Гемостаз

Система гемостазу (гемостаз) – це сукупність функціональних, морфологічних та біохімічних механізмів, що забезпечують підтримку рідкого стану крові, запобігання та зупинку кровотеч, а також цілісність кровоносних судин.

У цілісному організмі, за відсутності будь-яких патологічних впливів, рідкий стан крові є наслідком балансу факторів, що визначають процеси

Згортання крові та запобігання їх розвитку. Порушення такого балансу може бути викликане багатьма факторами, проте, незалежно від етіологічних причин, утворення тромбів в організмі відбувається за єдиними законами з включенням у процес певних клітинних елементів, ферментів та субстратів.

У згортанні крові розрізняють дві ланки: клітинний (судинно-тромбоцитарний) та плазмовий (коагуляційний) гемостаз.

• Під клітинним гемостазом розуміють клітинну адгезію (тобто взаємодію клітин із чужорідною поверхнею, в тому числі клітини іншого типу), агрегацію (склеювання однакових клітин крові), а також вивільнення з формених елементів речовин, що активують плазмовий гемостаз.
• Плазмовий (коагуляційний) гемостаз – це каскад реакцій за участю факторів згортання крові, що завершується процесом утворення фібрину. Утворений фібрин далі руйнується плазміном (фібриноліз).

Важливо зазначити, що поділ гемостатичних реакцій на клітинні та плазмові є умовним, але він справедливий у системі in vitro та значно спрощує вибір адекватних методів та інтерпретацію результатів лабораторної діагностики патології гемостазу. В організмі ці дві ланки системи згортання крові тісно пов'язані та не можуть функціонувати окремо.

Судинна стінка відіграє дуже важливу роль у здійсненні реакцій гемостазу. Ендотеліальні клітини кровоносних судин здатні синтезувати та/або експресувати на своїй поверхні різні біологічно активні речовини, що модулюють утворення тромбів. До них належать фактор фон Віллебранда, ендотеліальний релаксуючий фактор (оксид азоту), простациклін, тромбомодулін, ендотелін, тканинний активатор плазміногену, інгібітор тканинного активатора плазміногену, тканинний фактор (тромбопластин), інгібітор шляху тканинного фактора та деякі інші. Крім того, мембрани ендотеліальних клітин несуть рецептори, які за певних умов опосередковують зв'язування з молекулярними лігандами та клітинами, що вільно циркулюють у кровотоці.

За відсутності будь-яких пошкоджень ендотеліальні клітини, що вистилають судину, мають тромборезистентні властивості, що допомагає підтримувати рідкий стан крові. Тромборезистентність ендотелію забезпечується:

• контактна інерція внутрішньої (зверненої до просвіту судини) поверхні цих клітин;
• синтез потужного інгібітора агрегації тромбоцитів – простацикліну;
• наявність на мембрані ендотеліальних клітин тромбомодуліну, який зв'язує тромбін; в цьому випадку останній втрачає здатність викликати згортання крові, але зберігає активуючий вплив на систему двох найважливіших фізіологічних антикоагулянтів - білків С і S;
• високий вміст мукополісахаридів на внутрішній поверхні кровоносних судин та фіксація комплексу гепарин-антитромбін III (ATIII) на ендотелії;
• здатність секретувати та синтезувати тканинний активатор плазміногену, що забезпечує фібриноліз;
• здатність стимулювати фібриноліз через систему білків С та S.

Порушення цілісності судинної стінки та/або зміни функціональних властивостей ендотеліальних клітин можуть сприяти розвитку протромботичних реакцій – антитромботичний потенціал ендотелію трансформується в тромбогенний. Причини, що призводять до пошкодження судин, дуже різноманітні та включають як екзогенні (механічне пошкодження, іонізуюче випромінювання, гіпер- та гіпотермія, токсичні речовини, включаючи лікарські препарати тощо), так і ендогенні фактори. До останніх належать біологічно активні речовини (тромбін, циклічні нуклеотиди, ряд цитокінів тощо), які за певних умов можуть проявляти мембраноагресивні властивості. Такий механізм пошкодження судинної стінки характерний для багатьох захворювань, що супроводжуються схильністю до тромбоутворення.

Усі клітинні елементи крові беруть участь у тромбогенезі, але для тромбоцитів (на відміну від еритроцитів та лейкоцитів) прокоагулянтна функція є основною. Тромбоцити не тільки виступають основними учасниками процесу тромбоутворення, але й мають значний вплив на інші ланки гемокоагуляції, забезпечуючи активовані фосфоліпідні поверхні, необхідні для реалізації процесів плазмового гемостазу, вивільняючи в кров ряд факторів згортання крові, модулюючи фібриноліз та порушуючи гемодинамічні константи як шляхом тимчасової вазоконстрикції, спричиненої генерацією тромбоксану А2, _так і шляхом утворення та вивільнення мітогенних факторів, що сприяють гіперплазії судинної стінки. При ініціації тромбогенезу відбувається активація тромбоцитів (тобто активація тромбоцитарних глікопротеїнів та фосфоліпаз, метаболізм фосфоліпідів, утворення вторинних месенджерів, фосфорилювання білків, метаболізм арахідонової кислоти, взаємодія актину та міозину, обмін Na ⁺ /H ⁺, експресія рецепторів фібриногену та перерозподіл іонів кальцію) та індукція процесів їх адгезії, реакцій вивільнення та агрегації; Адгезія передує реакції вивільнення та агрегації тромбоцитів і є першим кроком у процесі гемостазу.

При пошкодженні ендотеліальної вистилки субендотеліальні компоненти судинної стінки (фібрилярний та нефібрилярний колаген, еластин, протеоглікани тощо) контактують з кров’ю та утворюють поверхню для зв’язування фактора фон Віллебранда, який не тільки стабілізує фактор VIII у плазмі, але й відіграє ключову роль у процесі адгезії тромбоцитів, пов’язуючи субендотеліальні структури з клітинними рецепторами.

Адгезія тромбоцитів до тромбогенної поверхні супроводжується їх розтіканням. Цей процес необхідний для більш повної взаємодії рецепторів тромбоцитів з фіксованими лігандами, що сприяє подальшому прогресуванню тромбоутворення, оскільки, з одного боку, забезпечує міцніший зв'язок адгезованих клітин із судинною стінкою, а з іншого боку, іммобілізований фібриноген та фактор фон Віллебранда здатні діяти як агоністи тромбоцитів, сприяючи подальшій активації цих клітин.

Окрім взаємодії з чужорідною (включаючи пошкоджену судинну) поверхнею, тромбоцити здатні злипатися один з одним, тобто агрегувати. Агрегацію тромбоцитів викликають речовини різної природи, такі як тромбін, колаген, АДФ, арахідонова кислота, тромбоксан А ₂, простагландини G ₂ та H ₂, серотонін, адреналін, фактор активації тромбоцитів та інші. Екзогенні речовини (відсутні в організмі), такі як латекс, також можуть виступати в ролі проагрегантів.

Як адгезія, так і агрегація тромбоцитів можуть призвести до розвитку реакції вивільнення – специфічного Ca2 ⁺ -залежного секреторного процесу, під час якого тромбоцити вивільняють ряд речовин у позаклітинний простір. Реакція вивільнення індукується АДФ, адреналіном, субендотеліальною сполучною тканиною та тромбіном. Спочатку вивільняється вміст щільних гранул: АДФ, серотонін, Ca2 ⁺; для вивільнення вмісту α-гранул (тромбоцитарний фактор 4, β-тромбоглобулін, фактор росту тромбоцитів, фактор фон Віллебранда, фібриноген та фібронектин) необхідна більш інтенсивна стимуляція тромбоцитів. Ліпосомні гранули, що містять кислі гідролази, вивільняються лише за наявності колагену або тромбіну. Слід зазначити, що фактори, що вивільняються з тромбоцитів, сприяють закриттю дефекту судинної стінки та розвитку гемостатичної пробки, проте при достатньо вираженому пошкодженні судин подальша активація тромбоцитів та їх адгезія до пошкодженої ділянки судинної поверхні формує основу для розвитку поширеного тромботичного процесу з подальшою судинною оклюзією.

У будь-якому випадку, результатом пошкодження ендотеліальних клітин є набуття інтимою судин прокоагулянтних властивостей, що супроводжується синтезом та експресією тканинного фактора (тромбопластину) – основного ініціатора процесу згортання крові. Сам тромбопластин не має ферментативної активності, але може діяти як кофактор активованого фактора VII. Комплекс тромбопластин/фактор VII здатний активувати як фактор X, так і фактор XI, тим самим викликаючи утворення тромбіну, який, у свою чергу, індукує подальше прогресування як клітинних, так і плазмових реакцій гемостазу.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

Механізми регуляції гемостазу

Ряд інгібіторних механізмів запобігає неконтрольованій активації реакцій згортання крові, які можуть призвести до місцевого тромбозу або дисемінованого внутрішньосудинного згортання крові. Ці механізми включають інактивацію прокоагулянтних ферментів, фібриноліз та деградацію активованих факторів згортання крові, головним чином у печінці.

Інактивація факторів згортання крові

Інгібітори плазмових протеаз (антитромбін, інгібітор шляху тканинного фактора, _α2- макроглобулін, кофактор гепарину II) інактивують ферменти згортання крові. Антитромбін пригнічує тромбін, фактор Ха, фактор Xla та фактор IXa. Гепарин посилює активність антитромбіну.

Два вітамін К-залежні білки, білок С та білок S, утворюють комплекс, який протеолітично інактивує фактори VIIIa та Va. Тромбін, зв'язуючись з рецептором на ендотеліальних клітинах, який називається тромбомодуліном, активує білок С. Активований білок С разом з білком S та фосфоліпідами як кофакторами протеолізує фактори VIIIa та Va.

Фібриноліз

Відкладення фібрину та фібриноліз повинні бути збалансовані для підтримки та обмеження гемостатичного згустку під час відновлення пошкодженої стінки судини. Фібринолітична система розчиняє фібрин за допомогою плазміну, протеолітичного ферменту. Фібриноліз активується активаторами плазміногену, що вивільняються з ендотеліальних клітин судин. Активатори плазміногену та плазміноген плазміноген зв'язуються з фібрином. Активатори плазміногену каталітично розщеплюють плазміноген, утворюючи плазмін. Плазмін утворює розчинні продукти розпаду фібрину, які потрапляють у кровообіг.

Активатори плазміногену поділяються на кілька типів. Тканинний активатор плазміногену (тПА) ендотеліальних клітин має низьку активність у вільному стані в розчині, але його ефективність зростає, коли він взаємодіє з фібрином у безпосередній близькості до плазміногену. Другий тип, урокіназа, існує в одноланцюговій та дволанцюговій формах з різними функціональними властивостями. Одноланцюгова урокіназа не здатна активувати вільний плазміноген, але, як і тПА, вона може активувати плазміноген при взаємодії з фібрином. Слідові концентрації плазміну розщеплюють одноланцюговий фрагмент на дволанцюгову урокіназу, яка активує плазміноген у розчині, а також зв'язується з фібрином. Епітеліальні клітини у вивідних протоках (наприклад, ниркових канальцях, протоках молочних залоз) секретують урокіназу, яка є фізіологічним активатором фібринолізу в цих каналах. Стрептокіназа, бактеріальний продукт, який зазвичай не зустрічається в організмі, є ще одним потенційним активатором плазміногену. Стрептокіназа, урокіназа та рекомбінантний tPA (альтеплаза) використовуються терапевтично для індукції фібринолізу у пацієнтів з гострими тромботичними захворюваннями.

[ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ]

Регуляція фібринолізу

Фібриноліз регулюється інгібіторами активатора плазміногену (PAI) та інгібіторами плазміну, які уповільнюють фібриноліз. PAI-1 є найважливішим PAI, що вивільняється з судинних ендотеліальних клітин, інактивує tPA, урокіназу та активує тромбоцити. Найважливішим інгібітором плазміну є α-антиплазмін, який інактивує вільний плазмін, що вивільняється зі згустку. Деяка частина α-антиплазміну може зв'язуватися з фібриновим згустком через фактор XIII, запобігаючи надмірній активності плазміну всередині згустку. Урокіназа та tPA швидко виводяться печінкою, що є ще одним механізмом запобігання надмірному фібринолізу.

Гемостатичні реакції, сукупність яких зазвичай називають плазмовим (коагуляційним) гемостазом, зрештою призводять до утворення фібрину; ці реакції реалізуються переважно білками, які називаються плазмовими факторами.

Міжнародна номенклатура факторів згортання крові

Фактори	Синоніми	Період напіврозпаду, год
Я	Фібриноген*	72-120
ІІ	Протромбін*	48-96
III	Тканинний тромбопластин, тканинний фактор	-
IV	Іони кальцію	-
В	Проакселерин*, Ас-глобулін	15-18
VI	Акселерин (вилучено з використання)
VII	Проконвертин*	4-6
VIII	Антигемофільний глобулін А	7-8
IX	Фактор Крістмаса, компонент плазмового тромбопластину,	15-30
	Антигемофільний фактор B*
Х	Коефіцієнт Стюарта-Прауера*	30-70
ХІ	Антигемофільний фактор С	30-70
ХІІ	Фактор Хагемана, контактний фактор*	50-70
XIII	Фібриназа, фібринстабілізуючий фактор Додатково:	72
	Фактор фон Віллебранда	18-30
	Фактор Флетчера, прекалікреїн плазми	-
	Фактор Фіцджеральда, високомолекулярний кініноген	-

*Синтезується в печінці.

Фази плазмового гемостазу

Процес плазмового гемостазу умовно можна поділити на 3 фази.

Фаза I – утворення протромбінази або контактно-калікреїн-кінін-каскадна активація. Фаза I – це багатоетапний процес, в результаті якого в крові накопичується комплекс факторів, здатних перетворювати протромбін на тромбін, тому цей комплекс називають протромбіназою. Існують внутрішні та зовнішні шляхи утворення протромбінази. У внутрішньому шляху згортання крові ініціюється без участі тканинного тромбопластину; в утворенні протромбінази беруть участь плазмові фактори (XII, XI, IX, VIII, X), калікреїн-кінінна система та тромбоцити. В результаті ініціації реакцій внутрішнього шляху на поверхні фосфоліпідів (тромбоцитарний фактор 3) у присутності іонізованого кальцію утворюється комплекс факторів Xa з V. Весь цей комплекс діє як протромбіназний фактор, перетворюючи протромбін на тромбін. Пусковим фактором цього механізму є XII, який активується або в результаті контакту крові з чужорідною поверхнею, або при контакті крові з субендотелієм (колагеном) та іншими компонентами сполучної тканини при пошкодженні стінок судин; або фактор XII активується шляхом ферментативного розщеплення (калікреїном, плазміном, іншими протеазами). У зовнішньому шляху утворення протромбінази основну роль відіграє тканинний фактор (фактор III), який експресується на поверхні клітин при пошкодженні тканин та утворює комплекс з фактором VIIa та іонами кальцію, здатний перетворювати фактор X на фактор Xa, який активує протромбін. Крім того, фактор Xa ретроградно активує комплекс тканинного фактора та фактора VIIa. Таким чином, внутрішній та зовнішній шляхи з'єднуються у факторів згортання крові. Так звані «мостки» між цими шляхами реалізуються завдяки взаємній активації факторів XII, VII та IX. Ця фаза триває від 4 хв 50 сек до 6 хв 50 сек.

Фаза II – утворення тромбіну. У цій фазі протромбіназний комплекс разом з факторами згортання крові V, VII, X та IV перетворює неактивний фактор II (протромбін) на активний фактор IIa – тромбін. Ця фаза триває 2-5 сек.

Фаза III – утворення фібрину. Тромбін відщеплює два пептиди А та В від молекули фібриногену, перетворюючи її на мономер фібрину. Молекули останнього полімеризуються спочатку в димери, потім в олігомери, які ще розчинні, особливо в кислому середовищі, і зрештою у фібриновий полімер. Крім того, тромбін сприяє перетворенню фактора XIII на фактор XIIIa. Останній у присутності Ca2 ⁺ змінює фібриновий полімер з лабільної форми, легко розчинної фібринолізином (плазміном), на повільно та обмежено розчинну форму, яка утворює основу кров'яного згустку. Ця фаза триває 2-5 с.

Під час формування гемостатичного тромбу поширення тромбоутворення від місця пошкодження до стінки судини вздовж судинного русла не відбувається, оскільки цьому перешкоджає швидко зростаючий антикоагулянтний потенціал крові після згортання та активація фібринолітичної системи.

Підтримка крові в рідкому стані та регулювання швидкостей взаємодії факторів у всіх фазах згортання значною мірою визначаються наявністю в кровотоці природних речовин, що мають антикоагулянтну активність. Рідкий стан крові забезпечує баланс між факторами, що індукують згортання крові, та факторами, що перешкоджають його розвитку, причому останні не виділяються в окрему функціональну систему, оскільки реалізація їхньої дії найчастіше неможлива без участі прокоагулянтних факторів. Тому виділення антикоагулянтів, що запобігають активації факторів згортання крові та нейтралізують їх активні форми, є дуже умовним. Речовини, що мають антикоагулянтну активність, постійно синтезуються в організмі та вивільняються в кров з певною швидкістю. До них належать ATIII, гепарин, білки C та S, нещодавно відкритий інгібітор шляху тканинного згортання TFPI (інгібітор комплексу тканинний фактор-фактор VIIa-Ca2 ⁺ ), α2 макроглобулін, антитрипсин тощо. Під час згортання крові, фібринолізу, з факторів згортання та інших білків також утворюються речовини з антикоагулянтною активністю. Антикоагулянти мають виражений вплив на всі фази згортання крові, тому вивчення їхньої активності при порушеннях згортання крові є дуже важливим.

Після стабілізації фібрину разом із форменими елементами, що утворюють первинний червоний тромб, починаються два основні процеси посткоагуляційної фази – спонтанний фібриноліз та ретракція, які зрештою призводять до утворення гемостатично повного кінцевого тромбу. У нормі ці два процеси відбуваються паралельно. Фізіологічний спонтанний фібриноліз та ретракція сприяють ущільненню тромбу та виконанню його гемостатичних функцій. У цьому процесі активну участь беруть плазмінова (фібринолітична) система та фібриназа (фактор XIIIa). Спонтанний (природний) фібриноліз відображає складну реакцію між компонентами плазмінової системи та фібрином. Плазмінова система складається з чотирьох основних компонентів: плазміногену, плазміну (фібринолізину), активаторів проферментів фібринолізу та його інгібіторів. Порушення співвідношення компонентів плазмінової системи призводить до патологічної активації фібринолізу.

У клінічній практиці вивчення системи гемостазу переслідує такі цілі:

• діагностика порушень системи гемостазу;
• визначення допустимості хірургічного втручання у разі виявлених порушень у системі гемостазу;
• моніторинг лікування прямими та непрямими антикоагулянтами, а також тромболітичною терапією.

Судинно-тромбоцитарний (первинний) гемостаз

Судинно-тромбоцитарний, або первинний, гемостаз порушується змінами судинної стінки (дистрофічними, імуноалергічними, неопластичними та травматичними патологіями капілярів); тромбоцитопенією; тромбоцитопатією, поєднанням патологій капілярів та тромбоцитопенії.

Судинний компонент гемостазу

Існують такі показники, що характеризують судинний компонент гемостазу.

• Проба щипком. Шкіру збирають під ключицею в складку та щипують. У здорових людей жодних змін на шкірі не відбувається ні одразу після щипка, ні через 24 години. Якщо порушений капілярний опір, на місці щипка з'являються петехії або синці, які особливо чітко видно через 24 години.
• Проба з джгутом. Відступивши 1,5-2 см вниз від ямки ліктьової вени, намалюйте коло діаметром приблизно 2,5 см. Розмістіть манжету тонометра на плечі та створіть тиск 80 мм рт. ст. Підтримуйте тиск строго на одному рівні протягом 5 хвилин. Підраховують усі петехії, що з'являються в окресленому колі. У здорових осіб петехії не утворюються або їх не більше 10 (негативна проба з джгутом). Якщо опір стінки капіляра порушений, кількість петехій різко зростає після проби.

Тромбоцитарний компонент гемостазу

Показники, що характеризують тромбоцитарний компонент гемостазу:

• Визначення тривалості кровотечі за Дюком.
• Підрахунок кількості тромбоцитів у крові.
• Визначення агрегації тромбоцитів за допомогою АДФ.
• Визначення агрегації тромбоцитів з колагеном.
• Визначення агрегації тромбоцитів за допомогою адреналіну.
• Визначення агрегації тромбоцитів за допомогою ристоцетину (визначення активності фактора фон Віллебранда).