Основное место синтеза а1-антитрипсина плазмы — печень. Наиболее четко это видно после ортотопической пересадки печени, когда патологический а1-антитрипсин плазмы меняется на а1-антитрипсин донора. В клетках печеночно-клеточной карциномы человека образуется предшественник а1-антитрипсина массой 52 кДа. Он подвергается гликозилированию по трем остаткам аспарагина, а затем происходит сульфатирование тирозина. А1-антитрипсин секретируется как нативный одноцепочечный гликопротеин массой 55 кДа с периодом полусекреции 35-40 мин.

Тканевую экспрессию а1-антитрипсина в клетках печеночно-клеточной карциномы человека контролируют структурные элементы 750-нуклеотидного участка, который находится выше стартового участка транскрипции экзона 1с. В пределах этих участков есть структурные элементы, которые распознаны как ядерные факторы транскрипции; к ним относят ядерный фактор гепатоцитов-la, ядерный фактор гепатоцитов, ядерные факторы гепатоцитов-3 и 4, белок С/ЕВР. Предполагают, что ядерные факторы гепатоцитов HNF-la и HNF-4 особенно важны для экспрессии а1-антитрипсина в клетках печени и эпителиальных клетках кишечника. Эти два фактора транскрипции связываются с двумя отдельными участками проксимального экзона. Замена пяти нуклеотидов в позициях 72-77 препятствует образованию связей с HNF-la и резко сокращает экспрессию человеческого гена аантитрипсина в печени трансгенных мышей. Замена четырёх нуклеотидов в позициях 115-118 нарушает образование связей с HNF-4, но не меняет экспрессию человеческого гена аантитрипсина в печени взрослых трансгенных мышей. Последняя мутация уменьшает экспрессию а1-антитрипсина в печени в период эмбрионального развития.

При воспалении или повреждении тканей концентрация а1-антитрипсина в плазме увеличивается в 3-5 раз. Печень всегда считали местом образования дополнительного a1-антитрипсина, поэтому а1-антитрипсин известен как положительный острофазный белок печени. Синтез аантитрипсина в клетках печеночно-клеточной карциномы активируется ИЛ-6, но не ИЛ-1 или ФНО. Концентрация а1-антитрипсина плазмы возрастает при приеме пероральных противозачаточных препаратов и во время беременности. А1-нтитрипсин синтезируется и секретируется в первичной культуре моноцитов крови человека, а также в бронхоальвеолярных макрофагах и макрофагах грудного молока. Экспрессия а1-антитрипсина в моноцитах и макрофагах происходит под влиянием веществ, образующихся при воспалении, в частности под влиянием бактериального липополисахарида и ИЛ-6.

Несколько исследований было направлено на изучение положительной обратной связи: вероятно, это основной механизм регуляции синтеза а1-антитрипсина в клетках и тканях. В этой регуляторной петле комплекс эластазы и а1-ангитрипсина стимулирует синтез а1-антитрипсина через специфические рецепторы на поверхности клетки. Влияние на синтез а1-антитрипсина можно выяснить с помощью синтетических пептидов, соответствующих концевому карбоксильному фрагменту молекулы аантитрипсина; они появляются только после структурной перестройки белка, которая сопровождает образование комплекса или протеолитическую модификацию. Эти синтетические пептиды специфически и обратимо связываются с единственным классом рецепторов на поверхности моноцитов или клеток печеночно-клеточной карциномы человека HepG2. Сейчас этот класс рецепторов называют рецепторами комплекса серпин-фермент, поскольку эти рецепторы, помимо комплекса осантитрипсин-эластаза, распознают другие комплексы серпин-фермент, например антитромбин, Ш-тромбин, о-антитрипсин-катепсин G и в меньшей степени комплексы С1-ингибитор-С1 и тканевой активатор плазминогена-ингибитор активатора плазминогена I. Вещество Р, некоторые другие тахикинины, бомбезин и р-амилоид связываются с рецепторами комплекса серпин-фермент через участок, напоминающий пентапептидную последовательность. Результаты последних исследований показывают, что рецепторы комплекса серпин-фермент могут способствовать эндоцитозу растворимого р-амилоида, но не распознают связанную форму этого пептида, которая обладает токсическими эффектами на нейроны и другие виды клеток. Таким образом, рецептор может препятствовать отложению амилоида при болезни Альцхаймера.

У трансгенных мышей иРНК а1-антитрипсина выделена из нескольких тканей , но в некоторых случаях невозможно определить, это иРНК макрофагов или других клеток. В исследованиях на различных клетках кишечного эпителия при оценке рибонуклеарной защиты РНК кишечника человека и путем анализа гибридизации in situ криостатических препаратов слизистой кишечника человека показано, что а1-антитрипсин синтезируется в энтероцитах и клетках Панета. In vivo экспрессия а1-антитрипсина в энтероцитах значительно возрастает в процессе созревания клеток крипт до ворсинчатых клеток в ответ на воздействие ИЛ-6 и при воспалении. Синтез а1-антитрипсина в клетках легочного эпителия меньше реагирует на ИЛ-6, чем на похожий цитокин — онкостатин М. Более того, есть данные, что основное значение в экспрессии гена а1-аититрипсина в клетках легочного эпителия имеет ядерный фактор гепатоцитов HNF-lfi, а не HNF-la, HNF-4 или HNF-3.

Период полужизни а1-антитрипсина в плазме составляет примерно 5 сут. В день вырабатывается 34 мг а1-антитрипсина на 1 кг массы тела, 33% внутрисосудистого пула а1-антитрипсина ежедневно разрушается. У пациента с аллелями PIMM клиренс меченного радиоактивным изотопом а1-антитрипсина PIZ немного выше, чем клиренс а1-антитрипсина PIM, но это различие не объясняет снижение концентрации а1-антитрипсина плазмы у пациентов с его дефицитом. Вероятно, основную роль в выведении и разрушении комплекса а1-антитрипсина с нейтрофильной эластазой играет семейство белков, связанных с рецепторами липопротеидов низкой плотности. Рецептор комплекса серпин-фермент может участвовать в выведении и разрушении как комплекса, так и измененных форм а1-антитрипсина, но это еще не подтверждено in vivo. Механизм выведения нормального a1-антитрипсина пока неизвестен.

А1-антитрипсин переходит в большинство тканей, и его можно обнаружить в большинстве жидкостей организма. Его концентрация в промывных водах дыхательных путей примерно эквивалентна содержанию в сыворотке, а1-антитрипсин находят и в каловых массах, его содержание в каловых массах увеличивается при воспалительных заболеваниях кишечника. В каждом случае предполагают, что а1-антитрипсин поступает из сыворотки. Однако определенный вклад в содержание a1-антитрипсина в этих тканях и жидкостях тела могут вносить макрофаги и эпителиальные клетки.