สัณฐานว ิทยาและโครงสร ้างของผน...

บทความทวไป

สณฐานวทยาและโครงสรางของผนงเกลดเลอดPlatelet morphology and structural profile of platelet plasma membrane

ปรยานาถ วงศจนทร*

บทนำ

* แขนงวชาวทยาศาสตรการธนาคารเลอด ภาควชาเทคนคการแพทย คณะเทคนคการแพทย

ในภาวะปกตรางกายมเกลดเลอดอยประมาณ140,000-400,000 เซลล/ลบ.มม. จำนวนเกลดเลอดแปรผกผนกบปรมาตรเฉล ยของเกลดเลอด (meanplatelet volume, MPV) หนาทสำคญทสดของเกลดเลอดคอการหามเลอด เกลดเลอดมอายเฉลยประมาณ 10 วนในระบบไหลเวยนโลหต และถกทำลายโดย reticuloen-dothelial system (RE system) เกลดเลอดเปนสวนcytoplasm ของ megakaryocyte ไมมนวเคลยส จงสามารถสงเคราะหโปรตนไดนอยมาก1 แตเกลดเลอดสะสมสารประกอบและโมเลกลหลายชนดทมบทบาทตอการแขงตวของเลอด (hemostasis) การสลายลมเลอด(fibrinolysis) และการหายของบาดแผล (wound healing)อยางไรกตามการท เกลดเลอดสามารถหล งโมเลกลเหลานไดตองไดรบการกระตนจากสงเราภายนอกซงทำงานเปนระบบ และยงอาศยการมปฏสมพนธกบเซลลอนดวย เชน ผนงหลอดเลอด ผานโมเลกลบนผวเซลลดงนนการเรยนรรปราง โครงสรางของเกลดเลอดจงเปนสงสำคญ ทำใหเขาใจหนาทและบทบาทของเกลดเลอดและโมเลกลตางๆ ทหลงจากเกลดเลอดเอง เพราะเมอเกลดเลอดทำงานผดปกตจะมผลทำใหเกดปญหาเลอดออกงาย หรอถาทำงานมากเกนไปหรอมจำนวนเกลดเลอดมากเกนไป จะทำใหเกดความผดปกตในทางตรงขามคอการอดตนของหลอดเลอดและโรคของหลอดเลอดเปนตน

สณฐานวทยาและโครงสรางของเกลดเลอด (Mor-phology and structure of platelet)

เกลดเลอดมลกษณะ discoid และ biconvexยอมตดสเทาเงน และม granules ตดสมวงแดงเมอยอมดวย Wright stain มขนาดเสนผาศนยกลาง 1.5-2.5micron หรอประมาณ 1/3 – 1/4 ของขนาดเมดเลอดแดงปรมาตรประมาณ 5-7 ลกบาศกไมครอน ขนาดและความหนาแนนของเกลดเลอดขนกบจำนวน granule ซงพบวามความแตกตางหลากหลาย (heterogenous)2 และมทฤษฎทอธบายถงทมาเกยวกบความหลากหลายในเรองขนาดของเกลดเลอด 2 ทฤษฎ ไดแก

ทฤษฎท 1 เชอวาเกลดเลอดทมขนาดใหญเปนตวออน สวนพวกทมขนาดเลกเปนเกลดเลอดทมอายแกกวา เกลดเลอดขนาดใหญนสรางจาก 32n megakaryo-cyte ดงนนเกลดเลอดทมขนาดใหญ จงทำงานไดดกวาและมกพบตดอยในมาม3 จะพบมากขนในภาวะทความตองการเกลดเลอดสง หรอม turn over rate สงในกระแสเลอด

ทฤษฎท 2 เกดขนภายหลงและไดรบการยอมรบมากกวา กลาววาเกลดเลอดถกสรางใหมขนาดแตกตางกนตงแตเรมตน เพอใหทำหนาทตางกน เกลดเลอดทมขนาดใหญถกสรางจาก 4n และ 8n megakaryocyteเกลดเลอดประเภทนมขนาดใหญ4 ความหนาแนนสง

วารสารเทคนคการแพทยเชยงใหม ปท 42 ฉบบท 3 กนยายน 2552

221

(dense platelet) จำนวน granule, dense body และmitochondria ภายในมากกวา ดงน นจงเหนไดวาเกลดเลอดทมขนาดใหญนจะม mass และ membranesurface มากกวา มบทบาทเกยวของกบผนงหลอดเลอดมากกวาดวย อกทงยงไมเกยววาจะเปนตวออนหรอตวแกพวกทสองมขนาดเลก สรางจาก 16n และ 32n mega-karyocyte5 เกลดเลอดแบบทสองนมนำหนกเบา แตมopen canalicular system (OCS) จำนวนมากกวาจงทำหนาทจบกนสงแปลกปลอมตางๆ รวมทงมบทบาทตอการสราง protaglandins ไดดกวา

โครงสรางของเกลดเลอดแบงเปน 4 สวนโดยความสมพนธของลกษณะ

หนาทและโครงสรางทางชวเคม ดงน (รปท 1)

1. Peripheral zone เปน membrane ของเกลดเลอดและผนงของ Open canalicular system (OCS)ทอยบรเวณผว membrane

2. Sol-gel zone (Hyalomere) เปนสวนเนอ(เดมคอ cytoplasm ของ megakaryocyte) รวมกบcontractile system

3. Organelle zone (Granulomere) ประกอบดวย granule ชนดตางๆ mitochondria และ glycogenซงใชเปนแหลงกำเนดพลงงานภายในเกลดเลอด

4. Membrane system ประกอบดวย densetubular system (DTS) และ Open canalicular system(OCS) ทเชอมตอกบ membrane ซงเรยกวา surface-connected OCS

รปท 1 สณฐานวทยาของเกลดเลอด

Bull Chiang Mai Assoc Med Sci Vol. 42, No. 3 September 2009

222

Peripheral zoneเนองจากชนนอกสดมสวนของ OCS ประกอบ

อยดวย จงทำใหผวของเกลดเลอดมลกษณะเปนรบมอยทวไป ผวของเกลดเลอดบรเวณนอกสดนประกอบดวยsialic acid จำนวนมากเชนเดยวกบทพบบนผวเมดเลอดแดง หรอผนงหลอดเลอด จงทำใหมประจเปนลบสงเกลดเลอดจงอยเปนอสระไมเกาะตดกบเซลลใดๆ หรอผนงหลอดเลอดในภาวะปกต peripheral zone ยงแบงออกเปน 3 ชนดงน

1. Exterior coat (หรอ Glycocalyx) ประกอบดวยโมเลกลทมหนาทและบทบาทสำคญหลายชนดไดแกglycoprotein, glycolipid, mucopolysaccharides และplasma protein ทถกดดซบไวจากกระแสเลอด6 โมเลกลทสำคญทสดคอ glycoprotein มหนาทเปนตวรบจำเพาะของ adhesion molecules หลายชนด นอกจากนยงมสวนเกยวของกบการยดเกาะของเกลดเลอดกบผนงหลอดเลอดทฉกขาด (adhesion) และ/หรอยดเกาะกนเอง (aggrega-tion)

2. Unit membrane มลกษณะเปน trilaminarunit กลาวคอเปน lipid bilayer เหมอนทพบในผวเมมเบรนทวไปคอประกอบดวย phospholipids สองชนทมcholesterol, glycolipid และ glycoprotein แทรกอยการจดเรยงตวของ unit membrane มความเกยวของกบปฏสมพนธระหวางโมเลกลบนผวเกลดเลอดและการเกดกระบวนการสำคญหลายอยาง เชนการสงผานสญญาณจากภายนอกเขาส เซลลและมผลใหเกดการหลงสารตวกลางหลายชนด7 การมสวนรวมในกระบวนการแขงตวของเลอด และการรกษา ionic gradientระหวางภายในและภายนอกเซลล

3. Submembrane area ประกอบดวยโครงสรางcytoskeleton network อยใตตอผวเมมเบรน โดยทำหนาทรวมกบ microtubule ชวยในการรกษารปรางของเกลดเลอด และบางสวนยงยดกบ cytoplasmic tail ของglycoprotein ผาน actin binding protein และ spectrin8

ดงนนจงมหนาทในการนำสงสญญาณจากตวรบจำเพาะบนผวเมมเบรนสภายในเซลลผานระบบ OCS นอกจากcytoskeleton network แลว ยงมโมเลกลสำคญอนๆของเกลดเลอดทอยในชนนไดแก vimentin, talin, vinculin,

dystrophin-related protein และ protein kinaseC-related proteins/ enzymes หลายชนด8

Sol-gel zoneประกอบดวย fiber system ขนาดตางๆ เนองจาก

ม polymerization แตกตางกน แบงเปน 5 ชนดดงน1. Microtubule โครงสรางเปน polymer ของ

α - และ β–tubulin สมพนธกบโปรตนทมขนาดนำหนกโมเลกลใหญๆ หลายชนด9 microtubule มลกษณะเปนแถบขนาดยาวอยใตผวเมมเบรนไปตามเสนรอบวงสวนทยาวทสด และแยกจากผวเมมเบรนโดย submembranefilament ชวยทำใหเกลดเลอดคงรปราง discoid shapeอยได

2. Microfilament คอ contractile systemของเกลดเลอด ประกอบดวย contractile proteinsหลายชนด ชนดท สำคญคอ actomyosin (throm-basthenin) ซงประกอบดวย platelet actin (หรอthrombasthenin A) และ platelet myosin (หรอthrombasthenin M)10 microfilament มบทบาทสำคญในการรกษาโครงรางของเกลดเลอด การตอบสนองของเกลดเลอดเมอถกกระตนเชน การเปลยนแปลงรปรางการหลงสารจาก granule และ clot retraction เปนตน

3. Actin เปนโปรตนทมปรมาณมากทสดในเกลดเลอด (15%) ในภาวะทถกกระตนจะเกดการรวมตวเปนเกลยวค (actin polymerization) อยางรวดเรว ไดโครงสรางใหมเรยกวา Double-helical filaments หรอเรยกวา F-actin11

4. Myosin มประมาณ 1-2% ของปรมาณโปรตนภายในเกลดเลอด โครงสรางทางชวเคมประกอบดวยสายpolypeptide จำนวน 6 สายเปน light chain สายค 2 ชดและ heavy chain สายค 1 ชด10 ซงจะรวมกนเปนfilament เม อเกดการกระต นบนผวเกลดเลอด และชวยทำใหเกดแรงดงภายใน กลไกของ polymerizationเกดจากการเตมหม phosphate ในสาย light chainโดยอาศย calcium และโปรตน calmodulin12

5. Contractile protein อนๆ ทยงไมทราบหนาทชดเจน แตสามารถแยกไดจากเกลดเลอด ไดแกα–actin13, gelsolin14, prolifin15, p23516 (หรอ band2),


223

vinculin17, ankylin18, protein 4.119 และ tropomyosin20

Organelle zoneบรเวณนประกอบดวย glycogen ซงเปนแหลง

ใหพลงงานผานกระบวนการ glycolysis โดยม mitochon-dria เปน energy house สงทสำคญในบรเวณนคอstorage granule ซงเปน organelle ทมจำนวนมากทสดในเซลล ภายในมสารชวเคมและโมเลกลหลายชนดมบทบาทและทำหนาทแตกตางกน เมอพจารณาจากรปราง ความหนาแนน และสารชวเคมท อย ภายในจะสามารถแบง granule ออกเปน 4 ชนด21 ไดแกα–granule, dense granule, lysosome และ micro-peroxisome หากดดวยกลองจลทรรศนสามารถมองเหนα–granule และ dense granule สวน lysosome และmicroperoxisome ตองใชการยอมพเศษ (cytochemistry)เนองจากโมเลกลภายในประกอบดวย enzymes และมความแตกตางกน เมอเกลดเลอดถกกระตนจะเกดการแตกของแกรนลและปลดปลอยสารเคมตางๆ ออกสผวเกลดเลอดและกระแสเลอด ดงแสดงในรปท 2 โดยมรายละเอยดดงน

1. ααααα–granuleถกสรางขนในระยะทายของพฒนา megakaryo-

cyte มขนาดเสนผาศนยกลางประมาณ 200 nmแตละเกลดเลอดม α–granule ประมาณ 50-80 หนวยแตกตางก นท electron density เม อด ภายใตกลองจลทรรศนอเลกตรอน ทงน ข นกบสารประกอบภายใน บรเวณทม electron density สงๆ เรยกวาnucleoid ซงพบวามสารชวเคมหลก คอ β–thrombo-globulin, platelet factor 4 (PF4) และ proteoglycan6

และหากเปนบรเวณท ม electron density ตำๆหรอทเรยกวา electron lucent สารชวเคมทพบจะเปนtubular element ทภายในม von Willebrand อยเปนจำนวนมาก ผ ปวยท มความผดปกตทางพนธกรรมชนดหนงทเรยกวา Gray platelet syndrome ไมมการสราง von Willebrand ลกษณะของเกลดเลอดทพบภายใตกลองจลทรรศนจะเหนเปนสเทา22 สารชวเคมทพบไดใน α–granule แบงเปน 7 ประเภท23 ดงน

1. Platelet-specific protein ประกอบดวย PF4และโปรตนในกลม β–thromboglobulin family

2. Adhesive glycoproteins ประกอบดวยFibrinogen, vWF, Fibronectin, thrombospondin และVitronectin

3. Coagulation factors/ Fibrinolytic inhibi-tors ไดแก factor V, protein S, Factor XI, Factor VIII,α2-antiplasmin, Plasminogen activator inhibitor-1(PAI-1), α1-protease inhibitor และ C1 inhibitor

4. Mitogenic factors ไดแก Platelet derivedgrowth factor (PDGF), TGF-α, Endothelial growthfactor (EDGF) และ Epidermal growth factor (EGF)

5. Multimerin เปนสารประเภทไกลโคโปรตนยงไมทราบหนาทแนชด พบอยรวมกบ vWF และบนผวเกลดเลอดภายหลงการถกกระตน นาจะมความสำคญเพราะพบไดเฉพาะบนผวเกลดเลอดเทานน ไมพบในพลาสมาเลย

6. Membrane-associated proteins ไดแกgpIIb/IIIa, P-selectin, GMP-140, 24-kD GTP-bindingprotein, gpIV (CD36) และ Osteonectin

7. Plasma proteins ไดแก immunoglobulin(Ig) โดยพบวาระดบ Ig ในพลาสมาสมพนธกบระดบ Igในเกลดเลอด Ig พบไดทงทผวเมมเบรน และภายในแกรนล แตแหลงเกบสะสมหลกคอแกรนล

2. Dense granule (δδδδδ-granule)24

เปนแกรนลท มจำนวนมากทสดในเกลดเลอดภายในประกอบดวยแคลเซยมจำนวนมาก และโปรตนหลกคอ Serotonin, ATP และ ADP เปนแหลงสะสมพลงงานของเกลดเลอด จากการศกษาพบวา อตราสวนของ ATP:ADP ในแกรนลคดเปน 2:3 ใชเปนพลงงานสำหรบกระบวนการ release reaction ปลดปลอย ADPออกภายนอกเซลลเมอเกลดเลอดถกกระตน และเกดกระบวนการ secondary aggregation ตอไป แตอตราสวนของ ATP:ADP ใน cytoplasm มมากกวาคอประมาณ8:1 และใชสำหรบกระบวนการทางชวเคมทงหมดของเกลดเลอด ผทมความผดปกตในโรค δ–storage pooldisease คอไมม Dense granule หรอมนอย จะสญเสย


224

หนาท การทำงานของเกลดเลอดและเกดพยาธสภาพทางคลนกได

3. Lysosome (λ-granule)24

เปนแกรนลชนดท หล งสารภายในไดชากวาแกรนลสองชนดแรก หรอตองการสารกระตน (plateletactivator หรอ agonist) จำนวนมากกวา โปรตนสำคญในแกรนลแบงเป นสองประเภทคอเอนไซม และโปรตนทเมมเบรนของแกรนล เอนไซมทพบคอเอนไซมในกลม Acid hydrolase (acid phosphatase, β-glucu-ronidase, cathepsins, arylsulfatase, β-hexosamini-dase, β-galactosidase, heparitinase, β-glycerophos-

phatase, elastase และ collagenase) เอนไซมบางชนดเม อถกหล งออกจากเกลดเลอดสามารถทำใหเก ดพยาธสภาพของหลอดเลอดไดเชน collagenase,heparitinase, elastase สำหรบโปรตนท เมมเบรนของแกรนลคอ CD63 ซงหากพบปรากฏบนผวเกลดเลอดเปนเครองหมายแสดงวาเกลดเลอดถกกระตนและเขาสขนตอนของ released reaction แลว

4. Microperoxisome25

มขนาดเลกมาก ภายในประกอบดวยเอนไซมประเภท catalase มสวนเกยวของกบเมตาบอลสมของไขมน เชน การสงเคราะห plasminogen

รปท 2 Secretory process และสารเคมทถกปลอยออกจากแกรนลทง 3 ชนดของเกลดเลอดภายหลงการถกกระตน


225

Membrane systemsผวเมมเบรนของเกลดเลอดทำหนาทเชนเดยวกน

โดยแบงเปน 2 ระบบตามโครงสรางคอ Open canalicu-lar system (OCS) และ Dense tubular system (DTS)ทงสองระบบมกอยรวมกน เปนทนาสงเกตวา ทงสองระบบมโครงสรางและหนาทคลายกบ transverse tubular และsarcotubules ของกลามเนอลาย แสดง ใหเหนวาทง OCSและ DTS ทำหนาทเทยบไดกบ sarcoplasmic reticulumของเซลลกลามเนอ

Open canalicular system (OCS)26 เปนสวนของเมมเบรนทเวาเขาไปภายใน cytoplasm มความสำคญดงน

1. สวนทเวาเขาไปภายในเกดเปนโครงสรางระบบทอซบซอน ชวยเอออำนวยตอการนำสารตางๆเขาและออกจากเกลดเลอด

2. สวนท เว าชวยเพ มพ นท ผ วเมมเมรนในเวลาทเกลดเลอดตองการเชน ขณะเกด filopodia และplatelet spreading (หลงจากเกด platelet adhesion)

3. ผนงของแกรนลภายในเช อมตอกบผนงเกลดเลอดผานทาง OCS ซงนอกจากชวยเปนแหลงเกบ plasma membrane glycoproteins แลว ยงเปนการเพมปรมาณใหในบางสภาวะ เชน เมอกระตนเกลดเลอดดวย thrombin หรอ plasmin จะพบวา membrane gpIb/IX หายไปหรอลดจำนวนลง แตเปนการถกกกเกบอยในOCS แทน หรอการกระตนเกลดเลอดทำใหมการเพมการแสดงออกของ gpIIb/IIIa บนผวเกลดเลอด ซงเชอวาสวนหนงทเพมขนไดจากเมมเบรนของ OCS

Dense tubular system (DTS)27 เปนสวนของER ของ megakaryocyte ภายในบรรจเอนไซม peroxi-dase และเปนแหลงเกบสะสมแคลเซยม โดยมการนำเขาจาก cytoplasm เพอรกษาระดบแคลเซยมในcytoplasm ใหอยในระดบตำเสมอ เมอเกลดเลอดถกกระตนจะปลอยแคลเซยมออกจาก DTS เพอใหเกดกระบวนการหดตวและเปลยนแปลงรปรางตอไป DTSยงเปนแหลงสะสมเอนไซมสำคญสำหรบ lipid metabo-lism จงมการสงเคราะห prostaglandins (PG) โดยอาศยarachidonic acid ทผวเมมเบรนของ DTS เปนสารเรมตนเอนไซมดงกลาวไดแก phospholipase A2, diglyceride

lipase, cyclooxygenase และ thromboxane synthase

Structural profile of platelet membraneบนผวเกลดเลอดประกอบดวยโมเลกลตางๆ

มากมาย ทมความแตกตางทางชวเคม ไดแก โปรตนไกลโคโปรตน ไกลโคลปด ซลเฟตโปรตน ฯลฯ โมเลกลทพบมากทสดคอไกลโคโปรตน และมบทบาทตอหนาทของเกลดเลอดมากทสดเชนเดยวกน โมเลกลเหลานแสดงความเปนแอนตเจนได และยงพบดวยวาโมเลกลบางชนดปรากฏเฉพาะบนผวเกลดเลอดเทานน (platelet specificantigen) บางชนดสามารถพบไดบนผวเซลลอนๆ ดวย(platelet common antigen)

Platelet glycolipidsGlycolipids บนผวเกลดเลอดมประมาณเลกนอย

ประกอบดวยสวนคารโบฮยเดรตและไขมน ประจรวมอาจเปนลบหรอเปนกลางกได บางชนดอาจม sialic acidหรอหมซลเฟตอยภายในโมเลกล สวนมากพบอยภายนอกของเมมเบรน แตบางชนดอาจอย ท เมมเบรนของintracellular organelles

Glycolipids มสวนเก ยวของกบ receptor-mediated activities หลายกระบวนการ ไดแก adhesion,immune response และ cell proliferation/differentiation

Biochemistry of glycolipids28

Glycolipids โดยท วไปประกอบดวยโมเลกลหลก 3 สวนคอ fatty acid, sphingosine และ monosac-charide รปท 3 แสดง Glucosyl ceramide หรอเรยกอกชอหนงวา galactosyl cerebroside ซงเปนglycolipids ชนดหนง

1. Sphingosine เปน aminoalcohol ซงถกเตมหม acyl ท amine group สงเคราะหขนจาก serine และpalmitate

2. Fatty acid เปนกรดไขมน โดยปกตมกพบชนดมสายคารบอนขนาดยาว ประกอบดวยคารบอนตงแต16-24 อะตอม โครงสรางเปนไดทง saturated และunsaturated form แตไมคอยพบทเปน polyunsaturatedform สำหรบชนดของ fatty acid ทพบเปนองคประกอบ


226

หลกของ ceramide ในเกลดเลอดคอ arachinodic acid,behenic acid และ lignoceric acid ตามลำดบ

3. Monosaccharide มจำนวนจำกดในหนงหนวยของ glycolipids อาจมจำนวนหนงหรอมากกวาเลกนอย ทพบทวไปเปนนำตาลชนด galactose, glucose,N-acetyl-D-galactosamine, N-acetyl-D-glucosamine,fucose และ N-acetylneuraminic acid

โครงสรางรวมระหวาง sphingosine และ fattyacid เรยกวา ceramide กรดไขมนทปรากฏอยมหลายชนด จงทำให sphingosine มความแตกตางกนไปดวยทงจำนวนคารบอนอะตอม จำนวนพนธะค และความแตกตางของ akyl chain ตวอยางทพบมากในเซลลและเนอเยอทวไป ไดแก 4-sphingenine (sphingosine),

sphinganine (dihydrosphingosine), และ 4-hydro-xysphinganine (phytosphingosine) โครงสรางดงกลาวประกอบดวยคารบอน 18 อะตอม แต sphingosineเปนชนดทพบมากใน mammalian cells

ไกลโคลปดแบงเปนสองชนดคอ acidic lipids และneutral lipids ขนอย กบชนดและจำนวนหมนำตาลท เปนองคประกอบ แตสวนใหญเปนชนด neutralไกลโคลปดบนผวเกลดเลอดทสามารถพบบนเมดเลอดแดงและแสดงคณสมบตเปนแอนตเจนหมเลอดไดแกหมเลอดระบบ ABO, Lewis และ H ไกลโคลปดทเปนกรดมสองชนดคอ gangliosides ซงมหมนำตาลเปน sialic acidและ sulfatides ซงมหม sulfate ประกอบอยในโมเลกลตามลำดบ

รปท 3 โครงสรางทางชวเคมของ glycolipids

จากการศกษาในเกลดเลอดพบวาม glycolipids3 ชนดไดแก neutral glycolipids, ganglioside และceramides โดยม neutral glycolipids ในปรมาณมากทสด หรอคดเปนประมาณ 3.2% ของ platelet totallipids28-29 แบงเปนชนดตางๆ โครงสรางทพบมากทสดคอ

lactosylceramide (64% ของ neutral lipids ทงหมด)รองลงมาคอ trihexosylceramide และ globosideตามลำดบ สวน ganglioside ชนดทพบมากทสดคอhematoside หรอ GM3 ดงแสดงในตารางท 1


227

ตารางท 1 ชนดและปรมาณของ glycolipids และ gangliosides ชนดตางๆ บนเกลดเลอด

ชนด สวนประกอบในโครงสราง ปรมาณ (nmol/109 platelet)Ceramides Cer 3.48Glucosylceramide Cer-Glu 0.02Lactosylceramide Cer-Glu-Gal 1.39Trihexosylceramide Cer-Glu-Gal-Gal 0.56Globoside Cer-Glu-Gal-Gal-NAcGal 0.42Hematoside (GM3) Cer-Glu-Gal-NANA 0.63

Cer: ceramide, Glu: glucoase, Gal: Galactose, NAcGal: N-acetyl-galactosamine, NANA: Sialic acid

สำหรบ gangliosides มประมาณ 0.5% ของtotal platelet lipids ทพบมากคอ Ganglioside I (หรอGM3 หรอ hematoside) นำตาลทเปนองคประกอบคอglucose, galactose และ sialic acid) ดงแสดงในรปท4 และมปรมาณมากทสดคอประมาณ 92% ของ total

platelet ganglioside และ Ganglioside II ซงพบปรมาณประมาณ 5% ของ total platelet ganglioside (นำตาลทเปนองคประกอบเรยกชอวา Lacto-N-neotetraoseประกอบดวยนำตาล glucose, galactose, sialic acid และhexosamines)

รปท 4 Gangliosides ชนดตางๆ


228

Localization of glycolipids in platelet: Receptor-mediated activities

Glycolipids อยท เมมเบรนของเกลดเลอดทงสวนนอกและ organelle ภายในเกลดเลอด โดยยนสวนทชอบนำคอ hexose ออกสภายนอกเซลล หรอออกสสวนcytoplasm ลกษณะเชนนจงเชอวาโมเลกลดงกลาวนาจะมบทบาทในลกษณะของ receptor-mediated activitiesจากการศกษาพบวาในภาวะปกตมการแสดงออกของhematoside บนผวเมมเบรนมากทสด รองลงมาคอgloboside และ trihexosylceramides แตไมพบlactosylceramide เลย28 เม อกระตนเกลดเลอดดวยthrombin พบความแตกตางในการแสดงออก ดงแสดงในรปท 5 กลาวคอ hematoside เพ มจำนวนการแสดงออกมากขนอยางมนยสำคญ ตรงขามกบ globosideและ trihexosylceramide ลดจำนวนลง ผวจยอธบายวาการกระตนเกลดเลอดดวย thrombin นาจะทำใหเกดการเปลยนแปลงทผวเมมเบรน โดยมการจดเรยงตวใหมรวมถงการนำเมมเบรนของ cytoplasmic organellesออกส ผวเกลดเลอดดวย ทำใหโมเลกลบางสวนลดจำนวนลงและบางสวนเพ มปรมาณข น และโมเลกลท เพ มมากข นนาจะมบทบาทตอการตอบสนองของเกลดเล อดตอสารกระต นเล อดดวยเช นก น เช นhematoside ซงพบวาสามารถจบไดกบ serotonin เปนตนแมวา gangliosides จะสามารถจบโมเลกลหลายชนดและพบไดในหลายเซลล และการจบยงมความจำเพาะตำ

ไมนาจะใชอธบายความสำคญของ ganglioside บนผวเกลดเลอด แตจากการศกษานาจะยนยนความสำคญไดเพราะ ganglioside สามารถจบ และทำหนาท เปนcofactor, modulator หรอ auxilliary receptor ใหกบโปรตนสำคญหลายชนดไดแก thyrotropin, interferon,chorionic ganadotropin เพอใหการจบกน ระหวางreceptor-ligand ทำไดดยงขน เพราะ gangliosidesชวยควบคมกำกบการทำงานของเอนไซมหลายชนดทเกยวของกบ cell-cell ineteraction เชน tyrosinekinase ชวยยบยงการทำงานของ protein kinase C

SulfatidesSulfatides เปนโมเลกลทมประจลบเนองจาก

โครงสรางประกอบดวยหมซลเฟต พบไดนอยในเซลลและเนอเยอตางๆ มสวนเกยวของกบ cell maturation30

และ ATPase activity31 นอกจากนยงพบวาเกยวของกบกระบวนการแขงตวของเลอดอกดวย sulfatides สามารถจบกบ adhesion protein เชน thrombospondin และ vWFเกลดเลอดเปนแหลงใหญสำหรบ sulfatides การศกษาพบวา platelet sulfatides ทำหนาทเปนตวรบจำเพาะสำหรบ thrombospondin และ vWF32 นอกจากนยงพบการแสดงออกของ sulfatides บนผนงหลอดเลอดดวยซงเปนการยนยนบทบาทของโมเลกลดงกลาว ในสวนทเกยวของกบกระบวนการ hemostasis ซงเปนกระบวนการททงเกลดเลอดและผนงหลอดเลอดทำงานรวมกน

รปท 5 The exposure of gangliosides and neutral glycolipids on platelet surface (รปภาพดดแปลงจากplatelet Immunobiology: Molecular and clinical aspects, Kunicki TJ, 1989)


229

Proteoglycan คอ glycoprotein ทประกอบดวยสวนของโปรตนแกนกลาง (core protein) และสวนของglycosaminoglycans ซงมลกษณะเปน sulfated polysac-charide (รปท 6) ประกอบขนดวย repeating disaccha-ride ของ uronic acid และ galactosamine (รปท 7)จำนวน 40-100 repeating ความแตกตางของชนดdisaccharide ทำให glycosaminoglycans มชอเรยกแตกตางกนเชน chondroitin sulfate, dermatan sulfate,keratan sulfate, heparin หรอ heparan sulfate

Proteoglycan แตละชนดมนำหนกโมเลกลและชนดของ glycosaminoglycans ท แตกตางกนพบไดบนผวเซลลตางๆ ทวรางกาย มทงทเปน mem-brane molecules และ secretory molecules ใน matrixมสวนเกยวของกบ cell activities หลายอยางไดแก celladhesion, migration, growth and differentiationเปนตวรบจำเพาะรวมใหแกโปรตนสำคญหลายชนดเชนcytokine, ApoE และ growth factor เปนตน

รปท 6 โครงสรางทางชวเคมของ proteoglycans

รปท 7 ชนดของ disaccharides ใน glycosaminoglycans


230

สำหรบ Proteoglycans ของเกลดเลอด สวนใหญเปน chondroitin-4-sulfate (CS)33 และพบ mucopolysac-charide บางแตในปรมาณนอย การกระตนเกลดเลอดดวยthrombin ทำใหมการหล ง chondroitin-4-sulfateออกจากเกลดเลอด จากการศกษาพบวามนำหนกโมเลกลประมาณ 56 kD และเชอวาทำหนาทเปนโมเลกลนำพาPF4 โดยในการนำพาจะอย ในรปของสารประกอบเชงซอนทประกอบดวย PF4 จำนวน 8 หนวยและ CSจำนวน 2 หนวย แหลงสะสม CS ในเกลดเลอดอยกระจายกนในสดสวนดงน ประมาณ 55% เปน granularfraction ประมาณ 43% เปนสวน soluble fraction และอก2% เปน membrane fraction

การศกษาของหลายกลมวจยเพอระบแหลงสะสมของ proteoglycans วาอยทสวนใดบางของเกลดเลอดโดยการใชสยอมจำเพาะกบ anionic compound และmucopolysaccharide เชน ruthenium red, dialyzed iron,antimonite และ pyroantimonate ไดขอสรปตรงกนวาproteoglycans มแหลงสะสมมาก ทสดอยใน α-granulesนอกนนกระจายอยในเมมเบรน ทงทอยใน demarcationmembrane system (DMS) และ plasma membraneของทงเกลดเลอดและ megakaryocytes

เอกสารอางอง1. Kieffer N, Guichard J, Farcel JP, et al.

Biosynthesis of major proteins in humanplatelets. Eur J Biochem 1987; 164: 189

2. George JN, Dale GL. Platelet kinetics. In: BeutlerE, Lichtman MA, Collar BS, Kipps TJ, Eds.Williams Hematology. 5th Edition. New York,McGraw-Hill Publishing Company, 1995; 1202

3. Shulman NR, Watkins SP Jr, Itscoitz SB, et al.Evidence that the spleen retains the youngestand hemostatically most effective platelets. TransAssoc Am Physicians 1968; 81: 302

4. Heyns A Du P. Thrombopoiesis and plateletkinetics. In: Bloom AL, Forbes CD, Thomas DP,Tuddenham EGD, Eds. Hemostasis andthrombosis. 3rd Edition. Edinburgh, Churchill

Livingstone, 1994: 315. Thompson CB, Love DG, Guinn PG, et al.

Platelet size does not correlate with platelet age.Blood 1983; 62: 487

6. White JG. Anatomy and structural organizationof the platelet. In: Colman RW, Hirsh J, MarderVJ, Salzman EW, Eds. Hemostasis andthrombosis: Basic principles and clinicalpractice. 3rd Edition. Philadelphia, Lippincott,1994: 397

7. Schafer AI. The platelet life cycle: Normalfunction and qualitative disorders. In: Handin RI,Lux SE, Stossel TP, Eds. Blood principles andpractice of hematology. Philadelphia, Lippincott,1995: 1095

8. Fox JE, Boyles JK, Berndt MC, et al. Identifica-tion of a membrane skeleton in platelets. J CellBiol 1988; 106: 1525

9. Castle AG, Crawford N. Platelet microtubulesubunit proteins. Thromb Haemost 1979;42: 1630

10. Bithell TC. Platelets and megakaryocytes. In:Lee GR, Bithell TC, Foerster J, Athens JW,Lukens JN, Eds. Wintrobe’s clinical hematology.9th Edition. Philadelphia, Lea&Febiger, 1993: 511

11. Rosenberg S, Stracher A, Lucas RC. Isolationand characterization of actin and actin bindingprotein from human platelets. J Cell Biol 1981;91: 201

12. Hathaway DR, Adelstein RS. Human plateletmyosin light chain kinase requires the calcium-binding protein calmodulin for activity. Proc NatlAcad Sci USA 1979; 76: 1653

13. Landon F, Olomucki A. Isolation andphysio-chemical properties of blood plateletα–actin. Biochem Biophys Acta 1983; 742: 129

14. Lind SE, Yin HL, Stossel TP. Human plateletscontain gelsolin, a regulator of actin filament


231

length. J Clin Invest 1982; 69: 138415. Markey F, Persson T, Lindberg U. Characteriza-

tion of platelet extracts before and after stimula-tion with respect to the possible role of profilactinas microfilament precursor. Cell 1982; 143: 205

16. Collier NC, Wang K. Human platelet p235:a high Mr protein which restricts the length ofactin filaments. FEBS Lett 1982; 143: 205

17. Rosenfeld GC, Hou DC, Dingus J, et al.Isolation and partial characterization of humanplatelet vinculin. J Cell Biol 1985; 100: 669

18. Bennett V. Immunoreactive forms of humanerythrocyte ankyrin are present in diverse cellsand tissue. Nature (London) 1979; 281: 597

19. Spiegel JE, Beardsley DS, Southwick FS, et al.An analogue of the erythroid membraneskeletal protein 4.1 in nonerythroid cells. J CellBiol 1984; 99: 886

20. Cote GP, Smillie LB. preparation and someproperties of equine platelet tropomyosin. J BiolChem 1981; 256: 11004

21. Stenberg PE, Bainton DF. Storage organellesin platelets and megakaryocytes. In: Phillips DR,Shuman MA, Eds. Biochemistry of platelets.Orlando, Academic Press, 1986: 257

22. Raccuglia G. Gray platelet syndrome: a varietyof quantitative platelet disorder. Am J Med 1971;51: 818

23. Niewiarowski S, Holt JC, Cook JJ. Biochemistryand physiology of secreted platelet proteins. In:Colman RW, Hirsh J, Marder VJ, Salzman EW,Eds. Hemostasis and thrombosis: Basicprinciples and clinical practice, 3rd Edition.Philadelphia, Lippincott, 1994: 546

24. Holmsen H. Platelet secretion and energymetabolism. In: Colman RW, Hirch J, MarderVJ, Saizman EW, Eds. Hemostasis and

thrombosis: Basic principles and clinicalpractice, 3rd Edition. Philadelphia: Lippincott,1994: 524

25. Breton-Gorius J, Guichard J. Ultrastructurallocalization of peroxidase activity in humanplatelets and megakaryocytes. Am J Pathol1972; 66: 277

26. Behnke O. The morphology of blood plateletmembrane systems. Series Haematol 1970;3: 3

27. White JG. Interaction of membrane systems inblood platelets. Am J Pathol 1972; 66: 295

28. Wang CT, Schick PK. The effect of thrombin onthe organization of human platelet glycosphin-golipids: The sphingosine composition ofplatelet glycolipids and ceramides. J Biol Chem1981; 256: 752

29. Tao RV, Sweeley CC, Jamieson GA. Sphingolipid composition of human platelets. J LipidsRes 1973; 14: 16

30. Singh H, Pfeiffer SE. Myelin-associatedgalactolipids in primary cultures fromdissociated fetal rat brain: Biosynthesis,accumulation, and cell surface expression.J Neurochem 1985; 45(5): 1371

31. Zambrano F, Rojas M. Sulfatide content in amembrane fraction isolated from rabbit gasicmucosal: Its possible role in the enzyme involvedin H+ pumping. Arch Biochem Biophys 1987;253: 87

32. Roberts DD, Williams SB, Gralnick HR, GinsbergV. von Willebrand factor bindsspecifically tosulfated glycolipids. J Biol Chem 1986; 261: 3306

33. Olsson I, Gardell S. Isolation and characteriza-tion of glycosaminoglycans from humanleukocytes and platelets. Biochim Biophys Acta1967; 141: 348


232

สัณฐานว ิทยาและโครงสร ้างของผน...

Documents