Fibrinogen (FBG) is a high‑molecular‑weight protein and precursor to the enzymatically formed fibrin. It has
been recently discovered that FBG can be converted into an insoluble, fibrin‑like polymer by a nonenzymatic
action of hydroxyl radicals (HRs). These free radicals are generated due to the reaction between hydroxyl
groups of water and trivalent ferric ions without the participation of any redox agent. The interaction
between
HRs and FBG occurs in a purified system, as well as in human plasma and in whole blood. Scanning electron
microscopy (SEM) of thrombin‑induced fibers and those generated with ferric chloride has shown substantial
differences in their morphology and susceptibility to enzymatic degradation. Fibrin strands caused by thrombin
are thick and easily digested with chymotrypsin. By contrast, the dense matted deposits formed from FBG in
the presence of ferric ions are remarkably resistant to proteolytic and chemical degradations due to the presence
of intermolecular
hydrophobic bonds. Thus, we postulate that this iron‑catalyzed reaction represents a novel
blood coagulation pathway operating in degenerative diseases. By means of SEM, we showed the presence
of dense fibrin‑like deposits in the blood of diabetic patients. Therefore, the prothrombotic state and cardiovascular
complications observed in diabetes can be explained in terms of the persistent in vivo action of free
iron. This phenomenon may explain hemorheologic
disturbances in patients with metabolic
syndrome and
other diseases caused by iron overload. Of note, HRs can be effectively scavenged by phenolic substances;
therefore, certain natural polyphenolic substances, which also scavenge HRs, may be considered to have a
potential antidiabetic effect. Moreover, natural or synthetic iron-binding substances may also be considered
as a new class of antidiabetic drugs.
Fibrynogen (FBG) jest wielkocząsteczkowym białkiem osocza i prekursorem enzymatycznie wytwarzanej
fibryny. Jak ostatnio wykazano, FBG może być również przekształcony w nierozpuszczalny fibrynopodobny
polimer pod wpływem nieenzymatycznego działania rodników hydroksylowych (hydroxyl radicals – HR).
Te wolne rodniki są wytwarzane w wyniku reakcji między wodorotlenowymi grupami wody a trójwartościowymi
jonami żelaza, bez udziału jakiegokolwiek czynnika redoks. Interakcja między HR a FBG
zachodzi w układzie oczyszczonym oraz w osoczu i w pełnej krwi. Analiza za pomocą elektronowego
mikroskopu
skaningowego (scanning electron microscopy – SEM) skrzepów fibrynowych wytworzonych
przez trombinę oraz w obecności chlorku żelaza wykazała ich zasadnicze różnice morfologiczne
i różną
podatność na enzymatyczną degradację. Włókna fibrynowe powstałe pod wpływem trombiny są grube
i łatwo rozkładane przez chymotrypsynę, natomiast gęsto upakowane depozyty fibryny powstające
pod wpływem jonów żelaza są, z powodu obecnych w nich międzycząsteczkowych
wiązań hydrofobowych,
w znacznym stopniu oporne na degradację enzymatyczną i chemiczną. Postulujemy zatem, że ta
katalizowana przez żelazo reakcja przedstawia
nowy mechanizm krzepnięcia krwi w chorobach degeneracyjnych.
Za pomocą analizy SEM wykazaliśmy obecność takich gęsto upakowanych złogów fibryny
we krwi chorych na cukrzycę. Stan nadkrzepliwości krwi i powikłania sercowo‑naczyniowe spotykane
w cukrzycy można zatem tłumaczyć stałym działaniem wolnego żelaza in vivo. Co więcej, wykazaliśmy,
że jony żelazowe wytwarzają rozpuszczalne protofibryle, które wiążą się do hydrofobowych rejonów na
błonach komórkowych czerwonych krwinek. Zjawisko to może tłumaczyć zaburzenia reologiczne
krwi
obserwowane u chorych z zespołem metabolicznym
oraz innymi chorobami wywołanymi nadmiarem
żelaza. Należy zaznaczyć, że HR mogą być skutecznie zmiatane przez substancje fenolowe, dlatego pewne
naturalne substancje polifenolowe, które również zmiatają HR, można uznać za substancje o potencjalnym
działaniu przeciwcukrzycowym.
Ponadto naturalne lub syntetyczne substancje wiążące żelazo można
również rozpatrywać jako nową klasę leków przeciwcukrzycowych.
