- •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.
Синтез эндотелием протромботических и антитромботических факторов
-
Категории
Термины
Свойства
ПРОТРОМБОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Адгезивные белки
VWF (фон Виллебранда фактор)
Р и Е-селектины
ICAM-1, ICAM-2
VCAM
Контакт (активация) с клетками и компонентами внеклеточного матрикса
Трансмембранные белки-рецепторы типа I
CD40 (член суперсемейства рецепторов TNF)
Связывание CD40L активированных тромбоцитов и клеток иммунной системы и инициация экспрессии ТФ
Факторы свертывания крови
ТФ ( тканевой фактор, TF)
Связывание факторов VII/VIIa и запуск процесса свертывания крови
Ингибиторы фибринолиза
PAI-1
Ингибитор активаторов плазминогена : t-PA и u-PA
Активаторы тромбоцитов
PAF (фактор активации тромбоцитов)
Активация тромбоцитов
Рецепторы, активируемые протеиназами
PAR1, PAR2, PAR3, PAR4
Избирательное связывание факторов свертывания (ТФ/VIIa/Xa), тромбина и других сериновых протеиназ и активация клеток
АНТИТРОМБОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Ингибиторы агрегации тромбоцитов
PGI2
NO
AДФаза (CD39)
Ингибиторы активации и агрегации тромбоцитов
Ингибиторы факторов свертывания крови и кофакторы
TFPI(ингибитор пути тканевого фактора)
HS (гепаран сульфат)
Протеин S
Ингибитор факторов Xa,VIIa
Кофактор антитромбинов
Кофактор АРС в инактивации Va и VIIIa и кофакторTFPI
Рецепторы
ТМ (тромбомодулин)
EPCR (эндотелиальный рецептор протеина С)
Рецептор тромбина и его кофактор в активации протеина С в АРС и TAFI в карбоксипептидазу -TAFIa
Рецептор протеина С и АРС
Активаторы фибринолиза
t-PA (тканевой активатор плазминогена)
и u-PA(активатор плазминогена урокиназного типа)
Активаторы плазминогена
Основные антикоагулянтные свойства эндотелия, обеспечивающие его тромборезистентность (устойчивость к тромбообразованию), проявляются в следующих реакциях:
синтез ингибиторов агрегации, так называемых антиагрегантов – веществ, препятствующих агрегации тромбоцитов: простациклина (PGI2), оксида азота (NO), АДФазы (CD39) – фермента, расщепляющего АДФ ( индуктор агрегации тромбоцитов);
синтез ингибитора пути тканевого фактора (TFPI) – блокатора активных форм факторов свертывания крови – Xa и VIIа, связанного с тканевым фактором;
синтез антикоагулянтов, препятствующих свертыванию крови: гепарансульфата и других гликозаминогликанов (ГАГ) – необходимых кофакторов серпинов (ингибиторов сериновых протеиназ), в частности, антитромбина III– основного ингибитора тромбина и фактора Xa;
синтез тромбомодулина (ТМ) – рецептора тромбина. В комплексе с ТМ тромбин теряет свертывающую активность и приобретает способность активировать антикоагулянтную систему протеина С. Иммобилизованный на ТМ тромбин превращает белок плазмы крови протеин С, в протеолитический фермент – активированный протеин С (APC). APC расщепляет активные кофакторы Vа и VIIIа свертывания крови, необходимые для эффективного образования тромбина, и , взаимодействуя со своими рецепторами –EPCR и PAR1, оказывает цитопротекторное действие. В комплексе с ТМ тромбин ( в высоких концентрациях) активирует TAFI -ингибитор фибринолиза, активируемый тромбином (см.главу 3).
cинтез протеина S – кофактора APC и TFPI;
синтез эндотелиального рецептора протеина С (EPCR), который связывает протеин С и в несколько раз повышает скорость его превращения в активную форму – АРС. EPCR принимает участие в осуществлении связи между свертыванием, воспалением и нейродегенерацией;
синтез активаторов фибринолиза: тканевого активатора плазминогена (t-PA) и активатора плазминогена урокиназного типа (урокиназа или u-PA), которые превращают плазминоген в фермент плазмин, лизирующий сгустки фибрина.
Прокоагулянтные свойства эндотелия проявляются в следующих реакциях:
синтез адгезивных белков: фон Виллебранда фактора (VWF) – промотора адгезии и активации тромбоцитов, селектинов: P (тромбоцитарного) и Е (эндотелиального); молекул суперсемейства иммуноглобулинов – ICAM-1, ICAM-2, (ICAM – внутриклеточная адгезивная молекула), VCAM-1 (адгезивная молекула сосудистых клеток), связывающих лейкоциты крови;
синтез трансмембранного белка CD40 (тип I трансмембранных рецепторов, член суперсемейства рецепторов TNF);
синтез тканевого фактора – рецептора факторов VII/VIIa свертывания крови и инициатора свертывания крови;
синтез фактора активации тромбоцитов (PAF) – мощного медиатора воспаления и индуктора агрегации тромбоцитов;
синтез ингибитора активаторов плазминогена (t-PA и u-PA) – PAI-1, ингибитора фибринолиза;
синтез вазоконстрикторов – эндотелинов.
В активации гемостаза активно участвуют адгезивные белки как эндотелия, так и субэндотелия, которые контактируют с кровью в участке повреждения сосуда. Они имеют рецепторы на тромбоцитах, лейкоцитах и связываются с целым рядом белков крови, внеклеточного матрикса и гликозаминогликанами (см. ниже).
Структура субэндотелия варьирует в разных участках сосудистого русла: в небольших сосудах он состоит в основном из базальной мембраны, а в больших сосудах имеет гетерогенные слои соединительнотканных компонентов: коллагены, эластин, микрофибриллы, фибронектин, ламинин, гликозаминогликаны и др.
Основу базальной мембраны образует трехмерная сеть коллагена, в основном типа IV. Внутренняя эластическая мембрана образует границу между интимой (эндотелий и субэндотелий) и медией – средней оболочкой сосуда, богатой гладкомышечными клетками.
Медия хорошо развита в крупных сосудах. В артериях основной компонент медии-гладкомышечные клетки, в венах – эластин. Пучки коллагеновых и эластиновых волокон ориентированы по окружности сосуда, по периферии наблюдается утолщение волокон и образование внешней эластической мембраны. В венах медия тоньше, чем в артериях.
Адвентиция – наружная оболочка кровеносных сосудов, состоит из обычной соединительной ткани, в которой фибробласты, волокна коллагена и эластина постепенно сливаются с окружающей соединительной тканью и обеспечивают фиксацию сосудов в тканях. В адвентиции находятся vasa vasorum, нервные клетки и тучные клетки, расположенные вдоль сосуда (периваскулярно). Тучные клетки соединительнотканого типа служат фабрикой синтеза и депонирования гистамина, антикоагулянта гепарина, фактора активации тромбоцитов, протеиназ, гидролаз, цитокинов и ряда других медиаторов и регуляторов воспаления и свертывания.
Основные типы повреждений эндотелия. Гемостаз начинается с повреждения эндотелия. Известны по крайней мере три типа повреждений эндотелия:
механические: травма, катеризация, балонная ангиопластика, острая гипертензия;
химические: гиперлипидемия, окисленные липопротеиды, продукты курения, свободные радикалы, токсические окислы;
иммунологические: специфические антитела против антигенов на поверхности клеток, патогенны: эндотоксины, вирусы, бактерии, грибы, цитокины – медиаторы воспаления и др..
При повреждении сосуда активируется эндотелий, на его поверхности экспонируются адгезивные и прокоагулянтные белки, обнажаются субэндотелиальные структуры, прежде всего коллаген, освобождаются и экспонируются адгезивные белки, которые обеспечивают связывание клеток крови с субэндотелием. Способность субэндотелия адгезировать клетки определяется количеством и функциями входящих в него компонентов. Среди белков субэндотелия, связывающих клетки крови, можно выделить три основных типа: структурные – коллагены (типов I и III), непосредственно взаимодействующие с рецепторами плазматической мембраны клеток; растворимые связывающие белки – фон Виллебранда фактор, фибриноген, витронектин, содержащие участки связывания и клеток, и субстрата; комбинированные связывающие белки – фибронектин, который выполняет функции и структурного матрикса и белка, обеспечивающего поперечное связывание клеток с коллагеном и другими компонентами матрикса и клетками.