- •Биологический факультет и факультет фундаментальной медицины мгу имени м.В. Ломоносова с.М.Струкова основы физиологии гемостаза
- •Глава 1 Структурно-функциональные особенности первичного гемостаза
- •Гемостаз – физиологическая реакция организма
- •Краткая история учения о гемостазе
- •Механизмы первичного тромбоцитарно-сосудистого гемостаза
- •Структура и функции тромбоцитов в первичном гемостазе.
- •Морфология тромбоцитов
- •Глава 2. Вторичный гемостаз
- •Факторы свертывания крови.
- •Cтруктурные особенности факторов свертывания крови.
- •Механизмы свертывания крови
- •Глава 3. Механизмы регуляции гемостаза.
- •Компоненты системы протеина с и механизм образования активного протеина с (арс)
- •Глава 4. Свертывание крови и воспаление
- •Список сокращений
- •Глава 1. Структурно-функциональные особенности первичного гемостаза
- •1.1. Гемостаз – физиологическая реакция организма.
- •1.2. Краткая история учения о гемостазе.
- •А.А.Шмидт (1863-1892) – создатель ферментативной теории свертывания крови.
- •Классическая ферментативная теория свертывания крови а.А. Шмидта
- •1.3. Механизмы первичного тромбоцитарно-сосудистого гемостаза
- •1.3.1. Основные этапы и фазы гемостаза.
- •Синтез эндотелием протромботических и антитромботических факторов
- •1.3.3.Фазы первичного тромбоцитарно-сосудистого гемостаза
- •1.3.4. Адгезия тромбоцитов к субэндотелию
- •1.3.4.1. Фактор фон Виллебранда: структура и свойства
- •Структура фактора фон Виллебранда: субъединицы и домены
- •Модель лиганд-рецепторного взаимодействия при повреждении эндотелия сосуда и экспонировании фактора фон Виллебранда
- •1.3.4.2. Гп Ib – рецептор фон Виллебранда фактора и тромбина
- •Структура комплекса гп Ib/IX/V и схема активации рецептора гп Ib фактором фон Виллебранда.
- •1.3.4.3. Активация тромбоцитов фактором фон Виллебранда
- •1.3.4.4. Интегрины – рецепторы адгезивных белков
- •1.4. Структура и функции тромбоцитов в первичном гемостазе.
- •1.4.1. Морфология тромбоцитов
- •Морфологические особенности тромбоцитов
- •1.4.2. Обратимая и необратимая агрегация тромбоцитов
- •1.4.2.1. Индукторы агрегации тромбоцитов
- •1.4.2. 2. Механизмы агрегации тромбоцитов
- •1.4.2.3. Активация тромбоцитов коллагеном
- •1.4.2.4. Активация тромбоцитов тромбином
- •1.4.2.5.Синтез и функции простагландинов в первичном гемостазе
- •1.4.2.5.Активация тромбоцитов адф
- •1.4.4.Ингибирование агрегации тромбоцитов
- •Глава 2. Вторичный гемостаз
- •2.1. Факторы свертывания крови.
- •Факторы свертывания крови и ингибиторы
- •2.2. Cтруктурные особенности факторов свертывания крови.
- •Доменная структура прокоагулянтных факторов и факторов контактной системы свертывания крови.
- •2.2.1. Факторы протромбинового комплекса
- •Структура витаминов к1(филлохинон), витамина к2 (менахинон) и антагонистов витаминов к – кумарина и варфарина.
- •2.2.2. Факторы контактной фазы свертывания
- •2.2.3. Кофакторы факторов свертывания
- •Домены кофакторов факторов свертывания крови- факторы V и VIII.
- •2.2.4. Субстрат свертывания - фибриноген
- •Структура молекулы фибриногена.
- •Механизм свертывания крови.
- •Активация и функции контактной фазы свертывания крови.
- •2.3.2. Внешний путь свертывания крови – основной механизм образования тромбина в кровотоке.
- •2.3.2.1. Тканевой фактор- инициатор активации свертывания крови
- •2.3.2.2. Образование сериновых протеаз гемостаза.
- •Упрощенная схема фаз инициации и распространения свертывания крови
- •2.3.2.3. Ингибирование активности факторов viIa и Xa ингибитором пути тканевого фактора tfpi
- •2.3.2.4. Особенности активации протромбина.
- •2.4. Функции протеиназ системы свертывания крови
- •2.4.1. Тромбин: структурно-функциональные особенности.
- •Изменение функций тромбина при связывании ионов Nа и аллостерическом изменении молекулы фермента
- •2.4.2 Превращение фибриногена в фибрин
- •2.4.3. Полифункциональность тромбина
- •Полифункциональность тромбина.
- •3.4. Рецепторы, активируемые протеиназами (par)
- •Характеристика рецепторов, активируемых протеиназами (par)
- •4. Контактная активация свертывания крови инициируется in vivo при воспалении, in vitro при контакте плазмы с отрицательно заряженной поверхностью.
- •Глава 3. Механизмы регуляции гемостаза
- •3.1. Основные механизмы обеспечения гемостатического баланса
- •3.2. Механизмы инактивации тромбина и других протеиназ гемостаза.
- •3.2.1. Инактивация протеиназ серпинами.
- •3.2.1.1. Инактивация тромбина антитромбином III
- •3.2.1.2. Инактивация тромбина кофактором II гепарина (hcii)
- •3.2.2. Инактивация факторов Xa и viIa ингибитором пути тканевого фактора (tfpi).
- •3.2.3. Инактивация фактора Xa серпином, зависимым от протеина z (zpi).
- •3.3. Антикоагулянтная система протеина с.
- •3.3.1.Ингибитор образования тромбина- протеин с
- •Структурные особенности протеина с
- •Конпоненты системы протеина с и механизм образования активного протеина с (арс)
- •Структура тромбомодулина (тм)
- •Свойства компонентов системы протеина с.
- •3.3.1.3.Функции активированного протеина с
- •Образование и свойства активированного протеина с(арс)
- •Фибринолитическая система
- •Основные компоненты системы фибринолиза
- •Основные компоненты системы фибринолиза
- •3.4.2.Особенности превращения плазминогена в плазмин
- •3.4.3.Основные стадии фибринолиза
- •Основные компоненты и стадии фибринолиза.
- •3.4.4.Различие функций тканевого активатора плазминогена (t-pa) и активатора плазминогена урокиназного типа (u-pa),
- •3.4.5. Протеолиз фибриногена и фибрина плазмином
- •Модель гидролиза фибриногена плазмином.
- •3.4.6. Ингибиторы фибринолиза
- •2) Блокирование образования тромбина системой протеина с;
- •3) Фибринолиз – лизис сгустка фибрина, регуляцию фибринолиза ингибиторами.
- •Глава 4. Свертывание крови и воспаление
- •4.1. Интеграция систем свертывания и воспаления
- •4.2. Механизмы индукции свертывания при воспалении
- •4.4. Роль тромбоцитов и моноцитов в сопряжении свертывания и воспаления
- •4.5. Участие нейтрофильных внеклеточных ловушек (neTs) в сопряжении воспаления и свертывания крови
- •4.6.Интеграция протеолитических систем крови при воспалении.
- •4.4.1. Участие антикоагулянтных и фибринолитической систем в регуляции воспаления
- •4.4.2. Разнонаправленное действие тромбина и активированного протеина с (арс) в реакциях свертывания и воспаления
- •2. Интеграция воспаления и свертывания осуществляется на всех этапах воспаления:
- •3. Ключевые протеиназы системы свертывания – тромбин и активированный протеин с, участвуют в активации или регуляции всех этапов воспаления.
1.3. Механизмы первичного тромбоцитарно-сосудистого гемостаза
1.3.1. Основные 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 компонентам поврежденного и активированного эндотелия, выстилающего внутреннюю поверхность сосуда, и субэндотелия, который обнажается при повреждении эндотелия. За осуществление этой стадии отвечают конститутивные рецепторы 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, активируются 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 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, в том числе механизмы регуляции свертывания.
Так, например, появившийся в фазе инициации тромбин сначала активирует тромбоциты, которые создают активную поверхность для свертывания крови, затем тромбин активирует факторы свертывания VIII и V, необходимые для осуществления следующей фазы свертывания – распространения. Вместе с тем, тромбин, связываясь с рецептором эндотелия, активирует антикоагулянтную систему протеина С, которая ингибирует образование тромбина.
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, с фибрином связываются и активируются компоненты фибринолитической системы, обеспечивающей лизис сгустка фибрина по мере заживления поврежденного сосуда.
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 при патологии, например, при сепсисе.
Рассмотрим системы, участвующие в осуществлении первичного гемостаза.
1.3.2. Эндотелий и субэндотелий: структура и свойства, основные типы повреждений. Гемостатический баланс.
Эндотелий – внутренняя поверхность сосуда, представляет собой непрерывный монослой более чем из 60 триллионов клеток, который покоится на субэндотелии. Этот монослой весит около 1кг (у человека среднего веса) и занимает площадь, равную 4000-7000м2. Эндотелиальные клетки одного человека, вытянутые непрерывной цепью могут более 4 раз опоясать земной шар.
Клетки эндотелия не пассивный барьер между кровью и тканями. Эта высокоспециализированная ткань контролирует многие физиологические и патофизиологические процессы, в том числе гемостаз, тонус сосудов, миграцию клеток и обмен питательных веществ, проницаемость сосуда, ангиогенез, воспаление, пролиферацию, атерогенез и тромбоз.
Важной особенностью эндотелия является его гетерогенность, зависящая как от локализации в разных участках сосудистого русла (артерии, вены, капилляры), так и от времени ответа, что определяет способность эндотелия отвечать на уникальные потребности подлежащей ткани.
Эндотелиальные клетки – постоянно функционирующая фабрика, которая синтезирует и экспонирует на поверхность клетки молекулы, обеспечивающие как жизнедеятельность самой мембраны, так и функции эндотелия как антикоагулянтой выстилки сосуда, динамического барьера для белков плазмы крови и активного участника гемостатических, воспалительных и репаративных процессов.
Гемостатический баланс поддерживается синтезом протромботических и антитромботических компонентов системы свертывания крови (табл. 1-1).
Таблица 1-1
