Тема: регуляция агрегатного состояния крови.

• Продолжительность изучения темы: 7 часов;

из них на занятие 4 часа; самостоятельная работа 3 часа

• Место проведения учебная комната

Цель занятия: знать основные принципы регуляции агрегатного состояния крови в норме и при некоторых приспособительных реакциях организма

Задачи:

1. Знать понятие агрегатное состояние крови и его основные функции в организме;

2. Знать систему регуляции агрегатного состояния крови и роль клеточных, гуморальных и нервных механизмов в его поддержании;

3. Знать функциональную систему РАСК и полезный приспособительный результат её деятельности;

4. Знать иерархический принцип поддержания на оптимальном уровне гемостатических потенциалов сосудов и органов;

5. Уметь определить роль отрицательных и положительных обратных связей в поддержании гемостатических потенциалов;

6. Уметь определить роль функциональной системы РАСК в приспособительных реакциях организма (нарушение целостности сосудов и тканей, кровопотеря, переливание цельной крови и её компонентов);

Тема имеет большое клиническое значение, так как крушения в системе свертывания крови могут приводить к развитию гемостатического дефекта (кровоточивости или тромбозам). Полученные практические навыки будут необходимы при обучении на последующих теоретических и практических кафедрах.

• Методические рекомендации по самоподготовке

В прикладном смысле термин «гемостаз» (от гр. haima кровь, stasis остановка) применяют для обозначения собственно процесса остановки кровотечения. Система гемостаза включает факторы и механизмы трёх категорий: свёртывающую, противосвёртывающую и фибринолитическую.

Свёртывающая система, а именно плазменные факторы свёртывания (прокоагулянты), формируя сложный гемокоагуляционный каскад, обеспечивает коагуляцию фибриногена и тромбообразование. Каскад реакций, ведущий к образованию тромбина, может реализоваться двумя путями — внешним (на рисунке слева и сверху) и внутренним (на рисунке справа и сверху). Для инициации реакций внешнего пути необходимо появление тканевого фактора на внешней поверхности плазматической мембраны тромбоцитов, моноцитов и эндотелия. Внутренний путь начинается с активации фактора ХII при его контакте с повреждённой поверхностью эндотелия. Понятие о внутреннем и внешнем путях свёртывания достаточно условно, т.к. каскад реакций свёртывания крови идёт преимущественно внешним путём, а не по двум относительно независимым путям.

Противосвёртывающая система физиологических антикоагулянтов обусловливает торможение или блокаду свёртывания крови.

Фибринолитическая система реализует лизис фибринового тромба.

Плазменные факторы свёртывания — различные компоненты плазмы, реализующие образование сгустка крови. Факторы свёртывания обозначают римскими цифрами (к номеру активированной формы фактора добавляют строчную букву «а»).

I — растворимый фибриноген, превращающийся в нерастворимый фибрин под влиянием тромбина (фактор IIа).

II — протромбин (профермент), превращающийся в протеазу тромбин (фактор IIa) под влиянием комплекса фактора Xa, фосфолипидов мембран тромбоцитов и других клеток, Са2+ и фактора Va.

III — тканевый фактор. Комплекс тканевого фактора, фосфолипидов, фактора VIIa и Са2+ запускает внешний механизм свёртывания.

IV — Ca2+.

V — проакцелерин — предшественник акцелерина (Va) — белка-активатора мембранного комплекса Xa-Va-Ca2+.

VII — проконвертин (профермент), VIIа — протеаза, активирующая факторы X и IX.

VIII — неактивный антигемофильный глобулин А — предшественник фактора VIIIa (активного антигемофильного глобулина) — белка-активатора мембранного комплекса IXa-VIIIa-Ca2+. Недостаточность фактора VIII приводит к развитию классической гемофилии А, наблюдающейся только у мужчин.

IX — неактивный антигемофильный глобулин В (профермент, неактивный фактор Кристмаса) — предшественник активного антигемофильного фактора В (активный фактор Кристмаса) — протеазы, активирующей фактор X. Недостаточность фактора IX приводит к развитию гемофилии В (болезнь Кристмаса).

X — неактивный фактор Стюарта–Прауэр (активная форма — фактор Xa — протеаза, активирующая фактор II), недостаточность фактора Стюарта приводит к дефектам свёртывания.

XI — профермент контактного пути свёртывания крови — неактивный плазменный предшественник тромбопластина (активная форма — фактор XIa — сериновая протеаза, превращающая фактор IX в фактор IXa). Недостаточность фактора XI приводит к кровоточивости.

XII — неактивный фактор Хагемана — профермент контактного пути свёртывания крови, активная форма — фактор XIIa (активный фактор Хагемана) — активирует фактор XI, прекалликреин (профермент контактного пути свёртывания крови), плазминоген).

XIII — фибринстабилизирующий фактор (фактор Лаки–Лорана) — активированный тромбином фактор XIII (фактор XIIIа), образует нерастворимый фибрин, катализируя образование амидных связей между молекулами фибрина-мономера, фибрином и фибронектином.

· Внешний путь занимает центральное место в свёртывании крови. Ферментные мембранные комплексы образуются только при наличии на внешней поверхности плазматической мембраны тромбоцитов и эндотелиальных клеток тканевого фактора и отрицательно заряженных фосфолипидов, т.е. при формировании отрицательно заряженных (тромбогенных) участков и экспозиции апопротеина тканевого фактора. При этом тканевый фактор и поверхность клеточной мембраны становятся доступными для плазменных факторов.

Активация ферментов. В циркулирующей крови содержатся проферменты (факторы II, VII, IX, X). Белки–кофакторы (факторы Vа, VIIIa, а также тканевый фактор — фактор III) способствуют превращению проферментов в ферменты (сериновые протеазы).

Ферментные мембранные комплексы. При включении каскадного механизма активации ферментов последовательно образуются 3 связанных с фосфолипидами клеточной мембраны ферментных комплекса. Каждый комплекс состоит из протеолитического фермента, белка–кофактора и ионов Са2+: VIIa–тканевый фактор–фосфолипид–Ca2+, IXa–VIIIa–фосфолипид–Ca2+ (теназный комплекс, активатор фактора Х); Xa–Va–фосфолипид–Ca2+ (протромбиназный комплекс, активатор протромбина). Каскад ферментативных реакций завершается образованием мономеров фибрина и последующим формированием тромба.

Ионы Ca^2+. Взаимодействие ферментных комплексов с клеточными мембранами происходит с участием ионов Са2+. Остатки g‑карбоксиглутаминовой кислоты в факторах VIIа, IXа, Xа и протромбине обеспечивают взаимодействие этих факторов посредством Са2+ с отрицательно заряженными фосфолипидами клеточных мембран. Без ионов Са2+ кровь не свёртывается. Именно поэтому для предотвращения свёртывания крови снижают концентрацию Ca2+ деионизацией кальция цитратом (цитратная кровь) либо осаждением кальция в виде оксалатов (оксалатная кровь).

Витамин К. Карбоксилирование остатков глутаминовой кислоты в проферментах прокоагулянтного пути катализирует карбоксилаза, коферментом которой является восстановленная форма витамина К (нафтохинона). Поэтому недостаточность витамина К тормозит свёртывание крови и сопровождается кровоточивостью, подкожными и внутренними кровоизлияниями, а структурные аналоги витамина К (например, варфарин) применяют в клинической практике для предупреждения тромбозов.

Контактный путь свёртывания крови начинается с взаимодействия профермента (фактора XII) с повреждённой эндотелиальной поверхностью сосудистой стенки. Такое взаимодействие приводит к активации фактора XII и инициирует образование мембранных ферментных комплексов контактной фазы свёртывания. Эти комплексы содержат ферменты калликреин, факторы XIа (плазменный предшественник тромбопластина) и XIIа (фактор Хагемана), а также белок–кофактор — высокомолекулярный кининоген.

Противосвёртывающая система крови. Физиологические ингибиторы играют важную роль в поддержании крови в жидком состоянии и препятствуют распространению тромба за пределы повреждённого участка сосуда. Тромбин, образующийся в результате реакций свёртывания крови и обеспечивающий формирование тромба, вымывается током крови из тромба; в дальнейшем тромбин инактивируется при взаимодействии с ингибиторами ферментов свёртывания крови и в то же время активирует антикоагулянтную фазу, тормозящую образование тромба.

Антикоагулянтная фаза. Эту фазу запускает тромбин (фактор II), вызывая образование ферментных комплексов антикоагулянтной фазы на неповреждённом эндотелии сосудов. В реакциях антикоагулянтной фазы, помимо тромбина, участвуют тромбомодулин эндотелиальных клеток, витамин К–зависимая сериновая протеаза — протеин С, активирующий протеин S и плазменные факторы свёртывания Va и VIIIa.

Последовательность событий антикоагулянтной фазы такова:тромбин в сочетании с Са2+ образует мембранный комплекс с тромбомодулином; этот комплекс активирует протеин С, активированный протеин С вместе с Са2+ образует мембранный комплекс с протеином S; активированный протеин С в составе комплекса гидролизует пептидные связи факторов Vа и VIIIа и превращает их в неактивные пептиды.

Таким образом, тромбин, активируя протеин С, тормозит процесс свёртывания крови.

Физиологические ингибиторы ферментов свёртывания крови (антитромбин III, гепарин, α₂-макроглобулин, антиконвертин, α₁-антитрипсин) ограничивают распространение тромба местом повреждения сосуда.

Антитромбин III — наиболее сильный ингибитор свёртывания крови; на его долю приходится до 80% антикоагулянтной активности крови. Этот ингибитор инактивирует сериновые протеазы тромбин, факторы IXa, Xa, XIIa, калликреин, плазмин и урокиназу. Гепарин синтезируется в тучных клетках. В присутствии гепарина повышается сродство мощного антикоагулянта антитромбина III к сериновым протеазам крови. После образования комплекса «антитромбин III–гепарин–фермент» гепарин освобождается из комплекса и может присоединяться к другим молекулам антитромбина. α₂-Макроглобулин образует комплекс с тромбином, в результате чего фибриноген становится недоступным для тромбина. Тканевый ингибитор прокоагулянтного пути свёртывания — синтезируется в эндотелии сосудов и связывается с комплексом «VIIa–тканевый фактор–фактор Ха–Ca2+». α₁-Антитрипсин ингибирует активность тромбина, фактора ХIа и калликреина.

Фибринолитическая система. Тромб может раствориться в течение нескольких дней после образования. При фибринолизе — ферментативном расщеплении волокон фибрина — образуются растворимые пептиды. Фибринолиз происходит под действием сериновой протеазы плазмина, точнее — при взаимодействии фибрина, плазминогена и тканевого активатора плазминогена. Плазминоген — неактивный профермент плазмина — синтезируется в печени, почках и костном мозге. Плазмин образуется из плазминогена под влиянием активаторов — тканевого активатора плазминогена, урокиназы, стрептокиназы, фактора XIIа, калликреина. Активность плазмина подавляют ингибиторы сериновых протеаз α₂-антиплазмин, α₂-макроглобулин, α₁-антитрипсин, комплекса «антитромбин–гепарин». Тканевый активатор плазминогена — протеолитический фермент, содержащийся в эндотелии сосудов —превращает плазминоген в плазмин. Абсорбированный на фибриновом сгустке плазминоген под действием активаторов превращается в плазмин, а плазмин гидролизует фибрин с образованием растворимых пептидов.

Лабораторные показатели системы гемостаза. Кровь здорового человека in vitro свёртывается за 5–10 мин. При этом образование протромбиназного комплекса занимает 5–8 мин, активация протромбина — 2–5 с и превращение фибриногена в фибрин — 2–5 с. В клинической практике для оценки гемостаза оценивают содержание разных компонентов системы свёртывания, антикоагулянтов и фибринолиза. К простейшим лабораторным методам относят определение времени кровотечения, тромбинового и протромбинового времени, активированного частичного тромбопластинового времени и протромбинового индекса.

Определение времени кровотечения. Существует несколько методов определения времени кровотечения. Классический метод — метод Дьюка. Техника проведения:

1. В нижненаружный край уха (или в кончик мякоти пальца при модификации пробы Дьюка) иглой или пером-скарификатором производят укол на глубину около 4 мм, после чего каждые 15–30 с фильтровальной бумагой, не касаясь ранки, снимают каплю крови.

2. Счёт времени ведут от момента появления первой капли до остановки кровотечения.

3. В норме кровотечение прекращается через 1–4 мин.

Определение протромбинового индекса. Протромбиновый индекс — лабораторный показатель содержания в плазме крови протромбина (фактора II) и других компонентов протромбинового комплекса (факторов VII, X, V).

1. Устанавливают время свёртывания цитратной плазмы крови, добавляя к ней тромбопластин определённой активности и раствор хлорида кальция.

2. Сравнивают протромбиновое время плазмы крови больного (в секундах) и контрольной нормальной плазмы донора (в секундах) и вычисляют протромбиновый индекс (в процентах) как частное от деления протромбинового времени донора на протромбиновое время пациента. В норме протромбиновый индекс составляет 85–100%.

Базисные знания студентов, необходимые для реализации целей занятия:

1. Состав крови.

2. Форменные элементы крови, функции эритроцитов и лейкоцитов.

3. Функции крови.

4. Состав плазмы крови. Белки и их значение для организма.

5. Строение сосудистой стенки.

6. Сосуды микроциркуляторного и макроциркуляторного русла.

7. Органы кроветворения.

План проведения занятия:

1. Вводное слово преподавателя о цели занятия и схеме его проведения. Ответы на вопросы студентов.

2. Устный опрос.

3. Учебно-практическая и исследовательская работа студентов

4. Выполнение студентами индивидуальных контрольных заданий.

Вопросы для самоподготовки к занятию:

1. Система РАСК, ее основные элементы, клинико-физиологическая роль

2. Свертывающая и противосвертывающая системы крови как главные аппараты функциональной системы поддержания агрегатного состояния крови.

3. Понятие о гемостазе. Процесс свертывания крови, его фазы

4. Фибринолиз, его фазы.

5. Физиологические антикоагулянты, их роль в поддержании жидкого состоянии крови.

После просмотра фильма студентам предлагается ответить на вопросы:

1. Назовите свойства тромбоцитов?

2. Перечислите факторы, ускоряющие и замедляющие свертывание крови?

3. Почему при наличии в сосудах атеросклеротического процесса повышается вероятность образования тромба внутри сосуда?

4. Переливание цитратной крови больному во время операции сопровождают одновременным введением определенного количества хлористого кальция. С какой целью его вводят?

5. Почему при добавлении в кровь лимоннокислого натрия она не свертывается?

6. Как влияет температура на скорость свертывания крови?

7. Перечислите естественные и искусственные антикоагулянты?

8. Как называется 3 фаза коагуляционного гемостаза?

9. Какие факторы принимают участие в образовании протромбиназы (внутренний путь)?

10. Назовите тромбоцитарные факторы свертывания?

Решите ситуационные задачи:

Задача №1

Активность фактора III в крови и межклеточной жидкости понижена. Какие фазы свертывания крови изменятся?

Задача №2

Сразу после физической нагрузки у спортсмена время свертывания крови-2 минуты. Оцените этот результат и объясните его.

Задача №3.

Количество тромбоцитов 1х1011 в литре, время свертывания крови – 5мин. Оцените данный анализ крови.

Рекомендуемая литература:

1. Материал лекций.

2. Физиология человека: Учебник/Под ред. В.М.Смирнова

3. Нормальная физиология. Учебное пособие./ В.П.Дегтярев, В.А.Коротич, Р.П.Фенькина,

4. Физиология человека: В 3-х томах. Пер. с англ./ Под. Ред. Р. Шмидта и Г. Тевса

5. Практикум по физиологии /Под ред. М.А. Медведева.

6. Физиология. Основы и функциональные системы: Курс лекций/ Под ред. К. В.Судакова.

7. Нормальная физиология: Курс физиологии функциональных систем. /Под ред. К.В.Судакова

8. Нормальная физиология: Учебник/ Ноздрачев А.Д., Орлов Р.С.

9. Нормальная физиология: учебное пособие : в 3 т. В. Н. Яковлев и др.

10. Юрина М.А Нормальная физиология (учебно-методическое пособие).

11. Юрина М.А. Нормальная физиология (краткий курс лекций)

12. Физиология человека / Под редакцией А.В. Косицкого.-М.: Медицина, 1985.

13. Нормальная физиология / Под ред. А.В. Коробкова.-М.; Высшая школа, 1980.

14. Основы физиологии человека / Под ред. Б.И. Ткаченко.-Спб.; 1994.

15. Физиология человека и животных / Под ред. А.Б. Когана. Часть 1 глава

16. Основы физиологии / Под ред. П. Стерки. Глава 17.

ТЕМА: ИТОГОВОЕ ЗАНЯТИЕ ПО ФИЗИОЛОГИИ СИСТЕМЫ КРОВИ.

Цель занятия:

• Знать физиологические функции системы крови и механизмы их регуляции;

• Уметь определить роль системы крови как средства транспорта веществ в приспособительных реакциях организма;

• Определить и оценить роль компонентов крови в приспособительных реакциях организма и знать механизмы регуляции этих процессов;

• Оценить показатели качественного и количественного состава основных элементов крови.

Контрольные вопросы по теме:

1. Функции крови, состав циркулирующей крови, методы исследования.

2. Основные физиологические константы крови (осмотическое давление, белки,рН, гемоглобин, эритроциты, лейкоциты, СОЭ и др.)

3. СОЭ, механизм, клиническое значение показателя.

4. Эритроциты, их физиологическое значение, нормальное содержание в циркулирующей крови.

5. Гемолиз эритроцитов, его виды.

6. Эритропоэз, его регуляция.

7. Гемоглобин, физиологическое значение. Виды и соединение гемоглобина.

8. Цветовой показатель крови, его величина.

9. Роль белой крови в организме. Лейкоциты, их характеристика.

10. Неспецифический иммунитет,его механизмы (гуморальные и клеточные).

11. Специфический иммунитет, его механизмы (гуморальные и клеточные).

12. Лейкопоэз,его регуляция.

13. Группы крови. Физиологические и клинические основы переливания крови.

14. Резус – фактор, его значение для медицинской практики.

15. Система регуляции агрегатного состояния крови (РАСК), её основные элементы, клинико-физиологическая роль.

16. Свертывающая и противосвёртывающая система крови как главные аппараты функциональной системы поддерживания агрегатного состояния крови.

17. Понятие о гемостазе, процесс свёртывания крови, его фазы.

18. Фибринолиз, его фазы.

19. Физиологические антикоагулянты, их роль в поддержании жидкого состояния крови.

Перечень практических навыков и умений:

1. Определение осмотической резистентности эритроцитов.

2. Определение скорости оседания эритроцитов.

3. Определение количества эритроцитов.

4. Вычисление цветового показателя.

5. Определение количества лейкоцитов.

6. Определение групп крови.

7. Определение резус-фактора.

8. Определение времени свёртывания крови по способу Сухарева.

Решение ситуационных задач:

Задача № 1

Количество белка в сыворотке крови 50 г в литре. Оцените этот показатель. Какие физико-химические свойства он изменит?

Задача № 2

У спортсмена после тренировки количество лейкоцитов в крови увеличилось и составило 15х109 в литре. Как называется это состояние? Нормально ли оно? Как это доказать? Объясните причины увеличения количества лейкоцитов.

Задача № 3

В детском возрасте отсутствует разница в количестве эритроцитов в крови мальчиков и девочек. У взрослых мужчин количество эритроцитов в единице объёма крови больше, чем у женщин. В старческом возрасте эта разница вновь почти исчезает. Объясните механизм данного физиологического процесса.

Задача № 4

Количество эритроцитов в крови у спортсмена до тренировки составляло 4,5х1012 в литре, после физической тренировки 5,5х1012 в литре. Объясните причины увеличения количества эритроцитов у спортсмена.

Задача № 5

Человек потерял 1 литр крови. Что целесообразнее ему перелить: одногруппную резуссовместимую донорскую кровь или белковые кровезаменители?

Задача № 6

Человек потерял 2 литра крови. Ему перелили одногруппую кровь донора. Как изменится кислородная ёмкость крови реципиента во время кровопотери, при гемотрансфузии, через 2 суток и 2 недели после неё?

Задача № 7

Человек во время операции потерял 1,5 литра крови. С целью восполнения кровопотери и создания гемостатического эффекта, реципиенту перелили свежезаготовленную совместимую по групповым антигенам донорскую кровь. Кровотечение усилилось. Объясните причину такого осложнения.

Задача № 8

В клинику после автомобильной катастрофы в бессознательном состоянии поступила женщина с большой потерей крови (точную цифру установить не удалось). Определили, что кровь женщины IV группы резусотрицательная (данное сочетание наблюдается очень редко). Ориентировочно предполагалось перелить не менее 3 литров крови. В наличии оказалось 2 литра донорской крови IV группы резус-положительной и 500 мл.IV группы резус-отрицательной. Имеющуюся кровь перелили женщине и она, не приходя в сознание, погибла при явлениях гемотрансфузионного шока. Объясните, какая ошибка была допущена при переливании крови?

Задача № 9

Резус-положительная женщина беременна резус-отрицательным плодом.Велика ли в данном случае опасность резус конфликта? Обоснуйте свое мнение.

Рекомендуемая литература:

1. Материал лекций.

2. Физиология человека: Учебник/Под ред. В.М.Смирнова

3. Нормальная физиология. Учебное пособие./ В.П.Дегтярев, В.А.Коротич, Р.П.Фенькина,

4. Физиология человека: В 3-х томах. Пер. с англ./ Под. Ред. Р. Шмидта и Г. Тевса

5. .Практикум по физиологии /Под ред. М.А. Медведева.

6. Физиология. Основы и функциональные системы: Курс лекций/ Под ред. К. В.Судакова.

7. Нормальная физиология: Курс физиологии функциональных систем. /Под ред. К.В.Судакова

8. Нормальная физиология: Учебник/ Ноздрачев А.Д., Орлов Р.С.

9. Нормальная физиология: учебное пособие : в 3 т. В. Н. Яковлев и др.

10. Юрина М.А Нормальная физиология (учебно-методическое пособие).

11. Юрина М.А. Нормальная физиология (краткий курс лекций)

12. Физиология человека / Под редакцией А.В. Косицкого.-М.: Медицина, 1985.

13. Нормальная физиология / Под ред. А.В. Коробкова.-М.; Высшая школа, 1980.

14. Основы физиологии человека / Под ред. Б.И. Ткаченко.-Спб.; 1994.

15. Физиология человека и животных / Под ред. А.Б. Когана. Часть 1 глава

16. Основы физиологии / Под ред. П. Стерки. Глава 17.

Дополнительные источники:

1. «Физиология системы крови». Руководство по физиологии. Акад. Наук СССР. Ленинград, «Наука», 1968.

2. «Проблемы и гипотезы в учении о свертывании крови». Под ред. О.К.Гаврилова. Москва. «Медицина», 1968.

3. «Лабораторные методы исследования в клинике». Под ред. В.В.Меньшикова. Москва, «Медицина», 1987.

4. «Регуляция Эритропоэза». А.Д.Павлов, Е.Ф.Моршакова. Москва, «Медицина», 1987.

37