Система свертывания крови: Физиология, Патофизиология, Клиническое значение системы гемостаза

Физиология: Механизм Свертывания Крови

Кровь - это необходимый компонент человеческого организма и потеря этой жидкости может быть опасна для жизни. Кровь вырабатывается посредством кроветворения и в конечном итоге становится способом доставки кислорода к тканям и клеткам.

Введение

Человеческий организм имеет защиту от потери крови через механизм свертывания крови. Сосудистые механизмы, тромбоциты, факторы свертывания, простагландины, ферменты и белки являются участниками механизма свертывания крови, которые действуют вместе, чтобы сформировать сгустки и остановить потерю крови. Через вазоконстрикцию, адгезию, активацию и агрегацию участники формируют временную пробку, которая действует как пробка для протекающего кровотока. Вскоре после этого фибрин, действующая форма фибриногена, стабилизирует эту слабую тромбоцитарную пробку. В рамках данной статьи будут освещены физиологические аспекты механизма свертывания крови у человека и животных.[1][2][3]

Клеточные механизмы свертывания крови

Клеточные компоненты механизма свертывания включают тромбоциты, эндотелиальные клетки и ряд белков, ферментов и ионов.

Задействованные Системы Органов

Механизм свертывания крови включает в себя систему кровообращения, которая включает в себя производные клеток крови и кровеносных сосудов .

Механизм свертывания крови у животных и человека

Механизм свертывания крови имеет 2 стадии:[4][5][6]

Первичный гемостаз: образование слабой тромбоцитарной пробки
Вторичный гемостаз: стабилизация слабой тромбоцитарной пробки в сгусток с помощью фибриновой сети.

Первичный гемостаз. Первичные физиологические механизмы свертывания крови

Первичный гемостаз - это образование слабой тромбоцитарной пробки, которая достигается в четыре фазы: вазоконстрикция, адгезия тромбоцитов, активация тромбоцитов и агрегация тромбоцитов.

Вазоконстрикция - это начальная реакция, когда происходит повреждение сосуда. Вазоспазм кровеносных сосудов возникает в первую очередь в ответ на повреждение сосудистой сети. Этот спазм сосудов, в свою очередь, стимулирует сужение сосудов. Вазоконстрикция главным образом опосредована эндотелином-1, мощным вазоконстриктором, который синтезируется поврежденным эндотелием. Поврежденный эндотелий экспонирует субэндотелиальный коллаген, фактор Виллебранда (vWF), высвобождает АТФ и медиаторы воспаления. vWF синтезируется мегакариоцитами, которые позже накапливаются в а-гранулах тромбоцитов. Тела Вейбеля-Паладе эндотелия также синтезируют vWF. Это сочетание воздействия vWF, субэндотелиального коллагена, АТФ и медиаторов воспаления, которые обеспечивают ворота во вторую фазу первичного гемостаза, адгезию тромбоцитов.

Ключевой момент в физиологии свертывания крови - это адгезия тромбоцитов. Адгезия тромбоцитов - это процесс, посредством которого тромбоциты прикрепляются к обнаженному субэндотелиальному vWF. После повреждения сосудов тромбоциты начинают перемещаться вдоль стенок сосудов и прилипать к участкам обнаженного субэндотелиального коллагена и vWF. Мембраны тромбоцитов богаты рецепторами G-белка (Gp), расположенными внутри фосфолипидного бислоя. В частности, именно рецептор Gp Ib-IX на тромбоцитах, который связывается с vWF в эндотелии, создает первоначальную связь между ними. После связывания в третьей фазе первичного гемостаза может произойти целый ряд событий, приводящих к активации тромбоцитов.

Важным этапом свертывания крови в организме человека и животных является активация тромбоцитов. Активация тромбоцитов состоит из того, что тромбоциты претерпевают два специфических события после того, как они прилипли к открытой vWF (т. е. к поврежденному участку сосуда). Во-первых, тромбоциты будут подвергаться необратимому изменению формы от гладких дисков до мульти-псевдоподальных пробок, что значительно увеличивает их площадь поверхности. Во-вторых, тромбоциты секретируют свои цитоплазматические гранулы.

Активация тромбоцитов опосредуется через тромбин двумя механизмами. Тромбин непосредственно активирует тромбоциты через протеолитическое расщепление, связывая активированный протеазой рецептор. Тромбин также стимулирует высвобождение гранул тромбоцитов, которые включают серотонин, активирующий тромбоцитарный фактор и аденозиндифосфат (АДФ). АДФ является важным физиологическим агонистом, который хранится именно в плотных гранулах тромбоцитов. Когда АДФ высвобождается, он связывается с рецепторами P2Y1 и P2Y12 на мембранах тромбоцитов. P2Y1 индуцирует изменение формы псевдоподий и способствует агрегации тромбоцитов. P2Y12 играет важную роль в индуцировании каскада свертывания крови. Когда АДФ связывается со своими рецепторами, он индуцирует экспрессию комплекса Gp IIb/IIIa на поверхности мембраны тромбоцитов. Комплекс Gp IIb/IIIa представляет собой кальцийзависимый коллагеновый рецептор, который необходим для адгезии тромбоцитов к эндотелию и агрегации тромбоцитов. Одновременно тромбоциты синтезируют тромбоксан А2 (TXA2). TXA2 дополнительно усиливает вазоконстрикцию и агрегацию тромбоцитов (следующий этап процесса первичного гемостаза). Процесс активации тромбоцитов подготавливает местную среду для агрегации тромбоцитов.

Ключевым моментом в реализации физиологических механизмов свертывания крови является феномен агрегации тромбоцитов. Агрегация тромбоцитов начинается сразу после активации тромбоцитов. После активации рецепторы Gp IIb/IIIa присоединяются к vWF и фибриногену. Фибриноген находится в циркуляции и образует связь между рецепторами Gp IIb/IIIa тромбоцитов, чтобы соединить их друг с другом. Это в конечном счете формирует слабую тромбоцитарную пробку.

В конечном счете, первичный гемостаз позволяет кульминации слабой тромбоцитарной пробки временно защитить от кровоизлияния до тех пор, пока во вторичном гемостазе не произойдет дальнейшая стабилизация фибриногена до фибрина через тромбин.

Вторичный Гемостаз (Вторичные Физиологические Факторы Механизмов Свертывания Крови)

Вторичный гемостаз включает в себя факторы свертывания крови, действующие каскадно, чтобы в конечном итоге стабилизировать слабую тромбоцитарную пробку. Это достигается путем выполнения трех задач:

запуск активации факторов свертывания
превращение протромбина в тромбин
превращение фибриногена в фибрин

Эти задачи выполняются первоначально 1 из 2 путей; внешний и внутренний пути, которые сходятся при активации фактора X и затем выполняют свои задачи через общий путь. Обратите внимание, что ионы кальция необходимы для всего процесса вторичного гемостаза.

Внешний путь коагуляционного свертывания крови включает тканевой фактор (TF) и фактор VII (FVII). Он инициируется, когда TF связывается с FVII, активируя FVII к фактору VIIa (FVIIa), образуя комплекс TF-FVIIa. Этот комплекс, в свою очередь, активирует фактор X (FX). Обратите внимание, что комплекс TF-FVIIa может также активировать фактор IX внутреннего пути, который называется альтернативным путем. Как только фактор X активируется в FXa комплексом TF-FVIIa, каскад продолжается вниз по общему пути (см. ниже).

Внутренний путь включает фактор Хагемана (FXII), фактор I (FXI), фактор IX (FIX) и фактор VIII (FVIII). Этот процесс начинается, когда FXII вступает в контакт с открытым субэндотелиальным коллагеном и активируется до Fxiiia. Впоследствии Fxia активирует FXI для FXIa, а FXIa активирует FIX для FIXa. FIXa работает в комбинации с активированным фактором VIII (FVIIIa) для активации фактора X. Как только фактор X активируется комплексом FIXa-FVIIIa, каскад продолжается вниз по общему пути (см. ниже).

Общий путь свертывания крови инициируется через активацию фактора Ха. Фактор Ха соединяется с фактором ва и кальцием на фосфолипидных поверхностях, создавая протромбиназный комплекс, который в конечном итоге активирует протромбин (он же фактор II) в тромбин. Эта активация тромбина происходит через расщепление сериновой протеазы протромбина. Теперь тромбин активирует фактор XIIIa (FXIIIa). FXIIIa сшивается с фибрином, образуя стабилизированный сгусток.

Патофизиология механизмов свертывания крови

Тромбоз - это процесс образования тромба в кровеносном сосуде. Триада Вирхова - это важное понятие, которое выделяет первичные аномалии в патологии, которые могут привести к тому, что механизм свертывания крови перейдет в тромбоз. Триада состоит из застоя или турбулентного кровотока, повреждения эндотелия и гиперкоагуляции крови. [7][8][9][10]

Аномальный (застой) или турбулентный кровоток может привести к тромбозу. Нормальный кровоток - ламинарный. Турбулентный кровоток приводит к повреждению эндотелия, способствуя тем самым образованию тромба. Примером турбулентного кровотока может служить аневризма ослабленных сосудов. Другой аспект аномального кровотока, венозный застой, например, в послеоперационном постельном режиме, дальние поездки в автомобиле или самолете или неподвижность из-за ожирения могут привести к повреждению эндотелия, что способствует тромбозу.

Повреждение эндотелия приводит к активации тромбоцитов и образованию тромба. Это может быть результатом воспаления эндотелиальной поверхности сосудистой сети. Гиперхолестеринемия является примером хронического воспалительного состояния, которое прогрессирует в эндотелиальную травму.

Гиперкоагуляция (тромбофилия) - это любое заболевание крови, которое предрасполагает человека к тромбозу. Это может быть результатом наследственных нарушений свертывания крови, таких как мутация Лейдена фактора V, или приобретенного нарушения свертывания крови, такого как диссеминированное внутрисосудистое свертывание. Кровоизлияние происходит, когда кровь вытекает из стенок его сосудов.

Дисфункция тромбоцитов, или дисфункция фактора свертывания, может быть дополнительно разбита на то, какая часть физиологии механизма свертывания подвергается воздействию.

Нарушения первичного гемостаза - фактор фон Виллебранда, дефекты тромбоцитов или нарушение рецепторного аппарата:

Болезнь фактора фон Виллебранда
Болезнь Бернара-Сулье
Тромбастения Гланцмана
Медикаментозное лечение
Нарушения вторичного гемостаза: дефекты фактора свертывания крови
Фактор V Лейден
Дефицит витамина К
Гемофилия
Синдром антифосфолипидных антител
Диссеминированное внутрисосудистое свертывание
Заболевание печени
Медикаментозное лечение
Дефекты в малых сосудах
Травма
Разрыв аневризмы
Васкулиты

Клиническое значение нарушения физиологических процессов свертывания крови

В дополнение к патофизиологии, несколько идей, которые нужно иметь в виду, когда у вас есть пациент с нарушениями механизма свертывания крови:

Пациенты с:

Первичными дефектами гемостаза обычно проявляются небольшими кровоизлияниями в кожу или слизистые оболочки. Это включает в себя петехии и / или пурпуру.
Вторичные дефекты гемостаза обычно сопровождаются кровотечениями в мягкие ткани (мышцы) или суставы (гемартроз).
Прямые дефекты мелких кровеносных сосудов обычно присутствуют при пальпируемой пурпуре и экхимозе. Они могут накапливаться и становиться больше, чтобы развиться гематома.
Кроме того, лабораторные исследования с участием PTT или PT/INR можно разделить по физиологическим механизмам: Нарушения, исключительно влияющие на первичный гемостаз, не влияют на ПТ/МНО или ПТТ, они только увеличивают время кровотечения Нарушения, влияющие на внешний путь вторичного гемостаза, влияют на ПТ/МНО Нарушения, влияющие на внутренний путь вторичного гемостаза, влияют на ПТТ

Данная статья посвящена аспектам физиологии, патофизиологии и патологии механизмов свертывания крови в организме животных и человека.

Литература

Shaydakov ME, Blebea J. StatPearls [Internet]. StatPearls Publishing; Treasure Island (FL): Feb 20, 2020. Thromboelastography (TEG)
Thachil J. The Elusive Diagnosis of Disseminated Intravascular Coagulation: Does a Diagnosis of DIC Exist Anymore? Semin. Thromb. Hemost. 2019 Feb;45(1):100-107.
Saracoglu A, Saracoglu KT. Coagulopathy during liver transplantation. J Anaesthesiol Clin Pharmacol. 2018 Jul-Sep;34(3):289-295.
Chang JC. Hemostasis based on a novel 'two-path unifying theory' and classification of hemostatic disorders. Blood Coagul. Fibrinolysis. 2018 Nov;29(7):573-584.
D'Alessandro E, Posma JJN, Spronk HMH, Ten Cate H. Tissue factor (:Factor VIIa) in the heart and vasculature: More than an envelope. Thromb. Res. 2018 Aug;168:130-137.
Kapoor S, Opneja A, Nayak L. The role of neutrophils in thrombosis. Thromb. Res. 2018 Oct;170:87-96.
Chaturvedi S, Brodsky RA, McCrae KR. Complement in the Pathophysiology of the Antiphospholipid Syndrome. Front Immunol. 2019;10:449.
Yusof NNM, McCann A, Little PJ, Ta HT. Non-invasive imaging techniques for the differentiation of acute and chronic thrombosis. Thromb. Res. 2019 May;177:161-171.
Preijers T, Schütte LM, Kruip MJHA, Cnossen MH, Leebeek FWG, van Hest RM, Mathôt RAA. Strategies for Individualized Dosing of Clotting Factor Concentrates and Desmopressin in Hemophilia A and B. Ther Drug Monit. 2019 Apr;41(2):192-212.
Weisel JW, Litvinov RI. Red blood cells: the forgotten player in hemostasis and thrombosis. J. Thromb. Haemost. 2019 Feb;17(2):271-282.

^Наверх