Текст книги "Заболевания крови"

Глава 7. Система гемостаза

Система гемостаза – биологическая система, благодаря которой обеспечивается, с одной стороны, сохранение жидкого состояния крови, а с другой – предупреждение и остановка кровотечений путем поддержания структурной целостности стенок кровеносных сосудов и достаточно быстрого тромбирования последних при повреждениях. Важность данной системы для сохранения жизнеспособности организма определяется тем, что она препятствует убыли крови из циркуляторного русла и тем самым способствует обеспечению нормального кровоснабжения органов, сохранению необходимого объема циркулирующей крови.

Гемостаз реализуется в основном тремя взаимодействующими между собой функционально-структурными компонентами – стенками кровеносных сосудов (в первую очередь их интимой), клетками крови и плазменными ферментными системами – свертывающей, фибринолитической (плазминовой), калликреин-кининовой. Система подчинена сложной нейрогуморальной регуляции, в ней четко функционируют механизмы положительной и отрицательной обратной связи, вследствие чего клеточный гемостаз и свертывание крови вначале подвергаются самоактивации, дальнейшая регуляция связана с нарастанием антитромботического потенциала крови. Вышеперечисленные механизмы создают необходимые условия для самоограничения процесса свертывания, в связи с чем локальная активация системы в местах тромбообразования не трансформируется при правильном функционировании указанных механизмов во всеобщее свертывание крови систему гемостаза.

В осуществлении гемостаза немаловажное значение имеет не только собственно свертывающая система крови. Наряду с ней также реагируют и сами сосуды (спазм, открытие шунтов выше места повреждения) и клетки крови – тромбоциты и отчасти эритроциты. Также следует выделить, что тромбоцитам, а не именно свертыванию крови принадлежит ведущая роль в первичной остановке кровотечений из микрососудов (диаметром до 100 мкм), наиболее ранимых и чаще всего являющихся источником геморрагии. Время кровотечения из мельчайших сосудов кожи, определяемое по Дьюку или другими способами, всегда удлинено при тромбоцитопениях и тяжелых дисфункциях кровяных пластинок и остается нормальным при гемофилиях и многих других нарушениях свертываемости крови.

Вследствие этих причин сосудисто-тромбоцитарная реакция на потерю крови часто обозначается как начальный, или первичный, гемостаз, а свертывание крови – как вторичная гемостатическая реакция, хотя оба эти механизма включаются не строго последовательно друг за другом, а на значительном отрезке времени функционируют одновременно и сопряженно.

Клеточный гемостаз в эволюционном отношении является более ранним и в определенной степени родоначальным механизмом. Так, у реликтовых низших беспозвоночных остановка кровотечений обеспечивается только клетками гемолимфы, и в плазме этих животных еще нет факторов свертывания. У более высокоорганизованных животных (омаров) в плазме уже появляется аналог фибриногена, но еще нет тромбина, и примитивное свертывание при удалении клеток крови идет под влиянием трансглутаминазы. И лишь у позвоночных свертывающая система плазмы получает высокое развитие и значительную автономию, хотя и у них выход из клеток активаторов свертывания играет важную роль в осуществлении гемостаза.

Стенки кровеносных сосудов играют чрезвычайно важную роль не только в обеспечении гемостаза, но и в поддержании жидкого состояния крови. Интима сосудов, эндотелий обладают очень высокой тромбоустойчивостью, в силу чего сохранность этой внутренней выстилки – важнейшее условие сохранения жидкого состояния крови. В основе этой тромбоустойчивости лежат сложные и пока далеко не полностью расшифрованные механизмы (от отрицательного заряда цитоплазматической мембраны эндотелиальных клеток до их способности вырабатывать и секретировать вещества, препятствующие агрегации тромбоцитов, свертыванию крови, а также активаторы фибринолиза). Среди этих механизмов достаточно хорошо изучены следующие:

1) способность эндотелия синтезировать и секретировать мощный ингибитор агрегации тромбоцитов – простациклин;

2) способность эндотелия синтезировать и секретировать основной физиологический антикоагулянт – антитромбин III;

3) способность фиксировать на своей поверхности с помощью специальных рецепторов гепарин и активный комплекс гепарин – антитромбин III;

4) способность вырабатывать и выделять в кровоток мощные активаторы фибринолиза (растворение внутрисосудистых тромбов и внесосудистых отложений фибрина).

Вместе с тем в эндотелии синтезируются и факторы, необходимые для реализации гемостатических реакций. Так, например, маркером эндотелиальных клеток является фактор Виллебранда (антиген фактора VIII), необходимый для нормального прилипания тромбоцитов к коллагену и формирования тромбоцитарной пробки.

В субэндотелиальном слое преобладают стимуляторы гемостаза, среди которых наиболее мощным агентом является коллаген, стимулирующий как прилипание тромбоцитов, так и внутренний механизм свертывания крови (активацию фактора XII). В субэндотелии содержатся и антитромботические активности. Для примера: гладкомышечные клетки, как и эндотелиальные, способны образовывать простациклин. Кроме того, они вырабатывают протеогликаны и среди них мощные ингибиторы свертывания крови и адгезии тромбоцитов. Коллаген реализует запуск не только свертывания крови, но и фибринолитической системы.

Участие тромбоцитов в гемостазе определяется в основном следующими функциями этих клеток:

1) ангиотрофической, а именно способностью поддерживать нормальную структуру и функцию стенок микрососудов;

2) образование в поврежденных сосудах первичной тромбоцитарной пробки (адгезивно-агрегационная функция);

3) поддержание спазма поврежденных сосудов;

4) участие в свертывании крови и влияние на фибринолиз.

Ангиотрофическая функция. Тромбоцитам принадлежит важная роль в поддержании нормальной резистентности и функции микрососудов. С помощью электронной микроскопии и микроавторадиографии установлено, что тромбоциты периодически смыкаются с эндотелиальными клетками и «изливают» в них свое содержимое. Этот процесс поглощения кровяных пластинок эндотелиальными клетками идет особенно интенсивно после глубокой тромбоцитопении. В подобных условиях уже через 30 мин после переливания меченых тромбоцитов около 80% их массы оказываются в эндотелии. Из этого сделан вывод, что тромбоциты являются физиологическими «кормильцами» эндотелия и он не в состоянии извлекать ряд необходимых веществ прямо из плазмы.

В нормальных условиях (без тромбоцитопении) эндотелий поглощает в среднем 35 000 кровяных пластинок из каждого микролитра крови за сутки. Следовательно, на ангиотрофическую функцию расходуется ежедневно около 15% всех циркулирующих в крови тромбоцитов.

Если эндотелиальные клетки лишаются тромбоцитарной «подкормки», то они быстро подвергаются дистрофии и начинают пропускать через свою цитоплазму эритроциты. Проникновение эритроцитов происходит очень быстро – в течение нескольких минут и с большей энергией, о чем можно судить хотя бы по тому, что эритроцит, встретивший на своем пути ядро эндотелиальной клетки, либо отжимает его в сторону, либо ломает надвое. Вышедшие из капилляров эритроциты образуют мелкие кровоизлияния. Часть из них попадает в лимфу и через грудной лимфатический проток возвращается в систему кровообращения. При всех тромбоцитопениях содержание эритроцитов в лимфе грудного протока повышено, причем тем больше, чем значительнее дефицит кровяных пластинок.

Таким образом, кровоточивость при тромбоцитопениях связана как с повышенной ломкостью микрососудов, так и с их повышенной проницаемостью для эритроцитов и других компонентов крови.

Адгезивно-агрегационная функция. Способность тромбоцитов приклеиваться к поврежденным участкам сосудистой стенки и быстро образовывать в таких местах тромбоцитарную пробку, останавливающую кровотечение, была выявлена еще в конце XX в. Формирование тромбоцитарной пробки начинается с прилипанием тромбоцитов к субэндотелиальным структурам сосудистой стенки (к базальной мембране). Коллаген – главный стимулятор этого процесса, хотя прилипания тромбоцитов могут вызывать и другие компоненты соединительной ткани. Еще до взаимодействия с оголенной базальной мембраной тромбоциты подвергаются сложной внутренней перестройке – меняют свою форму (плоскую дискоидную на сферическую), выбрасывают длинные нитчатые отростки-псевдоподии, приобретая способность прикрепляться как к соединительной ткани, так и друг к другу.

Известно, что в кровотоке указанная перестройка тромбоцитов происходит до того, как они достигнут поврежденного участка сосуда, вследствие чего к сосуду они уже доставляются, будучи подготовлены к прилипанию и агрегации. Одновременно с этим в кровотоке интенсивно идет и другой процесс – склеивание тромбоцитов друг с другом, в результате чего образуются конгломераты, состоящие из 3–15–20 клеток, которые приклеиваются к первично адгезировавшим тромбоцитам. В результате гемостатическая пробка быстро увеличивается в объеме и через 1–3 мин полностью заполняет просвет кровоточащего сосуда.

Прилипание и агрегация тромбоцитов – сложная биологическая реакция, требующая участия ряда внешних и внутренних, исходящих из самих тромбоцитов, стимуляторов, энергетических затрат, глубокой перестройки свойств кровяных пластинок. Важнейшим плазменным кофактором адгезии тромбоцитов к коллагену является синтезируемый в эндотелии и циркулирующий в крови гликопротеин – фактор Виллебранда. Тромбоциты способны накапливать этот фактор в своих гранулах и выделять его в окружающую среду при активации (дегрануляция, «реакция освобождения»). Агрегация тромбоцитов реализуется рядом включающихся сопряженно и последовательно стимуляторов (агонистов): коллаген, АДФ, арахидоновая кислота и ее производные, адреналин, тромбин.

В первичном запуске агрегации ведущая роль принадлежит АДФ. Его первые небольшие количества поступают из поврежденной сосудистой стенки и эритроцитов, мацерирующихся в зоне гемостаза. Затем АДФ выделяют в окружающую среду сами первично адгезировавшие и активированные тромбоциты в процессе присущей этим клеткам «реакции освобождения». В результате вышеописанных процессов концентрация АДФ в зоне гемостаза быстро нарастает. И спустя уже 20 с после перерезки артериолы около 50% всего имеющегося в тромбоцитах АТФ превращается в АДФ.

Сопряженно с АДФ из тромбоцитов выделяются содержащиеся в тех же гранулах другие стимуляторы агрегации – адреналин, серотонин. Однако особое значение имеет то, что в лабилизированных тромбоцитах активируются мембранные фосфолипазы, циклооксигеназа и тромбоксан-синтетеза, в результате чего образуются мощные стимуляторы агрегации – арахидоновая кислота и ее производные, в том числе наиболее активный агрегант этой группы – тромбоксан А₂.

Аналогичным образом в эндотелии и гладкомышечных клетках стенок кровеносных сосудов активируется образование эндоперекисей простагландинов, но на последнем этапе под влиянием фермента простациклин-синтетазы в них образуется и выделяется в кровь мощный ингибитор агрегации тромбоцитов и вазодилататор – простациклин.

Таким образом, система простагландинов – один из важных регуляторов агрегационной функции тромбоцитов и их взаимодействия с сосудистой стенкой.

Для клиницистов знакомство с этими механизмами имеет существенное значение, поскольку с нарушением образования аденилатциклазы или с ее блокадой связан ряд наследственных («аспириноподобный синдром») и приобретенных, в том числе лекарственных, тромбоцитопатий. Препараты, ингибирующие эту систему, используются в антитромботической терапии, хотя целесообразность применения некоторых из них весьма проблематична, поскольку они в равной степени подавляют как агрегацию тромбоцитов, так и образование в эндотелии антитромботического агента – простациклина.

Тромбин – чрезвычайно сильный агрегирующий агент, завершающий «реакцию освобождения» внутрипластиночных факторов, укрепление фибрином тромбоцитарной пробки. Важно, что агрегацию он вызывает в дозах, значительно меньше тех, какие необходимы для свертывания крови. Формирование тромбоцитарной пробки опережает свертывание, хотя отдельные волокна фибрина все же обнаруживаются в ней и на ранних этапах агрегации.

Взаимодействуя с мембранным гликопротеином V, тромбин формирует на тромбоцитах рецепторы к активированным плазменным факторам свертывания X и V. Закрепляясь на тромбоците, фактор Ха получает защиту от антикоагулянтного действия антитромбина III и гепарина, что играет важную роль в реализации локального свертывания крови в зоне тромбирования сосудов.

В механизме тромбоцитарного гемостаза важным и вместе с тем очень уязвимым звеном является «реакция освобождения» гранул и содержащихся в них агентов, необходимых как для осуществления гемостаза, так и для репарации поврежденной сосудистой стенки. Без «реакции освобождения» процесс агрегации обрывается на начальном этапе и не завершается формированием полноценной тромбоцитарной пробки. Это нарушение часто наблюдается как при наследственных, так и при вторичных (симптоматических) тромбоцитопатиях.

Схема 1 Агрегация тромбоцитов

«Реакция освобождения» реализуется в 3 этапа:

1) подготовительный, характеризующийся смещением содержащихся в тромбоците плотных гранул в центр клетки и расширением проникающих вглубь тромбоцита каналов;

2) ранняя «реакция освобождения» с выходом из клетки (секрецией) гранул I и II типа;

3) поздняя «реакция освобождения» – секреция гранул III и IV типа.

В тромбоцитах различают 4 типа секретируемых гранул высокой электронно-оптической плотности.

I тип – гранулы, с которыми секретируются важные для гемостаза небелковые компоненты: АТФ, АДФ, серотонин, пирофосфат, адреналин, кальций.

II тип – гранулы, содержащие низкомолекулярные белки, фактор Виллебранда и фибриноген; наиболее важны в этих гранулах 2 разновидности пластиночного антигепаринового фактора (фактор 4 тромбоцитов, ПФ-4), β-тромбоглобулин, ростовой (митогенный) фактор, стимулирующий синтез ДНК и деление клеток, фактор Виллебранда.

III и IV тип гранул содержат ферменты, в основном кислые гидролазы; они секретируются позже и только под влиянием тромбина и коллагена, но не АДФ и адреналина.

Агрегация тромбоцитов, особенно под влиянием АДФ, адреналина и тромбоксана, нуждается в ряде небелковых (ионы кальция и магния, фосфолипидный фактор) и белковых плазменных кофакторов. К последним относятся альбумин, термостабильный и термолабильный белковые кофакторы, фибриноген, некоторые компоненты глобулиновой фракции плазмы. Фибриноген необходим для агрегации в очень небольших количествах (немногим более 0,02 г/л), в связи с чем нарушения агрегации, связанные собственно с гипофибриногенемией, встречаются крайне редко.

Все эти белки образуют вокруг тромбоцитов «плазматическую атмосферу», необходимую для полноценного функционирования этих клеток.

Вместе с тем продукты ферментного расщепления белков (в частности, обусловленного плазмином расщепления фибриногена и фибрина) резко ингибируют агрегацию тромбоцитов.

Таким же свойством обладают некоторые парапротеины и криоглобулины.

Взаимодействие стимуляторов агрегации и ряда их плазменных кофакторов с кровяными пластинками происходит на мембране этих клеток – на предсуществующих или «открывающихся» в процессе активации рецепторах, в большинстве принадлежащих гликопротеинам (ГП). Многие виды патологии тромбоцитов, в том числе такие важные их формы, как тромбастения Гланцмана, макроцитарная тромбоцитодистрофия Бернара – Сулье, синдром Мей – Хегглина, обусловлены отсутствием или аномалией мембранных гликопротеиновых рецепторов.

Гликопротеин I состоит из двух дисульфидносвязанных субъединиц – 1а или гликокалицина (молекулярная масса 130 000–160 000) и b (молекулярная масса 22 000). Первая является рецептором фактора Виллебранда; она необходима для прилипания тромбоцитов к субэндотелию (коллагену) и отчасти – для тромбинагрегации. Ее содержание в мембране тромбоцитов резко снижено при аномалии Бернара – Сулье.

Гликопротеин II состоит из субъединиц IIа (молекулярная масса 110 000–130 000) и lib (молекулярная масса 23 000), необходим для всех видов агрегации тромбоцитов. Содержание резко снижено при тромбастении Гланцмана.

Гликопротеин III, возможно, является вариантной формой гликопротеина II (молекулярная масса 114 000). Содержание в мембране снижено при тромбастении Гланцмана.

Гликопротеин IV (молекулярная масса 85 000–100 000) отличается от других гликопротеинов резистентностью к трипсину и химотрипсину. Функция нуждается в уточнении.

Гликопротеин V (молекулярная масса 68 000–89 000) является субстратом тромбина, которым селективно гидролизуется. Важен для реализации тромбин-агрегации.

Тромбоцитарный гемостаз сам по себе вполне достаточен для полной остановки кровотечения в зоне микроциркуляции. Однако в более крупных сосудах с высоким кровяным давлением тромбоцитарная пробка, не укрепленная фибрином (без последующего свертывания крови), в лучшем случае лишь временно останавливает кровотечение, а затем часто не удерживается на месте, что ведет к его возобновлению.

Влияние тромбоцитов на свертывание крови и фибринолиз. В тромбоцитах найдено много агентов, участвующих в свертывании крови. Однако многие из этих веществ являются не собственно тромбоцитарными факторами, а лишь адсорбированными тромбоцитами плазменными факторами свертывания.

Плазма не только окружает тромбоциты снаружи, но омывает их изнутри, проникая вглубь клеток через ветвящиеся каналы. Они расширяются при активации кровяных пластинок. Многие факторы, участвующие в гемостазе и свертывании крови, сорбируются и концентрируются на поверхности тромбоцитов, другие накапливаются внутри клеток (в гранулах) и выделяются в процессе «реакции освобождения». Наконец, есть и такие компоненты, которые определяются в тромбоцитах в виде двух пулов – наружного (на мембране клетки) и внутреннего (чаще всего в гранулах). Следует отметить, что фибриноген, на долю которого приходится 3–4% всего белка плазмы, в тромбоцитах составляет 10–12% белка, причем 1/4 этого количества содержится в плотных гранулах II типа и секретируется при «реакции освобождения», а 3/4 – на оболочках кровяных пластинок. Точно так же фибринстабилизирующий фактор (фактор XIII) и фактор Виллебранда обнаруживаются в разных молекулярных формах как внутри тромбоцитов (в органеллах), так и на их наружных мембранах.

Из собственно тромбоцитарных факторов для свертывания крови наибольшее значение имеет фосфолипидный компонент, или 3-й пластиночный фактор (ПФ-3), представляющий собой организованные в микромембраны липидно-белковые комплексы, на которых, как на матрицах, организуется и ускоряется взаимодействие плазменных факторов свертывания. Второе важное свойство ПФ-3 состоит в том, что, фиксируя на себе активированные факторы IX и X, он защищает их от инактивации наиболее мощным физиологическим антикоагулянтом – антитромбином III и комплексом антитромбин III – гепарин. ПФ-3 включается в процесс свертывания (становится доступным) при активации тромбоцитов, сопряженной с «реакцией освобождения». При некоторых формах патологии тромбоцитов этот механизм нарушается.

Сходным с ПФ-3 активирующим действием на свертывание крови обладают мембранные факторы эритроцитов (эритроцитин, эритрофосфатид), активность которых также выявляется в зоне гемостаза. Для исследования свертывающей системы крови используется также тканевый заменитель ПФ-3 – кефалин (вытяжка из ткани мозга, лишенная тромбопластических свойств дополнительным извлечением).

Из других тромбоцитарных факторов наиболее важен фактор 4 (ПФ-4) – 2 низкомолекулярных белка, содержащихся в гранулах II типа, с высокой антигепариновой активностью, а также способностью потенцировать агрегацию кровяных пластинок и эритроцитов. Уровень ПФ-4 в плазме является одним из маркеров внутрисосудистой активации тромбоцитарного гемостаза. Заслуживают упоминания также фибринопластический компонент кровяных пластинок, повышающий чувствительность фибриногена к тромбину, фактор ускорения полимеризации фибрин-мономеров и тромбостенин. С его функцией связаны такие важные феномены, как изменение формы кровяных пластинок, образование ложных ножек, «реакция освобождения», трансформация АТФ в АДФ, фиксация тромбоцитов на субэндотелии, укрепление пластиночного тромба и ретракция кровяного сгустка.

Активируют процесс свертывания крови и другие вещества, освобождающиеся при активации тромбоцитов, в частности АДФ и адреналин, которые существенно ускоряют переход факторов XII и XI в активированную форму.

Тромбоциты оказывают также разнонаправленное влияние на фибринолиз, причем в одних условиях они его ингибируют, а в других, наоборот, активируют. Цельные плазменные сгустки растворяются значительно медленнее в присутствии тромбоцитов, чем без них, но при исследовании растворенных сгустков, полученных из разведенной цельной плазмы, выявляется очень выраженное активирующее влияние тромбоцитов на растворение.