血浆中微粒的促凝作用和抗凝作用
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血浆中微粒的促凝作用和抗凝作用
微粒(MPs)是一种存在于血浆中的直径介于0.1~1.0μm的完整囊泡,生理条件下主要由被激活或凋亡的血细胞及内皮细胞释放,病理状态下肿瘤细胞也可以释放MPs 入血。研究证实,MPs是一种结构复杂的复合体,它们携带大量来源于母细胞的细胞表面受体、mRNA及生物活性物质,生理条件下在维持出凝血动态平衡以及细胞间信息传递中发挥多重作用。
大量研究已证实MPs具有明显的促凝活性,与多种疾病及药物相关的凝血功能紊乱关系密切;另一方面,MPs的抗凝及促纤溶活性及其在伴随出凝血问题的疾病中的作用也逐渐受到人们的关注,这里就MPs在生理及病理状态下的促凝、抗凝及促纤溶作用的研究进展进行综述。
1 MPs形成及分类MPs的形成是一个复杂的过程,其确切的形成机制目前尚不清楚,但可以明确的是MPs的形成是一个被精确调控的过程,而并非随意的。正常情况下,细胞膜的磷脂分布具不对称性,卵磷脂和鞘磷脂多分布在胞膜的外层,而氨基磷脂和磷脂酰丝氨酸(PS)多分布在胞膜的内层。当细胞受一定因素刺激发生活化或凋亡时,细胞内的钙离子浓度增加,通过抑制flippase(调节胞膜外层磷脂内向转位),并激活floppase(可以调节胞膜内层磷脂外向转位)和Scramblase(一种兼具有floppase和flip-pase作用的混杂酶),使胞膜磷脂不对称性消失,同时细胞骨架结构发生改变,胞膜局部"出芽";形成囊泡,囊泡脱落后即形成MPs.另外,当细胞受机械损伤、炎症、毒物等病理因素刺激,细胞膜完整性及细胞骨架被破坏时,也会有MPs释放。可以看出,细胞骨架的重组或破坏在MPs释放过程中发挥了重要作用。
根据细胞来源不同,MPs可分为血小板来源MPs(PMPs)、内皮细胞来源MPs(EMPs)、单核细胞来源MPs(MMPs)及肿瘤细胞来源MPs等。正常情况下,外周血中的MPs主要为PMPs〔1〕,在不同的病理状态下,其他细胞来源的MPs也会增加。
2 MPs的促凝作用 2.1生理条件下MPs的促凝作用及机制Aleman等〔2〕在研究MMPs和PMPs在纤维蛋白及血栓形成中的作用时发现,MMPs可单独启动外源性凝血途径,生成凝血酶及纤维蛋白;而PMPs不能自发启动凝血,只有在血管损伤,暴露的内皮下胶原及组织因子(TF)启动外源性凝血系统时,PMPs才能表现出促进血浆凝血酶及纤维蛋白生成活性,这提示PMPs主要参与生理性止血,而MMPs可能参与病理条件下的高凝状态及自发血栓的形成。
Merten等〔3〕进一步研究发现,与血小板的聚集机制相似,PMPs可通过其细胞膜上携带的糖蛋白Ⅱb/Ⅱa(GPⅡb/Ⅱa)与黏连糖蛋白、纤维蛋白原、纤连蛋白等多种血管内皮基质结合。与血小板不同的是,PMPs几乎不与血管性血友病因子(vWF)绑定,这可能与PMPs膜上GPⅡb/Ⅱa结构发生了变化有关。
研究还发现,PMPs除了自身所具备的促凝作用外,尚可促进血小板间的聚集并粘附于血管内皮,与血小板共同参与促凝作用。血小板的活化是PMPs发挥作用的先决条件,活化后的血小板其膜表面GPⅡb/Ⅱa构型发生变化,使GPⅡb/Ⅱa受体与配体纤维蛋白原结合加强,纤维蛋白原可作为PMPs与血小板结合的桥梁。
2.1.1 TF+MPs介导的促凝血活性TF是凝血因子FⅡ和FⅡa的受体,TF:FⅡa复合物能激活FⅡ和FⅡ,在内源和外源性凝血途径中均发挥重要作用,TF:FⅡa复合物是止血的基础(图1)。据报导循环中具有促凝活性的TF主要来源于MMPs〔4〕.
体外实验发现,在被TF启动凝血的血液中,加入TF+MPs可使血栓形成时间缩短,但凝血酶含量并未增加,提示TF+MPs主要在启动凝血中发挥作用〔5〕.
健康人的TF+MPs水平及活性很低,在抗凝系统作用下不会引起高凝状态或自发血栓形成。
在血管损伤时,血管壁暴露的TF可启动凝血途径,在局部形成血栓,受损的血管被血栓覆盖,从而避免了病理性血栓形成。当循环中TF+MPs明显增多时,它们可随循环血流聚集到受损血管局部覆盖的血栓上,重新启动凝血并可形成致病性血栓。
已有实验证实〔6〕,健康人或小鼠体内,较大血管的内皮细胞可表达相对更多的TF,其含量大约是循环TF+MPs所表达TF含量的1 000倍,据此推测循环中TF+MPs主要在小血管以及TF低表达的器官,如肝脏、骨骼肌内发挥促凝作用。但是目前仍不明确的是,在健康人血浆中存在的低水平TF+MPs,是否在生理性凝血反应中发挥主要作用,以及TF+MPs是否可作为预测个体血栓形成风险的生物标记物。
有学者还发现〔7〕,唾液中除含有溶菌酶,免疫球蛋白等抗菌物质外,也含有TF+ MPs,可促进受损的口腔表皮止血。
介导的促凝血活性PS是一种镶嵌于细胞膜上的磷脂,通常情况下位于细胞膜内表面,在细胞膜外表面几乎不表达。在MPs形成过程中,PS由细胞膜内侧转移到细胞膜外侧。因此,各种来源的MPs表面均有一定量的PS暴露。
表面带有负电荷的PS可与FⅡ、FⅡ、FⅡ等多种凝血蛋白上带正电荷的γ-羟基谷氨酸相互吸引,一方面促进了TF的"解密";,另一方面为内源性凝血途径中的Tenase复合物和共同凝血途径中凝血酶原酶复合物的形成提供了催化表面,使凝血酶(FⅡa)的形成速度大大加快(图1).
Lipets等〔8〕发现,在加入FⅡa和FⅡa的血浆,血浆中的PS+MPs有助于凝血反应的启动和加速,使血浆呈现出自发凝血倾向。而通过离心法去除了MPs的血浆,其凝血活性减弱,自发凝血倾向消失,当再次加入表达PS的人工囊泡后可恢复血浆凝血活性,并部分出现自发凝血倾向,证实了PS+MPs具有促凝血活性。
在生理状态下,MPs的促凝活性可被抗凝系统抑制,避免自发性血栓形成,而在某些病理条件下,MPs的质和(或)量发生了异常改变,使凝血与抗凝平衡遭到破坏,最终引发凝血功能紊乱。
2.2 MPs的促凝作用与凝血功能异常的相关疾病 2.2.1 MPs与血液系统疾病在某些紫癜性疾病,MPs的促凝作用利于出血倾向的改善。特发性血小板减少性紫癜(ITP)是一种自身免疫介导血小板破坏的出血性疾病。
Sewify等〔9〕研究发现ITP患者血液中具有促凝活性的MPs的数量明显增高,在一定程度上可代偿血小板的减少,改善ITP患者的出血倾向。在血栓性血小板减少性紫癜(TTP)患者血浆中也发现增多的EMPs及PMPs,其含量与出血程度呈负相关,可能有利于减轻出血倾向。
镰状细胞病(SCD)和阵发性睡眠性血红蛋白尿(PNH)是以慢性溶血伴易栓倾向为特点的溶血性疾病。慢性溶血是导致高凝状态和易栓倾向的重要原因之一,此外,血小板的活化以及血浆中促凝MPs水平增多也是血栓形成的重要促进因素。
Gerotziafas等〔10〕对SCD患者MPs的来源和促凝活性进行研究发现,MPs主要来源于红细胞并表达PS,这些红细胞来源的PS+MPs可使凝血酶生成增加。
Kozuma等〔11〕研究发现,PNH患者血浆中具有促凝活性的PMPs和EMPs显着增多;且补体C5b-9可促使锚链膜蛋白缺陷的PNH红细胞释放促凝MPs,从而推测PNH红细胞释放的促凝MPs可能是血栓形成因素之一。
特发性血小板增多症(ET)及真性红细胞增多症(PV)是造血干细胞克隆性增殖为特征的一种骨髓增殖性疾病,常并发动静脉血栓形成。其血液易栓倾向与血细胞异常增多以及促凝MPs有关。