凝血机制
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机体凝血系统包括凝血和抗凝两个方面,两者间的动态平衡是正常机体维持体内血液流动状态和防止血液丢失的关键。机体的正常止凝血,主要依赖于完整的血管壁结构和功能,有效的血小板质量和数量,正常的血浆凝血因子活性。其中,血小板和凝血因子是生理性止凝血的重要成分,(见图1)。抗凝系统不仅包括抗凝因子,还包括纤溶系统。
一、血管内皮细胞的作用
在正常情况下,血管壁内膜光滑。血管内皮细胞,是被覆于血管壁内表面的机械屏障膜,是维持血液流动状态的重要条件,也是机体重要的内分泌器官之一。内皮细胞之间的粘合质紧密相连,与内皮细胞一起发挥着阻止血细胞渗出血管外的屏障作用;内皮细胞下层的结缔组织(如胶原、弹力纤维等)结构完整,能维持血管壁一定的张力。此外,内皮细胞还通过产生促凝因子,如组织因子,促进血液凝固,形成血栓,或产生一些抗纤溶因子,如纤溶酶原活化剂抑制物(PAI)使已形成的血栓不被溶解。内皮细胞不仅参与了止血,还对血小板的止血作用起到调节作用。
1.内皮细胞的促凝血作用
内皮细胞损伤后,内皮下的IV和V型胶原以及微纤维暴露,使血小板聚集并释放TXA2,vWF还可加强血小板的粘附。vWF是因子VIII的辅助因子,最初以无活性的前体形式存在,经糖基化后水解成为成熟的亚单位。它是血小板与内皮细胞粘附的中介物。内皮细胞分泌的血小板活化因子是血小板、中性粒细胞和单核细胞的强激活剂,诱导血小板与炎症部位的内皮细胞粘附,同时还能趋化白细胞穿过单层内皮细胞;增加微血管的通透性。血管紧张素II、组织胺、ATP、缓激肽、凝血酶、肿瘤坏死因子和血管加压素等都能刺激内皮细胞合成血小板活化因子,前列环素(PGI2)则抑制其合成。
2.内皮细胞的抗凝血作用
血小板聚集时会释放出ADP和ATP,ADP可促进血小板聚集,ATP则舒张血管。内皮细胞通过其表面酶,快速改变血小板释放的ADP和ATP,将之转化为AMP和腺苷,从而抑制了血小板的活化功能。内皮细胞还能以花生四烯酸为原料合成PGI2,很强地抑制血小板的功能。许多生物活性物质能调节PGI2的合成和释放,活化的补体成分,腺嘌呤核苷酸,血管紧张素,缓激肽等都可促进内皮细胞合成PGI2。成纤维细胞生长因子,纤溶酶可抑制PGI2的合成。内皮细胞表面的硫酸乙酰肝素,通过与抗凝血酶-III结合起到抗凝作用。内皮细胞还可分泌血栓调节蛋白,它通过多种途径调节血液凝固系统。首先它可作为凝血酶激活蛋白C的辅助因子,其次它可抑制凝血酶对大分子凝血蛋白的酶解作用,另外它所含的氨基半乳糖聚糖可加速AT-III 灭活凝血酶,从而发挥其抗凝作用。组织纤溶酶原激活物(t-PA)是纤溶系统的关键酶之一。它可由内皮细胞,巨核细胞和单核细胞产生。近年来,有报道,纤溶酶原和t-PA集合在内皮细胞的表面,可提高纤溶活性。凝血酶、丁酸等可使t-PA在内皮细胞中的基因表达增高。
二、血小板的作用
在正常的血液循环中,血小板并不与内皮细胞表面或其他细胞发生作用,而是沿着毛细血管内壁排列,维持其完整性,血管局部受损伤时,血小板的止血兼有机械性的堵塞伤口和生物化学性粘附聚集作用。止血时,首先是受损的血管壁发生收缩,使局部血液流动变慢或减少。血液中的血小板在vWF因子存在下迅速粘附于暴露的胶原纤维,此时血小板被激活,血小板形态发生改变,由正常的圆盘状态变为圆球形,伪足突起,血小板发生聚集(血小板膜糖蛋白IIb/IIIa由纤维蛋白原介导发生互相粘附、聚集),此为血小板第一相聚集,激活的血小板便发生释放反应和花生四烯酸代谢,其中许多物质,如血小板的ADP等,可加速血小板的聚集、变性成为不可逆的“第二相聚集”,形成白色血栓,构成了初期止血的屏障。与此同时,由血小释放和激活许多促凝物质参与血液凝固反应。血小板膜磷脂表面提供了凝血反应的场所,血小板第3因子在凝血过程多个环节中发挥重要作用,血小板合成释放的TXA2和5-HT促使进一步收缩,血小板收
缩蛋白则最终可使纤维蛋白收缩(血块收缩),使血栓更为坚固,止血更加彻底。
三、血液凝固
血液凝固简称凝血,是血液由流动状态变为凝胶状态的过程,它是止血功能的重要组成部分。凝血过程是一系列凝血因子被相继酶解激活的过程,最终生成凝血酶,形成纤维蛋白凝块。迄今为止,参与凝血的因子共有14个。其中用罗马数字编号的有12个(从Ⅰ-Ⅷ,其中因子Ⅵ并不存在)。习惯上,前4个凝血因子常分别称为纤维蛋白原(因子Ⅰ)、凝血酶(因子Ⅱ)、组织因子(因子Ⅲ)和钙离子(因子Ⅳ)。凝血因子VI已知是血清中活化的凝血因子V,故不再视为一独立的凝血因子,详见表1。
凝血过程通常分为:①内源性凝血途径;②外源性凝血途径;③共同凝血途径,请见图2。内源性凝血途径和外源性凝血途径的主要区别在于启动方式和参加的凝血因子不同。但所谓内源性或外源性凝血并
非绝对独立的,而是互有联系。
表1 血浆凝血因子
1.内源性凝血途径
内源性凝血途径是指参加的凝血因子全部来自血液(内源性)。临床上常以活化部分凝血活酶时间(APTT)来反映体内内源性凝血途径的状况。内源性凝血途径是指从因子Ⅻ激活,到因子X激活的过程。当血管壁发生损伤,内皮下组织暴露,带负电荷的内皮下胶原纤维与凝血因子接触,因子Ⅻ即与之结合,在HK和PK的参与下被活化为Ⅻa。在不依赖钙离子的条件下,因子Ⅻa将因子Ⅺ激活。在钙离子的存在下,活化的Ⅺa又激活了因子Ⅸ。单独的Ⅸa激活因子X的效力相当低,它要与Ⅷa结合形成1:1的复合物,又称为因子X酶复合物。这一反应还必须有Ca2+和PL共同参与。
2.外源性凝血途径
外源性凝血途径:是指参加的凝血因子并非全部存在于血液中,还有外来的凝血因子参与止血。这一过程是从组织因子暴露于血液而启动,到因子Ⅹ被激活的过程。临床上以凝血酶原时间测定来反映外源性凝血途径的状况。组织因子是存在于多种细胞质膜中的一种特异性跨膜蛋白。当组织损伤后,释放该因子,在钙离子的参与下,它与因子Ⅶ一起形成1:1复合物。一般认为,单独的因子Ⅶ或组织因子均无促凝活性。但因子Ⅶ与组织因子结合会很快被活化的因子Ⅹ激活为Ⅶa,从而形成Ⅶa组织因子复合物,后者比Ⅶa单独激活因子Ⅹ增强16000倍。外源性凝血所需的时间短,反应迅速。外源性凝血途径主要受组织因子途径抑制物(TFPI)调节。TFPI是存在于正常人血浆及血小板和血管内皮细胞中的一种糖蛋白。它通过与因子Ⅹa