Коагуляционное звено гемостаза.
Система свертывания плазмы - это ферментативная протеолитическая система, осуществляющая образование фибриновой пробки в местах повреждения сосуда. Она состоит из ферментов, белковых катализаторов (кофакторов), ингибиторов свертывания плазмы, а также некоторых веществ небелковой природы. Исторически белки плазмы крови, входящие в каскад свертывания крови (факторы), принято обозначать римскими цифрами. В последнее время из номенклатуры был исключен ряд факторов: фактор VI, так как он оказался активированным фактором V; фактор IV, ионы кальция, которые не белки; тканевой фактор (ранее тканевой тромбопластин, фактор III), который не является белком плазмы и в кровь поступает из тканей. Вновь открытые факторы не имеют римской символики (табл.2). Практически все факторы в плазме крови находятся в неактивном состоянии. Их активация проходит путем протеолиза. Для обозначения активированного фактора к его названию добавляется буква а (например, Ха).
Таблица 2.
Факторы свертывания плазмы крови
| Символ | Название | Место синтеза | Концентрация в плазме | Гемостати-ческий минимум |
| I | Фибриноген | Печень | 2-4 г/л | 0,5-1 г/л |
| II | Протромбин | Печень | 100-150 мг/л | 40% |
| V | Проакцелерин | Печень | 7-10 мг/л | 10-15% |
| VII | Проконвертин | Печень | 0,4-0 мг/л | 5-10% |
| VIII | Антигемофильный глобулин А | Печень | 0,7 нмоль/л | 30-35% |
| IX | Антигемофильный глобулин В | Печень | 3-5 мг/л | 20-30% |
| X | Фактор Стюарта-Прауэра | Печень | 8-10 мг/л | 10-20% |
| XI | Антигемофильный глобулин С | Печень | 3-6 мг/л | 10-20% |
| XII | Фактор Хагемана | Печень | 25-35 мг/л | < 1% |
| XIII | Фибринстабилизирующий фактор | Макрофаги, мегакариоциты | 20-30 мг/л | 2-3% |
| ПК | Прекалликреин (ПК, ф. Флетчера) | Печень | 30-50 мг/л | < 1% |
| ВМК | Высокомолекулярный кининоген (ВМК, ф. Фитцжеральда) | Печень | 60-80 мг/л | < 1% |
Примечание: жирным в графе символов обозначены витамин К- и одновременно Са++-зависимые факторы, курсивом – белки, но не ферменты.
Большинство факторов является ферментами. К сериновым протеазам относятся факторы II, VII, IX, X, XI, XII, ПК; трансглютаминаза - фактор XIII. Факторы V, VIII и ВМК – это кофакторы белковой природы. Их роль заключается в ускорении реакций коагуляции.
Часть факторов являются витамин К-зависимыми и одновременно Са-зависимыми. К ним относятся факторы II, VII, IX, X, протеины C и S. Эти белки синтезируются в печени и имеют сходную структуру молекулы. Для получения полноценных факторов необходима реакция γ-карбоксилирования глутамина, которая нуждается в присутствии активированной формы витамина К. Са++ осуществляет контакт витамин К-зависимых факторов с фосфолипидами мембран, что делает данные белки функционально активными. Факторы, образованные в отсутствие витамина К, называют PIVKA-факторами (Protein Induced by Vitamin K Absence). Они функционально неполноценны.
Два последних фактора ПК и ВМК являются гликопротеидами и относятся к калликреин-кининовой системе. Калликреин-кининовая система – это протеолитическая система, которая участвует в регуляции активности каскадных протеолитических систем плазмы крови: кининогенеза, гемокоагуляции, фибринолиза, комплемента и ренин - ангиотензиновой системы, обеспечивающих процессы адаптации и защиты организма.
Деятельность протеолитических систем регулируют кинины, которые в плазме крови представлены неактивными предшественниками – кининогенами, в частности, ВМК. Образование активных кининов из кининогенов происходит под действием трипсиноподобных сериновых протеиназ - калликреинов, локализованных в плазме крови (плазменный калликреин) и тканях некоторых органов. Они также находятся в неактивном состоянии в форме предшественников. Прекалликреин - предшественник калликреина плазмы крови. В последнее время хорошо изучено участие компонентов калликреин-кининовой системы в активации контактной фазы свертывания крови. Установлено, что в контактной активации участвуют четыре белка: факторы XII, XI, прекалликреин и ВМК.
Схема свертывания плазмы крови с участием и активацией всех факторов подробно представлена в большинстве монографий. Без постоянного использования она быстро забывается, а при изучении вызывает затруднения. Это, по-видимому, связано как со сложностью системы, так и с относительно случайной нумерацией факторов, обусловленной последовательностью их открытия.
В конечном итоге свертывание плазмы крови заключается в превращении растворимого белка фибриногена в нерастворимый белок фибрин (рис.2). Последний образует фибриновую сетку, в которой застревают клетки крови, и формируется красный тромб. Время образования тромба около 30 мин. Для превращения фибриногена в фибрин необходимо наличие в плазме активного тромбина. Именно он в физиологических условиях запускает процесс полимеризации фибриногена. В плазме крови тромбин (IIa), как и другие факторы крови, находится в неактивном состоянии в форме предшественника – протромбина (фактор II). Наличие в плазме активного тромбина приводит к обязательному свертыванию плазмы крови. Поэтому тромбин называют основным фактором свертывания, а состояние пациента, имеющего свободный тромбин – тромбинемией. Наличие тромбинемии всегда связано с гиперкоагуляцией и опасностью тромбозов.
Примечание: овалами обведены основные тесты для оценки различных звеньев коагуляции.
Для образования тромбина (ф. IIa) необходимо активировать протромбин (ф. II). Активация протромбина происходит под действием протромбиназы. Протромбиназа включает активированные факторы Xa+Va, причем ферментативной активностью обладает фактор Xa, а фактор Va – белковый кофермент, который ускоряет реакцию в десятки тысяч раз. Превращение протромбина в тромбин происходит на кислых фосфолипидах мембран, где концентрируются факторы плазмы крови и ионы кальция, необходимые для взаимодействия факторов с фосфолипидами. Са++ содержится в плазме и поступает из тромбоцитов при их активации. В организме человека (in vivo) фосфолипиды представлены третьим фактором тромбоцитов (Р3) и фосфолипидами мембран некоторых других клеток. При лабораторном исследовании гемостаза для фосфолипидзависимых тестов в состав набора обязательно входят фосфолипиды растительного или животного происхождения. Тесты, для проведения которых требуются фосфолипиды, называют фосфолипидзависимыми тестами (ПТ, АЧТВ, протеин С).
Активация протромбина происходит двумя путями: внутренным медленным (10-15 мин.) и внешним быстрым (10-15 сек.). При активации протромбина по внутреннему и внешнему пути участвуют различные факторы. Механизмы активации также различаются. Активация протромбина представляет собой многостадийный каскадный процесс, в котором активация одной молекулы предшествующего уровня приводит к активации десятков или сотен последующих молекул. Большую роль в усилении сигнала играют белковые кофакторы. В организме оба пути тесно взаимосвязаны. Для удобства оценки результатов исследования они условно разделены и оцениваются разными тестами. Для оценки внутреннего пути используется активированное частичное (парциальное) тромбопластиновое время (АЧТВ, АПТВ), а для оценки внешнего пути – протромбиновое время (ПВ, он же протромбиновый тест - ПТ) (табл.3).
Активация свертывания плазмы по внутреннему пути называется так потому, что все факторы, необходимые для свертывания плазмы, находятся в плазме крови. Образование протромбиназы по внутреннему пути осуществляется контактной активацией. К факторам контактной фазы относятся фактор XII (Хагемана), фактор XI и ВМК с ферментом-активатором ПК. Считается, что активация свертывания начинается с контакта фактора Хагемана с отрицательно заряженной поверхностью твердого тела. В условиях организма это может быть коллаген, клеточные мембраны, нефизиологические поверхности, например, искусственные клапаны или протезы. В условиях in vitro в качестве активатора контактной фазы используют каолин, эллаговую кислоту и некоторые другие вещества. Далее активируется IX фактор (IXа) и его кофактор VIII (VIIIa). Факторы IXа+VIIIa образуют теназный комплекс (ten – десять), который активирует фактор Х. Фактор Х - фермент, а фактор V – его кофактор. Сумма факторов Xa+Va образуют протромбиназу, активность которой проявляется на фосфолипидах мембран тромбоцитов (Р3) в присутствии Са++. Все четыре фактора вместе образуют протромбиназный комплекс (Xа+Vа, P3, Ca++).
Таблица 3.
Пути активации протромбина
| Путь | Активаторы | Факторы | Время |
| Внутренний путь (медленный) | Контакт с коллагеном, мембранами клеток, ЦИК, и др. | XII, XI, ВМК, ПК IX+VIII Xа+Vа, P3, Ca++ | 15 мин |
| Внешний путь (быстрый) | Тканевой фактор (ТФ, мембранный гликопротеин клеток). | VII Xа+Vа, P3, Ca++ | 15 сек |
Примечание: жирным шрифтом обозначен протромбиназный комплекс.
Активация протромбина по внешнему пути осуществляется тканевым фактором ТФ (ранее – тканевым тромбопластином), который находится вне сосудистого русла, поэтому путь называется внешним. Особенно богаты ТФ ЭК, легкие и мозговая ткань. Источником ТФ могут быть фагоциты, опухолевые клетки, атеросклеротические бляшки. ТФ контактирует с фактором VII и превращает его в фактор VIIa. Последний активирует фактор Х (Ха), который при участии фактора Vа, фосфолипидов и кальция формирует протромбиназный комплекс, активирующий протромин и превращение фибриногена в фибрин. Таким образом, результатом деятельности как внутреннего, так и внешнего пути плазменного гемостаза является формирование одного и того же протромбиназного комплекса. Однако процесс активации по внешнему пути значительно быстрее и включает 1 фактор и 1 этап активации вместо 5 факторов и 3-х этапов активации по внутреннему пути. Известно, что все факторы свертывания плазмы находятся в крови в неактивном состоянии. Исключение составляет фактор VII, 1-2% которого в плазме крови активированы. Все вышеуказанное объясняет быстрое свертывание крови по внешнему пути, который в настоящее время считается основным физиологическим механизмом запуска процесса свертывания плазмы.
Ранее указывалось, что основой свертывания плазмы крови является превращение фибриногена в фибрин под действием тромбина (ф. IIa). Фибриноген – белок, который обладает уникальной способностью полимеризоваться в токе крови. Он синтезируется в гепатоцитах и, возможно, немного в мегакариоцитах. Высокая концентрация фибриногена в плазме крови (2-4 г/л) обусловлена его функцией. Белок состоит из 3-х пар полипептидных цепей (2α, 2β, 2γ), которые образуют 3 домена: центральный Е и два периферических D. Превращение фибриногена в фибрин под действием тромбина проходит несколько этапов (рис. 3):
а) Образование мономеров фибрина в результате отщепления двух фибринопептидов А и двух фибринопептидов В (2 ФПА + 2 ФПВ).
б) Спонтанная полимеризация мономеров фибрина с образованием растворимых фибрин-мономерных комплексов (волокна фибрина, растворимый фибрин, фибрин S –soluble, так как он растворяется в 5-7 М растворе мочевины и монохлоруксусной кислоте).
в) Стабилизация фибринового волокна ф. CIIIа с образованием перекрестных изопептидных связей. Образуется сеть взаимодействующих фибриновых волокон, способных удерживать тромбоциты на месте травмы (нерастворимый фибрин, фибрин i - insoluble). Ф. XIIIа активируется тромбином.
г) Ретракция (сокращение) сгустка происходит за счет сократительных белков тромбоцитов. При отсутствии тромбоцитов или дефекте рецептора Гп IIbIIIa ретракция снижается, тромб быстро лизируется (гиперфибринолиз), при этом повышается вероятность отрыва тромба с последующей тромбэмболией удаленных сосудов.
При полимеризации фибриногена образуются промежуточные продукты, часть из которых не включается в состав нерастворимого фибрина. Они присутствуют в плазме крови в виде фибрин-мономеров и растворимых фибрин-мономерных комплексов (РФМК). У здорового человека фибрин-мономеров практически нет, а РФМК присутствуют в незначительном количестве, так как процесс свертывания крови идет постоянно, но носит локальный характер.