Основы физиологии гемостаза

Гемостаз
- это функция организма, обеспечивающая, с одной стороны, сохранение крови в кровеносном русле в жидком агрегатном состоянии, а с другой - остановку кровотечения и предотвращение кровопотери при повреждении кровеносных сосудов

Функционирование системы гемостаза определяется состоянием трех тесно взаимодействующих между собой компонентов:
стенками кровеносных сосудов, в первую очередь эндотелием и субэндотелиальными структурами;
клеточными элементами крови, в первую очередь тромбоцитами;
- плазменными протеолитическими системами - свертывающей, плазминовой (фибринолитической), калликреин-кининовой и комплемента.

Хронология гемостаза
Спазм сосудов: в пределах нескольких секунд;
Формирование тромбоци-тарного сгустка: от 3 до 5 минут;
Формирование фибрино-вого сгустка: от 10 до 30 минут;
Процессы восстановления, с вовлечением системы фибринолиза: от дней до недель

Сосудистая стенка имеет активную поверхность, с внутренней стороны выстланную эндотелиальными клетками. Целостность эндотелиального покрова является основой нормального функционирования кровеносных сосудов.
Площадь поверхности эндотелиального покрова в сосудах взрослого человека сопоставима с площадью футбольного поля.
Эндотелиальный покров сосудов.
Гладкая поверхность покрыта одним слоем эндотелиальных клеток.
Целостность эндотелиального покрова - важнейшее условие сохранения жидкого состояния крови.

Антикоагулянтные свойства эндотелия обеспечиваются несколькими механизмами.
Интактный эндотелий не обладает прокоагулянтной активностью. Эндотелий пассивно предотвращает контакт крови с субэндотелиальными структурами, обладающими выраженными прокоагулянтными свойствами.
• Интактный эндотелий синтезирует, выделяет в кровь или представляет на своей поверхности вещества, препятствующие коагуляции, адгезии, агрегации и спазму сосудов (простациклин, тромбомодулин, тканевого активатора плазминогена)

Прокоагулянтные функции эндотелия
Активированные тромбоциты
Эндотелий
Синтез Фактора Виллебранда
Синтез PAI-1
Депонирование 5-10% ФВ в тельцах Weibel-Palad

Субэндотелий сосудистой стенки организован полимерными белками: коллагеном, эластином и другими.
Обладает выраженным тромбогенным эффектом, стимулируя процессы свертывания крови.

Коллаген субэндотелия является субстратом для адгезии тромбоцитов. Связь коллагена с рецепторами тромбоцитов вызывает активацию последних.
Коллагены - наиболее распространенные белки в организме. Они составляют 25% от общего количества белка. Коллагены образуют нерастворимые нити (фибриллы), которые входят в состав межклеточного матрикса и соединительных тканей.
Прокоагулянтные свойства клеток субэндотелия (макрофагов, фибробластов, лейкоцитов и гладких мышечных клеток) обусловлены наличием на их поверхности тканевого фактора.
Тканевой фактор (ТФ) - трансмембранный белок.
ТФ в норме нет на поверхности циркулирующих лейкоцитов или эритроцитов.

Свойства субэндотелия
Активирует тромбоциты;
Стимулирует их адгезию;
Активирует систему гемокоагуля-ции;
IV-V тип коллагена
I-III тип коллагена

Мегакариоцит
Диаметр 30-40 мкм.
Ядро темно-фиолетового цвета, лопастное, с вдавлениями, фрагментированное.
Хроматин распределен неравномерно.
Цитоплазма содержит обильную зернистость.
Тромбоцитопоэз
ТРОМБОЦИТАРНЫЙ КОМПОНЕНТ СОСУДИСТО-ТРОМБОЦИТАРНОГО ЗВЕНА ГЕМОСТАЗА

Жизненный цикл тромбоцитов
Примерно 2/3 периферического пула находится постоянно в системе циркуляции, 1/3 - в селезенке.

При спленомегалии резервный пул тромбоцитов возрастает, что может приводить к перераспределительной тромбоцитопении.
При стимуляции адренорецепторов (физическая нагрузка, стресс)
выброс тромбоцитов в циркуляцию приводит к кратковременному тромбоцитозу.
После спленэктомии также наблюдается тромбоцитоз.
Опустошение резервного пула тромбоцитов в селезенке происходит при ДВС-синдроме, тромбоцитопении потребления (макротромбоциты с недостаточными функциональными свойствами адгезии и агрегации – тромбоцитопатия).
Жизненный цикл тромбоцитов

А - нормальные тромбоциты.
Б - анизоцитоз тромбоцитов при хроническом моноцитарном лейкозе (нарушение дифференцировки на уровне полипотентных коммитированных предшественников мегакариоцитопоэза).
В - гигантские тромбоциты (макротромбоциты) при аутоиммунной тромбоцитопении.
Тромбоциты в периферической крови:

Интактные тромбоциты имеют форму диска.
В цитоплазме расположены митохондрии, пероксисомы (содержат каталазу), включения гликогена, лизосомы и гранулы, содержащие пулы хранения различных веществ.
Тромбоцит (рисунок и микрофотография).

Секретируемые факторы тромбоцитов присутствуют в тромбоцитах в 3 видах гранул хранения. Разные стимуляторы приводят к освобождению содержимого гранул тромбоцитов.

На наружных частях молекул гликопротеинов располагаются рецепторные локусы. Молекула рецепторного гликопротеина «пронизывает» мембрану.
После соединения рецепторных локусов с лигандами создается сигнал активации, передающийся к внутренним частям тромбоцитов.
Поверхностные гликопротеиновые (GP) рецепторы тромбоцита.

Основные функции тромбоцитов:
Формирование первичного тромбоцитарного тромба в зоне повреждения сосуда за счет адгезии и последующей агрегации;
Катализ гуморальных реакций гемостаза за счет:
А) предоставления фосфолипидной поверхности (фактор 3 тромбоцитов или тромбоцитарный тромбопластин), необходимой для взаимодействия большинства плазменных белков гемостаза;
Б) выброса прокоагулянтов из пулов хранения;
Ретракция сгустка крови;.
4. Стимуляция локальной вазоконстрикции, репарации тканей, регулирование местной воспалительной реакции за счет высвобождения соответствующих медиаторов из пулов хранения тромбоцитов.

Субстанции, стимулирующие тромбоциты

В эндотелиальных клетках, активированных тромбоцитах и других клетках из мембранных фосфолипидов под действием фосфолипаз освобождается арахидоновая кислота. В эндотелиальных клетках из арахидоновой кислоты при участии циклооксигеназы синтезируются простациклин и ряд активных простагландинов.
Каскад метаболитов, образующихся из арахидоновой кислоты

Формирование первичной тромбоцитарной пробки в зоне повреждения сосудов возникает вследствие процесса, который можно условно разделить на 3 стадии:
1 - адгезия тромбоцитов к субэндотелиальным структурам;
2 - активация этих тромбоцитов с выбросом
медиаторов из гранул хранения;
3 - агрегация тромбоцитов.

Адгезированные тромбоциты
на поврежденной сосудистой стенке

Фактор Виллебранда (vWF) выполняет роль «биологического клея», прикрепляя к коллагену субэндотелия адгезированные тромбоциты через гликопротеиновый комплекс GPIb-V-IX.
Тромб увеличивается в размерах по мере адгезии и агрегации новых тромбоцитов, скрепление которых в агрегат обеспечивает фибриноген, имеющий дивалентную структуру и взаимодействующий с рецепторами GPIIb-llla.

Активация тромбоцитов может быть обратимой:
происходят лишь частичные конформационные изменения, обратимое соединение с другими клетками и частичная секреция гранул. Спустя небольшое время тромбоцит возвращается в интактное состояние и поступает в ток крови.
Если стимуляция длительная или сильная, происходит необратимая активация тромбоцита:
тромбоцит прочно фиксируется к другим клеткам или внеклеточным структурам, происходит полная дегрануляция и секреция содержимого пулов хранения.
Если тромбоцит после необратимой активации поступает в ток крови, он не может в дальнейшем вступать во взаимодействие с другими клетками и быстро элиминируется из кровообращения.

Стадии контактной активации тромбоцитов:
А - неактивный тромбоцит (дискоцит, пластинка);
Б - тромбоциты в обратимой стадии контактной активации (шаровидные формы с псевдоподиями);
В - тромбоцит в необратимой стадии адгезии (распластанная форма без внутреннего содержимого - «тень тромбоцита»)

Активированные тромбоциты

Процесс агрегации заключается в присоединении активированных тромбоцитов, находящихся в токе крови, друг к другу и ранее фиксированным в области повреждения.

Вследствие распространения активирующего сигнала на агрегированные тромбоциты, удаленные от места повреждения, образуется толстый слой тромбоцитов, армированный фибрином.
Этот процесс лежит в основе образования тромбоцитарного тромба.
Тромбоцитарный тромб, сформированный на поврежденной сосудистой стенке

По мере удаления от зоны повреждения концентрация агонистов активации и агрегации тромбоцитов снижается и соответственно уменьшается активация тромбоцитов.
Дистально расположенные частично активированные тромбоциты отрываются от сгустка и возвращаются в кровоток.
Таким образом, периферическая дезагрегация тромбоцитов предотвращает неограниченный рост сгустка.

Двухволновая нормальная агрегатограмма
При активации тромбоцитов под влиянием коллагена, первых порций АДФ, адреналина, тромбоксана А2 и тромбина происходит быстрая активация и дегрануляция тромбоцитов.
Резко увеличивается количество эндогенных стимуляторов агрегации и происходит дальнейшее усиление агрегации (появление второй волны на агрегатограмме).

Отсутствие второй волны агрегации и ранняя дезагрегация
Когда в тромбоцитах отсутствуют плотные или α-гранулы либо нарушен процесс высвобождения содержащихся в них компонентов (что характерно для ряда тромбоцитопатий) на агрегатограмме отсутствует вторая волна и возникает ранняя дезагрегация

Тромбоцит
Сосудисто-тромбоцитарный (первичный) гемостаз

Ретракция сгустка крови
Ретракцией сгустка крови называют уплотнение сгустка с выделением из него избытка сыворотки.
Ретракция способствует улучшению механических характеристик сгустка и снижению активности фибринолиза внутри него.

Коагуляционный каскад
Активация
Внутренний
путь
Внешний
путь
Формирование фибрина
Формирование тромбина
Общий путь
Сгусток

Ca++
VIIa
Adapted from G.J. Brose, Annu. Rev. Med. 1995, 46:103-12
Активация фактора VII
Тромбопластин: Тканевой фактор + фосфолипид + Са2+
Фосфолипид
Ca++

ВМК
Прекалликреин Калликреин
βXIIa αXIIa XII
XIa XI
ВМК
IX
Внутренний путь активации протромбиназы (1)
Контакт
ВМК: Высокомолекулярный Кининоген
PF3: Тромбоцитарный фактор 3

IX IXa + VIII
X Xa + V
Внутренний путь активации протромбиназы (2)
Контактная
фаза
PF3 PF3
Ca ++
PF3: Тромбоцитарный фактор 3
Ca ++

VII VIIa
IX IXa + VIII
I (фибриноген) X Xa + V
(тромбин) IIa II
Фибрин мономер Сгусток
Коагуляция крови
XII,XI,
ПК, ВМК
PF3
Ca ++
Ca ++
Ca ++
PF3: Platelet Factor3
Внутренний путь Внешний путь
PF3 PF3
free

Ингибиторы коагуляции
TFPI
AT III: Aнтитромбин III
PS: Протеин S
α2-AT: α2-антитрипсин
α2-MG: α2-макроглобулин
С1-ING: С1-ингибитор
HрCF-II:
Кофактор гепарина IIAPC: Активированный протеин C
TFPI: Ингибитор пути
тканевого фактора
AT III
PS
APC
C1-ING
α2-MG
HрCF-II
α2-AT

fpA fpA
fpB
fpB
β
α
γ
D домен
D домен
N-terminal
of chains
Фибриноген
3 пары полипептидных
цепей: Aα, Bβ, γ
M.М. 340,000
fp: Фибринопептид
Структура фибриногена
E
D
D

Фибриноген
Фибрин-мономер
Формирование фибрина
D
D
E
+ 2 фибринопептида A
+ 2 фибринопептида B
fpA: Aα 1-16
fpB: Bβ 1-14
Тромбин ( IIa)
Adapted from Moseson MW, J Lab Clin Med, 1990
Фибрин-
мономер

Стабилизированный (нерастворимый)
Фибриновый сгусток
Фибриноген
Фибрин мономер +
фибринопептиды
Растворимый
Фибрин полимер
XIIIa
Тромбин
ФОРМИРОВАНИЕ ФИБРИНОВОГО СГУСТКА

Эритроцитарно-тромбоцитарный сгусток и сеть фибрина

Adapted from Moseson MW, J Lab Clin Med, 1990
Фибринолиз

From Physiologie de la Fibrinolyse, Alessi et al., Manuel d'hémostase, Option Bio, 1996, pp 70
Фибринолиз
Д-димер - специфический продукт расщепления поперечно-сшитого фибрина плазмином

D-димер
E
Фибриновый сгусток
Фибриноген
D
E
D
Фибрин-мономер +
фибринопептиды
растворимый
фибрин
полимер
XIIIa
Тромбин
Плазмин
Фибринолиз
Продукты деградации фибрина
Продукты
деградации
фибриногена