Лекции / Лекция №21. Биохимия свертывающей системы, фибринолитической и антикоагулянтной систем

Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова

Кафедра клинической биохимии и лабораторной диагностики

Экз.№__

УТВЕРЖДАЮ Заведующий кафедрой клинической биохимии и лабораторной диагностики член-корреспондент РАН

А. Иванов

" ___ " _____________ 201 г.

Профессор доктор медицинских наук доцент Р. Грашин

____________________________________________________________________________

(должность, ученая степень, ученое звание, воинское звание, фамилия автора, инициалы)

ЛЕКЦИЯ № 21

_________________________________

(номер по тематическому плану изучения дисциплины)

по биохимии

__________________________________

(наименование дисциплины)

на тему: Биохимия свертывающей системы, фибринолитической и антикоагулянтной систем

__________________________________________________________________

(наименование темы занятий по тематическому плану изучения дисциплины)

для обучающихся 2 курса ФП(Г)В по специальности «Лечебное дело»

(факультета, курса, цикла)

Обсуждена и одобрена на заседании кафедры Протокол №__ «_____»_____________ 20__ г. Уточнено (дополнено): «_____»_____________ 20__ г.

(воинское звание, подпись, инициал имени, фамилия.)

2

СОДЕРЖАНИЕ ПЛАНА ЛЕКЦИИ

ЛИТЕРАТУРА

1.Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник.-3-е изд., стереотипное.-М.: ОАО «Издательство «Медицина», 2012.-704с.

2.Биохимия: Учебник / Под ред. Е. С. Северина. - 3 изд - е., испр. - М: ГЭОТАР-МЕД, 2009. - 768с.: ил.

НАГЛЯДНЫЕ ПОСОБИЯ

Презентация к лекции №21

ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ

1)Мультимедийный проектор

2)Интерактивная доска

3)Ноутбук

4)Программное и мультимедийное обеспечение

Ретракция тромбоцитарного тромба, армирование фибрином.

5

Рис. 2. Тромбоцитарное звено гемостаза.

Первичный гемостаз обеспечивает остановку кровотечения из мелких сосудов за счёт обеспечения спазма мелких сосудов адгезии, агрегации, секреции из тромбоцитов биологически активных веществ, с образованием белого тромбоцитарного тромба, его сокращения (ретракции) и уплотненения.

Сосудисто-тромбоцитарный гемостаз осуществляется на основе взаимодействия тромбоцитов с сосудистой стенкой в местах её повреждения. Благодаря своим уникальным свойствам неповреждённый эндотелий интактен. Он несмачивается, в нём синтезируются биологически активные вещества, определяющие его общий антитромботический потенциал: дезагрегирующая эндоперекись - простациклин (PgI2), оксид азота (NO), антитромбин III - основной эндогенный антикоагулянт, активатор плазминогена тканевого типа (ТАП), ингибитор тканевого пути свёртывания (TFPI – Tissue Factor Pathway Inhibitor) , тромбомодулин и, наконец, на рецепторах эндотелиоцитов фиксируются комплексы гепарин-антитромбин III.

Так как ламинарная сторона эндотелиоцитов и тромбоциты заряжены отрицательно, то адгезии (прилипания) последних к стенке сосудов не происходит. Отрицательный заряд мембран сформирован так называемым Z- потенциалом. При изменении отрицательного заряда на эндотелии как в след-

тромбоцитов. Считается, что при тромбоцитопениях одной из причин возникновения дистрофии эндотелия, ломкости сосудов, кровотечений, является частичная утрата данной функции.

Процесс свёртывания крови в целом, как и первичный гемостаз в частности, инициируются вследствие повреждения сосудистой стенки. При повреждении эндотелия создаётся чужеродная «тромбогенная» контактная поверхность, которая активирует тромбоциты и тем самым инициирует процесс их взаимодействия со стенкой сосудов.

В первые секунды после повреждения сосуда происходит активация и адгезия тромбоцитов к его краям, микрофибриллам, эластиновым и коллагеновым волокнам. Процесс адгезии сходен с распластыванием клеток на чужеродной поверхности (стекле и др.). Активация томбоцита происходит под действием разнообразных физических и химических веществ. В процессе активации тромбоцит резко увеличивается в размерах, при этом делая доступными для воздействия свои многочисленные гликопротеиновые мембранные рецепторы, которые можно разделить на первичные и вторичные. Первичные рецепторы реагируют непосредственно на действие активирующего фактора, вторичные открываются только после активации тромбоцита. Так при помощи рецепторов ГП Ia/IIa тромбоцит непосредственно связывается с коллагеном сосудистой стенки. Причём эта связь возможна только в местах с малой

6

скоростью тока крови (т.н. низкое напряжение сдвига). При высокой скорости кровотока (т.н. высокое напряжение сдвига) взаимосвязь тромбоцита с коллагеном осуществляется при помощи рецептора ГП Ib и высокомолекулярного кофактора адгезии - фактора Виллебранда (vWF). Последний в зону повреждения поступает из плазмы, секретируется эндотелием и самими тромбоцитами.

В кровотоке здорового взрослого человека количество тромбоцитов от 150 до 450

. 109/л, из них изначально активированных от 20 до 40 %. Это, как бы, "дежурные" клетки, которые в любой момент готовы мгновенно инициировать процесс свёртывания крови. В гранулах и в тубулярной системе тромбоцита содержится более 30 активных веществ, которые моментально могут быть выделены в кровоток (реакция высвобождения). Помимо этого на мембране тромбоцита адсорбированы почти все плазменные факторы свёртывания крови, включая фибриноген.

Параллельно с адгезией идёт агрегация тромбоцитов - наслаивание друг на друга и сцепление их между собой. Процесс агрегации усиливается под действием АДФ, выделяющегося из повреждённых эритроцитов и сосудистой стенки. Агрегация и адгезия тромбоцитов в значительной степени определяются соотношением тромбоксана ТхА2 и простациклина PgI2. Первое вещество выделяется в основном из тромбоцитов, а второе синтезируется преимущественно эндотелием. Синтез простациклина и тромбоксана осуществляется под действием циклооксигеназы из арахидоновой кислоты, которая в свою очередь входит в состав фосфолипидов клеточных мембран. Действие этих метаболитов носит противоположный характер. PgI2 расширяет кровеносные сосуды, активизирует тромбоцитарную аденилатциклазу, увеличивая концентрацию цАМФ, снижает уровень цитоплазматического кальция и таким образом способствует дезагрегации тромбоцитов. ТхА2 наоборот, сужает кровеносные сосуды, ингибирует тромбоцитарную аденилатциклазу, активирует фосфодиэстеразу. Всё это приводит к уменьшению содержания цАМФ, способствуя увеличению уровня Са+2 в цитоплазме тромбоцита и доступности его рецепторов для фибриногена, что в свою очередь активирует процесс агрегации тромбоцитов. Соотношение количества простациклина в эндотелиальных клетках и тромбоксана в тромбоцитах при локальном тромбообразовании имеет большой физиологический смысл: тромбоци-

тарный тромб, формируясь в месте повреждения сосуда, не должен распространяться по неповреждённой сосудистой стенке, а местная активация тромбоцитов не должна становиться системно диссеми-

нированной. Стимулированные эндотелиоциты у края повреждения, синтезируя и секретируя простациклин, вынуждают тромбоциты вернуться к своей первоначальной, неактивной форме.

Одновременно с агрегацией осуществляются реакции высвобождения содержимого гранул тромбоцитов, что значительно усиливает агрегацию и делает её необратимой. Исследование агрегации тромбоцитов в клинике имеет важное практическое значение, так как позволяет диагностировать и оценивать эффективность лечения многих форм кровоточивости, проводить контролируемое лечение дезагрегантами. Агрегация бывает первичной (обрати-

7

мой) и вторичной (необратимой). Обратимая агрегация развивается под действием слабых стимуляторов (агонистов), таких как АДФ, ТхА2. Для ос у- ществления вторичной агрегации необходимо дополнительное действие ТхА2, повышение концентрации ионизированного внутриклеточного Са+2 или влияние крайне сильных индукторов-стимуляторов типа коллагена и тромбина. Тонкий механизм агрегации заключается в том, что в процессе действия стимуляторов на тромбоцит осуществляется представление фибриногеновых гликопротеиновых рецепторов (ГП IIb-IIIa) тромбоцитов друг другу. Благодаря этому феномену кровяные пластинки соединяются (агрегируют). Чем больше рецепторов - тем больше контактов, тем мощнее агрегация. Мостиком между рецепторами тромбоцитов является фибриноген. Именно в процессе вторичной необратимой агрегации образуется своеобразная гемостатическая пробка, которая, вначале отличается малой плотностью и легко проходима для плазмы и форменных элементов крови. Для того, чтобы этого не происходило существует ретракция - процесс стягивания тромбоцитарного агрегата в абсолютно непроницаемый конгломерат. По своим функциональным характеристикам такая гемостатическая пробка ничем не отличается от нормальной сосудистой стенки.

Ретракция, как и реакции высвобождения, обеспечивается сократительными элементами тромбоцитов при участии Са+2. Именно последовательное, поэтапное повышение концентрации внутриклеточного ионизированного кальция приводит к развитию функциональной активности тромбоцитов.

Биохимический механизм развития агрегационно-ретракционного процесса на сегодняшний день предствляется следующим образом.

Взаимосвязь тромбоцитов друг с другом в процессе первичной агрегации, равно как и воздействия различных индукторов в крови типа адреналина, серотонина, тромбоксана на соответстсвующие рецепторы тромбоцитарной мембраны, ведут к передаче возникающего сигнала внутрь клетки. В клетке происходит первоначальное повышение концентрации внутриклеточного Са+2, что в свою очередь ведёт к активации мембранной фосфолипазы А2 (ФлА2). Этот фермент запускает каскад реакций простагландинтромбоксановой системы, начиная с высвобождения арахидоновой кислоты из мембранных фосфолипидов и заканчивая образованием простагландинов (PGG2, PGH2) и тромбоксана А2. Данные биологически активные вещества, выделяясь из тромбоцитов, воздействуют на другие тромбоциты, привлекая их в очаг повреждения, и одновременно усиливают сигнал активации, передаваемый внутрь эффекторным структурам клетки. При этом ТхА2 способен активировать фосфолипазу С (ФлС), включая таким образом полифосфоинозитольный путь активации ферментных систем тромбоцитов. Являясь сильнейшим ионофором, ТхА2 способствует выделению Са+2 из плотной тубулярной системы (δ-гранулы) тромбоцитов и попаданию их в кровь. Повсеместное повышение уровня Са+2 создаёт условия для финальных ферментативных реакций тромбоцитарного гемостаза. Прежде всего это стимуляция тромбоцитарной актомиозиновой системы - тромбостенина, которая осуществляется через

8

активацию фосфолипазы С. Действие этого фермента ведёт к появлению продуктов расщепления фосфолипидов – инозитолтрифосфата (ИФ3) и диацилглицерола (ДГ). (ИФ3) способен извлечь Са+2 из саркоплазматического ретикулума и таким образом активировать актомиозиновый ком плекс и одновременно фосфорилировать его белки образовавшимся мультимолекулярным комплексом Са+2 + кальмодулин + протеинкиназа С (ПкС). Диацилглицерол приводит к непосредственной активации протеинкиназы С и фосфорилированию тех же белков. В результате комплекса биохимических реакций в тромбоцитах резко возрастает содержание актина, актинсвязывающего белка, тяжёлого миозина и фибрина. Находящиеся в цитоплазме ионы Са2+ быстро вступают во взаимодействие с кальмодулином (кальцийсвязывающим белком), который активирует лёгкую цепь киназы миозина, обеспечивая её связь с актином. Благодаря этому происходит секреция (реакции высвобождения) и развивается процесс ретракции образовавшейся тромбоцитарной пробки.

В ходе секреции из δ гранул высвобождаются биологически активные вещества, необходимые для усиления активации и агрегации тромбоцитов в зоне сосудистого повреждения. Адреналин, серотонин, гистамин, АДФ по механизмам положительной обратной связи усиливают агрегацию и делают её необратимой даже при воздействии слабых агонистов.

Из α гранул секретируется более 30 протеинов, играющих важную роль как в гемостатических реакциях, так и в других физиологических и патологических процессах организма. Такие белки, как фибриноген, факторы V, XIII, антигепариновый фактор принимают участие в процессах гемокоагуляции. Адгезивные протеины (фибриноген, vFW, тромбоспондин, фибронектин, витронектин) участвуют в дальнейшем развитии процесса адгезии и укреплении фибриногеновох связей агрегировавших тромбоцитов. Из γ гранул выделяются лизосомальные ферменты, принимающие участие в реканализации сосуда после завершения гемостаза.

Так как актомиозиновые филаменты пересекают всю цитопазму тромбоцита и связаны с внутренней стороны мембраны с гликопротеиновыми комплексами IIb-IIIa, а снаружи к этим комплексам прикреплены межтромбоцитарные фибриногеновые мостики, то сокращение актомиозинового комплекса приводит к сокращению и уплотнению всей тромбоцитарно-фибриновой пробки.

Как правило, патология, связанная с нарушением сосудистотромбоцитарного звена гемостаза, обусловлена нарушением синтеза того или иного рецептора на поверхности тромбоцитарной мембраны. В качестве примера приведём следующие два заболевания:

- наследственную геморрагическую дистрофию тромбоцитов - синдром Бернара-Сулье; при этом заболевании на мембране отсутствует рецептор ГП Ib, который в норме присоединяет плазменный фактор Виллебранда (vFW), а последний, в свою очередь, фиксируется к краям повреждённого эндотелия, осуществляя таким образом адгезию тромбоцитов;

Рис. 3. Плазменно-коагуляционный гемостаз По современным представлениям, свёртывание крови - цепная фермента-

тивная реакция, в которой происходит последовательная активация и взаимодействие ряда сериновых протеаз (факторов коагуляции) на фосфолипидных матрицах. Этот процесс ускоряется в тысячи раз неферментными факто-

рами VIII и V.

Процесс плазменно-коагуляционого гемостаза, именно так называется сам процесс свёртывания крови, протекает в три стадии (рис.3).

Первая - образование протромбиназы. Вторая - образование тромбина. Третья - образование фибрина.

Первая стадия наиболее сложная и продолжительная, представляет собой комплекс ферментативных реакций, приводящих к образованию протромбиназы. Протромбиназа может образовываться по внешнему и по внутреннему механизмам (путям). Во внутреннем пути все необходимые факторы присутствуют в движущейся крови, и реакция свёртывания начинается при контакте крови с чужеродной (изменённой) поверхностью (например, коллагеном субэндотелия), и этот путь связан с обязательным вовлечением в процесс свёртывания тромбоцитов. Внешний механизм осуществляется при обязательном участии фактора III - тканевого тромбопластина, который находится в межклеточной жидкости. Образование протромбиназы обычно осуществляется с вовлечением этих двух путей, так как они пересекаются и дополняют друг друга.

Начиная с образования активного фактора X, оба пути имеют одинаковое развитие.

Формирование протромбиназы по внешнему пути начинается с активизации фактора VII - проконвертина и превращения его в фактор VIIa.

Активация проконвертина наиболее активно осуществляется в присутствии фосфолипидов, которые в данном случае, как правило, представлены тканевым тромбопластином – ф.III. В настоящее время считается, что в крови фактор VII уже циркулирует в виде активного фермента, но его ферментативная активность значительно увеличивается в присутствии тканевого тромбопластина.

Далее под воздействием образовавшегося комплекса (ф.VIIa+ф.III+Са+2) происходит гидролиз тяжёлой цепи фактора X, в результате чего образуется активизированный фактор α-Xa, который посредством аутокатализа превращается в фактор β-Xa. Эти изоформы с одинаковой активностью во з- действуют на протромбин (ф.II).