Гемостаз (физиология, патофизиология, клиническое значение). Механизмы и функции системы свертывания крови в организме человека и животных

Введение

Гемостаз - это механизм свертывания крови , который приводит к прекращению кровотечения из поврежденного кровеносного сосуда.

Определение и физиология гемостаза

Гемостаз - это механизм, который приводит к прекращению кровотечения из кровеносного сосуда. Это процесс, который включает в себя несколько взаимосвязанных этапов. Этот каскад завершается образованием «пробки», которая закрывает поврежденный участок кровеносного сосуда, контролирующего кровотечение. Начинается травма слизистой оболочки кровеносного сосуда.

Этапы гемостаза

Механизм гемостаза можно разделить на четыре этапа.

Сужение кровеносного сосуда.
Формирование временной «пробки тромбоцитов».
Активация каскада коагуляции.
Формирование «фибриновой пробки» или конечного сгустка.

Цель и роль свертывания крови

Гемостаз способствует серии ферментативных активаций, которые приводят к образованию сгустка с тромбоцитами и фибриновым полимером. [1] Этот сгусток уплотняет поврежденную область, контролирует и предотвращает дальнейшее кровотечение во время процесса регенерации ткани. Как только травма начинает заживать, пробка медленно переделывается, и она растворяется с восстановлением нормальной ткани в месте повреждения. [1]

Проблемы нарушения гемостаза в организме животных может привести к ряду заболеваний.

Гиперкоагуляция

Гемостатический каскад предназначен для контроля кровотечений и является защитным механизмом. Иногда этот процесс запускается непреднамеренно, когда кровь находится в просвете кровеносного сосуда и без кровотечения. [1] Эта ситуация приводит к патологическому явлению тромбоза, которое может иметь катастрофические осложнения из-за затруднения кровотока, приводящего к ишемии и даже инфаркту тканей, снабжаемых закупоренными кровеносными сосудами. Таким образом, физиологический процесс становится патологическим процессом, приводящим к заболеваемости и / или смертности. Некоторые из примеров включают синдром антифосфолипидных антител, лейденскую мутацию фактора 5, дефицит белка С, дефицит белка S, мутацию гена протромбина и т. д.

Гипокоагуляция

Когда есть какой-либо дефект в функциональности любого компонента этого гемостатического каскада, это может привести к неэффективному гемостазу и неспособности контролировать кровоизлияние; это может привести к серьезной кровопотере, кровоизлиянию, а также к осложнениям, которые могут возникнуть из-за замедленного кровоснабжения жизненно важных органов. Некоторые из примеров включают болезнь Виллебранда, гемофилию, диссеминированное внутрисосудистое свертывание, дефицит факторов свертывания, нарушения тромбоцитов, сосудистые нарушения коллагена и т.д.

Ятрогенная коагулопатия

В настоящее время медицина широко использует антиагреганты, такие как аспирин, клопидогрель, тикагрелор и антикоагулянты, такие как варфарин, гепарин, низкомолекулярный гепарин, ривароксабан, апиксабан, дабигатран, фондапаринукс и другие для различных часто встречающихся клинических состояний, таких как стентирование сердца / стентирование сердца коронарное вмешательство, мерцательная аритмия, тромбоз глубоких вен, тромбоэмболия легочной артерии и многое другое. То, как эти лекарства влияют на функциональность различных компонентов каскада свертывания, может помочь пациентам с их клиническими состояниями. Тем не менее, это может привести к кровотечению / тромбозу в случаях несоответствующей дозировки, несоблюдения, лекарственного взаимодействия и привести к значительной заболеваемости и смертности.

Клеточный гемостаз

Существуют различные клеточные компоненты в процессе коагуляции. В первую очередь это те процессы, которые связаны с эндотелием, тромбоцитами и гепатоцитами.

Эндотелий и гемостаз. Факторы свертывания крови III и VIII происходят из эндотелиальных клеток, а фактор свертывания крови IV происходит из плазмы. [2][3] Факторы III, IV и VIII подвергаются К-зависимому гамма-карбоксилированию их остатков глутаминовой кислоты, что позволяет связываться с кальцием и другими ионами в процессе коагуляции. [4] Тромбоциты и гемостаз. Это неядерные дискообразные клетки, созданные из мегакариоцитов, которые возникают из костного мозга. Они размером от 2 до 3 микрон. Некоторые из их уникальных структурных элементов включают плазматическую мембрану, открытую систему канальцев, спектрин и актиновый цитоскелет, микротрубочки, митохондрии, лизосомы, гранулы и пероксисомы. [5] Эти клетки выделяют белки, участвующие в свертывании и агрегации тромбоцитов.

Гепатоциты и свертывание крови. Печень производит большинство белков, которые действуют как факторы свертывания крови и антикоагулянты.

Развитие органов гемостаза

Эмбриология. Развитие системы свертывания начинается у плода. Различные факторы свертывания и белки коагуляции первоначально экспрессируются в эндотелиальных клетках во время ранней беременности. Они обычно не обнаруживаются в плазме до первого триместра. Существует временный разрыв в развитии и созревании гемостатических белков с начала второго триместра до срока из-за некоторых неясных механизмов. Из-за сходной структуры и функциональности гемостатических коагуляционных белков у плода и сходства в экспрессии тромбоцитов редкость в возникновении любых тромботических / геморрагических осложнений у здорового плода, если нет какой-либо формы маточно-плацентарной недостаточности из-за любые материнские или внутриутробные факторы. [6]

Органные системы вовлечены

Физиология гемостаза включает в себя:

сосудистая сеть
Печень
Костный мозг

Все эти системы помогают с выработкой факторов свертывания крови, витаминов и клеток для соответствующей функции гемостаза.

Функция гемостаза

Гемодинамическая стабильность. При нормальных обстоятельствах существует прекрасный баланс между прокоагулянтным и антикоагулянтным путями. Этот механизм обеспечивает контроль кровоизлияния по мере необходимости и прекращение активации прокоагулянтного пути за пределами места повреждения / или без кровотечения. Когда это равновесие нарушается при любых условиях, это может привести к тромботическим осложнениям / кровотечениям. [4] Система гемостаза также помогает в заживлении ран.

Сердечно-сосудистая система. PGA1 и PGA2 вызывают расширение периферических артериол. Простациклин вызывает вазодилатацию, а тромбоксан А2 вызывает сужение сосудов. Простациклин ингибирует агрегацию тромбоцитов и вызывает расширение сосудов, тогда как тромбоксан А2 и эндопероксиды способствуют агрегации тромбоцитов и вызывают вазоконстрикцию. Баланс между простациклином и тромбоксаном А2 определяет степень образования пробки тромбоцитов. Таким образом, простагландины сильно влияют на временный гемостаз.

Механизм гемостаза

Вазоконстрикция

В течение примерно 30 минут после повреждения / травмы кровеносных сосудов возникает сосудистый спазм, который приводит к сужению сосудов. В месте нарушения эндотелиальной выстилки внеклеточный матрикс (ECM) / коллаген становится подверженным воздействию компонентов крови. [7]

Адгезия тромбоцитов

Этот ECM высвобождает цитокины и маркеры воспаления, которые приводят к адгезии тромбоцитов и их агрегации в этом месте, что приводит к образованию пробки тромбоцитов и герметизации дефекта. Адгезия тромбоцитов представляет собой сложный процесс, опосредованный взаимодействиями между различными рецепторами и белками, включая рецепторы тирозинкиназы, рецепторы гликопротеина, другие рецепторы G-белка, а также фактор фон Виллебранда (vWF). Фактор фон Виллебранда функционирует посредством связывания с Gp 1b-9 внутри тромбоцитов. [7]

Активация тромбоцитов

Прилипшие тромбоциты претерпевают очень специфические изменения. Они высвобождают свои цитоплазматические гранулы, которые включают АДФ, тромбоксан А2, серотонин и множество других факторов активации. Они также претерпевают превращение своей формы в псевдоподальную форму, что, в свою очередь, приводит к реакциям высвобождения различных хемокинов. Рецепторы P2Y1 помогают в конформационных изменениях в тромбоцитах. [7]

Скопление тромбоцитов

С помощью механизмов, упомянутых выше, различные тромбоциты активируются, прилипают друг к другу, и поврежденная эндотелиальная поверхность приводит к образованию первичной пробки тромбоцитов.

Внешний путь системы гемостаза

Тканевый фактор связывается с фактором VII и активирует его. Активированный фактор VII (фактор VIIa) дополнительно активирует фактор X и фактор IX посредством протеолиза. Активированный фактор IX (фактор IXa) связывается с его кофактором - активированным фактором VIII (фактор VIIIa), что приводит к активации фактора X (фактор Xa). Фактор Ха связывается с активированным фактором V (фактором Va) и кальцием и генерирует комплекс протромбиназы, который расщепляет протромбин в тромбин. [4]

Внутренний Путь обеспечения гемостаза

При производстве тромбина происходит превращение фактора XI в активированный фактор XI (фактор XIa). Фактор XIa с активированным фактором VII и тканевым фактором преобразует фактор IX в активированный фактор IX (фактор IXa). Активированный фактор IX объединяется с активированным фактором VIII (фактор VIIIa) и активирует фактор X. Активированный фактор X (фактор Xa) связывается с активированным фактором V (фактор Va) и преобразует протромбин в тромбин. Тромбин действует как кофактор и катализатор и повышает биологическую активность многих из вышеупомянутых протеолитических путей. [4]

Формирование фибринового сгустка

Конечные стадии в каскаде коагуляции включают превращение фибриногена в фибриновые мономеры, которые полимеризуются и образуют фибриновую полимерную сетку и приводят к образованию сшитого фибринового сгустка. Эта реакция катализируется активированным фактором XIII (фактором XIIIa), который стимулирует боковые цепи лизина и глутаминовой кислоты, вызывая сшивание молекул фибрина и образование стабилизированного сгустка.

Разрешение сгустка (третичный гемостаз)

Активированные тромбоциты сжимают свои внутренние актиновые и миозиновые фибриллы в своем цитоскелете, что приводит к сокращению объема сгустка. Затем плазминоген активируется в плазмин, который способствует лизису фибринового сгустка; это восстанавливает кровоток в поврежденных / закупоренных кровеносных сосудах. [4]

Тестирование системы гемостаза - Диагностика болезеней свертывания крови

Показания к применению

Оценка функции тромбоцитов, а также их дисфункции стала жизненно важной в нынешнюю эпоху при множественных клинических сценариях; Вот несколько примеров:

для пациентов с нарушениями свертываемости или кровотечения
для пациентов после стентирования сердца или инсульта контролировать активность антиагрегантов
для периоперационной оценки

Специфичные для тромбоцитов

Различные тесты были разработаны для тестирования тромбоцитов; они включают в себя [8] [9]:

время кровотечения (BT)
агрегация тромбоцитов
импеданс агрегации тромбоцитов
глобальный тест на тромбоз
ПФ-100/200
система VerifyNow
тромбоэластография (ТЭГ)
проточно-цитометрический анализ функции тромбоцитов

Каскад коагуляции специфический

Были разработаны различные тесты, которые оценивают конкретные события в каскаде коагуляции.

они помогают в определении того, где существует дефицит в собственных, внешних или конечных общих путях, а также в выявлении качественных или количественных дефектов конкретных факторов свертывания.
протромбиновое время, разработанное в 1935 году, оценивает внешнюю и общую каскадную функцию коагуляции.
активированное частичное тромбопластиновое время оценивает внутренние и общие пути коагуляции.
тромбиновое время оценивает образование фибрина в конечном общем пути коагуляции.
время рептилазы и различные анализы фибриногена оценивают стадию образования фибрина.
смешанные исследования, анализы факторной активности и анализы ингибиторов факторов являются специальными тестами для дальнейшей оценки наличия ингибиторов или антител, а также дефицита факторов.

Патофизиология системы гемостаза

Основной принцип

Триада Вирхова гиперкоагуляции, сосудистого застоя и травмы сосудов, описанная в 1856 г., остается истинным предиктором тромбоза.

гиперкоагуляция
стаз
травма

Этиология нарушения свертывания крови

Физиология коагуляции претерпевает изменения из-за различных факторов, в том числе:

генетика
лекарственные препараты
прокоагулянтную
антикоагулянтные дефекты коагуляционного каскада
количественные дефекты интегральных составляющих коагуляции
качественные дефекты неотъемлемых компонентов коагуляции

Клинические признаки гиперкоагуляции

С изменением физиологии гемостаза, различные клинические результаты, включая:

легочная эмболия
тромбоз глубоких вен
инсульт
инфаркт миокарда

Коагулопатии

Немногие из нарушений коагуляции включают в себя:

дефицит антитромбина 3
дефицит белка С
гипергомоцистеинемия
синдром антифосфолипидных антител

Факторы риска нарушения гемостаза

Некоторые приобретенные факторы, влияющие на коагуляцию, включают [10]:

беременность
травма
связанное со злокачественным новообразованием состояние гиперкоагуляции
заместительная гормональная терапия
воспаление
инфекция
гепарин-индуцированная тромбоцитопения

Клиническое значение нарушения свертывания крови

Как обсуждалось выше, существуют различные условия гиперкоагуляции и гиперкоагуляции , возникающие в результате дефектов путей коагуляции. Полный объем выходит за рамки этой темы. Вот несколько примеров.

Сердечно-сосудистые болезни и система гемостаза

Наблюдалась повышенная частота кровотечений при применении антиагрегантов и антикоагулянтов при недавнем инфаркте миокарда, инсульте, стентах сердца, стентировании периферических сосудов, фибрилляции предсердий, легочной эмболии, тромбозе глубоких вен, а также многих других состояниях; это привело к разработке и использованию агентов разворота.

Почечная патология и гемостаз

Патологические состояния, такие как терминальная стадия почечной недостаточности, могут привести к дисфункции уремического тромбоцита, которую можно исправить с помощью диализа и заместительной почечной терапии.

Иммунологические заболевания и свертывание крови

Пополнение дефицитных факторов свертывания, удаление антител против факторов свертывания, использование лекарств для улучшения или улучшения функциональности каскада свертывания крови - эти новейшие разработки привели к значительным достижениям в области медицины и предоставили варианты лечения для различных сложных клинических задач. сценарии. Переливание препаратов крови, таких как упакованные эритроциты, тромбоциты и факторы свертывания крови, помогают в управлении. Концентрат протромбинового комплекса и другие составы доступны для замены дефицитных факторов свертывания.

Фармакологические причины нарушения гемостаза

Благоразумное использование антиагрегантов, таких как аспирин, клопидогрель, прасугрел, тикагрелор, а также антикоагулянтных агентов, таких как нефракционированный гепарин, низкомолекулярный гепарин, фондапаринукс, варфарин, ривароксабан, апиксабан, дабигатран, аубудин, аргатро, аргатро витамин К, переливание продуктов крови и специфические методы, такие как гемодиализ, плазмаферез и другие, рекомендуются для лечения различных нарушений гемостаза и могут значительно улучшить обслуживание пациентов и значительно улучшить клинические результаты.

Авторы: Andrew LaPelusa; Heeransh D. Dave

Литература

Smith SA, Travers RJ, Morrissey JH. How it all starts: Initiation of the clotting cascade. Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 2015;50(4):326-36.
Holthenrich A, Gerke V. Regulation of von-Willebrand Factor Secretion from Endothelial Cells by the Annexin A2-S100A10 Complex. Int J Mol Sci. 2018 Jun 13;19(6)
Swieringa F, Spronk HMH, Heemskerk JWM, van der Meijden PEJ. Integrating platelet and coagulation activation in fibrin clot formation. Res Pract Thromb Haemost. 2018 Jul;2(3):450-460.
Palta S, Saroa R, Palta A. Overview of the coagulation system. Indian J Anaesth. 2014 Sep;58(5):515-23.
Thon JN, Italiano JE. Platelets: production, morphology and ultrastructure. Handb Exp Pharmacol. 2012;(210):3-22.
Manco-Johnson MJ. Development of hemostasis in the fetus. Thromb. Res. 2005 Feb;115 Suppl 1:55-63.
Periayah MH, Halim AS, Mat Saad AZ. Mechanism Action of Platelets and Crucial Blood Coagulation Pathways in Hemostasis. Int J Hematol Oncol Stem Cell Res. 2017 Oct 01;11(4):319-327.
Paniccia R, Priora R, Liotta AA, Abbate R. Platelet function tests: a comparative review. Vasc Health Risk Manag. 2015;11:133-48.
Lordkipanidzé M, So D, Tanguay JF. Platelet function testing as a biomarker for efficacy of antiplatelet drugs. Biomark Med. 2016 Aug;10(8):903-18.
Senst B, Tadi P, Basit H, Jan A. StatPearls [Internet]. StatPearls Publishing; Treasure Island (FL): Jun 24, 2019. Hypercoagulability.

^Наверх