krążenia, takich
jak miażdżyca, zawał mięśnia sercowego czy zakrzepica
żylna.
Wśród chorych ze stwierdzoną hiperhomocysteinemią
zaobserwowano prawie 2-krotnie większą umieralność
z powodu chorób układu sercowo-naczyniowego [3]. Badania kliniczne potwierdzają istotny związek pomiędzy
wysokim stężeniem Hcys w osoczu krwi a ryzykiem wystąpienia zawału mięśnia sercowego [4]. Podwyższony poziom
homocysteiny stwierdzono także u pacjentów z przewlekłą
niewydolnością nerek, niedoczynnością tarczycy, różnymi
typami nowotworów, niedokrwistością złośliwą, schorzeniami wątroby, ale również u osób wykazujących niedobory żywieniowe, szczególnie kwasu foliowego. Najnowsze
dane wskazują, że istotną rolę w patogenezie zmian wywołanych HHcys może odgrywać tiolakton homocysteiny.
&ARM0RZEGL.AUK
Tab. I. Formy homocysteiny obecne we krwi człowieka (wg
[29]; zmodyfikowano)
Forma Hcys
Tiolakton komocysteiny
W połączeniu z białkami
przez grupę ε-aminową lizyny
W połączeniu z białkami
wiązaniami disiarczkowymi
Homocystyna oraz połączona
z cysteiną wiązaniami
disiarczkowymi
Wolna, zredukowana
HS-CH2-CH2-CH-COOH
Stężenie
we krwi człowieka
0-35 nM
NH2
15,5 μM
7,3 μM
2 μM
0,1 μM
W tabeli I przedstawiono różne formy Hcys występujące
we krwi człowieka. Prezentowana praca stanowi przegląd
dostępnych danych dotyczących prozakrzepowego działania Hcys i HTL oraz ich udziału w patogenezie schorzeń
układu krążenia.
Hiperhomocysteinemia
Homocysteina (Ryc. 1.) jest aminokwasem powstającym
we wszystkich rodzajach komórek w wyniku enzymatycznej
przemiany obejmującej demetylację S-adenozylometioniny
(SAM) do S-adenozylohomocysteiny, a następnie hydrolityczne odszczepienie reszty adenozyny. Hcys może być
metabolizowana poprzez dwa szlaki - odwracalną remetylację do metioniny lub nieodwracalną transsulfurację do
cysteiny. Remetylacja Hcys do Met zachodzi z udziałem
syntazy metioninowej (MS). Bardzo ważną rolę w tym sposobie metabolizowania Hcys odgrywa kwas foliowy, który
jest donorem grupy metylowej. Kofaktorami niezbędnymi
do przemian tetrahydrofolianu jest kobalamina, czyli witamina B12 oraz niacyna (witamina PP). Proces transsulfuracji
odbywa się z udziałem β-syntazy cystationinowej (CBS),
która katalizuje kondensację homocysteiny i seryny z utworzeniem cystationiny. Cystationina z udziałem γ-liazy cystationinowej ulega rozszczepieniu do cysteiny i homoseryny.
Przemiana ta wymaga dostarczenia odpowiedniej ilości witaminy B6, jako kofaktora [5]. Jeśli homocysteina zostanie
„mylnie” aktywowana przez syntetazę metionylo-tRNA
wówczas od ATP zostaje odłączony pirofosforan. Powstaje AMP, który łączy się wysokoenergetycznym wiązaniem
z grupą karboksylową Hcys i zostaje utworzony homocysteilo-AMP. Homocysteinylo-AMP, w przeciwieństwie do
metionylo-AMP, nie może brać dalej udziału w procesie
translacyjnej aktywacji aminokwasów, gdyż dochodzi
do przesunięcia grupy tiolowej (–SH) w stronę miejsca
T w cząsteczce enzymu wiążącego grupę sulfhydrylową
i odsunięcia tej grupy od miejsca S, które odpowiedzialne
jest za specyficzność enzymu w powstawaniu cząsteczek
aminoacylo-tRNA. Grupa –SH zbliża się do reszty fosforanowej AMP, pęka wysokoenergetyczne wiązanie acylofosforanowe, odłącza się AMP i powstaje wysoce reaktywny
związek tiolakton homocysteiny (Ryc. 2.). W komórkach
eukariotycznych i bakteryjnych HTL może powstawać
A
NH2
B
CH2-CH-C=O
CH2
S
Ryc. 1. Struktura chemiczna homocysteiny w formie zredukowanej (A) i jej tiolaktonu (B) (wg [8], zmodyfikowano).
także w reakcjach katalizowanych przez syntetazy leucylo-tRNA i izoleucylo-tRNA, nie jest syntetyzowany w osoczu i erytrocytach, ze względu na brak odpowiednich enzymów, jednak jest w nich obecny [6]. HTL może ulegać
nieenzymatycznej hydrolizie, ale najczęściej usuwany jest
przez obecną w osoczu hydrolazę HTL, inaczej zwaną tiolaktonazą homocysteiny (HTLaza) lub paraoksonazą (PON
1) [7, 8].
Prawidłowe stężenie Hcys w osoczu krwi mieści się
w granicach od 5 do 15 μM. Stan, w którym stężenie tego
aminokwasu przekracza w/w przedział określa się, jako
HHcys. Wyróżnia się trzy rodzaje HHcys: łagodną (16-30
μM), średnią (31-100 μM) i zaawansowaną (>100 μM) [9].
HHcys można również klasyfikować ze względu na przyczyny jej powstawania - wyróżnia się wówczas HHcys wrodzoną i nabytą. HHcys wrodzona powodowana jest głównie
przez defekty enzymów biorących udział w metabolizmie
Hcys, m.in. MS, reduktazy metylenotetrahydrofolianowej
(MTHFR) oraz CBS. Za najbardziej prawdopodobne przyczyny HHcys wrodzonej uważa się jednak heterozygotyczny brak CBS i polimorfizm genu kodującego MTHFR, polegający na zamianie cytozyny na tyminę w pozycji 677
(C677→T). W rasie kaukaskiej, do której zalicza się także ludność Polski stwierdza się ok. 50% heterozygot C/T
i 10-13% homozygot T/T [10,11]. Natomiast HHcys nabyta
może wystąpić jako skutek działania licznych czynników
związanych ze sposobem odżywiania i trybem życia. Do
podwyższenia stężenia Hcys w osoczu przyczynia się nieprawidłowa dieta, brak aktywności fizycznej, palenie papierosów, nadmierne spożywanie kawy, czy nadużywanie
alkoholu. Negatywny wpływ na prawidłowy metabolizm
Hcys mają także błędy żywieniowe, powodujące niedobór
witamin z grupy B (głównie B6, B12 i B11). Wiadomo również, że pomimo zrównoważonego dostarczania witamin
w diecie, ich ilość w organizmie może być niewystarczająca
z powodu równoczesnego przyjmowania leków, które wpływają antagonistycznie na ich wchłanianie i metabolizm.
Choroby nowotworowe (głównie trzustki, sutka, jajnika),
niedoczynność tarczycy, białaczka limfoblastyczna, toczeń
rumieniowaty, łuszczyca, cukrzyca, alkoholowe uszkodzenia wątroby, schorzenia żołądka i jelit upośledzają wchłanianie witamin z grupy B, przyczyniając się tym samym do
wzrostu stężenia Hcys w osoczu krwi [12-14].
COPYRIGHT‚'RUPADR!2+WIECIÊSKIEGO)33.†
w komórkach uczestniczących w procesie
miażdżycowym, takich jak płytki krwi,
komórki śródbłonka, mięśnie gładkie naczyń, fibroblasty, monocyty, czy limfocyty [21]. Cząsteczka CD40L uważana jest
za główny płytkowy mediator stanu zapalnego, zaangażowany w przekazywanie sygnałów zarówno inicjujących, jak
i nasilających przebieg procesu miażdżycowego [22]. Nasilona aktywność układu
CD40/CD40L towarzysząca m.in. ostrym
zespołom wieńcowym, powoduje zwiększenie syntezy i uwalniania przez śródbłonek ściany naczynia krwionośnego szeregu
czynników prozapalnych, takich jak białka
adhezyjne, cytokiny, chemokiny, czynniki
wzrostu oraz metaloproteinazy [23].
Ryc. 2. Wpływ homocysteiny i jej tiolaktonu na elementy układu naczyniowego.
Wpływ Hcys na ścianę naczynia
krwionośnego
LDL – lipoproteiny niskiej gęstości, Hcys-LDL – homocysteinylowane LDL, ox-LDL
– utlenione LDL, RFT – reaktywne formy tlenu; RFA – reaktywne formy azotu; NO·–
tlenek azotu, NO-LDL – nitrowane LDL, TXA2 – tromboksan A2 (wg [8]; zmodyfikowano).
Hiperhomocysteinemia i stan zapalny
Czynniki prozapalne odgrywają kluczową rolę w patogenezie różnych zaburzeń związanych z funkcjonowaniem
układu krążenia, w tym także wywołanych HHcys [15].
Uważa się, że główną przyczyną zaburzeń krzepnięcia
krwi, związanych ze stanem zapalnym jest upośledzenie
przeciwzakrzepowych właściwości śródbłonka, zwiększona reaktywność płytek krwi i aktywacja układu krzepnięcia związana z nadmierną ekspresją czynnika tkankowego
(TF). Wynikiem tych zmian jest znaczny wzrost potencjału prokoagulacyjnego krwi, przy jednoczesnym obniżeniu
funkcji antykoagulacyjnych układu fibrynolitycznego [16].
Zaobserwowano dodatnią korelację pomiędzy podwyższonym stężeniem Hcys w osoczu krwi, a zwiększeniem
stężenia czynnika TNF-α (czynnik martwicy nowotworu
α; ang. Tumor Necrosis Factor α), oznaczanego w osoczu
przy wykorzystaniu metody radioimmunologicznej [17].
Oprócz zwiększenia poziomu czynników prozapalnych,
HHcys powoduje również zwiększenie liczby neutrofilów
i monocytów we krwi [18]. Uważa się, że podwyższenie
poziomu IL-2 we krwi jest odzwierciedleniem reakcji immunologicznej organizmu i zwiększenia liczby limfocytów
T we krwi w odpowiedzi na rozwój płytek miażdżycowych.
Najnowsze badania kliniczne (2010) potwierdzają, że Hcys
indukuje stan zapalny [19]. Poza wymienionymi wcześniej
cytokinami i innymi czynnikami zaangażowanymi w proces zapalny, homocysteina może indukować wzrost aktywności lub ekspresji cytokin takich jak IL-12, IL-18, białek
adhezji komórkowej (selektyny P, selektyny E, ICAM-1),
a także metaloproteinazy 9 (MMP-9) [20]. HHcys stymuluje także aktywność prozapalnego i prozakrzepowego układu
obejmującego receptor CD40 i jego ligand CD40L (CD40/
CD40L). Zwiększony poziom CD40/CD40L obserwuje się
Jednym z głównych mechanizmów
prozakrzepowego działania Hcys jest jej
cytotoksyczne działanie na komórki śródbłonka i upośledzenie jego biologicznej
aktywności [24].
Dysfunkcja śródbłonka ogranicza
jego regulatorowe, przeciwpłytkowe i przeciwzakrzepowe
działanie. Dochodzi natomiast do stymulacji komórek mięśni gładkich, które dzielą się nadmiernie w obecności Hcys.
Nasilony wzrost komórek mięśni gładkich w ścianie tętnic
zwiększa opór obwodowy, sprzyja rozwojowi nadciśnienia tętniczego i stymuluje rozwój zmian miażdżycowych
[25]. Oprócz rozrostu mięśni gładkich prowadzącego do
zgrubienia ściany naczynia, Hcys osłabia również rozkurczowe działanie śródbłonka poprzez hamowanie syntezy
wazorelaksacyjnego tlenku azotu [26]. Ponadto, HTL poprzez N-homocysteinylację komórek śródbłonka powoduje ich apoptozę na drodze niezależnej od kaspaz [27]. Nhomocysteinylacja komórek śródbłonka sprawia, że są one
bardziej wrażliwe na działanie wolnych rodników tlenowych. Modyfikacja komórek śródbłonka sprzyja powstawaniu zakrzepów, proliferacji komórek mięśni gładkich naczyń
krwionośnych, rozrostowi tkanki włóknistej i w konsekwencji zmniejszeniu elastyczności ścian naczyń [28].
Modyfikacje białek układu krzepnięcia krwi
i zmiany w efektywności fibrynolizy
Na stan prozakrzepowy, obserwowany w wielu jednostkach chorobowych, składa się oprócz dysfunkcji śródbłonka i aktywacji układu krzepnięcia krwi, również osłabienie
działania układu fibrynolitycznego. Wzrasta liczba danych
wskazujących na możliwość bezpośredniego wpływu Hcys
i HTL na funkcjonowanie białek układu krzepnięcia, jak i fibrynolizy [29,30,31]. Jak wykazano Hcys w fizjologicznym
stężeniu (8 μM) sprzyja wiązaniu lipoproteiny (a) (LP(a))
do włóknika. LP(a) ze względu na zawartość domen kringlowych wykazuje podobieństwo strukturalne cząsteczki
plazminogenu (Plg). Wiążąc się z fibryną działa jak inhibitor
&ARM0RZEGL.AUK
kompetycyjny, utrudniając wiązanie Plg i jego aktywację,
a w konsekwencji osłabiając efektywność fibrynolizy [32].
Jako kolejny mechanizm niekorzystnego wpływu homocysteiny na fibrynolizę wskazuje się możliwość bezpośredniego blokowania przez Hcys domeny wiązania tkankowego
aktywatora plazminogenu (t-PA) w cząsteczce aneksyny II.
t-Pa jest głównym fizjologicznym aktywatorem fibrynolizy,
odpowiadającym za proteolityczną aktywację Plg (zymogenu) do aktywnej enzymatycznie plazminy. Aneksyna II
jest natomiast białkiem biorącym udział w wiązaniu t-PA
do komórek śródbłonka, co umożliwia aktywacje Plg na
ich powierzchni. Tworzenie kompleksu Plg z t-PA i aneksyną II na powierzchni śródbłonka zwiększa efektywność
aktywacji Plg. Hamujący efekt działania Hcys osłabia efektywność wiązania t-PA i plazminogenu do komórek śródbłonka, utrudniając aktywację plazminogenu do plazminy.
W ten sposób ogranicza fibrynolizę i promuje występowanie stanów prozakrzepowych [33]. Stwierdzono ponadto, że
Hcys modyfikuje strukturę powstającego skrzepu, zmienia
gęstość jego usieciowania i zwiększa oporność na działanie
czynników fibrynolitycznych [34].
Zmodyfikowany przez HTL fibrynogen po wykrzepieniu
tworzy cieńsze, bardziej zbite włókna fibryny, oporniejsze
na fibrynolizę. Ponadto na zmodyfikowanym przez Hcys
włókniku znacznie wolniej przebiega aktywacja plazminogenu do plazminy przy udziale t-PA w porównaniu z włóknikiem o prawidłowej strukturze. Sugeruje się istotne znaczenie blokowania przez HTL reszt lizynowych obecnych
w strukturze włóknika, niezbędnych do wiązania czynników
fibrynolitycznych [35]. Liczne dane wskazują na istotny
udział podwyższonego poziomu Hcys i fibrynogenu (Fg)
w patogenezie zmian miażdżycowych. Czynniki te działają
prozakrzepowo i aterogennie, co potwierdziły m.in. badania kliniczne z udziałem pacjentów z 2 czynnikami ryzyka (powyższonym poziomem zarówno Hcys, jak i Fg) oraz
pacjentów, u których stwierdzono podwyższenie tylko Fg
lub Hcys. Na podstawie wykonanych oznaczeń w 2002 r.
Acevedo i wsp. [36] zasugerowali, że występowanie tych
2 czynników jednocześnie może znacznie zwiększać ryzyko śmiertelności pacjentów. W prowadzonych badaniach
jako wysokie stężenia definiowano >14,2 mol/l Hcys i >382
mg/100ml Fg w osoczu krwi.
Badania kliniczne sugerują, że zwiększenie ryzyka zakrzepicy u osób z HHcys może być też wynikiem zwiększenia poziomu czynnika VIII w osoczu krwi. U osób z HHcys,
ale prawidłowym poziomem cz. VIII nie zaobserwowano
zwiększenia ryzyka zakrzepicy [37]. Doświadczenia in vitro
wskazują również, że Hcys może także modyfikować strukturę i działanie czynnika krzepnięcia V. Aktywna forma Va
uzyskiwana z traktowanego Hcys cz. V jest słabiej hamowana przez aktywne białko C (APC), a obserwowany efekt
zwiększa się wraz ze wzrostem stężenia Hcys zastosowanego do modyfikacji czynnika V. Nie stwierdzono natomiast
wpływu HTL i cysteiny na inaktywację cz. Va przez APC.
Zastosowanie znakowanej Hcys ([35S]Hcys) w stężeniu 10450 μM wykazało, że Hcys wbudowuje się w strukturę cz.
V w ciągu 5 min, a jej obecność zidentyfikowano w tych
fragmentach, które zawierają wolne grupy -SH, w tym we
fragmencie łańcucha ciężkiego odcinanym przez APC [38].
Hcys osłabia antykoagulacyjną aktywność antytrombiny
III, odpowiedzialnej za hamowanie białek uczestniczących
w procesie krzepnięcia krwi. Ponieważ antytrombina III jest
głównym inhibitorem działania trombiny i czynnika Xa,
a także w mniejszym stopniu czynników krzepnięcia: IXa,
XIa i XIIa [39], zmniejszenie jej aktywności może prowadzić
do pojawienia się powikłań zakrzepowo-zatorowych [40].
Homocysteina a funkcjonowanie płytek krwi
Płytki krwi stanowią kluczowy element hemostazy pierwotnej. Ulegają aktywacji w odpowiedzi na szereg agonistów, takich jak trombina, hormony (adrenalina, wazopresyna), niskocząsteczkowe związki (serotoninę, difosforan
adenozyny - ADP), pochodne lipidowe (czynnik aktywacji
płytek - PAF, tromboksan A2 (TXA2)), czy białka – np. kolagen. W wyniku działania agonistów na płytki krwi dochodzi
do adhezji, zmiany kształtu, agregacji i wydzielania różnych
substancji zmagazynowanych w ziarnistościach płytkowych,
a także wytwarzania reaktywnych form tlenu (RFT) i azotu (RFA) [47]. Aktywowane płytki krwi uwalniają czynniki krzepnięcia oraz mitogeny (płytkowy czynnik wzrostu
- PDGF) nasilające migrację i proliferację komórek mięśni
gładkich, a także prozapalne cytokiny i chemokiny m.in.
IL-1β i RANTES [42]. Przemiana kwasu arachidonowego
zachodząca w błonie aktywowanych płytek, prowadzi natomiast do powstania działającego autokrynnie TXA2 – czynnika powodującego agregację płytek krwi, skurcz naczynia
i wzmagającego powstawanie agregatów płytkowych [43].
Aktywacja płytek krwi stanowi fizjologiczny mechanizm
zapobiegający utracie krwi w wyniku przerwania ciągłości
ściany naczynia krwionośnego, ale ich zwiększona aktywacja stanowi jednak jeden w istotnych mechanizmów odpowiedzialnych za pojawianie się powikłań zakrzepowo-zatorowych towarzyszących wielu jednostkom chorobowym.
Wzmożoną aktywację płytek obserwuje się m.in. w miażdżycy, w chorobach nowotworowych oraz w przebiegu różnych stanów zapalnych. Badania Luo i wsp. [44] wykazały,
że Hcys może wpływać na aktywację płytek krwi, co oceniano przy użyciu kolagenu, jako agonisty. W opisywanych
doświadczeniach, zastosowanie Hcys w stężeniu 10-100 μM
powodowało wzrost aktywacji płytek krwi. Na podstawie
uzyskanych wyników, badacze podjęli próbę wyjaśnienia
obserwowanych zmian wywołanych Hcys. Autorzy sugerują, że Hcys może wpływać na funkcjonowanie płytek krwi
poprzez ich aktywację zachodzącą z udziałem glikoproteiny
GP VI i integryny α2β1, ponieważ integryna α2β1 stanowiąca podjednostkę glikoproteiny GP Ia/IIa oraz glikoproteina
GP VI są głównymi płytkowymi receptorami dla kolagenu,
stosowanego w cytowanych badaniach. Po przyłączeniu
GP Ia/IIa do kolagenu, dochodzi do uruchomienia szlaków
przekazywania sygnału z udziałem GP VI, prowadzących
na skutek fosforylacji tyrozyny do aktywacji fosfolipazy C.
Enzym ten odgrywa istotną rolę w przemianach fosfolipidów inozytolowych (obecnych w błonie komórkowej płytek
krwi), prowadzących do uwolnienia kwasu arachidonowego
i kolejnych etapów aktywacji płytek krwi i ich agregacji.
W innych badaniach nad wpływem Hcys na płytki krwi,
zaobserwowano, że HHcys indukowana zwiększoną suplementacją metioniny lub niedoborem kwasu foliowego,
zwiększa generowanie tromboksanu i agregację płytek krwi
[45]. Zwiększenie poziomu Hcys w osoczu zaobserwowano
COPYRIGHT‚'RUPADR!2+WIECIÊSKIEGO)33.†
u pacjentów z cukrzycą typu II. Stwierdzono także, że płytki
krwi tych osób stymulowane trombiną generują więcej reaktywnych form tlenu. Wykazano również zmniejszony poziom cGMP, NO• i zredukowanego glutationu [46]. Ponadto,
najnowsze badania dowodzą, że zarówno u osób zdrowych,
jak i u osób z cukrzycą typu II zwiększony poziom Hcys indukuje aktywację kaspaz- 3 i 9, wywołuje stres oksydacyjny
w siateczce śródplazmatycznej przyczyniając się pośrednio
do apoptozy ludzkich płytek krwi [47, 48]. Dokładne mechanizmy działania homocysteiny i jej tiolaktonu na płytki
krwi zostały opisane m.in. przez Olas i wsp. [49], Karolczak
i Olas [50] oraz Karolczak i wsp. [51].
Piśmiennictwo
1. McCully KS. Vascular pathology of homocysteinemia.
Implications for the pathogenesis of arteriosclerosis.
Am J Pathol 1969; 56: 111–128.
2. Banecka-Majkutewicz Z, Gąsecki D, Jakóbkiewicz-Banecka J, Banecki B, Węgrzyn G, Nyka WM. Hiperhomocysteinemia - ważny czynnik ryzyka udaru mózgu.
Udar Mózgu 2005; 7 (2): 61-65.
3. Tykarski A, Posadzy-Małaczyńska A, Rywik S, Jasiński
B, Drygas W, Wyrzykowski B i wsp. Stężenie homocysteiny w surowicy krwi - nowego czynnika ryzyka
wieńcowego - u dorosłych mieszkańców naszego kraju.
Wyniki programu WOBASZ. Kardiol Pol 2005; 63 (6
supl. 4): 659-662.
4. Page JH, Ma J, Chiuve SE, Stampfer MJ, Selhub J, Manson JE, Rimm EB. Plasma total cysteine and total homocysteine and risk of myocardial infarction in women:
A prospective study. Am Heart J 2010; 159: 599-604.
5. Refsum H, Smith AD, Ueland PM, Nexo E, Clarke R,
Mcpartlin J, Johnston C, Engbaek F, Schneede J, McPartlin C, Scott JM. Facts and recommendations about total
homocysteine determinations: an expert opinion. Clin
Chem 2004; 50: 3–32
6. Zimny J. Mechanizmy chroniące przed toksycznością
homocysteiny. Post Biochem 2008; 54: 91-96.
7. Malinowska J, Kołodziejczyk J, Olas B. Prophylaxis
and treatment of hyperhomocysteinemia. Post N Med
2010; 23: 571-576.
8. Malinowska J, Nowak P, Olas B. Hiperhomocysteinemia, a zaburzenia procesu hemostazy - fakty i mity. Pol
Merk Lek 2009; 27: 413-418.
9. Kang SS, Wong PWK, Malinow MR. Hyperhomocyst(e)inemia as a risk factor for occlusive vascular disease. Annu Rev Nutr 1992; 12: 259-268.
10. Bailey LB, Gregory JF. Polymorphisms of methylenetetrahydrofolate reductase and other enzymes: metabolic
significance, risks and impact on folate requirement. J
Nutr 1999; 129: 919-922.
11. Brattström L, Wilcken DE, Ohrvik J, Brudin L. Common
methylenetetrahydrofolate reductase gene mutation leads to
hyperhomocysteinemia but not to vascular disease: The result of a meta-analysis. Circulation 1998; 98: 2520-2526.
12. Bednarek-Skublewska A, Buraczyńska M, Wawrzycki S,
Baranowicz- Gąszczyk I, Książek A. Niektóre aspekty
metabolizmu homocysteiny u chorych przewlekle dializowanych. Pol Arch Med Wewn 2002; 153: 1041–1047.
13. Idzior-Waluś B, Cieślik G, Waluś M, Sieradzki J. Stężenie
homocysteiny i białka C-reaktywnego w surowicy krwi pacjentow z cukrzycą typu 2. Przegl Lek 2003; 60: 778–781.
14. Jankowski P, Bryniarski L, Styczkiewicz K, Bilo G,
Curyło A, Kawecka-Jaszcz K. Czy homocysteina może
mieć udział w patogenezie restenozy po zabiegach angioplastyki wieńcowej? Przegl Lek 2003; 60: 527–531.
15. Gori AM, Corsi AM, Fedi S, Gazzini A, Sofi F, Bartali B, et al. A proinflammatory state is associated with
hyper-homocysteinemia in the elderly. Am J Clin Nutr
2005; 82: 335–341.
16. Levi M, van der Poll. Two-way interactions between
inflammation and coagulation. Trends Cardiovasc Med
2005; 15: 254-259.
17. Bogdański P, Pupek-Musialik D, Łuczak M, Cymerys
M, Kopczyński J, Bryl W, Jabłecka A, Miczke A. Ocena
stężenia homocysteiny i wybranych markerów procesu
zapalnego u chorych z klinicznymi cechami insulinooporności. Diabet Dośw Klin 2003; 3: 261-267.
18. Da Cunha AA, Ferreira AGK, Wyse ATS. Increased inflammatory markers in brain and blood of rats subjected
to acute homocysteine administration. Metab Brain Dis
2010; 25: 199–206.
19. Gokkusu C, Tulubas F, Unlucerci Y, Ozkok E, Umman
B, Aydin M. Homocysteine and pro-inflammatory cytokine concentrations in acute heart disease. Cytokine
2010; 50: 15–18.
20. Lazzerini PE, Capecchi PL, Selvi E, Lorenzini S, Bisogno S, Galeazzi M, Pasini FL. Hyperhomocysteinemia,
inflammation and autoimmunity. Autoimmun Rev 2007;
6: 503–509.
21. Prontera C, Martelli N, Evangelista V, D’Urbano E, Manarini S, Recchiuti A, Dragani A, Passeri C, Davì G,
Roman M. Homocysteine modulates the CD40/CD40L
system. J Am Coll Cardiol 2007; 49: 2182-2190.
22. Andre P, Nannizzi-Alimo L, Prasad SK. Platelet-derived CD40L: the switch-hitting player of cardiovascular
disease. Circulation 2002; 106: 896-899.
23. Santilli F, Basili S, Ferroni P, Davì G. CD40/CD40L
system and vascular disease. Intern Emerg Med 2007;
2: 256-268.
24. Wang H, Yoshizumi M, Lai K, Tsai J-Ch, Perrella MA, Haber E, Lee M-E. Inhibition of growth and p21ras methylation in vascular endothelial cells by homocysteine but not
cysteine. J Biol Chem 1997; 272 (40): 25380–25385.
25. Tsai J-ChWang H, Perrella MA, Yoshizumi M, Sibinga
NES, Tan LC, Haber E, Chang T Ch-T, Schlegel R, LeeM-E. Induction of cyclin a gene expression by homocysteine in vascular smooth muscle cells. J Clin Invest
1996; 97: 146–153.
26. Stamler JS, Osborne JA, Jaraki O, Rabbani LE, Mullins
M, Singel D, Loscalzo J. Adverse vascular effects of homocysteine are modulated by endothelium-derived relaxing factor and related oxides of nitrogen. J Clin Invest
1993; 91 (1): 308-318.
27. Mercie P, Garnier O, Lascoste L, Renard M, Closse C,
Durrieu F, Marit G, Boisseau RM, Belloc F. Homocysteine thiolactone induces caspase-independent vascular
endothelial cell death with apoptotic features. Apoptosis
2000; 5: 403–411.
&ARM0RZEGL.AUK
28. Berg K. Molecular biology in the diagnosis of cardiovascular diseases. Tidsskar Nor Laegeforen 1998; 118:
2370-2374.
29. Kołodziejczyk J, Malinowska J, Nowak P, Olas B. Comparison of the effect of homocysteine and its thiolactone
on the fibrinolytic system using human plasma and purified plasminogen. Mol Cell Biochem 2010; 341: 1-4.
30. Olas B, Kołodziejczyk J, Malinowska J. May modifications of human plasma proteins stimulated by homocysteine and its thiolactone induce changes of haemostatic
function of plasma in vitro? General Physiol Biophys
2010; 29: 186-193.
31. Malinowska J, Olas B. Effect of resveratrol on haemostatic properties of human fibrinogen and plasma during
model of hyperhomocysteinemia Thromb Res 2010;
126:379-382.
32. Harpel PC, Chang VT, Borth W. Homocysteine and
other sulfhydryl compounds enhance the binding of lipoprotein(a) to fibrin: a potential biochemical link between thrombosis, atherogenesis, and sulfhydryl compound metabolism. Proc Natl Acad Sci USA 1992; 1, 89
(21): 10193-10197.
33. Hajjar KA, Mauri L, Jacovina AT, Zhong F, Mirza UA,
Padovan JC, Chait BT. Tissue plasminogen activator
binding to the annexin II tail domain. Direct modulation by homocysteine. J Biol Chem 1998; 273 (16):
9987-9993.
34. Undas A, Brozek J, Jankowski M, Siudak Z, Szczeklik
A, Jakubowski H. Plasma homocysteine affects fibrin
clot permeability and resistance to lysis in human subjects. Arterioscler. Thromb Vasc Biol 2006; 26 (6):
1397-1404.
35. Sauls DL, Lockhart E, Warren ME, Lenkowski A, Wilhelm SE, Hoffman M. Modification of fibrinogen by homocysteine thiolactone increases resistance to fibrinolysis: a potential mechanism of the thrombotic tendency
in hyperhomocysteinemia. Biochemistry 2006; 45 (8):
2480-2487.
36. Acevedo M, Pearce GL, Kottke-Marchant K, Sprecher
DL. Elevated fibrinogen and homocysteine levels enhance the risk of mortality in patients from a high-risk
preventive cardiology clinic. Arterioscler Thromb Vasc
Biol 2002; 1, 22 (6): 1042-1045.
37. Lijfering WM, Veeger NJ, Brouwer JL, van der Meer
J. The risk of venous and arterial thrombosis in hyperhomocysteinemic subjects may be a result of elevated factor VIII levels. Haematologica 2007; 92 (12):
1703-1706.
data otrzymania pracy: 05.11.2010 r.
data akceptacji do druku: 19.01.2011 r.
Adres do korespondencji:
Joanna Kołodziejczyk
Katedra Biochemii Ogólnej Uniwersytet Łódzki
ul. Pomorska 141/143
90-236 Łódź 3
tel./fax +48 42 635 44 84
e-mail: [email protected]
38. Undas A, Williams EB, Butenas S, Orfeo T, Mann KG.
Homocysteine inhibits inactivation of factor Va by activated protein C. J Biol Chem 2001; 9, 276 (6): 4389-4397.
39. Haapaniemi E, Tatlisumak T, Soinne L, Syrjala M, Kaste M. Natural anticoagulants (antitrombin III, protein
C and protein S) in patiens with mild to moderate ischemic stroke. Acta Neurol Scand 2002; 105-107.
40. Guglucci A. Antithrombin activity is inhibited by acrolein and homocysteine thiolactone: protection by cysteine. Life Sci 2008; 82: 413-418.
41. Saluk-Juszczak J. Znaczenie lipopolisacharydu bakteryjnego w procesie aktywacji płytek krwi. Post Biol Kom
2007; 1: 159-172.
42. Massberg S, Brand K, Grüner S i wsp. A critical role
of platelet adhesion in the initiation of atherosclerotic
lesion formation. J Exp Med 2002; 196: 887-896.
43. Huo Y, Ley KF. Role of platelets in the development
of atherosclerosis. Trends Cardiovasc Med 2004; 14:
18-22.
44. Luo F, Liu X, Wang S, Chen H. Effect of homocysteine on platelet activation induced by collagen. Nutrition
2006; 22(1): 69-75.
45. Durand P, Lussier-Cacan S, Blache D. Acute methionine
load-induced hyperhomocysteinemia enhances platelet
aggregation, thromboxane biosynthesis, and macrophage-derived tissue factor activity in rats. FASEB J 1997;
1 (13): 1157-1168.
46. Signorello MG, Viviani GL, Armani U, Cerone R, Minniti G, Piana A, Leoncini G. Homocysteine, reactive
oxygen species and nitric oxide in type 2 diabetes mellitus. Thromb Res 2007; 120 (4): 607-613.
47. Zbidi H, Redondo PC, López JJ, Bartegi A, Salido GM,
Rosado JA. Homocysteine induces caspase activation
by endoplasmic reticulum stress in platelets from type 2
diabetics and healthy donors. Thromb Haemost 2010; 3,
103 (5): 1022-1032.
48. Olas B, Malinowska J, Rywaniak J. Homocysteine and
its thiolactone may promote apoptotic events in blood
platelets in vitro. Platelets 2010; 1-8 21:533-540.
49. Olas B, Kołodziejczyk J, Kędzierska M, Rywaniak J,
Wachowicz B. Modification of human blood platelet
proteins induced by homocysteine and its thiolactone in
vitro. Thromb Res 2009; 124: 689-694.
50. Karolczak K, Olas B, Kołodziejczyk J. Rola tioli w aktywacji płytek. Post Biol Kom 2009; 1: 101-120.
51. Karolczak K, Olas B. Mechanism action of homocysteine and its thiolactone in haemostasis. Physiol Res
2009; 58: 1-11.