СВЕРТЫВАЮЩАЯ СИСТЕМА КРОВИ
Описание
Свёртывающая система крови (син.: коагуляционная система, система гемостаза, гемокоагуляция) — ферментативная система, обеспечивающая остановку кровотечения путем формирования фибринных тромбов, поддержание целости кровеносных сосудов и жидкого состояния крови. Свёртывающая система крови — функциональная часть физиологической системы регуляции агрегатного состояния крови (см. ).
Основы учения о свертывании протромбина (см.) в тромбин. Это позволило сформулировать трехфазную теорию свертывания крови, согласно к-рой процесс протекает последовательно: в первой фазе происходит формирование активной протромбиназы, во второй — образование тромбина, в третьей — появление фибрина.
Согласно схеме Макфарлена свертывание крови протекает по типу каскада, т. е. происходит последовательное превращение неактивного фактора (профермента) в активный фермент, к-рый активирует следующий фактор. Т. о., свертывание крови — сложный, многоступенчатый механизм, действующий по принципу обратной связи. При этом в процессе такого преобразования увеличивается скорость последующего превращения и количество активируемого вещества.
В свертывании крови, представляющем собой ферментативную цепную реакцию, участвуют компоненты плазмы, тромбоцитов и тканей, к-рые называются факторами свертывания крови (см. Гемостаз). Различают плазменные (прокоагулянты), тканевые (сосудистые) и клеточные (тромбоцитарные, эритроцитарные и др.) факторы свертывания крови.
Основными плазменными факторами являются фактор I (см. Гемофилия); фактор III (тромбопластический фактор) — фосфолипопротеид, содержится во всех тканях организма; образует при взаимодействии с фактором VII и кальцием комплекс, активирующий фактор X. Факторы II, V (Ас-глобулин), VII, IX, X, XI, XII и XIII являются ферментами; фактор VIII (антигемофильный глобулин — АГГ) — сильный акцелератор коагулирующих ферментов, вместе с фактором I он составляет неферментную группу.
В активации свертывания крови и фибринолиза участвуют тканевые факторы, компоненты калликреин-кининовой ферментной системы (см. тромбоцитов (см.).
К клеточным факторам крови относят группу коагуляционных тром-боцитарных факторов, из к-рых наиболее важны фосфолигшдный (мембранный) фактор 3 тромбоцитов (3 тф) и белковый антигепариновый фактор (фактор 4), а также тромбоксан Аг (простагландин G2), эритроцитарный аналог фактора 3 тромбоцитов (эритропластин, эритроцитин) и др.
Условно механизм свертывания крови можно разделить на внешний (запускается при поступлении из тканей в кровь тканевого тромбопластина) и внутренний (запуск осуществляется за счет ферментных факторов, содержащихся в крови или плазме), к-рые до фазы активации фактора X, или фактора Стюарта — Прауэра, и образования протромбиназного комплекса осуществляются в определенной степени раздельно с вовлечением разных факторов свертывания, а впоследствии реализуются по общему пути. Каскадно-комплексный механизм свертывания крови представлен на схеме.
Между обоими механизмами свертывания крови существуют сложные взаимоотношения. Так, под влиянием внешнего механизма образуются небольшие количества тромбина, достаточные лишь для стимуляции агрегации тромбоцитов, освобождения тромбоцитарных факторов, активации факторов VIII и V, что усиливает дальнейшую активацию фактора X. Внутренний механизм свертывания крови более сложен, но его активация обеспечивает массивную трансформацию фактора X в фактор Ха и соответственно протромбина в тромбин. Несмотря на, казалось бы, важную роль фактора XII в механизме свертывания крови, при его дефиците геморрагии отсутствуют, возникает лишь удлинение времени свертывания крови. Возможно, это объясняется способностью тромбоцитов в сочетании с коллагеном активировать одновременно факторы IX и XI без участия фактора XII.
В активации начальных этапов свертывания крови принимают участие компоненты калликреин-кининовой системы, стимулятором к-рой является фактор XII. Калликреин участвует во взаимодействии факторов XI 1а и XI и ускоряет активацию фактора VII, т. е. выполняет роль связующего звена между внутренним и внешним механизмами свертывания крови. В активации фактоpa XI принимает также участие фактор XV. На разных этапах свертывания крови образуются сложные белково-фосфолипидные комплексы.
В наст, время в каскадную схему вносятся изменения и дополнения.
Свертывание крови по внутреннему механизму начинается с активации фактора XII (фактора контакта, или фактора Хагемана) при соприкосновении с коллагеном и другими компонентами соединительной ткани (при повреждении сосудистой стенки), при появлении в кровяном русле избытка катехоламинов (напр., адреналина), протеаз, а также вследствие контакта крови и плазмы с чужеродной поверхностью (иглы, стекло) вне организма. При этом образуется его активная форма — фактор XIIа, к-рый вместе с фактором 3 тромбоцитов, являющимся фосфолипидом (3 тф), действуя как фермент на фактор XI, превращает его в активную форму— фактор XIа. В этом процессе ионы кальция не участвуют.
Активация фактора IX является результатом ферментного воздействия на него фактора XIа, причем для образования фактора IXа необходимы ионы кальция. Активация фактора VIII (фактор Villa) происходит под влиянием фактора IХа. Активацию фактора X вызывает комплекс факторов IXa, Villa и 3 тф в присутствии ионов кальция.
При внешнем механизме свертывания крови тканевый тромбопластин, поступивший из тканей и органов в кровь, активирует фактор VII и в комплексе с ним в присутствии ионов кальция формирует активатор фактора X.
Общий путь внутреннего и внешнего механизмов начинается с активации фактора X — относительно стабильного протеолитического фермента. Активация фактора X ускоряется в 1000 раз при его взаимодействии с фактором Va. Протромбиназный комплекс, образующийся при взаимодействии фактора Ха с фактором Va, ионами кальция и 3 тф, приводит к активации фактора II (протромбина), в результате чего образуется тромбин.
Последняя фаза свертывания крови заключается в превращении фибриногена в стабилизированный фибрин. Тромбин — протеолитический фермент — отщепляет от альфа- и бета-цепей фибриногена сначала два пептида А, затем два пептида В, в результате остается мономер фибрина с четырьмя свободными связями, к-рые потом соединяются в полимер — волокна нестабилизированного фибрина. Затем при участии фактора XIII (фибринстабилизирующего фактора), активированного тромбином, образуется стабилизированный, или нерастворимый, фибрин. В фибриновом сгустке содержится много эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов, также обеспечивающих его консолидацию.
Так, установлено, что не все белковые факторы свертывания крови являются ферментами и поэтому не могут вызывать расщепление и активацию других белков. Установлено также, что на разных этапах свертывания крови образуются комплексы факторов, в к-рых активируются ферменты, а неферментные компоненты ускоряют и усиливают эту активацию и обеспечивают специфичность действия на субстрат. Из этого следует, что каскадную схему целесообразно рассматривать как каскадно-комплексную. В ней сохраняется последовательность взаимодействия различных плазменных факторов, но предусматривается формирование комплексов, активирующих факторы, участвующие в последующих этапах.
В системе свертывания крови различают также так наз. сосудисто-тромбоцитарный (первичный) и коагуляционный (вторичный) механизмы тромбоциты (см.) приклеиваются друг к другу и образуют агрегат. Источником АДФ является АТФ стенки сосудов, эритроцитов и тромбоцитов.
При коагуляционном механизме основная роль принадлежит факторам С. с. к. Выделение сосудисто-тромбоцитарного и коагуляционного механизмов гемостаза относительно, т. к. оба обычно функционируют сопряженно. По времени возникновения кровотечения после воздействия травмирующего фактора можно предположительно установить его причину. При дефектах в плазменных факторах оно возникает позже, чем при тромбоцитопении (см.).
В организме наряду с механизмами свертывания крови существуют механизмы, поддерживающие жидкое состояние циркулирующей крови. По теории Б. А. Кудряшова, эту функцию осуществляет так наз. противосвертывающая система, основным звеном к-рой является ферментативный и неферментативный фибринолиз, обеспечивающий жидкое состояние крови в сосудистом русле. Другие исследователи (напр., А. А. Маркосян, 1972) считают противосвертывающие механизмы частью единой свертывающей системы. Установлена взаимосвязь С. с. к. не только с фибринолитической системой, но и с гепарина (см.) и активаторов фибринолиза из тканевых источников. Гепарин образует комплексы с антитромбином III, тромбином, фибриногеном и рядом других тромбогенных белков, а также катехоламинами. Эти комплексы обладают антикоагулянтной активностью, лизируют нестабилизиро-ванный фибрин, блокируют неферментативным путем полимеризацию фибрин-мономера и являются антагонистами фактора XIII. Вследствие активации ферментативного фибринолиза осуществляется лизис стабилизированных сгустков.
Сложная система ингибиторов протеолитических ферментов тормозит активность плазмина, тромбина, калликреина и активированных факторов свертывания крови. Механизм их действия связан с образованием белок-белковых комплексов между ферментом и ингибитором. Обнаружено 7 ингибиторов: α-макроглобулин, интер-α-ингибитор трипсина, Cl-инактиватор, альфа-1-антихимотрипсин, антитромбин III, альфа-2-антиплазмин, α-антитрипсин. Немедленное антикоагулянтное действие оказывает гепарин. Основным ингибитором тромбина является антитромбин III, связывающий 75% тромбина, а также другие активированные факторы свертывания крови (IXа, Ха, XIIа) и калликреин. В присутствии гепарина активность антитромбина III резко возрастает. Важным для свертывания крови является α2-макроглобулин, обеспечивающий 25% антитромбинового потенциала крови и полностью подавляющий активность калликреина. Но основным ингибитором калликреина является Cl-ингибитор, к-рый тормозит фактор XII. Антитромбиновым действием обладают также фибрин, продукты протеолитической деградации фибрин/фибриногена, оказывающие антиполимеразное действие на фибрин и фибринопептиды, отщепляемые от фибриногена тромбином. Нарушение активности С. с. к. вызывает высокая активность фермента плазмина (см. Фибринолиз).
Факторов свертывания крови в организме содержится значительно больше, чем это необходимо для обеспечения гемостаза. Однако кровь не свертывается, т. к. имеются антикоагулянты, и в процессе гемостаза потребляется лишь небольшое количество коагулирующих факторов, напр, протромбина, за счет самоторможения гемокоагуляции, а также нейроэндокринных регуляторных механизмов.
Нарушения в Свёртывающей системе крови могут служить основой патологических процессов, клинически проявляющихся в виде тромбозов кровеносных сосудов (см. тромбоцитопатии (см.), к-рые являются результатом качественных дефектов в оболочке тромбоцитов (напр., дефицит мембранных гликопротеинов), их ферментов, реакции освобождения тромбоцитов, приводящих к нарушению способности их к агрегации или адгезии, к снижению содержания тромбоцитарных факторов свертывания крови и др.
Повышенная кровоточивость может развиться вследствие дефицита факторов свертывания крови или их ингибиции специфическими антителами. Т. к. многие факторы свертывания крови образуются в печени, то при ее поражении (гепатит, цирроз) довольно часто возникают геморрагии, обусловленные снижением концентрации в крови факторов II, V, VII, IX, X или печеночной дис(гипо)фибриногенемией. Дефицит К-витаминозависимых факторов (II, VII, IX, X), сопровождающийся в ряде случаев кровоточивостью, наблюдается при нарушении поступления желчи в кишечник (механическая желтуха), избыточном приеме антагонистов витамина К (кумаринов, варфарина), дисбактериозе кишечника, при геморрагической болезни новорожденных (см. Геморрагические диатезы).
В результате активации С. с. к., в частности тканевыми тромбопластинами (оперативное вмешательство, тяжелые травмы, ожоги, шок, сепсис и др.), часто развивается полное и неполное диссеминированное внутрисосудистое свертывание крови (см. Тромбогеморрагический синдром), плохо поддающееся коррекции, требующее динамического контроля за показателями С. с. к.
Развитию диссеминированного свертывания крови и тромбозов способствует также наследственный или приобретенный дефицит основных физиол. антикоагулянтов, особенно антитромбина III, и компонентов фибринолитической системы. Вторичное истощение этих веществ, требующее проведения трансфузионно-заместительной терапии, может быть следствием интенсивного их потребления как в процессе свертывания крови, так и при интенсивном применении гепарина, усиливающего метаболизацию антитромбина III, активаторов фибринолиза (напр., стрептокиназы), снижающих уровень плазминогена в крови.
Нарушения липидного обмена и воспалительные процессы в стенках сосудов ведут к структурным изменениям в стенке сосуда, органическому сужению его просвета, что может служить пусковым механизмом в образовании тромба (напр., при инфаркте миокарда). Избыточное разрушение эритроцитов, содержащих тромбопластические факторы, также нередко является предпосылкой для образования тромбов, напр, при пароксизмальной ночной гемоглобинурии и аутоиммунной гемолитической анемии (см. серповидно-клеточной анемии (см.).
Наиболее часто дефицит факторов свертывания крови обусловлен генетически. Так, дефицит факторов VIII, IX, XI наблюдается у больных гемофилией (см.). К повышенной кровоточивости приводит дефицит факторов II, V, VII (см. афибриногенемия (см.).
Наследственная функциональная неполноценность тромбоцитов лежит в основе большой группы заболеваний, напр, тромбастении Гланцманна, к-рая характеризуется нарушением агрегационной способности тромбоцитов и ретракции кровяного сгустка (см. Ангиогемофилия) дополнительно с этими нарушениями снижается активность фос-фолипидного фактора 3 тромбоцитов.
Методы исследования С. с. к. используются для выяснения причин кровоточивости, тромбозов и тромбогеморрагий. Способность крови свертываться исследуют серией методов, в основе к-рых лежит определение скорости появления кровяного сгустка в разных условиях. Наиболее распространенными методами, имеющими ориентировочное значение, являются установление времени кровотечения (см.), времени рекальцификации плазмы и Оврена тромботест, к-рый применяется для контроля за антикоагулянтной терапией. При определении времени рекальцификации плазмы к исследуемой плазме добавляют дистиллированную воду и р-р хлористого кальция; фиксируют время образования сгустка крови (удлинение времени свидетельствует о склонности к кровоточивости, укорочение— о гиперкоагуляции). При Оврена тромботесте к исследуемой плазме добавляют реактив, в к-ром содержатся все факторы свертывания крови, кроме факторов II, VII, IX и X; задержка свертывания плазмы свидетельствует о дефиците этих факторов.
К более точным методам относят метод Зигга, с помощью к-рого определяют толерантность плазмы к гепарину, протромбинового времени (см.), тест генерации тромбопластина, или метод тромбопластинообразования Биггс Дугласа, метод определения каолин-кефалинового времени. При методе тромбопластинообразования Биггс — Дугласа к исследуемой сыворотке добавляют обработанную гидратом окиси алюминия плазму и тромбоциты здорового человека; задержка свертывания плазмы при этом свидетельствует о дефиците факторов свертывания крови. Для определения каолин-кефалинового времени к исследуемой плазме, бедной тромбоцитами, добавляют суспензию каолина и р-р хлористого кальция; по времени свертывания плазмы можно установить дефицит VIII, IX, XI и XII факторов и избыток антикоагулянтов.
Фибринолитическую активность крови определяют эуглобиновым, гистохим. методом и др. (см. Фибринолиз). Существуют дополнительные методы, напр, тесты выявления Холодовой активации калликреинового моста между факторами XII и VII, методы определения продуктов паракоагуляции, физиологических антикоагулянтов, антитромбопластиновой активности, продуктов деградации фибриногена и др.
Библиография: Андреенко Г. В. Фибринолиз, М., 1979, библиогр.; Балуда В. П. и др. Лабораторные методы исследования системы гемостаза, Томск, 1980; Баркаган 3. С. Геморрагические заболевания и синдромы, М., 1980; Биохимия животных и человека, под ред. М. Д. Курского и др., в. 6, с. 3, 94, Киев, 1982; Гаврилов О. К. Биологические закономерности системы регуляции агрегатного состояния крови и задачи их изучения, Пробл. гематол. и перелив, крови, т. 24, № 7, с. 3, 1979; Геморрагический синдром острой лучевой болезни, под ред. Т. К. Джаракьяна, Л., 1976, библиогр.; Гемофилия и ее лечение, под ред. 3. Д. Федоровой, Л., 1977, библиогр.; Георгиева С. А. и Клячкин Л. М. Побочное действие лекарств на свертываемость крови и фибринолиз, Саратов, 1979, библиогр.; Грицюк А. И. Лекарственные средства и свертываемость крови, Киев, 1978; Кудряшов Б. А. Биологические проблемы регуляции жидкого состояния крови и ее свертывания, М., 1975, библиогр.; Кузник Б. И. и Скипетров В. П. Форменные элементы крови, сосудистая стенка, гемостаз и тромбоз, М., 1974; Маркосян А. А. Физиология свертывания крови, М., 1966, библиогр.; Мачабели М. С. Коагулопатические синдромы, М., 1970; Могош Г. Тромбозы и эмболии при сердечно-сосудистых заболеваниях, пер. с румын., Бухарест, 1979; Онтогенез системы свертывания крови, под ред. А. А. Маркосяна, Л., 1968, библиогр.; Проблемы и гипотезы в учении о свертывании крови, под ред. О. К. Гаврилова, М., 1981, библиогр.; Раби К. Локализованная и рассеянная внутрисосудистая коагуляция, пер. с франц., М., 1974; Рзаев Н. М. и 3акирджаев Д. Д. Антитромботическая терапия, Баку, 1979: Савельев В. С., Яблоков Е. Г. и Кириенко А. И. Тромбоэмболия легочных артерий, М., 1979; Скипетров В. П. и Кузник Б. Акушерский тромбогеморрагический синдром, Иркутск — Чита, 1973; Уиллоуби М. Детская гематология, пер. с англ., М.. 1981; Филатов А. Н. и Котовщинова М. А. Свертывающая система крови в клинической практике, Л., 1963, библиогр.; Хрущева Е. А. и Титова М. И. Система гемостаза при хирургических заболеваниях сердца, сосудов и легких, М., 1974; Чазов Е. И. и Лакин К. М. Антикоагулянты и фибринолитические средства, М., 1977; Blood coagulation and haemostasis, ed. by J. M. Thomson, Edinburgh — N. Y., 1980; Haemostasis, biochemistry, physiology and pathology, ed. by D. Ogston a. B. Bennett, L.— N. Y., 1977; Haemostasis and thrombosis, ed. by G. G. Neri Serneri a. C. R. Prentice, L. a. o., 1979: Human blood coagulation, haemostasis and thrombosis, ed. by R. Biggs, Oxford, 1976; Nilsson I. M. Haemorrhagic and thrombotic diseases, L. a. o., 1974; Progress in chemical fibrinolysis and thrombolysis, ed. by J. F. Davidson, N. Y., 1978; Quick A. J. The hemorrhagic diseases and pathology of hemostasis, Springfield, 1974; Recent advances in hemophilia, ed. by L. M. Aledort, N. Y., 1975; Venous and arterial thrombosis, pathogenesis, diagnosis, prevention, and therapy, ed. by J. H. Joist a. L. A. Sherman, N. Y., 1979.
О. К. Гаврилов.