Поддерживает постоянство объема крови в кровеносном русле. Низкая способность свертывания крови при незначительной травме может быть опасной и привести к сильной кровопотере.
Кровь – это жидкая субстанция, которая течет по кровеносным сосудам. важный показатель, который предотвращает длительное кровотечение, обеспечивает тканевое дыхание и способность передвигаться по сосудам.
Во время пореза в крови происходят некоторые изменения – образуется тромб, служащий для закупоривания раны. Этот кровяной сгусток помогает остановить кровотечение. Тромб состоит из волокон фибрина, на которых захвачены клетки крови. В результате рана затягивается и заживает. Такой процесс происходит благодаря тому, что кровь сворачивается.
Обычно этот процесс занимает около 3-4 минут.
В данном процессе большую роль играет временной промежуток. Если тромб образуется позже, то человек может потерять много крови. Кровь не должна быть очень жидкой или густой. При низкой свертываемости кровь жидкая и под давлением может просачиваться через стенки сосудов. Если свертываемость высокая и кровь густая, то она плохо циркулирует и может не попасть в капилляры.
Факторы свертывания содержатся в плазме и представлены белками. В организме они присутствуют в неактивном состоянии и обозначаются римскими цифрами. Если они становятся активными, то к основному обозначению добавляют букву «а».
Фазы свертывания крови
Реакция свертывания крови происходит после соприкосновения крови и ткани. Этот процесс состоит из нескольких этапов:
- Фаза образования протромбиназы. В ходе этой фазы протекают 2 процесса – образование кровяной и тканевой протромбиназы. Продолжительность около 3-4 минут для первого процесса и около 3-6 секунд для второго.
- Фаза образования тромбина. На данном этапе протромбин переходит в активную форму – тромбин (IIа). Этот процесс происходит под влиянием протромбиназы и ионов кальция. Длительность этой фазы составляет 2-5 секунд.
- Фаза образования фибрина. В дальнейшем с помощью тромбина переходит в фибрин. Сначала происходит образование мономера и полимера. Фибринстабилизирующий фактор укрепляет отношения фибрин-полимер, а затем переводит его из растворимого состояния в нерастворимое.
- Фаза образования фибринового сгустка. Волокна фибрина представляют собой трехмерную сеть, в которой содержатся различные клетки крови. Волокна активно сокращаются и окончательную форму принимают после уменьшения объема сгустка – ретракции. Благодаря этому тромб становится плотным, что и способствует остановке кровотечения. Последняя фаза длится около 2-5 секунд.
Анализ на свертываемость проводится натощак. На результат могут повлиять физические нагрузки, переедание, стрессы, прием некоторых лекарственных препаратов. Поэтому для получения точных результатов следует учесть вышеперечисленные факторы. Забор материала для исследования осуществляют из пальца.
Определить время свертываемости крови можно несколькими методами:
- Метод Моравица. На предметное стекло наносится капля крови. Далее в каплю опускают тонкий капилляр каждые 30 секунд, воспользовавшись секундомером. С появлением тонкой нити фибрина определяется время свертывания. Нормальным показателем считается 5 минут.
- . Взятый материал из пальца помещают в аппарат Панченкова, где кровь в сосуде наклоняется сначала вправо, а потом влево. В этот период с помощью секундомера засекают время от начала движения до образования сгустка. В норме началом движения считается 30-120 секунд, а завершение образование сгустка – от 3 до 5 минут.
- Метод Мас-Магро. Стекло покрыть горячим парафином, после его остывания на предметное стекло добавить каплю вазелина. Далее кровь из пипетки выдувают на стекло. Затем каждые 1-2 минуты с помощью пипетки набирают кровь и обратно выдувают. Таким образом кровь набирают и выдувают, пока она не свернется. В норме свертываемость составляет 8-12 минут.
- Метод Ли-Уайта. Для данного исследования забор крови осуществляют из вены. Кровь помещают в две пробирки силиконовую и несиликоновую. Время свертываемости определяется при соблюдении температурного режима 37 градусов. В обычной пробирке норма находится в пределах 5-7 минут, а в силиконовой – от 15 до 25 минут.
Это самые распространенные способы определения времени . Методы Сухарева и Ли-Уайта могут показывать разное время, поэтому в результатах обычно указывается способ диагностики.
Нарушение свертываемости и последствия
Нарушение свертываемости крови может вызвать опасные для жизни осложнения и последствия
Скорость свертывания зависит от многих факторов, а именно:
- Состояние стенок сосудов
- Количества
- Уровень антиплазмина, гепарина, антитромбина
- Состояние плазменных элементов
Среди основных причин нарушений свертываемости крови выделяют:
- Патологии
- ДВС-синдром
- Заболевания крови (гемобластоз, лейкоз)
- Дефицит витамина К
- Атеросклероз сосудов
- Инфекционные заболевания
- Обезвоживание организма
Побочное действие антикоагулянтов и цитостатиков также могут спровоцировать нарушение свертываемости. Эти препараты ухудшают свертываемость крови. Причиной могут быть врожденные и генетические патологии: гемофилия, афибриногенемия, болезнь Виллебранда, тромбастения Гланцмана. Признаком нарушения свертываемости крови является кровоизлияние в кожу и кровоточивость слизистой.
При дефиците протромбина, проконвертина, проакцелерина в области лодыжек наблюдаются капиллярные кровоизлияния – красно-фиолетовые пятна.
При высоком показателе свертываемости в сосудах образуются сгустки, в результате в ткани поступает недостаточное количество кислорода. К тому же велика вероятность развития сердечно-сосудистых заболеваний: инфарктов, инсультов и др.
При повышенной свертываемости крови назначают антикоагулянты. Эти вещества препятствуют склеиванию клеток. Из препаратов используют Гепарин, Аспирин. Последнее средство хорошо помогает при атеросклерозе.
Полезное видео — Система свертывания крови:
В аптеке выпускают кардиоаспирины, содержащие вспомогательные вещества, в число которых входит магний. Эти лекарственные средства применяют для лечения пациентам старше 40 лет. Это хорошая профилактика инфарктов и инсультов. Их постоянно следует применять лицам, перенесшим сосудистые патологии. При наследственных тромбофилиях Аспирин назначают в малых дозах длительное время.
Во время беременности при нарушении свертываемости необходимо контролировать состояние крови. В противном случае это обернется кровотечением. Применение Аспирина строго противопоказано беременным женщинам. Препараты назначает только врач и в каждом случае индивидуально.
Свертывание крови - крайне сложный и во многом еще загадочный биохимический процесс, который запускается при повреждении кровеносной системы и ведет к превращению плазмы крови в студенистый сгусток, затыкающий рану и останавливающий кровотечение. Нарушения этой системы крайне опасны и могут привести к кровотечению, тромбозу или другим патологиям, которые совместно отвечают за львиную долю смертности и инвалидности в современном мире. Здесь мы рассмотрим устройство этой системы и расскажем о самых современных достижениях в ее изучении.
Каждый, кто хоть раз в жизни получал царапину или рану, приобретал тем самым замечательную возможность наблюдать превращение крови из жидкости в вязкую нетекучую массу, приводящее к остановке кровотечения. Этот процесс называется свертыванием крови и управляется сложной системой биохимических реакций.
Иметь какую-нибудь систему остановки кровотечения - абсолютно необходимо для любого многоклеточного организма, имеющего жидкую внутреннюю среду. Свертывание крови является жизненно необходимым и для нас: мутации в генах основных белков свертывания, как правило, летальны. Увы, среди множества систем нашего организма, нарушения в работе которых представляют опасность для здоровья, свертывание крови также занимает абсолютное первое место как главная непосредственная причина смерти: люди болеют разными болезнями, но умирают почти всегда от нарушений свертывания крови . Рак, сепсис, травма, атеросклероз, инфаркт, инсульт - для широчайшего круга заболеваний непосредственной причиной смерти является неспособность системы свертывания поддерживать баланс между жидким и твердым состояниями крови в организме.
Если причина известна, почему же с ней нельзя бороться? Разумеется, бороться можно и нужно: ученые постоянно создают новые методы диагностики и терапии нарушений свертывания. Но проблема в том, что система свертывания очень сложна. А наука о регуляции сложных систем учит, что управлять такими системами нужно особым образом. Их реакция на внешнее воздействие нелинейна и непредсказуема, и для того, чтобы добиться нужного результата, нужно знать, куда приложить усилие. Простейшая аналогия: чтобы запустить в воздух бумажный самолетик, его достаточно бросить в нужную сторону; в то же время для взлета авиалайнера потребуется нажать в кабине пилота на правильные кнопки в нужное время и в нужной последовательности. А если попытаться авиалайнер запустить броском, как бумажный самолетик, то это закончится плохо. Так и с системой свертывания: чтобы успешно лечить, нужно знать «управляющие точки».
Вплоть до самого последнего времени свертывание крови успешно сопротивлялось попыткам исследователей понять его работу, и лишь в последние годы тут произошел качественный скачок. В данной статье мы расскажем об этой замечательной системе: как она устроена, почему ее так сложно изучать, и - самое главное - поведаем о последних открытиях в понимании того, как она работает.
Как устроено свертывание крови
Остановка кровотечения основана на той же идее, что используют домохозяйки для приготовления холодца - превращении жидкости в гель (коллоидную систему, где формируется сеть молекул, способная удержать в своих ячейках тысячекратно превосходящую ее по весу жидкость за счет водородных связей с молекулами воды). Кстати, та же идея используется в одноразовых детских подгузниках, в которые помещается разбухающий при смачивании материал. С физической точки зрения, там нужно решать ту же самую задачу, что и в свертывании - борьбу с протечками при минимальном приложении усилий.
Свертывание крови является центральным звеном гемостаза (остановки кровотечения). Вторым звеном гемостаза являются особые клетки - тромбоциты , - способные прикрепляться друг к другу и к месту повреждения, чтобы создать останавливающую кровь пробку.
Общее представление о биохимии свертывания можно получить из рисунка 1, внизу которого показана реакция превращения растворимого белка фибриногена в фибрин , который затем полимеризуется в сетку. Эта реакция представляет собой единственную часть каскада, имеющую непосредственный физический смысл и решающую четкую физическую задачу. Роль остальных реакций - исключительно регуляторная: обеспечить превращение фибриногена в фибрин только в нужном месте и в нужное время.
Рисунок 1. Основные реакции свертывания крови. Система свертывания представляет собой каскад - последовательность реакций, где продукт каждой реакции выступает катализатором следующей. Главный «вход» в этот каскад находится в его средней части, на уровне факторов IX и X: белок тканевый фактор (обозначен на схеме как TF) связывает фактор VIIa, и получившийся ферментативный комплекс активирует факторы IX и X. Результатом работы каскада является белок фибрин, способный полимеризоваться и образовывать сгусток (гель). Подавляющее большинство реакций активации - это реакции протеолиза, т.е. частичного расщепления белка, увеличивающего его активность. Почти каждый фактор свертывания обязательно тем или иным образом ингибируется: обратная связь необходима для стабильной работы системы.
Обозначения: Реакции превращения факторов свертывания в активные формы показаны односторонними тонкими черными стрелками . При этом фигурные красные стрелки показывают, под действием каких именно ферментов происходит активация. Реакции потери активности в результате ингибирования показаны тонкими зелеными стрелками (для простоты стрелки изображены как просто «уход», т.е. не показано, с какими именно ингибиторами происходит связывание). Обратимые реакции формирования комплексов показаны двусторонними тонкими черными стрелками . Белки свертывания обозначены либо названиями, либо римскими цифрами, либо аббревиатурами (TF - тканевый фактор, PC - протеин С, APC - активированный протеин С). Чтобы избежать перегруженности, на схеме не показаны: связывание тромбина с тромбомодулином, активация и секреция тромбоцитов, контактная активация свертывания.
Фибриноген напоминает стержень длиной 50 нм и толщиной 5 нм (рис. 2а ). Активация позволяет его молекулам склеиваться в фибриновую нить (рис 2б ), а затем в волокно, способное ветвиться и образовывать трехмерную сеть (рис. 2в ).
Рисунок 2. Фибриновый гель. а - Схематическое устройство молекулы фибриногена. Основа ее составлена из трех пар зеркально расположенных полипептидных цепей α, β, γ. В центре молекулы можно видеть области связывания, которые становятся доступными при отрезании тромбином фибринопептидов А и Б (FPA и FPB на рисунке). б - Механизм сборки фибринового волокна: молекулы крепятся друг к другу «внахлест» по принципу головка-к-серединке, образуя двухцепочечное волокно. в - Электронная микрофотография геля: фибриновые волокна могут склеиваться и расщепляться, образуя сложную трехмерную структуру.
Рисунок 3. Трехмерная структура молекулы тромбина. На схеме показаны активный сайт и части молекулы, ответственные за связывание тромбина с субстратами и кофакторами. (Активный сайт - часть молекулы, непосредственно распознающее место расщепления и осуществляющее ферментативный катализ.) Выступающие части молекулы (экзосайты) позволяют осуществлять «переключение» молекулы тромбина, делая его мультифункциональным белком, способным работать в разных режимах. Например, связывание тромбомодулина с экзосайтом I физически перекрывает доступ к тромбину прокоагулянтным субстратам (фибриноген, фактор V) и аллостерически стимулирует активность по отношению к протеину C.
Активатор фибриногена тромбин (рис. 3) принадлежит к семейству сериновых протеиназ - ферментов, способных осуществлять расщепление пептидных связей в белках. Он является родственником пищеварительных ферментов трипсина и химотрипсина. Протеиназы синтезируются в неактивной форме, называемой зимогеном . Чтобы их активировать, необходимо расщепить пептидную связь, удерживающую часть белка, которая закрывает активный сайт. Так, тромбин синтезируется в виде протромбина, который может быть активирован. Как видно из рис. 1 (где протромбин обозначен как фактор II), это катализируется фактором Xa.
Вообще, белки свертывания называют факторами и нумеруют римскими цифрами в порядке официального открытия. Индекс «а» означает активную форму, а его отсутствие - неактивный предшественник. Для давно открытых белков, таких как фибрин и тромбин, используют и собственные имена. Некоторые номера (III, IV, VI) по историческим причинам не используются.
Активатором свертывания служит белок, называемый тканевым фактором , присутствующий в мембранах клеток всех тканей, за исключением эндотелия и крови. Таким образом, кровь остается жидкой только благодаря тому, что в норме она защищена тонкой защитной оболочкой эндотелия. При любом нарушении целостности сосуда тканевой фактор связывает из плазмы фактор VIIa, а их комплекс - называемый внешней теназой (tenase, или Xase, от слова ten - десять, т.е. номер активируемого фактора) - активирует фактор X.
Тромбин также активирует факторы V, VIII, XI, что ведет к ускорению его собственного производства: фактор XIa активирует фактор IX, а факторы VIIIa и Va связывают факторы IXa и Xa, соответственно, увеличивая их активность на порядки (комплекс факторов IXa и VIIIa называется внутренней теназой ). Дефицит этих белков ведет к тяжелым нарушениям: так, отсутствие факторов VIII, IX или XI вызывает тяжелейшую болезнь гемофилию (знаменитую «царскую болезнь», которой болел царевич Алексей Романов); а дефицит факторов X, VII, V или протромбина несовместим с жизнью.
Такое устройство системы называется положительной обратной связью : тромбин активирует белки, которые ускоряют его собственное производство. И здесь возникает интересный вопрос, а зачем они нужны? Почему нельзя сразу сделать реакцию быстрой, почему природа делает ее исходно медленной, а потом придумывает способ ее дополнительного ускорения? Зачем в системе свертывания дублирование? Например, фактор X может активироваться как комплексом VIIa-TF (внешняя теназа), так и комплексом IXa-VIIIa (внутренняя теназа); это выглядит совершенно бессмысленным.
В крови также присутствуют ингибиторы протеиназ свертывания. Основными являются антитромбин III и ингибитор пути тканевого фактора. Кроме этого, тромбин способен активировать сериновую протеиназу протеин С , которая расщепляет факторы свертывания Va и VIIIa, заставляя их полностью терять свою активность.
Протеин С - предшественник сериновой протеиназы, очень похожей на факторы IX, X, VII и протромбин. Он активируется тромбином, как и фактор XI. Однако при активации получившаяся сериновая протеиназа использует свою ферментативную активность не для того, чтобы активировать другие белки, а для того, чтобы их инактивировать. Активированный протеин С производит несколько протеолитических расщеплений в факторах свертывания Va и VIIIa, заставляя их полностью терять свою кофакторную активность. Таким образом, тромбин - продукт каскада свертывания - ингибирует свое собственное производство: это называется отрицательной обратной связью. И опять у нас регуляторный вопрос: зачем тромбин одновременно ускоряет и замедляет собственную активацию?
Эволюционные истоки свертывания
Формирование защитных систем крови началось у многоклеточных свыше миллиарда лет назад - собственно, как раз в связи с появлением крови. Сама система свертывания является результатом преодоления другой исторической вехи - возникновения позвоночных около пятисот миллионов лет назад. Скорее всего, эта система возникла из иммунитета. Появление очередной системы иммунных реакций, которая боролась с бактериями путем обволакивания их фибриновым гелем, привело к случайному побочному результату: кровотечение стало прекращаться быстрее. Это позволило увеличивать давление и силу потоков в кровеносной системе, а улучшение сосудистой системы, то есть улучшение транспорта всех веществ, открыло новые горизонты развития. Кто знает, не было ли появление свертывания тем преимуществом, которое позволило позвоночным занять свое нынешнее место в биосфере Земли?
У ряда членистогих (таких, как рак-мечехвост) свертывание также существует, но оно возникло независимо и осталось на иммунологических ролях. Насекомые, как и прочие беспозвоночные, обычно обходятся более слабой разновидностью системы остановки кровотечения, основанной на агрегации тромбоцитов (точнее, амебоцитов - дальних родственников тромбоцитов). Этот механизм вполне функционален, но накладывает принципиальные ограничения на эффективность сосудистой системы, - так же, как трахейная форма дыхания ограничивает максимально возможный размер насекомого.
К сожалению, существа с промежуточными формами системы свертывания почти все вымерли. Единственным исключением являются бесчелюстные рыбы: геномный анализ системы свертывания у миноги показал, что она содержит гораздо меньше компонентов (то есть, устроена заметно проще) . Начиная же с челюстных рыб и до млекопитающих системы свертывания очень похожи. Системы клеточного гемостаза также работают по схожим принципам, несмотря на то, что мелкие, безъядерные тромбоциты характерны только для млекопитающих. У остальных позвоночных тромбоциты - крупные клетки, имеющие ядро.
Подводя итог, система свертывания изучена очень хорошо. В ней уже пятнадцать лет не открывали новых белков или реакций, что для современной биохимии составляет вечность. Конечно, нельзя совсем исключить вероятность такого открытия, но пока что не существует ни одного явления, которое мы не могли бы объяснить при помощи имеющихся сведений. Скорее наоборот, система выглядит гораздо сложнее, чем нужно: мы напомним, что из всего этого (довольно громоздкого!) каскада собственно желированием занимается только одна реакция, а все остальные нужны для какой-то непонятной регуляции.
Именно поэтому сейчас исследователи-коагулологи, работающие в самых разных областях - от клинической гемостазиологии до математической биофизики, - активно переходят от вопроса «Как устроено свертывание?» к вопросам «Почему свертывание устроено именно так?» , «Как оно работает?» и, наконец, «Как нам нужно воздействовать на свертывание, чтобы добиться желаемого эффекта?» . Первое, что необходимо сделать для ответа - научиться исследовать свертывание целиком, а не только отдельные реакции.
Как исследовать свертывание?
Для изучения свертывания создаются различные модели - экспериментальные и математические. Что именно они позволяют получить?
С одной стороны, кажется, что самым лучшим приближением для изучения объекта является сам объект. В данном случае - человек или животное. Это позволяет учитывать все факторы, включая ток крови по сосудам, взаимодействия со стенками сосудов и многое другое. Однако в этом случае сложность задачи превосходит разумные границы. Модели свертывания позволяют упростить объект исследования, не упуская его существенных особенностей.
Попытаемся составить представление о том, каким требованиям должны отвечать эти модели, чтобы корректно отражать процесс свертывания in vivo .
В экспериментальной модели должны присутствовать те же биохимические реакции, что и в организме. Должны присутствовать не только белки системы свертывания, но и прочие участники процесса свертывания - клетки крови, эндотелия и субэндотелия. Система должна учитывать пространственную неоднородность свертывания in vivo : активацию от поврежденного участка эндотелия, распространение активных факторов, присутствие тока крови.
Рассмотрение моделей свертывания естественно начать с методов исследования свертывания in vivo . Основа практически всех используемых подходов такого рода заключается в нанесении подопытному животному контролируемого повреждения с тем, чтобы вызвать гемостатическую или тромботическую реакцию. Данная реакция исследуется различными методами:
- наблюдение за временем кровотечения;
- анализ плазмы, взятой у животного;
- вскрытие умерщвленного животного и гистологическое исследование;
- наблюдение за тромбом в реальном времени с использованием микроскопии или ядерного магнитного резонанса (рис. 4).
Рисунок 4. Формирование тромба in vivo в модели тромбоза, индуцированного лазером. Эта картинка воспроизведена из исторической работы, где ученые впервые смогли пронаблюдать развитие тромба «вживую». Для этого в кровь мыши впрыснули концентрат флуоресцентно меченных антител к белкам свертывания и тромбоцитам, и, поместив животное под объектив конфокального микроскопа (позволяющего осуществлять трехмерное сканирование), выбрали доступную для оптического наблюдения артериолу под кожей и повредили эндотелий лазером. Антитела начали присоединяться к растущему тромбу, сделав возможным его наблюдение.
Классическая постановка эксперимента по свертыванию in vitro заключается в том, что плазма крови (или цельная кровь) смешивается в некоторой емкости с активатором, после чего производится наблюдение за процессом свертывания. По методу наблюдения экспериментальные методики можно разделить на следующие типы:
- наблюдение за самим процессом свертывания;
- наблюдение за изменением концентраций факторов свертывания от времени.
Второй подход дает несравненно больше информации. Теоретически, зная концентрации всех факторов в произвольный момент времени, можно получить полную информацию о системе. На практике исследование даже двух белков одновременно дорого и связано с большими техническими трудностями.
Наконец, свертывание в организме протекает неоднородно. Формирование сгустка запускается на поврежденной стенке, распространяется с участием активированных тромбоцитов в объеме плазмы, останавливается с помощью эндотелия сосудов. Адекватно изучить эти процессы с помощью классических методов невозможно. Вторым важным фактором является наличие потока крови в сосудах.
Осознание этих проблем привело к появлению, начиная с 1970-х годов, разнообразных проточных экспериментальных систем in vitro . Несколько больше времени потребовалось на осознание пространственных аспектов проблемы. Только в 1990-е годы стали появляться методы, учитывающие пространственную неоднородность и диффузию факторов свертывания, и только в последнее десятилетие они стали активно использоваться в научных лабораториях (рис. 5).
Рисунок 5. Пространственный рост фибринового сгустка в норме и патологии. Свертывание в тонком слое плазмы крови активировалось иммобилизованным на стенке тканевым фактором. На фотографиях активатор расположен слева . Серая расширяющаяся полоса - растущий фибриновый сгусток.
Наряду с экспериментальными подходами для исследований гемостаза и тромбоза также используются математические модели (этот метод исследований часто называется in silico ). Математическое моделирование в биологии позволяет устанавливать глубокие и сложные взаимосвязи между биологической теорией и опытом. Проведение эксперимента имеет определенные границы и сопряжено с рядом трудностей. Кроме того, некоторые теоретически возможные эксперименты неосуществимы или запредельно дороги вследствие ограничений экспериментальной техники. Моделирование упрощает проведение экспериментов, так как можно заранее подобрать необходимые условия для экспериментов in vitro и in vivo , при которых интересующий эффект будет наблюдаем.
Регуляция системы свертывания
Рисунок 6. Вклад внешней и внутренней теназы в формирование фибринового сгустка в пространстве. Мы использовали математическую модель, чтобы исследовать, как далеко может простираться влияние активатора свертывания (тканевого фактора) в пространстве. Для этого мы посчитали распределение фактора Xa (который определяет распределение тромбина, который определяет распределение фибрина). На анимации показаны распределения фактора Xa, произведенного внешней теназой (комплексом VIIa–TF) или внутренней теназой (комплексом IXa–VIIIa), а также общее количество фактора Xa (заштрихованная область). (Вставка показывает то же самое на более крупной шкале концентраций.) Можно видеть, что произведенный на активаторе фактор Xa не может проникнуть далеко от активатора из-за высокой скорости ингибирования в плазме. Напротив, комплекс IXa–VIIIa работает вдали от активатора (т.к. фактор IXa медленнее ингибируется и потому имеет большее расстояние эффективной диффузии от активатора), и обеспечивает распространение фактора Xa в пространстве.
Сделаем следующий логический шаг и попробуем ответить на вопрос - а как описанная выше система работает?
Каскадное устройство системы свертывания
Начнем с каскада - цепочки активирующих друг друга ферментов. Один фермент, работающий с постоянной скоростью, дает линейную зависимость концентрации продукта от времени. У каскада из N ферментов эта зависимость будет иметь вид t N , где t - время. Для эффективной работы системы важно, чтобы ответ носил именно такой, «взрывной» характер, поскольку это сводит к минимуму тот период, когда сгусток фибрина еще непрочен.
Запуск свертывания и роль положительных обратных связей
Как упоминалось в первой части статьи, многие реакции свертывания медленны. Так, факторы IXa и Xa сами по себе являются очень плохими ферментами и для эффективного функционирования нуждаются в кофакторах (факторах VIIIa и Va, соответственно). Эти кофакторы активируются тромбином: такое устройство, когда фермент активирует собственное производство, называется петлей положительной обратной связи.
Как было показано нами экспериментально и теоретически, положительная обратная связь активации фактора V тромбином формирует порог по активации - свойство системы не реагировать на малую активацию, но быстро срабатывать при появлении большой. Подобное умение переключаться представляется весьма ценным для свертывания: это позволяет предотвратить «ложное срабатывание» системы.
Роль внутреннего пути в пространственной динамике свертывания
Одной из интригующих загадок, преследовавших биохимиков на протяжении многих лет после открытия основных белков свертывания, была роль фактора XII в гемостазе. Его дефицит обнаруживался в простейших тестах свертывания, увеличивая время, необходимое для образования сгустка, однако, в отличие от дефицита фактора XI, не сопровождался нарушениями свертывания.
Один из наиболее правдоподобных вариантов разгадки роли внутреннего пути был предложен нами с помощью пространственно неоднородных экспериментальных систем. Было обнаружено, что положительные обратные связи имеют большое значение именно для распространения свертывания. Эффективная активация фактора X внешней теназой на активаторе не поможет сформировать сгусток вдали от активатора, так как фактор Xa быстро ингибируется в плазме и не может далеко отойти от активатора. Зато фактор IXa, который ингибируется на порядок медленнее, вполне на это способен (и ему помогает фактор VIIIa, который активируется тромбином). А там, куда сложно дойти и ему, начинает работать фактор XI, также активируемый тромбином. Таким образом, наличие петель положительных обратных связей помогает создать трехмерную структуру сгустка.
Путь протеина С как возможный механизм локализации тромбообразования
Активация протеина С тромбином сама по себе медленна, но резко ускоряется при связывании тромбина с трансмембранным белком тромбомодулином, синтезируемым клетками эндотелия. Активированный протеин С способен разрушать факторы Va и VIIIa, на порядки замедляя работу системы свертывания. Ключом к пониманию роли данной реакции стали пространственно-неоднородные экспериментальные подходы. Наши эксперименты позволили предположить, что она останавливает пространственный рост тромба, ограничивая его размер.
Подведение итогов
В последние годы сложность системы свертывания постепенно становится менее загадочной. Открытие всех существенных компонентов системы, разработка математических моделей и использование новых экспериментальных подходов позволили приоткрыть завесу тайны. Структура каскада свертывания расшифровывается, и сейчас, как мы видели выше, практически для каждой существенной части системы выявлена или предложена роль, которую она играет в регуляции всего процесса.
На рисунке 7 представлена наиболее современная попытка пересмотреть структуру системы свертывания. Это та же схема, что и на рис. 1, где разноцветным затенением выделены части системы, отвечающие за разные задачи, как обсуждалось выше. Не все в этой схеме является надежно установленным. Например, наше теоретическое предсказание, что активация фактора VII фактором Xa позволяет свертыванию пороговым образом отвечать на скорость потока, остается пока еще непроверенным в эксперименте.
Свёртывание крови
Свертывание крови – это важнейший этап работы системы гемостаза , отвечающей за остановку кровотечения при повреждении сосудистой системы организма. Свертыванию крови предшествует стадия первичного сосудисто-тромбоцитарного гемостаза. Этот первичный гемостаз почти целиком обусловлен сужением сосудов и механической закупоркой агрегатами тромбоцитов места повреждения сосудистой стенки. Характерное время для первичного гемостаза у здорового человека составляет 1-3 мин. Свёртывание крови (гемокоагуляция, коагуляция, плазменный гемостаз, вторичный гемостаз) - сложный биологический процесс образования в крови нитей белка фибрина , который полимеризуется и образует тромбы, в результате чего кровь теряет текучесть, приобретая творожистую консистенцию. Свертывание крови у здорового человека происходит локально, в месте образования первичной тромбоцитарной пробки. Характерное время образования фибринового сгустка – около 10 мин.
Физиология
Фибриновый сгусток, полученный путем добавления тромбина в цельную кровь. Сканирующая электронная микроскопия.
Процесс гемостаза сводится к образованию тромбоцитарно-фибринового сгустка. Условно его разделяют на три стадии :
- Временный (первичный) спазм сосудов;
- Образование тромбоцитарной пробки за счёт адгезии и агрегации тромбоцитов;
- Ретракция (сокращение и уплотнение) тромбоцитарной пробки.
Повреждение сосудов сопровождается немедленной активацией тромбоцитов. Адгезия (прилипание) тромбоцитов к волокнам соединительной ткани по краям раны обусловлена гликопротеином фактором Виллебранда . Одновременно с адгезией наступает агрегация тромбоцитов: активированные тромбоциты присоединяются к поврежденным тканям и к друг другу, формируя агрегаты, преграждающие путь потере крови. Появляется тромбоцитарная пробка
Из тромбоцитов, подвергшихся адгезии и агрегации, усиленно секретируются различные биологически активные вещества (АДФ, адреналин, норадреналин и др.), которые приводят к вторичной, необратимой агрегации. Одновременно с высвобождением тромбоцитарных факторов происходит образование тромбина , который воздействует на фибриноген с образованием сети фибрина, в которой застревают отдельные эритроциты и лейкоциты – образуется так называемый тромбоцитарно-фибриновый сгусток (тромбоцитарная пробка). Благодаря контрактильному белку тромбостенину тромбоциты подтягиваются друг к другу, тромбоцитарная пробка сокращается и уплотняется, наступает её ретракция .
Процесс свёртывания крови
Классическая схема свёртывания крови по Моравицу (1905 год)
Процесс свёртывания крови представляет собой преимущественно проферментно-ферментный каскад, в котором проферменты, переходя в активное состояние, приобретают способность активировать другие факторы свёртывания крови . В самом простом виде процесс свёртывания крови может быть разделён на три фазы:
- фаза активация включает комплекс последовательных реакций, приводящих к образованию протромбиназы и переходу протромбина в тромбин;
- фаза коагуляции - образование фибрина из фибриногена;
- фаза ретракции - образование плотного фибринового сгустка.
Данная схема была описана ещё в 1905 году Моравицем и до сих пор не утратила своей актуальности .
В области детального понимания процесса свертывания крови с 1905 года произошел значительный прогресс. Открыты десятки новых белков и реакций, участвующих в процессе свертывания крови, который имеет каскадный характер. Сложность этой системы обусловлена необходимостью регуляции данного процесса. Современное представление каскада реакций, сопровождающих свертывание крови, представлено на рис. 2 и 3. Вследствие разрушения тканевых клеток и активации тромбоцитов высвобождаются белки фосфолипопротеины, которые вместе с факторами плазмы X a и V a , а также ионами Ca 2+ образуют ферментный комплекс, который активирует протромбин. Если процесс свёртывания начинается под действием фосфолипопротеинов, выделяемых из клеток повреждённых сосудов или соединительной ткани , речь идёт о внешней системе свёртывания крови
(внешний путь активации свертывания, или путь тканевого фактора). Основными компонентами этого пути являются 2 белка: фактор VIIа и тканевый фактор, комплекс этих 2 белков называют также комплексом внешней теназы.
Если же инициация происходит под влиянием факторов свёртывания, присутствующих в плазме, используют термин внутренняя система свёртывания
. Комплекс факторов IXа и VIIIa, формирующийся на поверхности активированных тромбоцитов, называют внутренней теназой. Таким образом, фактор X может активироваться как комплексом VIIa-TF (внешняя теназа), так и комплексом IXa-VIIIa (внутренняя теназа). Внешняя и внутренняя системы свертывания крови дополняют друг друга .
В процессе адгезии форма тромбоцитов меняется - они становятся округлыми клетками с шиповидными отростками. Под влиянием АДФ (частично выделяется из повреждённых клеток) и адреналина способность тромбоцитов к агрегации повышается. При этом из них выделяются серотонин , катехоламины и ряд других веществ. Под их влиянием происходит сужение просвета повреждённых сосудов, возникает функциональная ишемия. В конечном итоге сосуды перекрываются массой тромбоцитов, прилипших к краям коллагеновых волокон по краям раны .
На этой стадии гемостаза под действием тканевого тромбопластина образуется тромбин . Именно он инициирует необратимую агрегацию тромбоцитов. Реагируя со специфическими рецепторами в мембране тромбоцитов, тромбин вызывает фосфорилирование внутриклеточных белков и высвобождение ионов Ca 2+ .
При наличии в крови ионов кальция под действием тромбина происходит полимеризация растворимого фибриногена (см. фибрин) и образование бесструктурной сети волокон нерастворимого фибрина. Начиная с этого момента в этих нитях начинают фильтроваться форменные элементы крови, создавая дополнительную жёсткость всей системе, и через некоторое время образуя тромбоцитарно-фибриновый сгусток (физиологический тромб), который закупоривает место разрыва, с одной стороны, предотвращая потерю крови, а с другой - блокируя поступление в кровь внешних веществ и микроорганизмов. На свёртывание крови влияет множество условий. Например, катионы ускоряют процесс, а анионы - замедляют. Кроме того, существуют вещества как полностью блокирующие свёртывание крови (гепарин , гирудин и т. д.), так и активирующие его (яд гюрзы, феракрил).
Врождённые нарушения системы свёртывания крови называют гемофилией.
Методы диагностики свертывания крови
Все многообразие клинических тестов свертывающей системы крови можно разделить на 2 группы: глобальные (интегральные, общие) тесты и «локальные» (специфические) тесты. Глобальные тесты характеризуют результат работы всего каскада свертывания. Они подходят для диагностики общего состояния свертывающей системы крови и выраженности патологий, с одновременным учетом всех привходящих факторов влияний. Глобальные методы играют ключевую роль на первой стадии диагностики: они дают интегральную картину происходящих изменений в свертывающей системе и позволяют предсказывать тенденцию к гипер- или гипокоагуляции в целом. «Локальные» тесты характеризуют результат работы отдельных звеньев каскада свертывающей системы крови, а также отдельных факторов свертывания. Они незаменимы для возможного уточнения локализации патологии с точностью до фактора свертывания. Для получения полной картины работы гемостаза у пациента врач должен иметь возможность выбирать, какой тест ему необходим.
Глобальные тесты:
- Определение времени свертывания цельной крови (метод Мас-Магро или Метод Моравица)
- Тест генерации тромбина (тромбиновый потенциал, эндогенный тромбиновый потенциал)
«Локальные» тесты:
- Активированное частичное тромбопластиновое время (АЧТВ)
- Тест протромбинового времени (или Протромбиновый тест, МНО, ПВ)
- Узкоспециализированные методы для выявления изменений в концентрации отдельных факторов
Все методы, измеряющие промежуток времени с момента добавления реагента (активатора, запускающего процесс свертывания) до формирования фибринового сгустка в исследуемой плазме, относятся к клоттинговым методам (от англ. «сlot» – сгусток).
См. также
Примечания
Ссылки
Wikimedia Foundation . 2010 .
- Бейсбол на летних Олимпийских играх 1996
СВЁРТЫВАНИЕ КРОВИ - превращение жидкой крови в эластичный сгусток в результате перехода растворённого в плазме крови фибриногена в нерастворимый фибрин; защитная реакция животных и человека, предотвращающая потерю крови при нарушении целостности кровеносных сосудов … Биологический энциклопедический словарь
свёртывание крови - — Тематики биотехнологии EN blood clotting … Справочник технического переводчика
свёртывание крови Энциклопедический словарь
СВЁРТЫВАНИЕ КРОВИ - свёртывание крови, переход крови из жидкого состояния в студенистый сгусток. Это свойство крови (свёртываемость) является защитней реакцией, предотвращающей организм от потери крови. С. к. протекает как последовательность биохимических реакций,… … Ветеринарный энциклопедический словарь
СВЁРТЫВАНИЕ КРОВИ - превращение жидкой крови в эластичный сгусток в результате перехода растворённого в плазме крови белка фибриногена в нерастворимый фибрин при истечении крови из повреждённого сосуда. Фибрин, полимеризуясь, образует тонкие нити, удерживающие… … Естествознание. Энциклопедический словарь
Факторы свёртывания крови - Схема взаимодействия факторов свёртывания при активации гемокоагуляции Факторы свёртывания крови группа веществ, содержащихся в плазме крови и тромбоцитах и обеспечива … Википедия
Свертывание крови - Свёртывание крови (гемокоагуляция, часть гемостаза) сложный биологический процесс образования в крови нитей белка фибрина, образующих тромбы, в результате чего кровь теряет текучесть, приобретая творожистую консистенцию. В нормальном состоянии… … Википедия
Свертывание крови - переход из жидкого состояния в желеобразный сгусток - является биологически важной защитной реакцией организма, препятствующей кровопотере.
На месте ранения мелкого кровеносного сосуда создается кровяной сгусток - тромб, являющийся как бы пробкой, которая закупоривает сосуд и прекращает дальнейшее кровотечение. При уменьшении способности крови к свертыванию даже незначительные ранения могут вызвать смертельное кровотечение.
Выпущенная из сосудов кровь человека начинает свертываться через 3-4 минуты, а через 5-6 минут полностью превращается в студенистый сгусток. При повреждении внутренней оболочки (интимы) кровеносных сосудов и при повышенной свертываемости крови может происходить свертывание крови и внутри кровеносных сосудов в целом организме. В этом случае тромб образуется внутри сосуда.
В основе свертывания крови лежит изменение физико-химического состояния содержащегося в плазме белка - фибриногена. Последний переходит из растворимой формы в нерастворимую, превращаясь в фибрин и образуя сгусток.
Фибрин выпадает в виде длинных тонких нитей, образуя сети, в петлях которых задерживаются форменные элементы. Если же выпускаемую из сосуда кровь взбивать метелочкой, то на метелочке остается большая часть образующегося фибрина. Хорошо отмытый от эритроцитов фибрин имеет белый цвет и волокнистое строение.
Кровь, из которой таким образом удален фибрин, называют дефибринированной. Она состоит из форменных элементов и кровяной сыворотки. Следовательно, сыворотка крови отличается по своему составу от плазмы отсутствием фибриногена.
Сыворотку можно отделить от кровяного сгустка, если оставить на некоторое время пробирку со свернувшейся кровью. При этом сгусток крови в пробирке уплотняется, стягивается и из него отжимается некоторое количество сыворотки.
Рис. 2. Схема свертывания крови.
Свертываться способна не только цельная кровь, но и плазма. Если отделить центрифугированием плазму от форменных элементов на холоду, который препятствует свертыванию крови, а затем плазму согреть до 20-35°, то она быстро свернется.
Для объяснения механизма свертывания крови был предложен ряд теорий. В настоящее время общим признанием пользуется ферментативная теория свертывания крови, основы которой заложены почти столетие назад А. Шмидтом.
Согласно этой теории, конечным звеном свертывания является переход растворенного в плазме фибриногена в нерастворимый фибрин под влиянием фермента тромбина (рис. 2, стадия III).
Тромбина в циркулирующей крови нет. Он образуется из белка плазмы крови - протромбина, синтезируемого печенью. Для образования тромбина необходимо взаимодействие протромбина с тромбопластином, которое должно происходить в присутствии ионов кальция (рис. 2, стадия II).
Тромбопластина в циркулирующей крови также нет. Он образуется при разрушении кровяных пластинок (кровяной тромбопластин) или при повреждении тканей (тканевой тромбопластин).
Образование кровяного тромбопластина начинается с разрушения кровяных пластинок и взаимодействия выделяющихся при этом веществ с имеющимся в плазме крови глобулином - фактором V (другое его название глобулин-акцелератор) и с другим глобулином плазмы крови - так называемым антигемофилическим глобулином (другое его название тромбопластиноген), а также еще с одним веществом плазмы крови - так называемым плазменным компонентом тромбопластина (другое его название фактор Кристмаса). Кроме того, для образования кровяного тромбопластина необходимо также присутствие ионов кальция (см. рис. 2, стадия I, слева).
Образование тканевого тромбопластина происходит при взаимодействии веществ, выделяющихся из разрушенных клеток тканей, с уже упомянутым глобулином плазмы крови - фактором V, а также с глобулином плазмы крови - фактором VII (другое его название проконвертин) и тоже обязательно в присутствии ионов кальция (рис. 2, стадия I, справа). После возникновения тромбопластина быстро начинается процесс свертывания крови.
Приведенная схема является далеко не полной, так как в действительности в процессе свертывания крови принимают участие значительно больше разных веществ.
При отсутствии в крови упомянутого выше антигемофилического глобулина, принимающего участие в образовании тромбопластина, возникает заболевание - гемофилия, характеризующееся резко пониженной свертываемостью крови. При гемофилии даже небольшое ранение может привести к опасной кровопотере.
Разработаны химические методы извлечения из плазмы тромбина и получения его в больших количествах (Б. А. Кудряшов). Этот препарат значительно ускоряет свертывание крови. Так, оксалатная кровь, в которой тромбин не образуется вследствие осаждения кальция, после прибавления тромбина свертывается в пробирке в течение 2-3 секунд. Если при ранении органа (например, печени, селезенки, мозга) кровотечение нельзя остановить перевязкой сосудов, то накладывание на их поверхность марли, смоченной раствором тромбина, быстро прекращает кровотечение.
После перехода фибриногена в фибрин образовавшийся сгусток уплотняется, стягивается, иначе говоря, происходит его ретракция. Этот процесс совершается под влиянием вещества, называемого ретрактозимом, освобождающегося при распаде кровяных пластинок. В экспериментах на кроликах показано, что при резком уменьшении количества кровяных пластинок свертывание крови может произойти, но уплотнения сгустка не наступает, и он остается рыхлым, не обеспечивая хорошего закрытия поврежденного кровеносного сосуда.
Свертываемость крови изменяется под влиянием нервной системы. Свертывание ускоряется при болевых раздражениях. Повышение свертываемости крови при этом препятствует кровопотере. При раздражении верхнего шейного симпатического узла время свертывания крови укорачивается, а при удалении его - удлиняется.
Свертывание крови может также изменяться условнорефлекторно. Так, если какой-либо сигнал многократно сочетается с болевым раздражением, то затем при действии только одного сигнала, который прежде не оказывал никакого влияния на свертывание крови, этот процесс ускоряется. Можно думать, что при раздражении нервной системы в организме образуются какие-то вещества, ускоряющие свертывание крови. Известно, например, что адреналин, выделение которого из надпочечников стимулируется нервной системой и увеличивается при болевых раздражениях и эмоциональных состояниях, повышает свертываемость крови. Одновременно с этим адреналин суживает артерии и артериолы и тем способствует также уменьшению кровотечения при ранении кровеносных сосудов. Приспособительное значение этих фактов ясно.
Ряд физических факторов и химических соединений тормозит свертывание крови. В связи с этим следует в первую очередь отметить действие холода, который значительно замедляет процесс свертывания крови.
Свертывание крови замедляется также, если кровь поместить в стеклянный сосуд, стенки которого покрыты парафином или силиконом, после чего они не смачиваются кровью. В таком сосуде кровь может оставаться жидкой в течение нескольких часов. В этих условиях в значительной мере затрудняется разрушение кровяных пластинок и выход в кровь содержащихся в них веществ, участвующих в образовании тромбина.
Свертыванию крови препятствуют щавелевокислые и лимоннокислые соли. При добавлении к крови лимоннокислого натрия происходит связывание ионов кальция; щавелевокислый аммоний вызывает выпадение кальция в осадок. И в том, и в другом случае становится невозможным образование тромбопластина и тромбина. Оксалаты и цитраты применяются только для предотвращения свертывания крови вне организма. Их нельзя в больших количествах вводить в организм, так как связывание кальция крови в организме вызывает тяжелые нарушения жизнедеятельности.
Некоторые вещества, их называют антикоагулянтами, полностью устраняют возможность свертывания крови. К их числу относятся гепарин, выделяемый из ткани легких и печени, и гирудин, выделяемый из слюнных желез пиявки. Гепарин препятствует действию тромбина на фибриноген, а также угнетает активность тромбопластина. Гирудин действует угнетающе на третью стадию процесса свертывания крови, т. е. препятствует образованию фибрина.
Имеются также антикоагулянты так называемого непрямого действия. Не влияя непосредственно на процесс свертывания крови, они угнетают образование веществ, участвующих в этом процессе. Сюда относятся полученные синтетически препараты - дикумарин, пелентан и др., блокирующие синтез в печени протромбина и фактора VII.
В составе белков сыворотки обнаружено еще одно вещество - фибринолизин, растворяющее образовавшийся фибрин. Это вещество представляет собой фермент, находящийся в плазме крови в неактивной форме. Его предшественник профибринолизин активируется фибринокиназой, содержащейся во многих тканях тела.
Из всего изложенного следует, что в крови имеются одновременно две системы: свертывающая и противосвертывающая. В норме они находятся в определенном равновесии, что препятствует процессам внутрисосудистого свертывания крови. Это равновесие нарушается при некоторых заболеваниях и ранениях.
Значение физиологической противосвертывающей системы показано в опытах Б. А. Кудряшова. Если животному быстро ввести в вену достаточное количество тромбина, то наступает смерть вследствие внутрисосудистого свертывания крови. Если такую же смертельную дозу тромбина вводить в организм медленно, то животное не гибнет, но его кровь в значительной мере теряет способность к свертыванию.
Это позволило сделать вывод, что введение тромбина вызывает в организме появление веществ, препятствующих свертыванию крови. Выделение этих веществ регулируется нервной системой. Если денервировать у крысы одну лапу и медленно вводить ей в вену тромбин, то кровь свернется только в сосудах денервированной лапы. Считают, что повышение уровня тромбина в сосудистом русле вызывает рефлекторно выделение стенкой сосуда веществ, препятствующих свертыванию. Перерезка нервов, а также воздействие наркотических веществ подавляют этот рефлекс.
Одним из важнейших процессов, протекающих в нашем организме, является свертывание крови. Схема его будет описана ниже (также для наглядности предоставлены и изображения). И поскольку это сложный процесс, стоит рассмотреть его в подробностях.
Как всё происходит?
Итак, обозначенный процесс отвечает за остановку кровотечения, произошедшего из-за повреждения той или иной составляющей сосудистой системы организма.
Если говорить простым языком, то можно выделить три фазы. Первая - активация. После повреждения сосуда начинают происходить последовательные реакции, которые в итоге приводят к образованию так называемой протромбиназы. Это - сложный комплекс, состоящий из V и X Он образуется на фосфолипидной поверхности мембран тромбоцитов.
Вторая фаза - коагуляция. На этом этапе из фибриногена образуется фибрин - высокомолекулярный белок, который является основой тромбов, возникновение которых и подразумевает свертывание крови. Схема, предоставленная ниже, данную фазу наглядно демонстрирует.
И, наконец, третий этап. Он подразумевает образование фибринового сгустка, отличающегося плотной структурой. К слову, именно путём его промывания и высушивания удаётся получить «материал», который потом используется для приготовления стерильных плёнок и губок для остановки кровотечения, вызванного разрывом мелких сосудов при хирургических операциях.
О реакциях
Выше было кратко описано Схема, кстати, была разработана в далёком 1905 году учёным-коагулологом по имени Пауль Оскар Моравиц. И она не теряет своей актуальности до сих пор.
Но с 1905 года в области понимания свёртывания крови как сложного процесса изменилось многое. Благодаря прогрессу, конечно же. Учёные смогли открыть десятки новых реакций и белков, которые участвуют в данном процессе. И теперь более распространена каскадная схема свертывания крови. Благодаря ей восприятие и понимание такого сложного процесса становится немного более понятным.
Как можно видеть на предоставленном ниже изображении, происходящее буквально «разобрано на кирпичики». Принимается во внимание внутренняя и внешняя система - кровяная и тканевая. Для каждой характерна определённая деформация, наступающая вследствие повреждения. В кровяной системе вред наносится сосудистым стенкам, коллагену, протеазам (расщепляющие ферменты) и катехоламинам (молекулы-медиаторы). В тканевой же наблюдается повреждение клеток, вследствие которого из них выходит тромбопластин. Который является важнейшим стимулятором процесса свёртывания (иначе называемом коагуляцией). Он выходит непосредственно в кровь. Таков его «путь», но имеет он защитный характер. Ведь именно тромбопластин запускает процесс свёртывания. После его выхода в кровь начинается осуществление вышеперечисленных трёх фаз.
Время
Итак, что примерно представляет собой свертывание крови, схема понять помогла. Теперь хотелось бы немного поговорить о времени.
Весь процесс занимает как максимум 7 минут. Первая фаза длится от пяти до семи. В течение этого времени образуется протромбин. Данное вещество является сложной разновидностью белковой структуры, отвечающей за протекание процесса свёртывания и способность крови к сгущению. Которая используется нашим организмом в целях образования тромба. Он закупоривает повреждённое место, благодаря чему кровотечение останавливается. Всё это занимает 5-7 минут. Вторая и третья стадии происходят намного быстрее. За 2-5 секунд. Потому что эти фазы свертывания крови (схема предоставлена выше) затрагивают процессы, которые происходят повсеместно. А значит и у места повреждения непосредственно.
Протромбин, в свою очередь, образуется в печени. И на его синтез необходимо время. Насколько быстро выработается достаточное количество протромбина, зависит от количества витамина К, содержащегося в организме. Если его не хватает, кровотечение будет остановить сложно. И это является серьёзной проблемой. Поскольку нехватка витамина К указывает на нарушение синтеза протромбина. А это - недуг, который необходимо лечить.
Стабилизация синтеза
Что ж, общая схема свертывания крови понятна - теперь следует уделить немного внимания теме, касающейся того, что необходимо делать для восстановления необходимого количества витамина К в организме.
Для начала - правильно питаться. Самое большое количество витамина К содержится в зелёном чае - 959 мкг в 100 г! В три раза больше, кстати, чем в чёрном. Потому стоит его активно пить. Не стоит пренебрегать и овощами - шпинатом, белокочанной капустой, томатами, зелёным горошком, репчатым луком.
В мясе витамин К тоже содержится, но не во всём - только в телятине, говяжьей печени, баранине. Но меньше всего его находится в составе чеснока, изюма, молока, яблок и винограда.
Впрочем, если ситуация серьёзная, то одним разнообразием меню помочь будет сложно. Обычно врачи настоятельно рекомендуют комбинировать свой рацион с препаратами, ими прописанными. С лечением не стоит затягивать. Необходимо как можно скорее к нему приступить, чтобы нормализовать механизм свертывания крови. Схема лечения прописывается непосредственно врачом, и он также обязан предупредить, что может случиться, если рекомендациями пренебречь. А последствиями может стать дисфункция печени, тромбогеморрагический синдром, опухолевые заболевания и поражение стволовых клеток костного мозга.
Схема Шмидта
В конец XIX века жил известный физиолог и доктор медицинских наук. Звали его Александр Александрович Шмидт. Он прожил 63 года, и бóльшую часть времени посвятил исследованию проблем гематологии. Но особенно тщательно он изучал тему свёртывания крови. У него удалось установить ферментативный характер данного процесса, вследствие чего учёный предложил теоретическое ему объяснение. Которое наглядно изображает предоставленная ниже схема свертывания крови.
В первую очередь происходит сокращение повреждённого сосуда. Затем на месте дефекта образуется рыхлая, первичная тромбоцитарная пробка. Затем она укрепляется. Вследствие чего образуется красный тромб (иначе именуемый кровяным сгустком). После чего он частично или полностью растворяется.
В ходе данного процесса проявляются определённые факторы свертывания крови. Схема, в своём развёрнутом варианте, также их отображает. Обозначаются они арабскими цифрами. И всего их насчитывается 13. И о каждом необходимо рассказать.
Факторы
Полноценная схема свертывания крови невозможна без их перечисления. Что ж, начать стоит с первого.
Фактор I - это бесцветный белок фибриноген. Синтезируемый в печени, растворённый в плазе. Фактор II - протромбин, о котором уже говорилось выше. Его уникальная способность заключается в связывании ионов кальция. И именно впоследствии расщепления этого вещества формируется фермент свёртывания.
Фактор III - это липопротеин, тканевый тромбопластин. Его принято называть транспортом фосфолипидов, холестерина, а ещё триацилглицеридов.
Следующим фактором, IV, являются ионы Са2+. Те самые, которые связываются под воздействием бесцветного белка. Они задействованы во многих сложных процессах, помимо свёртывания, в секреции нейромедиаторов, например.
Фактор V - это глобулин. Который тоже образуется в печени. Он необходим для связывания кортикостероидов (гормональных веществ) и их транспортировки. Фактор VI определённое время существовал, но потом его было решено изъять из классификации. Поскольку учёные выяснили - его включает в себя фактор V.
Но классификацию менять не стали. Потому следом за V идёт фактор VII. Включающий в себя проконвертин, с участием которого образуется тканевая протромбиназа (первая фаза).
Фактор VIII - это белок, выраженной в одной цепочке. Известен, как антигемофильный глобулин А. Именно из-за его нехватки развивается такое редкое наследственное заболевание, как гемофилия. Фактор IX является «родственным» ранее упомянутому. Так как это антигемофильный глобулин В. Фактор X - непосредственно глобулин, синтезируемый в печени.
И, наконец, последние три пункта. Это фактор Розенталя, Хагемана и стабилизация фибрина. Они, в совокупности, влияют на образование межмолекулярных связей и нормальное функционирование такого процесса, как свертывание крови.
Схема Шмидта включает все эти факторы. И достаточно бегло с ними ознакомиться, чтобы понять, насколько описываемый процесс сложен и многозначен.
Противосвёртывающая система
Данное понятие также необходимо отметить внимание. Выше была описана система свертывания крови - схема также наглядно демонстрирует протекание этого процесса. Но так называемое «противосвёртывание» тоже имеет место быть.
Для начала хотелось бы отметить, что в ходе эволюции ученые решали две совершенно противоположные задачи. Они пытались выяснить - как организму удаётся предотвратить вытекание крови из повреждённых сосудов, и при этом сохранить её в жидком состоянии в целых? Что ж, решением второй задачи стало обнаружение противосвертывающей системы.
Она представляет собой определённый набор плазменных белков, которые способны снижать скорость химических реакций. То есть ингибировать.
И в данном процессе участвует антитромбин III. Его главная функция заключается в контролировании работы некоторых факторов, которые включает схема процесса свертывания крови. Важно уточнить: он не регулирует образование тромба, а устраняет ненужные ферменты, попавшие в кровоток из места, где тот формируется. Для чего это необходимо? Для предотвращения распространения свёртывания на участки кровеносного русла, которые оказались повреждёнными.
Препятствующий элемент
Рассказывая о том, что представляет собой система свертывания крови (схема которой представлена выше), нельзя не отметить вниманием такое вещество, как гепарин. Он представляет собой серосодержащий кислый гликозаминогликан (один из видов полисахаридов).
Это - прямой антикоагулянт. Вещество, способствующее угнетению активности свёртывающей системы. Именно гепарин препятствует процессу образования тромбов. Как это происходит? Гепарин просто снижает активность тромбина в крови. Однако это - естественное вещество. И оно несёт пользу. Если ввести данный антикоагулянт в организм, то можно поспособствовать активированию антитромбина III и липопротеинлипазы (ферменты, расщепляющие триглицериды - главные источники энергии для клеток).
Так вот, гепарин часто используется ля лечения тромботических состояний. Лишь одна его молекула может активировать большое количество антитромбина III. Соответственно, гепарин можно считать катализатором - поскольку действие в данном случае действительно схоже с эффектом, вызываемом ими.
Есть и другие вещества с таким же действием, содержащиеся в Взять, к примеру, α2- макроглобулин. Он способствует расщеплению тромба, оказывает влияние на процесс фибринолиза, выполняет функцию транспорта для 2-валентных ионов и некоторых белков. А ещё ингибирует вещества, участвующие в процессе свёртывания.
Наблюдаемые изменения
Есть ещё один нюанс, который не демонстрирует традиционная схема свертывания крови. Физиология нашего организма такова, что многие процессы подразумевают не только химические изменения. Но ещё и физические. Если бы мы могли наблюдать за свёртыванием невооруженным взглядом, то увидели бы, что форма тромбоцитов в его процессе меняется. Они превращаются в округлые клетки с характерными шиповидными отростками, которые необходимы для интенсивного осуществления агрегации - объединения элементов в единое целое.
Но это ещё не всё. Из тромбоцитов в процессе свёртывания выделяются различные вещества - катехоламины, серотонин и т.д. По причине этого просвет сосудов, которые оказались повреждёнными, сужается. За счёт чего происходит функциональная ишемия. Кровоснабжение в повреждённом месте снижается. И, соответственно, излияние постепенно тоже сводится к минимуму. Это даёт тромбоцитам возможность перекрыть повреждённые места. Они, за счёт своих шиповидных отростков, будто бы «крепятся» к краям коллагеновых волокон, которые находятся у краёв раны. На этом заканчивается первая, самая долгая фаза активации. Завершается она образованием тромбина. После чего следует ещё несколько секунд фазы коагуляции и ретракции. А последний этап - восстановление нормального кровообращения. И оно имеет большое значение. Поскольку полноценное заживление раны невозможно без хорошего кровоснабжения.
Полезно знать
Что ж, примерно так на словах и выглядит упрощенная схема свертывания крови. Впрочем, есть ещё несколько нюансов, которые хотелось бы отметить вниманием.
Гемофилия. О ней уже упоминалось выше. Это очень опасное заболевание. Любое кровоизлияние человеком, им страдающим, переживается тяжело. Заболевание наследственное, развивается из-за дефектов белков, принимающих участие в процессе свёртывание. Обнаружить его можно достаточно просто - при малейшем порезе человек потеряет много крови. И потратит немало времени на её остановку. А при особо тяжелых формах кровоизлияние может начаться без причин. Люди, страдающие гемофилией, могут рано подвергнуться инвалидизации. Поскольку частые кровоизлияния в мышечные ткани (обычные гематомы) и в суставы - это не редкость. Лечится ли это? С трудом. Человек должен в прямом смысле слова относиться к своему телу, как к хрупкому сосуду, и всегда быть аккуратным. Если случается кровотечение - нужно срочно ввести донорскую свежую кровь, в которой содержится фактор XVIII.
Обычно данным заболеванием страдают мужчины. А женщины выступают в роли носительниц гена гемофилии. Интересно, что британская королева Виктория была таковой. Одному из её сыновей заболевание передалось. Насчёт остальных двух неизвестно. С тех пор гемофилию, кстати, нередко называют королевской болезнью.
Но бывают и обратные случаи. Имеется в виду Если она наблюдается, то человеку тоже нужно быть не менее аккуратным. Повышенная свертываемость говорит о высоком риске образования внутрисосудистых тромбов. Которые закупоривают целые сосуды. Нередко последствием может стать тромбофлебит, сопровождающийся воспалением венозных стенок. Но этот дефект лечится проще. Часто, кстати, он является приобретённым.
Удивительно, сколько всего происходит в организме человека, когда тот элементарно порезался листком бумаги. Можно ещё долго рассказывать об особенностях крови, её свёртывании и процессах, которые его сопровождают. Но вся наиболее интересная информация, как и наглядно демонстрирующие её схемы, предоставлена выше. С остальным, при желании, можно ознакомиться в индивидуальном порядке.