Ферменты участвующие в свертывании крови. Антикоагулянты, действующие на процесс свертывания крови

Работы, посвященные методу артериальной термодилюции , основываются на недостатках метода терморазведения, выполняемого посредством катетеризации легочной артерии. Помимо осложнений, связанных с этой процедурой, их авторы указывают на возможность получения недостоверных результатов измерения СВ. В частности, Jullien Т. и соавт. (1995), используя контрастную эхокардиографию и доплерографию, показали, что ИВЛ может приводить к выраженной недостаточности трикуспидального клапана и возникающий при этом обратный ток крови существенно искажает результаты измерения СВ.

Положительное давление в грудной клетке во время вдоха при проведении аппаратного дыхания также может сказываться на результатах измерения СВ, показатель которого зависит от того, в какую фазу дыхательного цикла производится инъекция индикатора.

Основан на анализе изменений температуры артериальной крови. Индикатор (охлажденный изотонический раствор) вводят в центральный венозный катетер, а кривую терморазведения регистрируют с помощью термодилюционного катетера (4F), введенного в бедренную или плечевую артерию.

Метод артериальной термодилюции может применяться в режиме непрерывного измерения СВ. При этом, в отличие от доступа через легочную артерию, нет необходимости в использовании специального дорогостоящего катетера. После измерения СВ методом артериальной термодилюции полученные данные ударного выброса принимают за базовый уровень. В дальнейшем значения СВ вычисляют исходя из результатов математической обработки кривой артериального давления и базового значения УВ. В исследовании A. Perel (1998) при сопоставлении результатов, полученных на основе непрерывного измерения СВ, с термодилюционным методом коэффициент линейной корреляции составил 0,95.

Несмотря на справедливость замечаний, высказываемых авторами метода артериальной термодилюции , вряд ли его можно признать менее инвазивным, чем термодилюционный метод, осуществляемый с помощью установки катетера Свана-Ганса. В этой связи оба метода применимы у наиболее тяжелой категории пациентов, требующих помимо проведения инфузионно-трансфузионной терапии применения вазоактивных и кардиотонических препаратов.

Метод Фика

Метод разработан и описан A. Fick в 1870 году, который в качестве индикатора предложил использовать кислород. Для измерения СВ определяют количество кислорода, поглощаемое из воздуха за определенный отрезок времени. Одновременно берут пробы артериальной и смешанной венозной, взятой из устья легочной артерии, крови и определяют в них содержание кислорода. При этом необходимо определить разницу в содержании кислорода в артериальной и венозной крови, то есть измерить количество кислорода, которое связывается каждым кубическим сантиметром крови во время ее прохождения через легкие. Сердечный выброс вычисляют по формуле:
СВ = П02 / (Са02 -Св02),

где СВ - сердечный выброс, л/мин (фактически - количество крови, проходящей через малый круг кровообращения); П02 - потребление кислорода, мл/мин, Са02 - содержание кислорода в артериальной, а Св02 - в венозной крови, мл/л.

Потребление кислорода определяют с помощью спирометра, а артериовенозную разницу по кислороду оценивают, анализируя содержание кислорода в одной из магистральных артерий и легочной артерии.

Поскольку принцип Фика , как любой из методов, основанных на разведении индикатора, подразумевает его равномерное смешивание с кровью, на время проведения исследования необходимо соблюдение следующих условий:
стабильное состояние дыхания и кровообращения в момент исследования;
анализ содержания кислорода должен проводиться только в смешанной венозной крови, взятой из ствола легочной артерии, где сходятся все венозные сосудистые пути;
с помощью прямого принципа Фика нельзя определять СВ при наличии внутрисердечных сбросов крови, поскольку в данном случае часть крови минует малый круг кровообращения.

Несмотря на то что прямой метод определения сердечного выброса по Фику - один из самых точных, в отделениях интенсивной терапии и реанимации он применяется сравнительно редко. Это обусловлено необходимостью сравнительно сложного и дорогостоящего оборудования для оценки потребления кислорода. Вместе с тем в условиях проведения искусственной вентиляции легких эта задача облегчается при использовании современных метаболических мониторов, позволяющих определять содержание кислорода и углекислого газа в контуре вдоха и выдоха. Показатель V02 вычисляют, умножив разницу содержания кислорода на вдохе и выдохе на величину минутного объема дыхания. В настоящее время имеются аппараты ИВЛ со встроенным метаболическим монитором, в которых помимо других параметров осуществляется постоянное измерение V02.

Для получения смешанной венозной крови необходима катетеризация легочной артерии. Связанные с этим проблемы описаны в разделе, посвященном методу терморазведения. Для этих целей можно использовать плавающий катетер с баллоном на конце типа Pulmobal, однако в клинической практике чаще используются термодилюционные катетеры Свана-Ганса, которые от предыдущих отличает наличие встроенного термистора. Поскольку при установленном катетере в легочную артерию СВ проще определить с помощью метода терморазведения, метод Фика может быть оставлен для случаев, когда отсутствует или неисправен регистратор (термодилютор).

В экспериментах на животных удается канюлировать аорту, легочную артерию, крупные вены, впадающие в сердце, и измерить сердечный выброс с помощью электромагнитного или ультразвукового флоуметра.

У больных сердечный выброс , за редким исключением, измеряют непрямыми методами, не требующими хирургического вмешательства. Двумя широко распространенными методами являются метод Фика и метод разведения индикатора.

На рисунке представлена кривая кровотока , зарегистрированная у собаки в начальной части аорты с помощью электромагнитного флоуметра. На рисунке видно, что кровоток быстро нарастает до максимума во время систолы, а затем в конце систолы на долю секунды меняет направление на противоположное. Этот обратный ток крови закрывает аортальные клапаны, затем возвращается к нулевому уровню.

Измерение сердечного выброса методом Фика

Рисунок объясняет принцип метода Фика. На рисунке показано, что протекающая в легочных сосудах кровь поглощает 200 мл кислорода за 1 мин. Видно также, что венозная кровь, поступающая в правую половину сердца, содержит 160 мл кислорода на 1 л крови, в то время как артериальная кровь, покидающая левую половину сердца, содержит 200 мл кислорода на 1 л крови. Используя эти данные, можно рассчитать, что каждый литр крови, протекая через легочные сосуды, поглощает 40 мл кислорода.

Общее количество кислорода , поглощенного кровью в легких за минуту, равно 200 мл, и разделив 200 мл на 40, определим, сколько литров крови должно пройти через легкие, чтобы поглотить данное количество кислорода. Итак, количество крови, протекающее через легкие за 1 мин, равно 5 л, что и составляет величину сердечного выброса. Сердечный выброс можно рассчитать по формуле:

Сердечный выброс (л/мин) = О2, поглощенный легкими (мл/мин)/ Артериально-венозная разница О2 (мл/л крови).

Используя метод Фика для определения сердечного выброса у человека, необходимо взять пробу смешанной венозной крови из правого желудочка. Для этого зонд вводят в плечевую вену и продвигают его через подключичную вену в правое предсердие, а затем в правый желудочек или легочную артерию. Пробу артериальной крови можно взять из любой артерии большого круга кровообращения. Скорость поглощения кислорода в легких можно определить по уменьшению количества кислорода в выдыхаемом воздухе с помощью любого оксиметра.

Измерение сердечного выброса методом разведения индикатора

Для измерения сердечного выброса методом разведения индикатора небольшое количество индикатора, например красителя, вводят в крупную вену большого круга кровообращения или в правое предсердие. Индикатор быстро проходит из правой половины сердца в легочные сосуды, затем попадает в левую половину сердца, а из них - в артериальную систему. Концентрацию красителя определяют, пока кровь проходит через одну из периферических артерий, а затем строят кривую. В каждом из приведенных примеров 5 мл красителя трикабоцианина зеленого (Cardio-Green) было введено в момент времени «О».

В верхней части рисунка видно, что в течение 3 сек после инъекции краситель в артериальном сосуде не появлялся, а затем концентрация его быстро нарастала до максимума в течение 6-7 сек. После этого концентрация быстро снижалась, но прежде чем она упала до нуля, началась повторная циркуляция красителя с током крови. Концентрация красителя опять начала нарастать. Для правильного расчета необходимо экстраполировать нисходящую часть первой кривой до нулевого уровня, как показано на рисунке пунктирной линией. Таким способом экстраполированная кривая изменения концентрации за период времени до рециркуляции красителя дает точный результат в своей первой части и приблизительный - в заключительной.

Получив экстраполированную кривую «концентрация-время », можно рассчитать среднюю концентрацию красителя в артериальной крови за весь период времени. Площадь кривой соответствует площади прямоугольника, выделенного на рисунке розовым цветом. При этом средняя концентрация красителя равна 0,25 мг/дл, а продолжительность тока крови, содержащей краситель, - 12 сек. Поскольку общее количество индикатора, введенного в кровоток в начале исследования, равно 5 мг, нетрудно рассчитать, что за 12 сек через артерию протекало 2 л крови, что соответствует сердечному выбросу 10 л/мин.

Методы определения сердечного выброса

Методы определения сердечного выброса можно разделить на физиологические и инструментальны.

К физиологическим методам, прежде всего, относят метод Фика и метод Стюарта‑Гамильтона. Эти методы лежат в основе многих клинических методов определения МОК и УОС. Например, радиокардиография основана на принципе Стюарта‑Гамильтона. Для этих методов характерно первичное определение МОК, а затем вычисление УОС.

МОК ® УО: УО = МОК / ЧСС

К инструментальным методам, использующим иные принципы определения МОК и УОС относятся ультразвуковые, радионуклидные (с определением КДО и КСО), томографические (КТ, МРТ). Всё реже используется для этих целей реографический метод.

Для этих методов характерно первичное определение УОС, а затем вычисление МОК.

УО ® МОК: МОК = УО ´ ЧСС

В 1870 г. немецкий физиолог Адольф Фик впер­вые предложил метод измерения объема сердечного выброса у здоровых животных и людей. Основой этого метода, названного принципом Фика, являет­ся простое применение закона сохранения массы. Данный закон исходит из положения, что количе­ство кислорода (О 2), доставленное в легочные ка­пилляры через легочную артерию, плюс количество О 2 , попадающее в легочные капилляры из альвеол, должны равняться количеству О 2 , которое уносится легочными венами.

Принцип Фика схематически изображен на рис. 710251114.

Рис. 710251114. Схема, иллюстрирующая принцип Фика для измере­ния сердечного выброса[Мф16] .

Количество q 1 кислорода, доставленного в легкие, равно концентрации О 2 в крови легочной ар­терии ([О 2 ] ра ), помноженной на скорость кровотока в легочной артерии (Q), которая равна сердечному выбросу, т. е.

Обозначим количество кислорода, полученное легочными капиллярами из альвеол, как q 2 . При рав­новесии q 2 равно потреблению О 2 организмом. Ко­личество О 2 , которое выводится по легочным венам (обозначим его q 3 ), равно концентрации кислорода в крови легочной вены, [О 2 ] pv „ помноженной на об­щий легочный венозный кровоток, фактически рав­ный кровотоку в легочной артерии (Q), т.е.

Согласно закону сохранения массы

Таким образом, объем сердечного выброса

Это уравнение является формулировкой прин­ципа Фика.

Для клинического определения объема сердечного выброса необходимы три значения:

1) объем потребления кислорода организмом;

2) концентрация кислорода в крови легочной вены ([О 2 ] pv );

3) концентрация кисло­рода в крови легочной артерии ([О 2 ] ра ).

Потребление кислорода рассчитывается на основе измерений объема выдыхаемого воздуха и содержания в нем кислорода через определенный промежуток времени.

Так как кон­центрация кислорода в периферической артериальной крови в значительной мере идентична его концентрации в легочных венах, определяется в пробе перифе­рической артериальной крови, взятой иглой для пунк­ций.

Кровь легочной артерии фактически пред­ставляет собой смешанную венозную кровь. Пробы кро­ви для определения количества кислорода берутся из легочной артерии или правого желудочка через катетер.

Раньше использовался относительно жесткий катетер, который надо было вводить в легочную артерию под рентгеновским контролем. Сегодня очень гибкий кате­тер с маленьким баллончиком возле наконечника может быть введен в периферическую вену. Когда трубка внут­ри сосуда, кровоток переносит ее к сердцу. Следуя из­менениям давления, врач может ввести наконечник ка­тетера в легочную артерию без помощи рентгеноскопии.

Пример рассчета объема сердечного выброса здо­рового взрослого человека, находящегося в состоя­нии покоя, показан на рис. 710251114. При потреблении кислорода 250 мл/мин, его содержании в артериальной (легочной венозной) крови 0,20 мл на 1 мл крови и в смешанной венозной (легочной артериальной) крови 0,15 мл на 1 мл крови объем сердечного выброса равен 250/(0,20 - 0,15) = 5000 мл/мин.

Принцип Фика также используется для оценки по­требления кислорода органами, когда есть возможность для определения кровотока и содержания кислорода в артериальной и венозной крови. Алгебраическая подста­новка показывает, что оно равно кровотоку, умноженно­му на разницу между концентрациями О2 в артериаль­ной и венозной крови. Например, если кровоток через одну почку составляет 700 мл/мин, содержание кисло­рода в артериальной крови равно 0,20 мл на 1 мл крови, а в крови почечной вены - 0,18 мл на 1 мл крови, ско­рость потребления должна быть 700 (0,2-0,18) = 14 мл О2 в 1 мин.

Метод Стюарта-Гамильтона определенияи сердечного выброса[Мф17]

Метод применения растворенных индикаторов для измерения объема сердечного выброса также основы­вается на законе сохранения массы; он схематично изображен на рис. 710251134.

Рис. 710251134. Метод разведения индикатора для измерения сердеч­ного выброса. В этой модели, в которой нет рециркуляции, количе­ство q, мг, красящего вещества одномоментно впрыскивается в точке А в кровоток при Q мл/мин. Смешанный образец жидкости, протекающей через точку В, пропускается с постоянной скоростью через денситометр; С - концентрация красителя в жидкости. Получающаяся в результате кривая концентрации красителя в точ­ке В имеет конфигурацию, показанную в нижней части рисунка.

На схеме жидкость течет че­рез трубку со скоростью Q (мл/с), и q (мг) красящего вещества одномоментно вводится в ее поток в точке А. Смешивание происходит в какой-то точке потока ниже по течению. Если небольшую пробу жидкости непре­рывно там забирать (из точки В) и пропускать через денситометр, кривая концентрации красящего веще­ства, с, может быть записана как функция времени t (см. нижнюю часть рис. 710251134).

Если между точками А и В не происходит потери красящего вещества, количество красителя, q, прохо­дящее через точку В между моментами времени t 1 и t 2 , будет равно

где - средняя концентрация красителя. Ее величина может быть вычислена путем деления размера области концентрации красителя на продолжительность (t 2 –t 1 ) кривой, т.е.

Подставляем величину с в уравнение 45.6 и вычис­ляем значение Q.

Таким образом, поток может быть измерен путем деления количества индикатора (красящего вещества), введенного в него выше по течению, на отрезок, распо­ложенный под кривой концентрации красителя ниже по течению.

Этот метод широко использовался для измерения объема сердечного выброса у человека. Измеренное количество какого-либо индикатора (красителя или радиофармпрепарата, который остается внутри циркуляции) быст­ро вводится в крупную центральную вену или правую половину сердца через катетер. Артериальная кровь непрерывно пропускается через детектор (денситометр или счетчик радионуклидов), и кривая концентрации инди­катора записывается как функция времени.

В настоящее время наиболее популярным методом растворения красящих веществ является термодилюционный метод. Как индикатор здесь используется холодный солевой раствор. Его температура и объем точно устанавливаются перед инъекцией. Гибкий кате­тер вводится в периферическую вену и продвигается так, чтобы наконечник попал в легочную артерию. Маленький терморезистор на конце катетера записы­вает изменения температуры. Отверстие в катетере находится на расстоянии нескольких дюймов от наконеч­ника. Когда конец катетера помещен в легочную арте­рию, отверстие, соответственно, находится в правом предсердии или рядом с ним. Холодный солевой ра­створ быстро вводится через катетер в правое предсер­дие и вытекает через отверстие катетера. Изменение температуры ниже по течению крови записывается тер­морезистором в легочной артерии.

Термодилюционный метод обладает следующими преимуществами: 1) отпадает необходимость в артери­альной пункции; 2) небольшие количества солевого раствора, используемые при каждом измерении, без­вредны, что дает возможность проводить повторные измерения; 3) рециркуляция незначительна. Темпера­тура выравнивается за счет того, что охлажденная кровь протекает через сеть легочных и системных ка­пилляров до того, как во второй раз проходит через терморезистор в легочной артерии.

Это единая система, которая выполняет следующие функции:

поддержание крови в сосудах в жидком состоянии;

осуществление гемостаза (предотвращение больших кровопотерь).

Гемостаз — сложный ферментативный процесс, в результате которого образуется кровяной сгусток.

Система свертывания крови — это многокомпонентная система, в состав которой входят белки, фосфолипиды, обломки клеточных мембран и ионы кальция.

Компоненты системы свертывания крови принято называть факторами. Факторы бывают тканевыми, плазменными и тромбоцитарными. Тканевые и плазменные факторы обозначаются римскими цифрами, а тромбоцитарные — арабскими. Если фактор является активным, то за цифрой ставится буква "а". Например, переход неактивного двенадцатого фактора в активный можно обозначить так: фXII ———> фXIIa (неактивный) (активный).

Большинство белков системы свертывания крови обладает ферментативной активностью. Все факторы свертывания крови, кроме фXIII, являются сериновыми протеиназами, которые катализируют реакции ограниченного протеолиза.

В ходе реакций свертывания крови все белки-ферменты сначала выступают в роли субстрата, а затем — в роли фермента. Среди белков, участвующих в свертывании крови, есть такие, которые не обладают ферментативной активностью, но специфически ускоряют протекание ферментативной реакции. Они называются параферментами. Это фV и фVIII.

Большинство факторов свертывания крови синтезируется в неактивной форме в виде проферментов. Проферменты активируются и их действие направлено на протекание прямой реакции свертывания крови — на превращение фибриногена в фибрин, которой является основой кровяного сгустка.

Есть два механизма свертывания крови — внешний и внутренний.

Внешний механизм запускается с участием внешних (тканевых) факторов, Внутренний — при участии факторов, источником которых служит сама кровь, плазма, собственно ферменты и форменные элементы крови. Различаются внешний и внутренний механизмы только начальными стадиями до активации протромбина ф.II). Пследующие стадии протекают одинаково и в том, и в другом случаях.

Начальные стадии внешнего механизма.

Для пуска внешнего механизма необходим первичный сигнал: повреждение тканей (клеток), оказавшихся в контакте с кровью, или эндотелия сосуда. При этом разрушаются клеточные мембраны и из клеток высвобождается тканевой тромбопластин (фIII). Он активирует фVII.

Активация фVII, а также все последующие реакции до активации протромбина протекают на матрице, которая состоит из липопротеиновых осколков клеточных мембран. В ходе активации фVII происходит конформационная перестройка его молекулы, в результате формируется активный центр этого белка-фермента.

Активный фVIIa образует комплекс с тканевыми фосфолипидами и ионом кальция. Этот комплекс обладает протеолитической активностью и вызывает активацию фактора X.

Активный фактор Xа тоже обладает протеолитической активностью и активирует протромбин.

Начальные стадии внутреннего механизма.

Начальные стадии внутреннего механизма называются "контактная фаза" или "контактная стадия". Происходит контакт фXII с чужеродной поверхностью (например, игла шприца, лезвие ножа, стекло). В результате происходит конформационная перестройка фXII и он активируется — переходит в фXIIa.

Активация фXII, а также последующие реакции внутреннего механизма, так же, как и при внешнем механизме, протекают на матрице — тромбопластине, который освобождается при разрушении тромбоцитов.

XIIa действует на XI, превращая его в XIa.

XIa действует на фIX (обязательно в присутствии ионов кальция!), и переводит его в фIXa.

IXa образует комплекс с тромбоцитарными фосфолипидами, ионами кальция и параферментом — фVIIIa. В составе этого комплекса фIXa обладает протеолитической активностью и переводит фX в фXa.

Следующие стадии, начиная с активации протромбина (фII), протекают одинаково для обоих механизмов свертывания крови.

Протромбин — белок, который синтезируется в печени. Для синтеза протромбина необходим витамин "К". Реакция синтеза протромбина катализируется комплексом, состоящим из активного фXa, фосфолипидов, иона кальция и парафермента Va. В ходе этой реакции резко уменьшается сродство данного комплекса к матрице и активный тромбин,или фIIa, освобождается с матрицы и гидролизует пептидные связи между аргинином и глутаминовой кислотой в молекуле своего субстрата — фибриногена, превращая его в фибрин-мономер.

На следующей стадии мономеры фибрина спонтанно агрегируют с образованием регулярной полимерной структуры "мягкого" сгустка растворимого фибрин-полимера. При этом происходит захват фибрин-полимером компонентов крови — формируется тромб (сгусток).

Сначала сгусток рыхлый и мягкий, связи между молекулами фибрин-полимера слабые (нековалентные). Но затем под действием активного фXIIIa (фибриназа) (фXIII активируется фактором IIa — тромбином) происходит прочная ковалентная "сшивка" молекул фибрин-полимера. Образуются межмолекулярные связи между карбоксильными группами глутамина и аминогруппами лизина: так растворимый фибрин-полимер переходит в нерастворимый фибрин-полимер.

После образования нитей фибрина происходит их сокращение (ретракция кровяного сгустка), которое происходит с затратой АТФ.

Процесс тромбообразования постоянно контролируется антитромбином III — ингибитором сериновых протеиназ.

Кроме того, протекание большинства реакций свертывания крови на матрице обеспечивает:

высокую эффективность процесса;

локальность процесса — процесс свертывания протекает только в месте повреждения (это предотвращает процесс диссеминированного внутрисосудистого свертывания (ДВС-синдром).

Скорость свертывания крови зависит не только от работы системы свертывания, но и от присутствия естественных антикоагулянтов — веществ, предотвращающих свертывание крови.

Антикоагулянты.

Естественные антикоагулянты синтезируются в тканях и поступают в кровь, где препятствуют активации факторов свертывания крови. К ним относятся гепарин, антитромбин-III и -2-макроглобулин.

Гепарин предотвращает активацию некоторых факторов, но непосредственно на них не действует. Гепарин способен активировать антитромбин-III. Обладая высоким отрицательным зарядом, гепарин связывается с катионными участками антитромбина- III. В результате изменяется конформация антитромбина- III и он приобретает способность инактивировать сериновые протеиназы.

2-макроглобулин — эндогенный ингибитор протеаз, в том числе многих ферментов, участвующих в работе системы свертывания крови и фибринолиза (тромбин, плазмин).

Работа параферментов контролируется системой протеина С. Протеин С — это гликопротеин, который содержит карбоксиглутаминовую кислоту, его синтез зависит от витамина "К". Существует в крови в виде профермента, активируется тромбином. Активный протеин С активирует фV и фVIII, переводя их в фVa и фVIIIa путем ограниченного протеолиза. В плазме крови есть эндогенный ингибитор протеина С.

Считается, что система свертывания крови работает всегда: одновременно происходит образование и растворение фибриновых сгустков благодаря тому, что работа системы свертния крови уравновешивается работой системы фибринолиза. Фибринолиз — это расщепление фибринполимера на отдельные пептиды, которое катазируется плазмином. Плазмин — сериновая протеиназа, способен гидролизовать фибрин, фибриноген и др. Сам плазмин образуется из плазминогена под действием активатора плазминогена. Тканевой активатор плазминогена неактивен до тех пор, пока не вступит в контакт с фибрином. Контактируя с фибрином, он приобретает способность активировать плазминоген. Когда фибрин будет гидролизован плазмином, активатор плазминогена теряет свою активность.

Функциональные особенности системы свертывания крови и фибринолиза.

1. Это многокомпонентная система, в которой продукт предыдущей реакции служит ферментом для следующей.
2. Система свертывания крови — это разветвленная мультиферментная система, работающая по принципу каскадности (усиление первично слабого сигнала).
3. Оба механизма свертывания сливаются на уровне активации протромбина — это единая система, потому что активация одного механизма приводит к включению другого. Например: активация фXII на поверхности коллагеновых волокон приводит к активации фVII.
4. Система сааморегулируется по принципу обратной связи. Наблюдается положительная обратная связь на начальных стадиях работы системы, что позволяет многократно усиливать первично слабый сигнал (факторы X и VII). Отрицательная обратная связь чаще встречается на конечных стадиях (цель — самоограничение процесса: тромбин и протромбин)
5. На автономную регуляцию процесса накладывается нейрогормональная. Адреналин вызывает освобождение тромбопластина и тканевого активатора плазминогена из эндотелия сосудов, а также превращение фXII в фXIIa.
6. Система свертывания крови представляет собой каскад реакций, а ферменты фибринолиза находятся вне этого каскада. Смысл: система фибринолиза и система свертывания крови работают у нас в организме постоянно, но с чрезвычайно низкой скоростью. В норме у человека уравновешены процессы свертывания и фибринолиза. Это обеспечивает постоянную готовность организма ответить на действие различных повреждающих факторов. В случае травмы организм может очень быстро усилить работу системы свертывания крови. При этом система фибринолиза не может обеспечить значительного прироста активности плазмина и он не успевает гидролизовать фибрин. Благодаря этому осуществляется гемостаз.

В последнее время научные исследования в этой области стали помогать в лечении больных.

В период Великой Отечественной войны группой ученых под руководством Палладина был синтезирован викасол — водорастворимый аналог витамина К.

Некоторое время назад был синтезирован антивитамин К. Он используется для лечения больных со склонностью к тромбообразованию.

Сейчас разработаны препараты фXIII и фIX для лечения больных.

Недавно из мочи выделена урокиназа. Этот фермент катализирует превращение плазминогена в плазмин, который обладает высокой протеолитической активностью.

← + Ctrl + →
Сосудисто‑тромбоцитарный гемостаз Фибринолитическая (плазминовая) система

Система свертывания крови

Механизм гемокоагуляции

Основы ферментной теории свертывания крови были заложены еще в XIX в. профессором Юрьевского университета А. А. Шмидтом (1861 г.; 1895 г.) и уточнены П. Моравитцем в 1905 г. Согласно данной теории образование волокон фибрина, составляющих каркас любого свертка крови, связано с ферментным отщеплением от молекул фибриногена небольших фрагментов (фибринопептидов), после чего остающиеся основные части этих молекул (фибрин‑мономеры) соединяются друг с другом в длинные цепи «фибринполимера».

Фермент крови, обеспечивающий отщепление фибрино‑пептидов и превращение фибриногена в фибрин, получил название тромбина. Готового тромбина в плазме нет, но в ней имеется его неактивный предшественник - протромбин (фактор II), который в присутствии ионов кальция и под влиянием «тромбокиназы» превращается в тромбин.

Имеется 2 различных механизма активации свертывания крови. Один из них обозначается как «внешний механизм», поскольку запускается поступлением из тканей или из лейкоцитов в плазму тканевого тромбопластического фактора (фактора III), относящегося к липопротеидам. Этот фактор вступает во взаимодействие с фактором VII и при участии ионов кальция быстро образует активатор фактора X, который и является главной составной частью протромбиназы, поскольку трансформирует протромбин (фактор II) в тромбин (IIа). В лабораторных условиях этот путь имитируется протромбиновым тестом Квика: к исследуемой рекальцифицированной плазме добавляется стандартная доза тканевого (мозгового) тромбо‑пластина, получается, что процесс искусственно запускается по внешнему механизму.

Второй путь активации свертывания назван внутренним, поскольку осуществляется без добавления извне тканевого тромбопластина, за счет внутренних ресурсов плазмы. В искусственных условиях свертывание по внутреннему механизму наблюдается тогда, когда кровь, извлеченная из сосудистого русла, самопроизвольно свертывается в пробирке. Запуск этого внутреннего механизма начинается с активации фактора XII (фактора Хагемана). Эта активация возникает в разных условиях: вследствие контакта крови с поврежденной сосудистой стенкой (коллагеном и другими структурами), с измененными клеточными мембранами, под влиянием некоторых протеаз и адреналина, а вне организма - вследствие контакта крови или плазмы с чужеродной поверхностью - стеклом, иглами, кюветами и др. Этой контактной активации не препятствует удаление из крови ионов кальция, в связи с чем она происходит и в цитратной (или оксалатной) плазме. Однако в этом случае процесс обрывается на активации фактора IX, для которой уже необходим ионизированный кальций. Вслед за фактором XII последовательно активируются факторы XI, IX и VIII. Последние два фактора образуют продукт, который активирует фактор X, что приводит к формированию протромбиназной активности. Вместе с тем сам по себе активированный фактор X обладает слабой протромбиназной активностью, но она усиливается в 1000 раз акселерирующим фактором - фактором V.

Точно так же действие фактора IX на фактор X усиливается в несколько тысяч раз фактором VIII - антигемофильным глобулином. Этим обосновывается деление плазменных факторов свертывания на 2 группы: ферментную - факторы XII, XI, IX, VII, X и II и неферментную - факторы I, V и VIII. Фактор X последовательно отщепляет от протромбина два фрагмента, в результате чего образуется тромбин‑эстераза, отщепляющая от α- и β‑цепей фибриногена вначале 2 пептида А, затем - 2 пептида В (всего 4 фибринопептида). Незавершенный фибрин‑мономер, от которого отделились лишь пептиды А, обозначается как «дес‑А‑фибрин», а лишенный пептидов А и В - как «дес‑АВ‑фибрин». Фибрин‑мономеры имеют трехмодулярную структуру, их сборка в полимер проходит этапы формирования димеров, из которых путем дальнейшего продольного и поперечного связывания образуются протофибрилы фибрина. Соединяясь друг с другом, протофибрилы формируют волокна фибрина. Фибринстабилизирующий фактор XIII (плазменная трансглутаминаза) «прошивает» фибрин‑полимеры дополнительными перекрестными связями между γ‑цепями и тем самым укрепляет фибрин, делает его нерастворимым в мочевине, монохлоруксусной кислоте и других растворителях. Основным активатором фактора XIII является тромбин.

В условиях патологии процесс полимеризации фибрина легко нарушается либо вследствие плохой трансформации дес‑А‑фибрина в дес‑АВ‑фибрин, либо из‑за нарушения сборки димеров и протофибрил. В этих случаях фибрин‑мономеры (дес‑А‑фибрин и дес‑АВ‑фибрин) соединяются с фибриногеном, образуя средне- и крупномолекулярные (от 450 000 до 2 000 000 и более) растворимые фибрин‑мономерные комплексы. Фибриноген в этих комплексах блокируется и утрачивает способность свертывания под влиянием тромбина. Этот феномен, имеющий большое диагностическое значение, в литературе обозначается по‑разному - «растворимые фибрин‑мономерные комплексы» (РФМК), «фибринемия», «несвертывающийся фибрин», «заблокированный, или тромбинрезистентный, фибриноген», «феномен паракоагуляции». Последнее название связано с тем, что не свертывающиеся тромбином РФМК коагулируют или преципитируют под влиянием ряда неферментных воздействий - при добавлении к плазме спирта (этаноловый тест), сульфата протамина (протамин‑сульфатный тест) или при охлаждении (криофибриноген).

Биологический смысл и санационное значение образования РФМК заключаются в том, что они способствуют поддержанию жидкого состояния крови при тромбинемии, препятствуют отложению больших масс фибрина в сосудах и уменьшают блокаду зоны микроциркуляции.

Вместе с тем доказано, что РФМК значительно легче и быстрее растворяются плазмином, чем коагулировавший фибрин.

Таким образом, свертывание крови - многоэтапный каскадный ферментный процесс, в котором последовательно активируются проферменты и действуют силы аутокатализа, функционирующие как сверху вниз, так и по механизму обратной связи. Так, первые малые дозы тромбина, чаще всего образующиеся благодаря включению внешнего механизма свертывания под влиянием тканевого тромбопластина, активируют акселераторы - факторы VIII и V, в результате чего интенсифицируется основный внутренний механизм формирования протромбиназной активности и тромбина.

Эти механизмы аутокатализа действуют интенсивно, но кратковременно. Вскоре их сменяют инактивация факторов свертывания и самоторможение системы. Этому способствуют как физиологические антикоагулянты, так и конечные и побочные продукты свертывания, многие с высокой противосвертывающей активностью. Ингибирующим влиянием на свертывание крови и тромбоцитарный гемостаз обладают и продукты фибринолиза.

По всем этим причинам свертывание крови затормаживается и не переходит в обычных условиях из локального процесса во всеобщую коагуляцию циркулирующего фибриногена.

Также в активации начальных этапов свертывания участвуют компоненты калликреин‑кининовой системы. Стимуляторами являются фактор ХIIа и его фрагменты, образующиеся в результате расщепления фактора XII калликреином. Комплекс фактор ХIIа - калликреин - высокомолекулярный кининоген (ВМК) ускоряет активацию не только фактора XI, но и фактора VII, реализуя взаимосвязь между внутренним и внешним механизмами свертывания. Еще более важно активирующее влияние тромбопластина и фактора VII на фактор IX, в результате чего даже малые дозы тканевого тромбопластина запускают процесс свертывания крови не только по внешнему, но и по внутреннему пути, через фактор IX. Установлено также, что фактор ХIIа и его фрагменты через калликреин‑кининовую систему, а отчасти и непосредственно активируют ряд других плазменных ферментных систем, в том числе фибринолитическую и систему комплемента.

Фактор VIII - многокомпонентная система, состоящая из нескольких субъединиц, участвующих в формировании его коагуляционной активности (VIII: С) и в тромбоцитарно‑сосудистом взаимодействии (фактор Виллебранда VIII: FW). Эти субъединицы отличаются разной стабильностью, гетерогенны по генетическому контролю и антигенным свойствам.

Противосвертывающие механизмы

Противосвертывающие механизмы играют ведущую роль в поддержании жидкого состояния крови и в ограничении процесса тромбообразования. Однако они изучены значительно меньше, чем процесс свертывания крови, в связи с чем вопросы функции и физиологической регуляции антикоагулянтного звена системы гемостаза во многом остаются дискуссионными.

Все образующиеся в организме антикоагулянты можно разделить на 2 группы:

1) существующие или синтезируемые самостоятельно, возникающие независимо от свертывания крови, фибринолиза или активации других ферментных систем;

2) образующиеся в процессе протеолиза - свертывания крови, фибринолиза. Химически антикоагулянты относятся к разным группам веществ - белкам, пептидам, липидам, мукополисахаридам.

Физиологические антикоагулянты, образующиеся независимо от протеолиза . К ним относятся белковые и фосфолипидные ингибиторы начальной фазы свертывания крови, из которых наиболее активен и физиологически важен относящийся к α 2 ‑глобулинам ингибитор фактора XIа. Слабее действует на начальные фазы свертывания липидный антикоагулянт.

Из всех предшествующих антикоагулянтов наиболее активен, универсален по действию и важен для поддержания жидкого состояния крови антитромбин III (AT III). Этот белок, содержащийся в плазме в количестве около 0,3-0,42 г/л, или 3,0-4,7 ммоль/л, инактивирует не только тромбин, но и все другие активированные ферментные факторы свертывания: ХIIа, XIa, IXa, Ха. Он же является плазменным кофактором гепарина - без AT III гепарин почти совершенно не оказывает антикоагулянтного действия. Дефицит AT III, наследственный или вторичный (симптоматический), закономерно приводит к развитию тяжелейшего, часто несовместимого с жизнью тромбоэмболического синдрома. Дефицит всех других предшествующих физиологических антикоагулянтов по раздельности либо в совокупности не создает подобных критических ситуаций. Все вышеперечисленные данные закрепили за AT III репутацию главного ингибитора и модулятора системы свертывания крови. Местом синтеза AT III долгое время считали печень, однако исследования последних лет, в том числе выполненные на клеточных культурах иммунологическими методами, показали, что этот антикоагулянт продуцируется сосудистым эндотелием. Все факторы свертывания AT III инактивирует, образуя с ними эквимолярные комплексные соединения. Гепарин, соединяясь с AT III, резко ускоряет это взаимодействие и фиксирует антикоагулянт на поверхности эндотелиальных клеток, чем повышается тромбоустойчивость внутренней стенки сосудов.

Альфа 2 ‑макроглобулин является слабым ингибитором тромбина, действие которого становится ощутимым лишь при депрессии AT III. На долю этого антикоагулянта приходится, по разным авторам, от 4 до 21% антитромбиновой активности дефибринированной плазмы. Несколько больше роль α 2 ‑макроглобулина в связывании плазмина, но и в этом случае его действие становится ощутимым после удаления быстродействующего антиплазмина. В отличие от AT III он из всех активированных факторов свертывания взаимодействует только с тромбином. Наследственный дефицит α 2 ‑макроглобулина не сопровождается ни сколько‑нибудь заметной тромбогенностью, ни существенными сдвигами в свертывающей системе крови, что говорит о его весьма ограниченном значении в регуляции гемостатического потенциала крови.

Более выражено ингибирующее действие на тромбин и другие активированные факторы свертывания (IXa, XIa и ХПа) α 1 ‑антитрипсина и ингибитора 1 компонента комплемента. Однако и при их дефиците не наблюдается значительных нарушений гемостаза, что, очевидно, связано с одинаково выраженным ослаблением инактивации как свертывания крови, так и фибринолиза, вследствие чего сохраняется динамическое равновесие между этими системами.

Антикоагулянты, образующиеся в процессе свертывания крови и фибринолиза . Многие прокоагулянты и их метаболиты в процессе свертывания крови и фибринолиза приобретают антикоагулянтные свойства. Так, фибрин адсорбирует и инактивирует образующийся при свертывании тромбин, вследствие чего фибрин обозначается как антитромбин I. Эта инактивация настолько велика, что в сыворотке, как известно, остаются ничтожно малые количества тромбина. Имеются указания, что фибринопептиды, отщепляемые от фибриногена тромбином, также обладают антикоагулянтным действием.

Самоторможение наблюдается и на других этапах свертывания. Так, тромбин действует ферментативно на протромбин, отщепляя от него ингибитор фактора Ха; фактор Va после участия в свертывании начинает тормозить превращение протромбина в тромбин, а фактор ХIа после взаимодействия с фактором XII начинает тормозить его дальнейшую активацию. Мощные антикоагулянты, обладающие антитромбиновым и антиполимеразным действием, образуются в процессе фибринолиза.