Гемостаз: что это такое, система, нарушения, методы исследования, норма

Повреждение сосудистой стенки приводит к быстрой активации многочисленных механизмов, направленных на остановку кровотечения с помощью целого комплекса взаимосвязанных реакций, протекающих с участием эндотелия, плазменных факторов свертывания, тромбоцитов и фибринолитических ферментов. Сбалансированное действие компонентов этих реакций поддерживает текучесть крови и препятствует избыточной активации прокоагулянтов, способствующей образованию тромбов.

Весь процесс гемостаза можно разделить на 3 этапа.

• Первичный гемостаз запускается сразу после повреждения сосудистой стенки и включает в себя сужение сосудов и адгезию монослоя тромбоцитов к субэндотелиальным коллагеновым волокнам. Дальнейшая агрегация тромбоцитов приводит к формированию тромбоцитарного тромба, останавливающего кровоток.
• Вторичный (коагуляционный) гемостаз заключается в активации свертывающей системы с образованием нитей фибрина, оседающих между тромбоцитами и стабилизирующих тромбоцитарный тромб.
• Фибринолиз начинается с активации связанного с фибрином плазминогена и завершается растворением тромба. Процесс контролируется ингибиторами фибринолиза, активированными тромбином или секретированными тромбоцитами.

Деление гемостаза на эти этапы носит условный характер и между ними не существует четкой грани.

Система гемостаза обеспечивает защиту организма от кровотечений и кровопотери. Она включает в себя плазменные факторы крови, тромбоциты и сосудистую стенку. Взаимодействия этих трех компонентов обеспечивают быстрое устранение дефектов сосудистой стенки путем быстрого образования аморфной клейкой массы из тромбоцитов (белый тромб) с последующей активацией плазменной свертывающей системы и образованием фибринового сгустка (красный тромб), что и способствует надежному закрытию дефекта сосудистой стенки. Однако нормальный гемостаз не должен приводить к избыточному тромбообразованию с последующей окклюзией крупных кровеносных сосудов (тромбозу) и распространению тромбов с током крови (тромбоэмболии). Распространение активации гемостаза предотвращается с помощью ингибиторных механизмов. Система фибринолиза обеспечивает растворение избыточного количества фибриновых сгустков.

Тромбоциты (кровяные пластинки, содержание в крови 170-400 • 103/мкл) представляют собой безъядерные частицы, развивающиеся из образующихся в костном мозге мегакариоцитов. Повреждение эндотелиоцитов приводит к немедленной адгезии тромбоцитов к обнажившемуся коллагену с помощью поверхностного гликопротеида тромбоцитов lb. Адгезия активирует тромбоциты, что приводит к их последующей агрегации, усиливаемой тромбином, изменению их формы и высвобождению из них вазоконстрикторов (PDGF и тромбоксана А₂) и веществ, усиливающих агрегацию тромбоцитов (фибронектина, vWF и фибриногена). Более того, агрегацию тромбоцитов существенно повышают тромбоксан A₂, АДФ и медиатор воспаления PAF. После агрегации тромбоциты сокращаются и значительно изменяют свою форму (с образованием отростков), при этом на поверхности тромбоцитов изменяется конформация многих рецепторов, в т. ч. и гликопротеидных рецепторов llb/llla. Это обеспечивает «приклеивание» фибронектина к субэндотелиальному матриксу, а также связывание тромбоцитов друг с другом с помощью молекул фибриногена, образуя некое подобие сети. Активированные тромбоциты высвобождают из гранул PAI-1. РАМ образуется в эндотелии.

Система свертывания крови включает разнообразные факторы: фактор I (фибриноген); фактор II (протромбин);

• фактор III (тканевой тромбопластин или тканевойфактор);
• фактор IV (Са²⁺⁾;
• факторы VII—XIII;
• прекалликреин (ПКК; фактор Флетчера);
• высокомолекулярный кининоген (ВМК; фактор Фицджеральда);
• а также ингибиторные факторы:
• антитромбин III;
• α₂-макроглобулин;
• агантитрипсин;
• протеин С^к;
• протеин S^к.

За исключением ионов Са²⁺, все указанные выше факторы являются глобулярными белками смолекулярной массой от 54 (α₁-антитрипсин) до 2000 кДа (фактор VIII). Большинство этих факторов синтезируется в печени. Витамин К играет важную роль в посттрансляционном γ-карбоксилировании глутаминовых остатков N-концевой последовательности пептидных цепей. Данные γ-карбоксиглутаминовые группы необходимы для Са²⁺-зависимого связывания этих факторов сфосфолипидами в составе клеточных мембран, например мембрантромбоцитов (образование комплексов).

Коагуляция. В обычных условиях большинство факторов свертывания крови неактивны (т. е. находятся в виде зимогенов). Их активация (активированные факторы помечают буквой «а») происходит путем усиливающейся каскадной реакции. Процесс коагуляции может запускаться по внешнему или внутреннему пути.

После свертывания инициируется фибринолиз.

Если при расстройствах плазменного гемостаза незначительные механические повреждения приводят к появлению гематом и кровотечению в полости суставов, то геморрагические синдромы, обусловленные патологией тромбоцитов или нарушениями сосудистой стенки, характеризуются точечными, очень маленькими, напоминающими укусы насекомых кожными кровоизлияниями (петехии).

Возможная причина развития более тяжелого геморрагического диатеза может быть установлена после выполнения нескольких простых тестов.

Наследственные коагулопатии могут затрагивать практически все факторы свертывания, однако дефицит некоторых факторов не сопровождается значимыми проявлениями. Наиболее распространена (1:10000 новорожденных мальчиков) рецессивная форма классической гемофилии, которая наследуется сцепленно с Х-хромосомой (тип 4). Аномальный ген был передан Британской королевой Викторией многим потомкам европейских королевских семей (женщины являются носительницами гена гемофилии). Чаще всего кровоизлияния происходят в мышцы и крупные суставы нижних конечностей, последние со временем значительно деформируются — развивается гемофильная артропатия. Гемофилия А обусловлена отсутствием, уменьшением образования или дефектом структуры фактора VIII. Гемофилия В (дефицит фактора IX) с аналогичным типом наследования и клиническими проявлениями встречается в 5 раз реже. Наследственно обусловлен, развивающийся у гомозигот дефицит факторов I (афибриногенемия), II (гипопротромбинемия), V, VII и X встречается редко и приводит к выраженным кровотечениям после тяжелых травм или хирургических вмешательств. Дефицит α₂-антиплазмина, важнейшего ингибитора фибринолиза, у гомозигот проявляется гемофилиеподобной склонностью к повышенной кровоточивости. Дефицит фактора XIII характеризуется нарушением стабилизации фибрина, что проявляется отсроченными кровотечениями спустя относительно продолжительное время (до 1,5 дня). При дефиците фактора XIII стандартные показатели гемостаза обычно нормальны, т. к. свертывание крови при этом фактически не нарушено.

Приобретенные коагулопатии развиваются вследствие снижения образования различных факторов свертывания или нарушения их действия (например, на фоне назначения гепарина или при иммунных коагулопатиях с образованием антител к VIII фактору свертывания). Они наблюдаются и при высоком потреблении компонентов системы свертывания крови. Сочетающаяся с циррозом печени портальная гипертензия также увеличивает риск кровоточивости, т. к. в увеличенной селезенке происходит секвестрация тромбоцитов с развитием тромбоцитопении. Поскольку некоторые факторы свертывания являются витамин К-зависимыми, коагулопатия может быть вызвана дефицитом или нарушением действия этого витамина. К причинам дефицита витамина К относятся:

• обтурационная желтуха, при которой из-за недостатка желчных кислот в просвете кишечника нарушается всасывание жирорастворимых витаминов (в т. ч. и витамина К₁, содержащегося в зелени, или синтетического витамина К₃);
• генерализованная мальабсорбция;
• гибель кишечной микрофлоры в результате приема антибиотиков, т. к. кишечная микрофлора в значительной степени участвует в обеспечении организма витамином К₂.

Диссеминированное внутрисосудистое свертывание крови (коагулопатия потребления) — это расстройство коагуляции, вызванное острой или хронической активацией образования тромбина с формированием тромбов и активацией тромбоцитов, что впоследствии приводит к избыточному фибринолизу.

Причины тромбозов включают ожирение, послеоперационный период, малоподвижное состояние (авиаперелет, постельный режим), прием эстрогенов, беременность (особенно послеродовой период) и резистентность к активированному протеину С. Действие антитромбина III усиливается эндогенными гепарино-подобными гликозаминогликанами (из тучных клеток, гранулоцитов, эндотелиоцитов) или гепарином, который введен инъекционно. Кроме того, защита от тромбообразования обеспечивается связыванием тромбина с эндотелиальным тромбомодулином последующей активацией протеина С и превращением его в активированный протеин Са, который, связываясь с протеином S, ингибирует факторы свертывания крови Va и Vllla. Таким образом, тромбин запускает отрицательную обратную связь с антикоагулянтным эффектом. Генетически обусловленный дефект V фактора свертывания крови (лейденская мутация) блокирует антикоагулянтный механизм за счет нарушения связывания протеина Са с фактором V.

Состояния с повышенной склонностью к тромбообразованию можно корригировать путем профилактического назначения антикоагулянтов. В качестве антикоагулянтов используют быстродействующий гепарин или пероральные кумарины. Кумарины ингибируют витамин К-зависимое у-карбоксилирование факторов свертывания крови в печени. Ингибиторы ЦОГ, такие как ацетилсалициловая кислота (Аспирин), ингибируют агрегацию тромбоцитов путем блокады синтеза тромбоксана А₂.

Чаще встречаются тромбоцитопении. Они обусловлены нарушением образования тромбоцитов (при апластической тромбоцитопении вследствие опухолей костного мозга, лучевого поражения, дефицита кобаламина или фолатов), усиленным разрушением тромбоцитов (тромбоцитокластическая тромбоцитопения) или секвестрацией тромбоцитов в увеличенной селезенке. Идиопатическая тромбоцитопения (болезнь Верльгофа) встречается относительно часто, ее острая форма развивается через 1-3 нед. после вирусной инфекции. Хроническая форма этой болезни протекает как аутоиммунное заболевание. К тромбоцитопении может приводить лекарственная аллергия, т. к. некоторые лекарственные препараты (хинин или сульфаниламиды) являются гаптенами. Приобретенная тромбоцитопатия возможна при уремии и диспротеинемиях (аномальные белки покрывают тромбоциты и нарушают их функцию).

Наследственные геморрагические диатезы, обусловленные патологией тромбоцитов, представляют собой аутосомно-доминантные и аутосомно-рецессивные тромбоцитопении (нарушение образования тромбоцитов), сочетающиеся со следующими функциональными нарушениями:

• дефекты мембран, в частности:
  1. дефицит тромбоцитарного гликопротеида lb с нарушением адгезии тромбоцитов;
  2. дефицит гликопротеидного комплекса lla/lllb, при котором нарушается агрегация и адгезия тромбоцитов (тромбастения Гланцманна— Негели);
• различные дефекты накопления или выделения содержимого гранул тромбоцитов, например дефицит ЦОГ и тромбоксансинтетазы, при которых снижено выделение АДФ (дефицит депо).

К геморрагическим диатезам, обусловленным аномалиями сосудистой стенки, относятся различные варианты наследственной болезни фон Виллебранда, при которой дефект эндотелия кровеносных сосудов характеризуется уменьшением образования или патологией строения vWF. При этом нарушается адгезия тромбоцитов и вторично возникает дефицит фактора VIII, поскольку vWF образует комплексы с этим фактором свертывания крови. Помимо этого существуют различные функциональные расстройства и нарушения строения сосудистой стенки и соединительной ткани, которые могут быть как наследственными (простая пурпура, болезнь Рандю—Вебера—Ослера, болезнь Шенлейна—Геноха), так и приобретенными (цинга при дефиците витамина С, лекарственные иммунные реакции).

Эндотелиальные клетки

Эндотелиальные клетки выстилают кровеносные сосуды и участвуют в гемостазе и поддержании текучести крови, синтезируя и секретируя вещества с антитромботическим действием и препятствуя, таким образом, избыточному отложению фибрина. В специализированных органеллах эндотелиальных клеток (гранулы Вейбеля—Паладе) содержатся белки, стимулирующие гемостаз, — ФФВ и Р-селектин. Эндотелиальные клетки синтезируют ИАП-1 и молекулы адгезии, например VCAM1, вызывающие скопление лейкоцитов.

К другим продуктам с антитромботическими свойствами, секретируемым эндотелиальными клетками, относятся гепарансульфат (ингибирует активированные факторы свертывания), простациклин и монооксид азота, а также ТАП, необходимый для расщепления фибрина, откладывающегося на сосудистой стенке, и предотвращающий его избыточное отложение и развитие тромбоза.

Тромбоциты

Из каждого мегакариоцита в костном мозге образуется 1000-2000 тромбоцитов, которые продолжают циркулировать в крови около 10 дней. Эти высокоспециализированные безъядерные клетки участвуют в серии сложных реакций, направленных на ограничение кровопотери Повреждение сосуда приводит к рефлекторной вазоконстрикции и увеличению скорости сдвига кровотока, в результате чего тромбоциты начинают перемещаться из центральной части сосуда к сосудистой стенке и активируются Р-селектином, экспрессирующимся на поверхности эндотелия в юно поражения. Находящийся на поверхности тромбоцитов комплекс Ib/IX/V связывается с высокомолекулярными олигомерами ФФВ, высвобождаемыми гранулами Вейбеля—Паладе в эндотелиальных клетках. С помощью ФФВ тромбоциты прикрепляются к эндотелию, а тромбоцитарный гликопротеид VI обеспечивает их связывание с субэндотелиальным коллегеном

Активированные тромбоциты экспрессируют рецепторы фибриногена — гликопротеид allb/ЗЗ. Кроме того, они несут рецепторы тромбина и тромбоксана, связывание которых с их лигандами приводит к активации и агрегации тромбоцитов, α-гранулы (один из двух типов гранул тромбоцитов) содержат белки, образующие мостики между тромбоцитами и способствующие тем самым формированию тромба и остановке кровотечения Гранулы другого типа, плотные гранулы высвобождают АДФ и усиливают агрегацию тромбоцитов, связываясь с рецепторами P2Y1 и P2Y12 на их поверхности. Активированные тромбоциты могут быстро накапливать на своей мембране факторы свертывания, обеспечивающие образование укрепленного фибрином стабилизированного тромбоцитарного тромба.

Ингибиторы. Вклад тромбоцитов и эндотелиальных клеток в формирование тромбоцитарного тромба зависит от ингибирующих влияний.

Свертывающая система крови

Факторы свертывания — это группа синтезируемых в печени плазменных белков, активация которых запускает сложную последовательность реакций, которая ведет к образованию тромбина. Изначально считалось, что каскад этих реакций носит линейный характер, однако сейчас процесс рассматривается как разветвленная сеть взаимосвязанных реакций, протекающих в 3 стадии: инициации, распространения и остановки.

Стадия инициации. При повреждении эндотелия сосуда субэндотелиальный слой соединительной ткани обнажается и становится доступным для взаимодействия с тромбоцитами, которые начинают прикрепляться к нему с помощью циркулирующего в крови ФФВ. На активированных эндотелиальных клетках экспрессируется Р-селектин. Связывание Р-селектина со своим лигандом на поверхности лейкоцитов и тромбоцитов стимулирует их движение путем перекатывания по направлению к поврежденному участку, где из их мембран образуются микрочастицы. На поверхности поврежденного эндотелия, клеток субэндотелиальной соединительной ткани и микрочастиц экспрессируется ТФ.

Тромбин вызывает выраженную активацию тромбоцитов, мембрана которых начинает играть роль своеобразной матрицы для развития последующих каталитических реакций коагуляционного каскада. Активированные тромбоциты секретируют некоторые факторы свертывания (например, фибриноген), ФФВ и полифосфаты, усиливающие активацию фактора XI тромбином.

Стадия распространения. Тромбин, в небольшом количестве образующийся во время стадии инициации, активирует факторы V, VIII и XI, стимулируя образование его дополнительного количества, достаточного для противодействия ингибиторам свертывания и превращения фибриногена в фибрин, а также фактор XIII, необходимый для полимеризации фибрина и стабилизации тромба.

Стадия остановки. Эта стадия начинается с активации протеина С который в присутствии протеина S ингибирует активированные факторы V и VIII.

Ингибиторы коагуляции. Плазма содержит белки, ингибирующие активированные факторы свертывания и предотвращающие избыточное внутрисосудистое свертывание. Повышение уровня этих белков обычно не приводит к кровотечениям, в то время как его снижение повышает риск тромбозов.

Ингибитор внешнего механизма свертывания связывается с фактором Ха с образованием комплекса, который быстро ингибирует комплекс ТФ с фактором Vlla.

Антитромбин — это мощный ингибитор тромбина, факторов Ха, Xla и комплекса ТФ с фактором Vlla, имеющии большое клиническое значение.

Антитромбин подавляет общую активность свертывающей системы крови, препятствуя тем самым избыточному отложению фибрина и развитию тромбозов.

Протеин С опосредует другой механизм угнетения внутрисосудистого свертывания. Активированный протеин С в присутствии кофактора, несвязанного протеина S, вызывает протеолиз и инактивацию факторов Va и Vllla. Протеин Z в комплексе с протеин-Z-зависимым ингибитором протеаз инактивирует фактор Ха.

Фибринолиз

На сосудистой стенке всегда откладывается небольшое количество фибрина, который удаляется с помощью фибринолитической системы. Активацию этой системы запускает ТАП, секретируемый эндотелиальными клетками и превращающий связанный с фибрином плазминоген в плазмин. Образовавшийся плазмин расщепляет внутрисо-судистые отложения фибрина с образованием растворимых продуктов, в т. ч. D-димеров (фрагменты фибрина с поперечными сшивками). Уровень D-димеров, для определения которого используются разные лабораторные методы, отражает степень расщепления фибрина. Небольшое количество свободного плазмина, оставшегося после растворения тромба, нейтрализуется присутствующим в крови а2-антиплазмином.

Ингибиторы фибринолиза. Процесс фибринолиза подавляется воздействием следующих веществ.

ИАП 1 и а2-антиплазмин подавляют активность ТАП и плазмина соответственно. Повышение уровня ИАП-1 сопровождается высоким риском атеросклероза, однако пока неясно, служит повышение этого уровня причиной или следствием образования атеросклеротических бляшек. Повышение уровня а2-антиплазмина не увеличивает риска тромбозов, хотя снижение этого уровня иногда приводит к кровоточивости в связи с ингибированием плазмина.

ИАП 2 синтезируется клетками плаценты и служит важнейшим ингибитором ТАП, особенно в конце беременности.

Активируемый тромбином ингибитор фибринолиза (относится к карбоксипептидазам) отщепляет лизин от молекулы фибрина, препятствуя его связыванию с плазминогеном. Нарушение образования тромбина (например, при гемофилии) сопровождается недостаточной активацией этого ингибитора и, как следствие, избыточным фибринолизом и кровоточивостью.

Регуляция гемостаза

Последовательная активация факторов свертывания (активированные факторы обозначаются латинской буквой а) завершается образованием тромбина и фибрина. При этом каждая стадия этого процесса, как уже упоминалось, находится под контролем ингибиторов свертывания.

• Ингибитор внешнего механизма свертывания регулирует активность комплекса ТФ с фактором Vlla.
• Протеаза нексин-2 инактивирует фактор Хlа.
• Антитромбин ингибирует факторы lХа и Ха.
• Активированные протеины С и S служат ингибиторами факторов Vа и Vllla.
• Антитромбин и тромбомодулин ингибируют тромбин.
• Смещение равновесия между факторами свертывания и их ингибиторами в сторону последних ведет к кровоточивости. Например, склонность к кровоточивости при гемофилии А или В обусловлена тем, что ингибитор внешнего механизма свертывания подавляет альтернативный путь образования тромбина с участием комплекса ТФ с фактором Vlla.