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Revista Cubana de Hematología, Inmunología y Hemoterapia, enero-junio, 1995

Artículos de Revisión

Instituto de Hematología e Inmunología. Ciudad de La Habana, Cuba

Regulación de la fibrinolisis en la superficie celular

Lic. Alberto González García

RESUMEN

El plasminógeno (Pg), el zimógeno de la enzima fibrinolítica plasmina (Pm), es una glicoproteína de cadena sencilla. La conversión de Pg en la enzima activa sobre la superficie celular está regulada por una serie de mecanismos complejos para lo cual es necesario la unión de los componentes fibrinolíticos sobre los sitios de unión específicos en la superficie de la célula. Existen 2 isoenzimas del Pg en el plasma denominadas Pg1 y Pg2. Ambas poseen idéntica estructura primaria pero difieren en sus propiedades fisicoquímicas. Estudios recientes han demostrado que el Pg2 se une con mayor afinidad al receptor que el Pg1 que contiene mayor cantidad de carbohidratos, lo que demuestra el papel importante que desempeñan las cadenas de carbohidratos del Pg para su unión a la superficie celular.

Palabras clave: FIBRINOLISIS/inmunología; PLASMINOGENO/inmunología. INTRODUCCION

El plasminógeno (Pg) es una glicoproteína de simple cadena presente en el plasma. Esta proteína, sintetizada en el hígado como una proenzima, sirve de precursora a la enzima fibrinolítica plasmina (Pm). La Pm se forma por hidrólisis del enlace peptídico Arg560- Val561 en el Pg,1 generando la enzima activa. Este proceso se efectúa por proteasas altamente específicas, denominadas activadores del Pg. Los activa dores fisiológicos del Pg son la uroquinasa (uPA) y el activador tisular (tPA). Existe además una enzima bacteriana, la estreptokinasa (SK), que no posee actividad enzimática propia, pero que es capaz de formar un complejo activador con el Pg.2,3

El tPA puede unirse con la fibrina y ejercer esta última un efecto estimulador sobre la activación del Pg. La uPA no se une con la fibrina y además de su acción sobre el Pg participa en un gran número de procesos extracelulares como la remodelación de tejidos y la migración celular.4 En el plasma existen 2 isoenzimas del Pg, denominadas Pg1 y Pg2 de acuerdo con el orden de elución de columnas de cromatografía por afinidad en Sepharosa C-lisina.5 El Pg1 posee 2 cadenas de carbohidratos unidos a Asn280 -thr345, mientras que el Pg2 contiene sólo una cadena de carbohidratos unidos a thr345 (figura 1).

La estructura de las cadenas de carbohidratos desempeña una función crítica en la unión del Pg con la superfi cie celular; en estudios recientes se ha encontrado que el Pg2 se une con el receptor celular con mayor afinidad que el Pg1 que contiene mayor cantidad de carbohidratos.6,7 Se ha demostrado que la hiperglicosilación del Pg2, aislado de plasma fetal humano es el responsable no sólo de la baja afinidad de esta molécula por el receptor celular, sino también de la disminución de su eficiencia catalítica.8 Cuando se elimina del Pg2 la cadena de carbohidratos unida con thr345,la molécula adquiere propiedades similares al Pg recombinante, ya que sus tiempos en circulación son esencialmente idénticos.9

Ambas isoenzimas (Pg1 y Pg2) poseen idéntica secuencia de aminoácidos,10 sin embargo, muchas de sus propiedades fisicoquímicas difieren, por ejemplo:

a) La activación del Pg1 por uPA o SK es estimulada en mayor grado que la del Pg2 en presencia de fibrina.11

b) La concentración del Pg2 en la circulación es el doble que la del Pg1, sin embargo esta última es más eficiente como enzima fibrinolítica.11

c) La degradación del Pg2 por elastasa es más rápida que la del Pg1.12

d) El Pg2 es secretado al doble de velocidad que el Pg1.13,14

ESTRUCTURA Y FUNCION DEL PLASMINOGENO

Una característica importante de la estructura del Pg es la presencia de 5 módulos en forma de asas, denomina dos kringles.Estas estructuras se estabilizan a través de puentes disulfuro y se localizan en la región aminoterminal de la molécula.9 Estructuras similares a los kringles del Pg se encuentran en el tPA15 y el uPA.16 El dominio catalítico de los activadores del Pg se ubica en la región carboxiterminal de estas proteínas y se asemeja al de otras serinaproteasas.17 El sitio activo se forma por combinación de estructuras de 3 regiones diferentes de la molécula que incluyen His222 Asp375 y Ser478 en el tPA15 e His204, bsP255 y Ser396 en el uPA.18

El Pg se une con la fibrina y con la superficie celular a través de los sitios específicos dentro de los kringles que reconocen a la L-lisina como ligando. Existen 2 clases de sitios de unión en el Pg, uno de alta afinidad en el kringle1 (Kd=9MM) y 5 de baja afinidad (Kd=5MM), distribuidos entre los kringles 2 y 4.19,20 El tPA se une con la fibrina a través del kringle 2 con alta afinidad (Kd=150nM); ni el primer kringle del tPA ni el presente en el uPA tienen función conocida.

Además de unirse con la fibrina, el Pg se une con la matriz extracelular y con el receptor celular21 a través del sitio de alta afinidad por la L-lisina en el kringle 1.

Cuando el Pg es convertido en Pm, se produce un cambio conformacional en la molécula que genera una estructura extendida. El radio de rotación del Pg es 39A·, incrementando a 56A· en la forma extendida. Este cambio conformacional induce la pérdida del sitio de alta afinidad por L-lisina en el kringle 1 a la vez que uno de los sitios de baja afinidad presente en el kringle aumenta su afinidad por L-lisina alrededor de 20 veces.22

Debido a que la cadena de carbohidratos unida a thr345 se encuentra en la vecindad del kringle ésta puede servir de puente entre la molécula y el receptor, facilitando la unión con el receptor del nuevo sitio de afinidad para la L-lisina. Este mecanismo serviría para prevenir el desplazamiento de la Pm originado en la superficie celular debido al cambio conformacional producido en la molécu la después de su actividad.

El equilibrio entre actividades profibrinolíticas y antifibrinolíticas es crítico cuando se requiere actividad hemostática sin que ocurra trombosis. En el árbol vascular este equilibrio es mantenido por las células endoteliales, que producen tanto activadores del Pg (uPA y tPA) como inhibidores de estos activadores (PAI-1 y PAI-2).4 Los límites entre la superficie del endotelio y la membrana basal son difíciles de delinear, ya que las proteínas constituyentes de ambas estructuras son prácticamente las mismas. Debido a que muchas de estas proteínas poseen la capacidad de unirse tanto con el Pg como con sus activadores, existe una continuidad en las funciones fibrinolíticas del endotelio que cubren tanto la superficie de la célula como el espacio intracelular.21,23-25

REGULACION DE LA ACTIVACION DEL PLASMINOGENO POR COMPONENTES DE LA MATRIZ EXTRACELULAR

La matriz extracelular está constituida por un gran número de macromolé culas que pueden influir potencialmente a la activación del Pg. Numerosos estudios han demostrado que además de la fibrina, existen otras proteínas que estimulan la activación del Pg por el tPA, entre otras, la trombospondina y la glicoproteína rica en histidina (GRH)25 y matrices extracelulares sintetizadas por células en culti vo21.También se reportan estudios con otros componentes de la matriz extracelular (laminina, fibronectina (FN) y algunos tipos de colágenos, etc.) que estimulan la activación de Pg por el tPA23 (tabla).

TABLA. Parámetros cinéticos de la activación del plasminógeno por el tPA en la presencia de componentes de la matriz extracelular

Proteína 
km (mM)
Vmáx
(X1011 mol Pm/min)
Kcat (S-1)
Fibrinógeno 
0,13
0,48
0,15
Colágeno I 
0,04
1,14
0,35
Colágeno III 
0,10
1,71
0,52
Colágeno IV 
0,02
1,58
0,48
Colágeno V 
0,04
1,50
0,45
Fibronectina
0,54
1,05
0,32
Laminina 
0,09
1,77
0,54
La laminina (LN) es un componen te estructural de la membrana basal y posee sitios de unión tanto para las células como para el colágeno IV.26 La FN es una glicoproteína adhesiva que se encuentra en el plasma y en la membrana basal.27

Se conoce que los colágenos tipo I, II, III y IV estimulan la activación del Pg por el tPA. El colágeno I, el más abundante en el cuerpo, se localiza en la piel, los tendones y los huesos, y se halla

normalmente asociado con el colágeno III.28 El colágeno V se localiza en el espacio intracelular y normalmente se asocia con los colágenos I y III,29 en contraste con la amplia distribución de los tipos I, II y V. El colágeno IV solamente puede hallarse en la membrana basal.30

Por lo tanto, el estímulo de la activación del Pg por el tPA en presencia de colágeno tipo IV puede dar como resultado un incremento de la proteólisis de componentes de la membrana basal por la plasmina generada. Aunque el colágeno IV es resistente a la proteólisis por Pm, tanto la FN como la LN son degradadas por esta enzima.31 Además, la Pm es capaz de activar procolagenasas, generando enzimas capaces de degradar el colágeno IV.32 De esta manera la Pm puede participar en procesos fisiológicos y patológicos que involucran modificación de la matriz extracelular.33-35

ACTIVACION DEL Pg UNIDO CON RECEPTORES CELULARES

Además de los componentes de la matriz extracelular, la célula posee receptores específicos tanto para el Pg como para sus activadores fisiológicos tPA y uPA.36,37 La ventaja de la activación del Pg en la superficie celular reside en que la Pm formada no es inhibida por la a2- antiplasmina y permanece proteolíticamente activa ya sea cuando la célula se localiza al nivel intravascular o cuando ésta se acumula en sitios extravasculares.36

La expresión de receptores para el uPA en la superficie celular permite que la pro-uPA, secretada por la célula se una con el receptor, proceso que va acompañado de un estímulo en la unión del Pg con las superficies. Este mecanismo permite la generación de pequeñas cantidades de activador en la superficie celular capaces de activar al resto de las moléculas de pro-uPA. La uPA activa puede utilizarse como agente fibrinolítico o en otros procesos extracelulares como la remodulación de tejidos.

UNION DEL PLASMINOGENO CON LA SUPERFICIE CELULAR

El Pg se une con la fibrina a través de sitios en su estructura con afinidad para los residuos de L-lisina expuestos en la superficie del polímero de fibrina.19,20 La generación de Pm en la superficie de la fibrina permite una hidrólisis parcial del polímero que expone aún más residuos de L-lisina posibilitando la unión de moléculas adicionales de Pg. De esta forma se produce un aumento de la concentración de la enzima sobre la superficie celular por aumento de la velocidad máxima (Vmáx) y la eficiencia catalítica (Kcat)37,38 (figura 2).

De lo expuesto anteriormente se puede concluir que el endotelio vascular posee la capacidad de regular la actividad fibrinolítica a través de algunos componentes de la matriz extracelular y de los receptores celulares específicos tanto para el Pg como para sus activa dores fisiológicos. En esta interacción, la estructura del ligando desempeñó un papel crítico, así como las cadenas de carbohidratos del Pg las cuales le confieren a éste y a sus activadores ciertas propiedades que le permiten a la célula reconocer a un tipo específico de molécula. Es esta capacidad de selección la que le confiere a la célula su función reguladora.

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