Interaction of Triglyceride-rich Lipoproteins with Platelets and Vitamin K-dependent Coagulation Factors

University dissertation from Department of Internal Medcine, University Hospital of Lund

Abstract: Popular Abstract in Swedish Hypertriglyceridemi (förhöjd plasma triglycerid(TG)nivå) är en riskfaktor för hjärt- kärlsjukdom. Det har föreslagits att relationen mellan fettintag och arterioskleros orsakas av vad som utspelar sig timmarna efter måltid. TG i chylomikronerna (CM) , dvs de fettrika partiklar som transporterar kostens fett via lymfan till blodbanan hydrolyseras då av lipoproteinlipas, ett enzym som är lokaliserat till kärlendotelet. Vid lipolysen bildas chylomikronrestpartiklar (CMR) som bryts ned huvudsakligen via leverns lipoproteinreceptorer. Nivåerna av CMR efter en fettrik måltid har visat sig vara knutna till risken för att utveckla hjärtinfarkt. Denna risk är också kraftigt ökad vid typ III hyperlipidemi, ett tillstånd med förhöjda nivåer av CMR och VLDL-restpartiklar. Nivåerna i blodplasma av vissa koagulationsfaktorer uppvisar ett samband med risken för hjärt-kärlsjukdomar. Fr.a. har intresset knutits till plasma faktor VII vars nivå uppvisat ett samband med risken för ischemisk hjärt-sjukdom även i en del prospektiva studier. Patienter med koronarsjukdom har också förhöjda faktor VII nivåer jämfört med friska åldersmatchade kontroller. Vissa studier har tytt på att alla fyra vitamin K beroende koagulationsfaktorerna (protrombin, faktor VII, lX, X) är relaterade till en förhöjd risk för ischemisk hjärtsjukdom. Det finns också en stark korrelation mellan faktor VII och plasma-TG nivåer tydande på att det finns en interaktion mellan faktor VII och TG-rika lipoproteiner in vivo. Vitamin K-beroende faktorer som motverkar blodkoagulation, som protein C och dess co-faktor protein S kan också vara relaterade till arterioskleros och trombosutveckling. Funktionell brist på protein C och protein S är viktiga riskfaktorer för tromboembolisk sjukdom. Huruvida de vitamin K-beroende proteinerna interagerar med TG-rika lipoproteiner in vivo och vilka konsekvenser detta har för koagulationssystemets funktion är därför intressant. Hypertriglyceridemi är knuten till en ökad trombocytreaktivitet (benägenhet hos blodplättarna att aggregera och bilda proppar). Man vet att fettrika måltider kan främja trombocytaktiveringen. Low density lipoproteiner (LDL) förstärker aktiveringen av trombocyter med olika stimuli, medan apolipoprotein E (ett viktigt protein i CMR) innehållande high density lipoproteiner (HDL) har motsatt effekt. I aktiverat tillstånd exponerar trombocyterna på sin yta faktorer som kan aktivera koagulationsfaktorer. De TG-rika lipoproteinernas interaktion med trombocyterna är därför intressant. I de aktuella studierna undersöks: a) interaktionen mellan CM, CMR och trombocyter; b) bindningen av pro-trombin till CM, c) aktiveringen av CM-bundet protrombin vid kontakt med trombocyter fr.a.faktor Xa:s roll, d) metabolismen av CMbundet protrombin in vivo hos råtta; och e) förekomsten av vitamin K-beroende proteiner i TG-rika lipoproteiner hos människa före och efter en fettrik måltid. Slutsatserna av studierna är: 1. Upptag av CM och CMR till rått-trombocyter: I experiment där 3H-arakidonsyra- 14C-kolesterol märkta CM och CMR inkuberades med trombocyter skedde ett betydande upptag av CM, medan några belägg för en upptagsmekanism som prioriterar CMR (som leverns lipoproteinreceptorer) ej framkom. Elek-tronmikroskopiska studier efter inkubation med kolloidalt guldmärkta CM (CM-Au) visade en ansamling av CM-Au partiklar i det öppna kanalikulära systemet i trombocyterna. Några CM-Au partiklar var lokaliserade i cytoplasmatiska vakuoler. Några CM-Au eller fria guldpartik-lar fanns i vakuoler som hade surt fosfatasaktivitet, tydande på att en endocytos av CM till lysosomala strukturer skedde i viss utsträckning. En viktig slutsats är att omvandlingen av CM till CMR motverkar bindningen till trombocyterna. 2. Effekter av CM, CMR och CM-protrombinkomplex på trombocytaktivering Chylomikroner som preinkuberats med plasma eller med protrombin visade sig aktivera trombocyter och orsaka aggregation. Antiserum mot protrombin och en specifik hämmare av faktor Xa (TenStop) hämmade denna aktivering. Aktiveringen åtföljdes av ett ökat Ca2+ upptag, och en ökad serotonin- och arakidonsyrafrisättning från trombocyterna, som också hämmades av TenStop. Med hjälp av 125J protrombin påvisades också en bildning av protrombin, då plasma-preinkuberade chylomikroner inkuberades med trombocyter. Slutsatsen var att chylomikroner binder protrombin och att bindningen underlättar en faktor Xa beroende aktivering. Lymf CM framkallade ej trombocytaggregation, men minskade den ADP- och trombininducerade aggregationen och frisättningen av 14C-serotonin, som är ett mått på trombocytaktivering. Ej heller framkallade CMR trombocytaggregering, men förstärkte aggregeringen och 14C-serotoninfrisättningen, som inducerades med ADP eller trombin. 3. Bindning av protrombin till chylomikroner in vitro Bindningen visades vara kalciumberoende och starkt temperaturberoende. Den mins-kade markant när temperaturen sänktes från 37o till 20o C . Det bundna protrombinet kunde ej frisättas från CM genom behandling med EDTA tydande på att bindningen ej är en enkel kalciumberoende association mellan protrombin och CM. Försök där CM behandlades med fosfolipas A2 tydde på att den påverkas av negativt laddade fosfolipider på kylomikronytan. En specifik roll för fosfatidyletanolamin kunde dock ej påvisas. 4. Metabolism av CM-protrombin komplex in vivo Metabolism in vivo av 125I-protrombin-CM komplex jämfördes med den för fritt 125I-pro-trombin som injicerades i koksaltlösning eller tillsammans med CM. Försvinnandet från plasma av 125I-protrombin var snabbare i gruppen som erhöll 125I-protrombin-CM komplex än i de andra grupperna. Radioaktiviteten i levern i denna grupp var också högre. Resulta-ten visar att katabolismen av protrombin ökades om en bindning till CM sker , men en stor del frisattes under metabolismen av CM. 5. Förekomst av vitamin K-beroende proteiner i TG-rika lipoproteiner hos männi-ska De vitamin K-beroende koagulationsfaktorerna VII, IX, X och protrombin, och protein C och dess co-faktor protein S, som motverkar blodkoagulationen, finns associerade med TG-rika lipoproteiner hos människa. En relativ ökning av protrombin och protein S sågs efter en fettmåltid , men ej av protein C. Ingen bindning till LDL eller HDL kunde demonstreras. Andra proteiner som serum, amyloidprotein, trombomodulin, faktor V kunde ej påvisas i någon av lipoproteinklasserna. C4B-bindande protein (C4BP) som är ett regulatoriskt protein i den klassiska vägen vid aktivering av komplementsystemet och som kan binda protein S in vivo påvisades i de TG-rika proteinerna och ökade efter fettmåltid. Sammanfattningsvis har vi påvisat en bindning av protrombin och andra vitamin K beroende koagulationsproteiner och C4BP till TG-rika lipoproteiner. Bindningen av protrombin underlättar en faktor Xa medierad aktivering vid kontakt med trombocyter in vitro. De fenomen som vi observerat kan vara potentiellt viktiga vid arterioskleros- och trombosutveckling men härvidlag behöver vi veta mer.

  This dissertation MIGHT be available in PDF-format. Check this page to see if it is available for download.