ФИЗИОЛОГИЯ ГЕМОСТАЗА

С.М.СТРУКОВА

Биологический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, 119992 Москва, факс: (495)939-2895 ; электронная почта: strukova@mail.ru

Глава 1.Первичный гемостаз

1.1. Гемостаз – физиологическая реакция организма.

Гемостаз - физиологический процесс, включает ряд реакций, которые обеспечивают быструю остановку кровотечения при повреждении сосудистой стенки, восстановление целостности кровеносных сосудов и утилизацию сгустков крови, а также сохранение крови в жидком состоянии в сосудистом русле. Cвертывание крови – составная часть гемостаза, служит одной из основных защитных реакций организма при угрозе кровопотери.

В реакциях гемостаза участвует три основные системы:

• сосудистая,

• свертывающая,

• противосвертывающая система.

Реактивность сосудистой системы определяется состоянием клеток и компонентов стенки сосуда. За функции свертывающей системы отвечают клетки крови, прежде всего тромбоциты (кровяные пластинки), плазменные факторы свертывания и их ингибиторы. Противосвертывающая система объединяет активаторы и ингибиторы фибринолиза (механизма лизиса сгустка фибрина) и компоненты системы протеина С, которая тормозит процесс свертывания крови.

Все системы гемостаза тесно связаны друг с другом. Жидкое состояние циркулирующей крови и ее свертывание обеспечивается функциональным взаимодействием всех трех систем. Врожденные или приобретенные нарушения структуры и функций компонентов систем, входящих в гемостаз, нарушения регуляции гемостаза приводят к его патологии. Патология гемостаза проявляется в тромбозах, прижизненном свертывании крови в сосудах, в геморрагиях, кровоточивости. При ряде патологий, например синдроме диссеминированного внутрисосудистого свертывания, наблюдают сочетание обеих видов нарушений гемостаза - микротромбоз и геморрагии.

Краткая история учения о гемостазе.

Классическая ферментативная теория свертывания крови создана работами русского ученого А.А.Шмидта (1863-1892), профессора Дертпского (ныне Тартуского) университета ( Рис 1). В конце 19 века на основе своих исследований Александр Шмидт впервые предложил рассматривать свертывание, как сложную трехфазную реакцию (Рис 2).Первая фаза - инициации, заключается в образовании активной тромбокиназы из неактивных, так называемых зимопластических субстанций клеток и тканей. Вторая фаза – образование тромбина, названного А Шмидтом фибринопластической субстанцией, из предшественника под действием тромбокиназы. Третья фаза – превращение фибриногена в фибрин под действием тромбина.

Рис 2

Классическая ферментативная теория свертывания крови А.А. Шмидта

1.Зимопластические Са2+

субстанции Активная форма

клеток и тканей (тромбокиназа)

2 . Протромбин Фибринопластическая

субстанция

(тромбин)

3 . Фибриноген Фибрин

В 1905г ПаульМоравитц обобщил результаты работ А.А.Шмидта в монографии, которая была переиздана в 1958г. Благодаря этой работе на П. Моравитца часто ссылаются, как на создателя ферментативной теории свертывания крови, хотя пионером в этой области, несомненно, является А.А.Шмидт.

Исследователи Р.Макфарлан из Англии и Е.Дэви с О. Ратнофф из США независимо предложили модели организации процесса свертывания, как каскада или водопада последовательных протеолитических реакций. Модель ферментативного каскада свертывания была опубликована Р.Макфарланом в 1964 г. в журнале Nature.В том же году в журнале Science появилась статья Е.Дэви и О. Ратноффа о внутреннем механизме свертывания крови, как водопаде последовательных реакций. Предложено было обозначать факторы свертывания римскими цифрами (Рис 3) . Обе модели были основаны на представлении о механизме свертывания крови, как серии идущих с ускорением реакций протеолиза, в которых факторы свертывания работают парами: фермент и субстрат (профермент). Далее профермент превращается в фермент и активирует следующий субстрат, приводя, в конечном счете, к образованию фибрина – структурной основы тромба (Рис 3). Факторы свертывания - неактивные проферменты, превращаются в активные ферменты в следующем порядке: фактор XII (Фактор Хагемана), XI(предшественник плазменного тромбопластина(ППТ)), IX (Фактор Кристмаса), VIII( Антигемофильный фактор) , X( Фактор Стюарта), V (Проакцелерин), протромбин. Протеолитически активные формы факторов обозначают добавлением буквы “а” к номеру фактора, например фактор Va.

Инициатором (триггером) процесса свертывания авторы модели каскада свертывания крови считали активацию фактора XII. В обеих схемах было отражено абсолютное требование наличия фосфолипидов на двух стадиях процесса свертывания крови.

Рис 3

Модель внутренного механизма свертывания крови, как водопада (каскада) последовательных реакций (1964г)

Фактор Хагемана (XII) Акт. Ф Хагемана

ППТ ( XI) Акт. ППТ

Са²⁺

Фактор Акт Фактор

Кристмаса (IX) Кристмаса

Са²⁺

ф-липиды

Антигемофильный Акт. Антигемофильный

Фактор(VIII) Фактор

Са²⁺

Фактор Стюарта (X) Акт.Фактор Стюарта

ф-липиды

Проакцелерин Акт. Проакцелерин

(V)

Протромбин (II) Тромбин

Фибриноген (I) Фибрин

Основные компоненты, этапы и фазы гемостаза.

В процессе гемостаза выделяют два основных многоступенчатых этапа: первичный и вторичный. Первичный гемостаз, называемый тромбоцитарно-сосудистым, - многостадийный процесс, начинается в первые секунды после повреждения сосуда с рефлекторного сужения сосуда и активации тромбоцитов.

Активация тромбоцитов начинается с фазы инициирования. На этой фазе происходит прикрепление, так называемая адгезия, тромбоцитов, циркулирующих в кровеносном русле, к поврежденному и активированному эндотелию, выстилающему внутреннюю поверхность сосуда, и к субэндотелию, который обнажается при повреждении эндотелия. За осуществление этой стадии отвечают конститутивные рецепторы на поверхности мембраны тромбоцитов, с которыми взаимодействуют специфические лиганды - адгезивные молекулы, экспонируемые активированным эндотелием и субэндотелием. На следующих стадиях первичного гемостаза тромбоциты распластываются на активированной поверхности сосуда и экспонируют индуцированные рецепторы. Далее в фазе распространения тромбоциты агрегируют, иначе говоря склеиваются, друг с другом. Активированные тромбоциты экспонируют на поверхность множество рецепторов и освобождают большое число факторов, обеспечивающих развитие процессов свертывания крови и сопряженных адаптивных процессов – воспаления и репарации сосудов и тканей. Фибриноген склеивает активированные тромбоциты в агрегаты.

В результате адгезии и агрегациии тромбоцитов на поврежденном участке сосудистой стенки образуется рыхлый агрегат, так называемая “первичная тромбоцитарная гемостатическая пробка или тромб”. Этот тромбоцитарный тромб, в который, наряду с тромбоцитами включаются и другие клетки крови, преимущественно, лейкоциты, обеспечивает остановку кровотечения только из мелких капилляров.

При агрегации тромбоцитов освобождаются также вазоактивные амины (серотонин, адреналин) и метаболиты простагландинов, в том числе, вазоактивный - тромбоксан А₂, которые стимулируют сужение сосуда. Затем происходит стабилизация первичной тромбоцитарной пробки.

Формирование гемостатической пробки невозможно представить без участия адгезивных белков: фон Виллебранда фактора, коллагена, фибриногена, фибронектина, тромбоспондина и других, которые вовлекаются в фазу инициирования или в фазу распространения первичного гемостаза.

Вторичный гемостаз, собственно свертывание крови, начинается на поверхности активированных тромбоцитов, моноцитов, поврежденного сосуда и завершается образованием вторичной гемостатической пробки - сгустка фибрина, основы тромба. Процесс свертывания крови – сложный механизм, включающий систему положительных и отрицательных обратных связей. Вторичный гемостаз, как и первичный, имеет, по крайней мере, две фазы, каждая из которых состоит из ряда стадий. Фаза 1 - инициирования свертывания крови, и фаза 2 - распространения свертывания крови, приводят, в конечном счете, к образованию протеолитического фермента – тромбина в количестве, достаточном для свертывания фибриногена крови в фибрин. Далее происходит включение клеток крови в сгусток фибрина и лизис фибрина - фибринолиз. В фазе инициирования свертывания крови из проферментов образуются небольшие концентрации ферментов – сериновых протеиназ, которые, взаимодействуя со своими специфическими рецепторами на клетках крови и стенки сосуда, активируют их и запускают как процессы свертывания, так и процессы, сопряженные с механизмами свертывания.

Так, например, появившийся в фазе инициации тромбин сначала активирует тромбоциты, которые создают активную поверхность для свертывания крови, а затем тромбин активирует факторы свертывания VIII и V, необходимые для осуществления следующей фазы свертывания – распространения.

Тромбин, появившийся в фазе распространения свертывания, превращает фибриноген крови в фибрин. Фибрин обволакивает сетью, стабилизирует агрегаты клеток крови и образует основу вторичной гемостатической пробки или тромба, если свертывание происходит внутри сосуда. На фибриновом сгустке адсорбируется тромбин и активируется фибринолитическая система, обеспечивающая растворение сгустка фибрина по мере заживления раны.

Механизм свертывания регулируется системой отрицательных обратных связей, обеспечивающих локализацию тромба в участке повреждения и нейтрализацию активных факторов свертывания крови.

Остановка кровотечения после повреждения небольших кровеносных сосудов в организме с нормально функционирующей системой гемостаза происходит в следующих временных рамках:

• рефлекторное сужение сосуда - в течение нескольких секунд,

• формирование тромбоцитарной пробки - в течение 3-5 минут,

• формирование сгустка фибрина - в течение 10-30 минут,

• процесс заживления сосудистого повреждения (раны) с участием системы фибринолиза происходит в течение нескольких дней или недель.

Свертывание крови в участке повреждения сопряжено с другим физиологическим ответом – воспалением. Процесс воспаления - первая стадия механизма репарации поврежденной ткани и заживления сосуда и раны. В начальной фазе воспалительного ответа активируются процессы свертывания крови, которые, при истощении или недостаточности регуляторных механизмов, стимулируют реакции воспаления, переводя их в хроническую форму. Порочный круг воспаление – свертывание - воспаление и так далее, может приводить, в конечном счете, к полиорганной недостаточности и гибели организма, например, при сепсисе.

Рассмотрим системы, участвующие в осуществлении первичного гемостаза.