Blodproppsprocess

Upprätta den korrekta sekvensen av processer som inträffar under blodpropp hos människor. Skriv ner motsvarande siffror i tabellen.

1) trombbildning

2) växelverkan mellan trombin och fibrinogen

3) förstörelse av blodplättar

4) skada på kärlväggen

5) fibrinbildning

6) bildandet av protrombin

Sekvensen av processer som inträffar under blodkoagulering hos människor: skada på kärlväggen → förstörelse av blodplättar → bildning av protrombin → interaktion av trombin med fibrinogen → bildning av fibrin → bildning av en tromb.

Blodkoagulering är en försvarsmekanism som förhindrar blodförlust när blodkärl skadas. Koagulationsprocessen består i en sekventiell kedja av biokemiska transformationer av plasmaproteiner. Enligt moderna begrepp finns det minst 12 koagulationsfaktorämnen.

Huvudsekvensen för vikningsprocesser är som följer:

trombocyter förstörs vid kontakt med kärlsårets ojämna kanter, och det aktiva enzymet tromboplastin frigörs från de förstörda cellerna

tromboplastin interagerar med det inaktiva plasmaproteinprotrombinet, och det senare blir aktivt - enzymet trombin

trombin verkar på det lösliga plasmaproteinet fibrinogen och omvandlar det till det olösliga proteinet fibrin

fibrin faller ut i form av vita tunna trådar som sträcker sig i sårområdet i form av ett nät

erytrocyter, leukocyter bosätter sig i fibrinfilament, en halvflytande blodpropp bildas

fibrinfilamenten dras samman, pressar den flytande delen från blodproppen och en blodpropp bildas.

I alla stadier av blodkoagulation måste kalciumjoner och vitamin K vara närvarande. Blodkoagulationstiden hos människor är 5-12 minuter. Brist på koagulationsfaktor leder till minskad koagulering.

Dubblett jobb 19091

Formuleringen i frågan är felaktig. Protrombin (ett proenzym, en inaktiv form av trombin) syntetiseras ständigt i levern och är ständigt närvarande i plasma och bildas INTE under blodpropp. I uppgiften är det lämpligt att ersätta "6) bildandet av protrombin" med "6) aktivering av protrombin" eller "6) bildandet av trombin", eftersom när blodkärlen skadas startas processer som leder till omvandlingen av protrombin, som ständigt finns i blodet, till en aktiv form - trombin (enzym) som omvandlar lösligt fibrinogen till olösligt fibrin.

Koagulationsfaktorer och hur blodproppsprocessen sker

Huvudvätskan i människokroppen, blod, kännetecknas av ett antal egenskaper som är väsentliga för livet för alla organ och system..

En av dessa parametrar är blodkoagulering, vilket kännetecknar kroppens förmåga att förhindra stor blodförlust när blodkärlens integritet äventyras genom bildning av blodproppar eller blodproppar..

Hur koagulerar blod

Värdet av blod ligger i dess unika förmåga att leverera mat och syre till alla organ, för att säkerställa deras interaktion, för att evakuera avfallsslagg och toxiner från kroppen.

Därför blir även en liten blodförlust ett hälsorisk. Övergången av blod från en vätska till ett geléliknande tillstånd, det vill säga hemokoagulation börjar med en fysikalisk-kemisk förändring i blodets sammansättning, nämligen med transformation av fibrinogen upplöst i plasma.

Vilket ämne är dominerande vid bildandet av blodproppar? Vaskulär skada är en signal för fibrinogen, som börjar transformeras och omvandlas till olösligt fibrin i form av trådar. Dessa trådar, sammanflätade, bildar ett tätt nätverk, vars celler behåller de bildade elementen i blodet, vilket skapar ett olösligt plasmaprotein som bildar en blodpropp.

I framtiden stängs såret, blodproppen förtjockas på grund av blodplättarnas intensiva arbete, sårkanterna dras åt och faran neutraliseras. Den klara, gulaktiga vätskan som frigörs när en blodpropp förtjockas kallas serum.

Blodproppsprocess

För att bättre visualisera denna process kan du komma ihåg metoden för att producera keso: koagulering av mjölkproteinkasein bidrar också till bildandet av vassle. Med tiden löses såret på grund av den gradvisa upplösningen av fibrinproppar i närliggande vävnader.

Blodproppar eller blodproppar som bildas under denna process är indelade i tre typer:

  • Vit blodpropp bildad av blodplättar och fibrin. Visas i lesioner med hög blodflödeshastighet, främst i artärerna. Det kallas så eftersom det finns en spårmängd av erytrocyter i tromben.
  • Spridad fibrinavsättning bildas i mycket små kärl, kapillärer.
  • Röd blodpropp. Koagulerat blod uppträder endast i frånvaro av skada på kärlväggen, med långsamt blodflöde.

Vad är involverat i koagulationsmekanismen

Den viktigaste rollen i koagulationsmekanismen tillhör enzymer. Detta märktes först 1861 och man drog slutsatsen att processen inte kunde fortsätta i frånvaro av enzymer, nämligen trombin. Eftersom koagulation är associerad med övergången av fibrinogen upplöst i plasma till det olösliga proteinet fibrin, är denna substans den viktigaste i koagulationsprocesser..

Var och en av oss har trombin i små mängder i inaktivt tillstånd. Dess andra namn är protrombin. Det syntetiseras av levern, interagerar med tromboplastin och kalciumsalter och förvandlas till aktiv trombin. Kalciumjoner finns i blodplasma och tromboplastin är en produkt av förstörelse av blodplättar och andra celler.

För att förhindra att reaktionen bromsas eller att den misslyckas är närvaron av de viktigaste enzymerna och proteinerna i en viss koncentration nödvändig.

Till exempel den välkända genetiska sjukdomen hemofili, där en person är utmattad från blödning och kan förlora en farlig volym blod på grund av en skrapa, beror på att blodglobulinet som är involverat i processen inte klarar sin uppgift på grund av otillräcklig koncentration.

Mekanismen för blodkoagulation

Varför blodproppar i skadade kärl??

Processen med blodkoagulering är tre faser som passerar in i varandra:

  • Den första fasen är bildandet av tromboplastin. Det är han som tar emot signalen från de skadade kärlen och utlöser reaktionen. Detta är det svåraste steget på grund av tromboplastins komplexa struktur.
  • Omvandling av inaktivt protrombinenzym till aktivt trombin.
  • Slutfas. Detta steg slutar med bildandet av en blodpropp. Trombin verkar på fibrinogen med deltagande av kalciumjoner, vilket resulterar i fibrin (ett olösligt trådformigt protein) som stänger såret. Kalciumjoner och proteinet trombostenin tjocknar och förankrar blodproppen, vilket resulterar i koagelretraktion (reduktion) med nästan hälften på några timmar. Därefter ersätts såret med bindväv..

Kaskadprocessen för trombbildning är ganska komplicerad, eftersom ett stort antal olika proteiner och enzymer är involverade i koagulering. Dessa nödvändiga celler som är involverade i processen (proteiner och enzymer) är blodkoagulationsfaktorer, 35 av dem är totalt kända, varav 22 är blodplättar och 13 är plasma.

Plasmafaktorer betecknas vanligtvis med romerska siffror och trombocytfaktorer på arabiska. I det normala tillståndet är alla dessa faktorer närvarande i kroppen i inaktivt tillstånd, och med vaskulär skada utlöses processen för deras snabba aktivering, vilket resulterar i att hemostas uppstår, det vill säga stopp av blödning.

Plasmafaktorer är av proteinkaraktär och aktiveras vid kärlskada. De är uppdelade i två grupper:

  • Beroende på vitamin K och produceras endast i levern,
  • K-vitaminoberoende.

Faktorer kan också hittas i leukocyter och erytrocyter, vilket avgör den enorma fysiologiska rollen för dessa celler i blodkoagulation.

Koagulationsfaktorer finns inte bara i blodet utan även i andra vävnader. Tromboplastinfaktor finns i stora volymer i hjärnbarken, moderkakan, lungorna.

Trombocytfaktorer utför följande uppgifter i kroppen:

  • Öka hastigheten för trombinbildning,
  • Främja omvandlingen av fibrinogen till olösligt fibrin,
  • Lös blodpropp,
  • Främja vasokonstriktion,
  • Delta i neutraliseringen av antikoagulantia,
  • Främja "stickning" av blodplättar, på grund av vilken hemostas uppstår.

Blodkoagulationshastighet i tid

En av de viktigaste indikatorerna för blod är ett koagulogram - en studie som bestämmer kvaliteten på koagulation. Läkaren kommer alltid att hänvisa till denna studie om patienten har trombos, autoimmuna störningar, åderbråck, akut och kronisk blödning av okänd etiologi. Denna analys behövs också för nödvändiga fall under operationen och under graviditeten..

Blodproppsreaktionen utförs genom att hämta blod från ett finger och mäta den tid under vilken blödningen slutar. Koagulationshastigheten är 3-4 minuter. Efter 6 minuter bör det redan vara en gelatinös koagel. Om blod avlägsnas från kapillärerna, bör en koagel bildas efter 2 minuter.

Barn har snabbare blodkoagulation än vuxna: blodet stannar efter 1,2 minuter och en tromb bildas efter bara 2,5-5 minuter.

När man undersöker blod är mätningar också viktiga:

  • Protrombin är ett protein som är ansvarigt för koagulationsmekanismer. Hans andel: 77-142%.
  • Protrombinindex: förhållandet mellan standardvärdet för denna indikator och värdet av protrombin hos patienten. Hastighet: 70-100%
  • Protrombintid: Den tidsperiod under vilken koagulering sker. Hos vuxna bör det vara inom 11-15 sekunder, hos små barn 13-17 sekunder. Det är en diagnostisk metod för misstänkt hemofili, spridning av intravaskulärt koagulationssyndrom.
  • Trombintid: Indikerar graden av blodproppsbildning. Norm 14-21 sek.
  • Fibrinogen - ett protein som ansvarar för trombbildning, vilket indikerar förekomsten av inflammation i kroppen. Normalt bör det vara 2-4 g / l i blodet..
  • Antitrombin - en specifik proteinsubstans som säkerställer koagulationsresorption.

Under vilka förhållanden bibehålls balansen mellan två omvända system?

I människokroppen fungerar två system samtidigt som ger koagulationsprocesser: det ena organiserar tidig bildning av trombbildningen för att minska blodförlusten till noll, det andra på alla möjliga sätt förhindrar detta och bidrar till upprätthållandet av blod i vätskefasen. Ofta uppträder patologisk blodkoagulering i intakta blodkärl med vissa hälsosjukdomar, vilket är en stor fara som väsentligt överstiger blödningsrisken. Av denna anledning uppstår trombos i hjärnkärlen, lungartären och andra sjukdomar..

Det är viktigt att båda dessa system fungerar korrekt och befinner sig i ett vital livsvikt, där blodet bara koagulerar om kärlen skadas och inuti de intakta förblir det flytande.

Faktorer där blodet koagulerar snabbare

  • Smärta irritation.
  • Nervös spänning, stress.
  • Intensiv adrenalinproduktion av binjurarna.
  • Ökade nivåer av vitamin K i blodet.
  • Kalciumsalter.
  • Värme. Det är känt vid vilken temperatur blodproppar hos människor - vid 42 grader C..

Anti-koagulationsfaktorer

  • Heparin är en speciell substans som förhindrar bildandet av tromboplastin och därmed stoppar koagulationsprocessen. Syntetiseras i lungorna och levern.
  • Fibrolysin - ett protein som hjälper till att lösa fibrin.
  • Svåra smärtattacker.
  • Låg omgivningstemperatur.
  • Effekter av hirudin, fibrinolysin.
  • Tar kaliumcitrat eller natrium.

Det är viktigt, om det finns en misstanke om dålig blodpropp, att identifiera orsakerna till situationen, vilket eliminerar riskerna för allvarliga störningar.

När ska man testas för blodproppar?

Det är värt att omedelbart genomgå en blodtillståndsdiagnos i följande fall:

  • Om du har svårt att stoppa blödningen,
  • Detektering av olika blåaktiga fläckar på kroppen,
  • Utseendet på omfattande blåmärken efter mindre skada,
  • Blödande tandkött,
  • Hög förekomst av näsblod.

Blodkoagulering. Stadier av hemostas och koagulationsfaktorer

Hemostas är ett system som håller blodvätskan och förhindrar blödning. Blod utför viktiga funktioner i människokroppen, därför hotar en betydande blodförlust att störa alla organ och system.

Blodkoagulationssystemet innehåller tre komponenter:

  1. Själva koagulationssystemet - koagulerar direkt blod.
  2. Antikoagulant system - åtgärden syftar till att förhindra blodproppar (patologisk trombbildning).
  3. Fibrinolytiskt system - säkerställer nedbrytningen av de bildade blodproppar.

Blodkoagulering är en fysiologisk process som förhindrar att plasma och blodceller lämnar blodomloppet genom att bibehålla kärlväggens integritet.

Teorin om blodproppar bildades av A. Schmidt under förra seklet. När blödning inträffar aktiveras sådana strukturer som endotel, koagulationsfaktorer, kroppar, mestadels trombocyter, och deltar i att stoppa det. För implementering av blodkoagulering behövs ämnen som kalcium, protrombin, fibrinogen.

Stadier av primär hemostas (vaskulär-trombocytisk)

Blodkoagulationsprocessen börjar med införandet av vaskulär-trombocytstadiet. Det finns fyra steg:

  1. Det finns en kortvarig kramp i kärlbädden, som varar cirka 1 minut. Lumenens diameter minskas med 30% under inverkan av tromboxan och serotonin, som frigörs från aktiverade blodplättar.
  2. Trombocytvidhäftning - trombocyter börjar ackumuleras nära det skadade området, de förändras - de ändrar form och formar processer och kan fästa vid kärlväggen.
  3. Blodplättaggregering är processen att klibba samman trombocyter. En lös tromb bildas som kan passera plasma, vilket resulterar i att fler och fler blodplättar deponeras på den nybildade tromben. Sedan tjocknar den och plasman passerar inte genom den täta blodproppen - irreversibel aggregering av blodplättar uppträder.
  4. Trombindragning - fortsatt förtjockning av en trombotisk koagel.

Kärlplättmetoden för att stoppa blödning är primär hemostas, det finns en mer komplex mekanism för blodkoagulation - detta är sekundär hemostas, inträffar med hjälp av enzymatiska och icke-enzymatiska ämnen.

Sekundära hemostasstadier

Det finns tre faser av blodkoagulering vid scenen för sekundär hemostas:

  • Aktiveringsfas - enzymer aktiveras, allt slutar med bildandet av protrombinas och produktionen av trombin från protrombin;
  • koagulationsfas - bildning av fibrinfilament från fibrinogen;
  • retraktionsfas - en tät tromb bildas.
Mekanismen för bildning av en primär tromb

Den första fasen av blodkoagulation

Plasmakoagulationsfaktorer är en samling inaktiva enzymer och icke-enzymatiska föreningar som lever i plasmadelen av blod och blodplättar. För blodkoagulation behövs bland annat Ca (IV) -joner och K-vitamin.

När vävnader skadas bryts blodkärlen, hemolys av blodceller inträffar, en serie reaktioner med aktivering av enzymer aktiveras. Aktiveringens början beror på interaktionen mellan plasmakoagulationsfaktorer och förstörda vävnader (extern typ av koagulationsaktivering), delar av endotel och bildade element (intern typ av koagulationsaktivering).

Extern mekanism

Ett specifikt protein, tromboplastin (faktor III), kommer in i blodomloppet från skalet på de förstörda cellerna. Det aktiverar faktor VII genom att fästa en kalciummolekyl, detta nybildade ämne verkar på faktor X för efterföljande aktivering. Efter X-faktor kombineras med vävnadsfosfolipider och V-faktor. Det bildade komplexet omvandlar andelen protrombin till trombin på några sekunder.

Intern mekanism

Under påverkan av förstört endotel eller formade element aktiveras faktor XII, som efter exponering för plasmakininogen aktiverar faktor XI. XI verkar på faktor IX, som efter inträde i den aktiva fasen bildar ett komplex: "koagulationsfaktor (IX) + antihemofil faktor B (VIII) + trombocytfosfolipid + Ca (IV) -joner". Den aktiverar Stuart-Prower-faktorn (X). Aktiverat X tillsammans med V- och Ca-joner verkar på cellens fosfolipidmembran och bildar en ny formation - blodprotrombinas, vilket säkerställer övergången av protrombin till trombin.

Plasmakoagulationsfaktorer inkluderar icke-enzymatiska proteiner - acceleratorer (V, VII). De behövs för effektiv och snabb blodsedimentering, eftersom de påskyndar koagulation tusentals gånger.

Den yttre mekanismen för blodkoagulering varar cirka 15 sekunder, den inre tar från 2 till 10 minuter. Denna koagulationsfas slutar med bildandet av trombin från protrombin.

Protrombin syntetiseras i levern, för att syntesen ska genomföras behövs vitamin K, som kommer med mat och ackumuleras i levervävnaden. Således, med leverskada eller vitamin K-brist, fungerar blodkoagulationssystemet inte normalt, och ofta sker det en okontrollerad frisättning av blod från kärlbädden..

Koagulationsfaktortabell

Koagulationsfaktorer
FaktorerEgenskaper
I - fibrinogenTrombin initierar omvandlingen av den första faktorn till fibrin
II - protrombinSyntes i levern endast i kombination med vitamin K
III - tromboplastinMed sitt deltagande omvandlas protrombin till trombin
IV - kalciumjonerBehövs för att aktivera koagulationsfaktorer
V - proaccelerinStimulerar övergången av protrombin till trombin
VI - SerumacceleratorInitierar övergången av protrombin till trombin
VII - prokonvertinHandlar på den tredje faktorn (aktivering)
VIII - antihemofil faktor AX-faktor medfaktor
IX - antihemofil faktor B (jul)Aktiverar VIII- och IV-faktorer
X - Stuart-Prower-faktorStimulerande protrombinas
XI - tromboplastinprekursorAktiverar VIII- och IX-faktorer
XII - Hageman-faktorTar del i omvandlingen av prekallikrein till kallikrein
XIII - fibrin-stabiliserande faktorStabilisering av den bildade fibrinmassan

Den andra fasen av blodkoagulation

Blodkoagulation är associerad med övergången av faktor I till en olöslig substans - fibrin. Fibrinogen är ett glykoprotein som, när det exponeras för trombin, bryts ner till ett ämne med låg molekylvikt - fibrinmonomerer.

Nästa steg är bildandet av en lös massa - en fibringel, från vilken ett fibrinnätverk (vit tromb), en instabil substans, bildas. För att stabilisera den aktiveras fibrinstabiliserande faktor (XIII) och tromben fixeras i det skadade området. Det bildade fibrinnätverket kvarhåller blodceller - tromben blir röd.

Den tredje fasen av blodkoagulation

Återkallandet av blodproppen sker med deltagande av proteinet trombostenin, Ca, fibrinfilament, aktin, myosin, som ger kompression av den bildade tromben, vilket förhindrar fullständig blockering av kärlet. Efter tillbakadragningsfasen återställs blodflödet genom det skadade kärlet och tromben är tätt fäst och fixerad på väggen.

För att förhindra ytterligare blodkoagulering i kroppen aktiveras det antikoagulerande systemet. Dess huvudkomponenter: fibrinsträngar, antitrombin III, heparin.

Blodplättar vidhäftar inte intakta kärl, detta underlättas av kärlfaktorer: endotel, heparinföreningar, jämnhet i det inre slemhinnan i blodkärlen, etc. Således upprätthåller hemostasesystemet jämvikt och kroppens funktion störs inte.

Blodkoagulationsschema

Koagulationstiden är normal

Det finns ett antal metoder för att bestämma koagulationstiden. För att tillämpa metoden enligt Sukharev placeras en droppe blod i ett provrör och väntade på att det skulle fällas ut. I avsaknad av patologi är koaguleringstiden 30 - 120 sekunder.

Hertigens koagulerbarhet bestäms enligt följande: öronflänsen punkteras och efter 15 sekunder tappas punkteringsområdet med specialpapper. När blod inte visas på papper har koagulation inträffat. Normalt är Duke-koagulationstiden från 60 till 180 sekunder.

Vid bestämning av koagulering av venöst blod används Lee-White-metoden. Det är nödvändigt att samla 1 ml blod från en ven och placera i ett provrör, luta i en vinkel på 50 °. Provet slutar när inget blod rinner ut ur kolven. Normalt bör koaguleringstiden inte överstiga 4-6 minuter.

Koagulationstiden kan öka med hemorragisk diates, medfödd hemofili, otillräckligt antal blodplättar, med utveckling av spridd intravaskulär koagulation och andra sjukdomar.

Blodproppsprocess

Processen med hemostas reduceras till bildandet av en blodplätt-fibrin-koagel. Det är konventionellt uppdelat i tre steg [1]:

  1. Tillfällig (primär) vasospasm;
  2. Bildning av trombocytplugg på grund av trombocytvidhäftning och aggregering;
  3. Retraktion (sammandragning och härdning) av trombocytpluggen.


Kärlskador följs av omedelbar trombocytaktivering. Vidhäftning (vidhäftning) av trombocyter till fibrerna i bindväv längs sårkanterna beror på von Willebrand-faktor glykoprotein [2]. Tillsammans med vidhäftning sker trombocytaggregation: aktiverade trombocyter fäster vid skadade vävnader och till varandra och bildar aggregat som blockerar blodförlustvägen. En trombocytplugg visas [1]
Olika biologiskt aktiva substanser (ADP, adrenalin, noradrenalin, etc.) utsöndras intensivt från trombocyter som har genomgått vidhäftning och aggregering, vilket leder till sekundär, irreversibel aggregering. Samtidigt med frisättningen av trombocytfaktorer bildas trombin [1], vilket påverkar fibrinogen med bildandet av ett fibrin-nätverk, i vilket enskilda erytrocyter och leukocyter fastnar - en så kallad trombocyt-fibrinpropp (trombocytpropp) bildas. Tack vare det sammandragna proteinet trombostenin dras trombocyter till varandra, trombocytproppen dras samman och blir tätare, och dess indragning sker [1].

Blodproppsprocess

Processen med blodkoagulation är huvudsakligen en enzymenzymkaskad, där enzymerna, som passerar till ett aktivt tillstånd, får förmågan att aktivera andra faktorer av blodkoagulation [1]. I sin enklaste form kan blodproppsprocessen delas in i tre faser:

  1. aktiveringsfasen innefattar ett komplex av sekventiella reaktioner som leder till bildandet av protrombinas och övergången av protrombin till trombin;
  2. koagulationsfas - bildandet av fibrin från fibrinogen;
  3. retraktionsfas - bildandet av en tät fibrinpropp.

Detta system beskrivs redan 1905 [3] av Moravitz och har fortfarande inte tappat sin relevans [4].

Inom området för en detaljerad förståelse av processen för blodkoagulering har betydande framsteg gjorts sedan 1905. Dussintals nya proteiner och reaktioner har upptäckts som är involverade i processen för blodkoagulation, som har en kaskad natur. Komplexiteten i detta system beror på behovet av att reglera denna process. En modern framställning av kaskaden av reaktioner som åtföljer blodkoagulering visas i fig. 2 och 3. På grund av förstörelsen av vävnadsceller och aktivering av trombocyter frigörs fosfolipoproteiner, vilka tillsammans med plasmafaktorer Xa och Va, såväl som Ca2 + -joner bildar ett enzymkomplex som aktiverar protrombin. Om koagulationsprocessen börjar under inverkan av fosfolipoproteiner som utsöndras från cellerna i skadade kärl eller bindväv, pratar vi om ett externt blodkoagulationssystem (extern koagulationsaktivering, eller vävnadsfaktorväg). Huvudkomponenterna i denna väg är två proteiner: faktor VIIa och vävnadsfaktor, komplexet av dessa 2 proteiner kallas också det externa tenaskomplexet.
Om initieringen sker under påverkan av de koagulationsfaktorer som finns i plasma används termen internt koagulationssystem. Komplexet av faktorer IXa och VIIIa, som bildas på ytan av aktiverade blodplättar, kallas intern tenas. Således kan faktor X aktiveras av både komplex VIIa-TF (extern tenas) och komplex IXa-VIIIa (intern tenas). Externa och interna blodkoagulationssystem kompletterar varandra [3].
Under vidhäftningsprocessen förändras blodplättarnas form - de blir runda celler med ryggradsliknande processer. Under påverkan av ADP (delvis frisatt från skadade celler) och adrenalin ökar trombocyternas förmåga att aggregera. Samtidigt frigörs serotonin, katekolaminer och ett antal andra ämnen från dem. Under deras inflytande smalnar de skadade kärlens lumen, funktionell ischemi uppträder. I slutändan blockeras kärlen av en massa blodplättar som fäster vid kanagen av kollagenfibrer längs kanterna av såret [3].
Vid detta stadium av hemostas bildas trombin under påverkan av vävnadstromboplastin. Det är han som initierar den irreversibla aggregeringen av blodplättar. Reagerar med specifika receptorer i trombocytmembranet, orsakar trombin fosforylering av intracellulära proteiner och frisättning av Ca2-joner+.
I närvaro av kalciumjoner i blodet under inverkan av trombin inträffar polymerisation av lösligt fibrinogen (se fibrin) och bildandet av ett strukturlöst nätverk av olösliga fibrinfibrer. Från och med nu börjar blodceller filtrera i dessa trådar, vilket skapar ytterligare styvhet för hela systemet och efter ett tag bildar en blodplätt-fibrinpropp (fysiologisk tromb), som täpper brottstället, å ena sidan, förhindrar blodförlust och å andra sidan - blockerar inträde av externa ämnen och mikroorganismer i blodet. Många tillstånd påverkar blodkoagulering. Till exempel påskyndar katjoner processen och anjoner saktar ner det. Dessutom finns det ämnen som helt blockerar blodkoagulation (heparin, hirudin, etc.) och aktiverar det (gyurzagift, ferakryl).
Medfödda störningar i blodkoagulationssystemet kallas hemofili.

Metoder för diagnos av blodkoagulation

Alla de olika kliniska testerna i blodkoagulationssystemet kan delas in i två grupper: [5] globala (integrerade, allmänna) tester och "lokala" (specifika) tester. Globala tester karakteriserar resultatet av hela koagulationskaskaden. De är lämpliga för diagnos av det allmänna tillståndet i blodkoagulationssystemet och svårighetsgraden av patologier, med hänsyn till alla tillfälliga påverkansfaktorer. Globala metoder spelar en nyckelroll i det första steget av diagnosen: de ger en integrerad bild av de pågående förändringarna i koagulationssystemet och gör det möjligt att förutsäga en tendens mot hyper- eller hypokoagulation i allmänhet. "Lokala" tester karakteriserar resultatet av arbetet med enskilda länkar i blodkoagulationskaskaden, liksom individuella koagulationsfaktorer. De är oumbärliga för ett eventuellt förtydligande av lokaliseringen av patologi med en noggrannhet av koagulationsfaktorn. För att få en fullständig bild av patientens hemostas bör läkaren kunna välja vilket test han behöver.
Globala tester:

  • Bestämning av koagulationstiden för helblod (Mas-Magro-metoden eller Moravitz-metoden)
  • Tromboelastografi
  • Trombingenereringstest (trombinpotential, endogen trombinpotential)
  • Trombodynamik

"Lokala" tester:

  • Aktiverad partiell tromboplastintid (APTT)
  • Protrombintidstest (eller Protrombintest, INR, PT)
  • Mycket specialiserade metoder för att upptäcka förändringar i koncentrationen av enskilda faktorer


Alla metoder som mäter tidsintervallet från det ögonblick då ett reagens tillsätts (aktivator som utlöser koagulationsprocessen) till bildandet av en fibrinkoagel i plasman som studeras kallas koagulationsmetoder (från engelska "slot" - koagel).

Blodkoagulering

Artikel av professionell biologilärare T.M. Kulakova

Blodkoagulering är en viktig försvarsreaktion i kroppen som förhindrar blodförlust och bidrar till att bibehålla konstanten hos den cirkulerande blodvolymen..

Blodproppsprocessen består av ett antal sekventiella processer:

1. När blodkärlen skadas frigörs ämnen från förstörda blodplättar och skadade celler.

2. Det finns en reflex vasokonstriktion som inträffar under påverkan av ämnen som frigörs från blodplättar. Förträngning av blodkärlet stoppar eller minskar blödningen endast tillfälligt.

3. Från förstörda blodplättar och skadade celler frigörs enzymer, substansen tromboplastin, som katalyserar omvandlingen av protrombin löst i plasma till trombin. Dessa reaktioner inträffar i närvaro av Ca-salter och K-vitamin.

4. Trombin interagerar med fibrinogen (ett lösligt protein som finns i plasma) för att bilda fibrin - ett olösligt protein.

5. Fibrinfilament bildar ett tätt finmaskigt nätverk där blodkroppar kvarhålls. Så här bildas en blodpropp.

Torkning, en sådan koagulering tjocknar och stramar kanterna på såret, vilket främjar läkning. När blodproppen komprimeras frigörs en gulaktig vätskeserum från den. Blodserum är blodplasma som inte innehåller proteinet fibrinogen.

I processen för blodkoagulering är blodplasmaproteiner involverade i bildandet av tromboplastin. Om tromboplastin är helt frånvarande eller finns i försumbara mängder, utvecklar en person en sjukdom - hemofili. Med en sådan sjukdom blir även ett litet sår dödligt..

Fysiologi för mekanismen för blodkoagulering vid skada på kroppens vaskulära system

Blod är bindväv i en levande organism, som är i flytande tillstånd. Sammansättningen av humant blod innehåller en flytande del, kallad plasma, och formade element, vars huvudsakliga bildas av erytrocytceller, leukocyter, blodplättar. Framväxten och mognaden av de cellulära komponenterna i blodet kallas "hematopoiesis". Rörelse av blod sker i ett slutet system.

Under lång tid har vetenskapen studerat mekanismen för blodkoagulation. Riktningen för medicin som behandlar studiet av cirkulationssystemet och de patologiska processer som uppstår inom detta område kallas hematologi. Avsnittet av hematologi - hemostasiologi är engagerat i studien av mekanismerna för hemokoagulation.

  1. Vad är det mänskliga blodkoagulationssystemet?
  2. På blodkoagulationssystemet: biokemi
  3. Faser av blodkoagulation
  4. Koagulationsfaktorer
  5. Graden av hemokoagulation och dess patofysiologi
  6. Hypokoagulation
  7. Hyperkoagulation

Vad är det mänskliga blodkoagulationssystemet?

Mekanismen för blodkoagulation, eller hemokoagulation, är en komplex process som består av flera på varandra följande faser och är ansvarig för att stoppa blödning vid kränkning av kärlens integritet. Tillsammans med vaskulär-trombocythemostas och fibrinolys är koagulationsprocessen det viktigaste steget i funktionen av kroppens hemostas..

Som ett resultat av hemokoagulation omvandlas blodet från ett flytande tillstånd till ett geléliknande tillstånd upp till bildandet av en tromb. En sådan omvandling är möjlig på grund av övergången av fibrinogenproteinet, löst i blodplasma, till olösligt fibrin, som bildar ett slags nätverk av trådar som fångar blodets cellulära element.

Det humorala och nervsystemet är ansvariga för regleringen av hemokoagulationsprocessen. När det gäller frågan om vilka celler som är involverade i processen för blodkoagulation hos människor bör det noteras att huvudrollen i den tilldelas blodplättar, även om alla de bildade elementen är direkt inblandade. Tack vare blodplättarna blir strukturen hos den bildade blodproppen förtjockad, vilket påskyndar sårläkningen genom att dra åt kanterna och minskar risken för infektion, vilket är viktigt för djur- och människors hälsa. Effektiviteten hos mekanismen beror på interaktionen mellan 15 ämnen (faktorer) i blodet som tillhör proteinklassen.

Viktig! Hos en fysiskt frisk person med normal koagulation, efter skada på kärlväggen, startar hemokoagulationsmekanismen nästan omedelbart. Trombbildning bildas inom 8 minuter.

På blodkoagulationssystemet: biokemi

Hemokoagulation är en enzymatisk process som sker med deltagande av ett speciellt enzym - trombin, med hjälp av vilket fibrinogen upplöst i plasma omvandlas till ett olösligt proteinfibrin. Fysiolog Alexander Alexandrovich Schmidt blev grundaren av teorin, som föreslog den 1863-1864. Det moderna, mer utökade konceptet för hemokoagulation och metoder för biokemisk analys baseras på den första teorin om koagulationsmekanismen som föreslagits av A.A. Schmidt.

En liten mängd trombin i inaktivt tillstånd finns permanent i människans blod. Denna trombin kallas protrombin och produceras i levern. Plasmakalciumsalter och tromboplastin verkar på protrombin och omvandlar det till aktivt trombin.

Uppmärksamhet! Tromboplastin finns inte i blodet. Dess utseende beror på förstörelse av blodplättar eller en kränkning av integriteten hos strukturen hos andra celler i kroppen.

Processen för tromboplastinbildning är komplex. Flera blodproteiner deltar i det. I frånvaro av några av dem saktar hemokoagulationen eller störs helt, vilket blir en farlig patologi som kan leda till allvarlig blodförlust även med mindre skador. Denna sjukdom, relaterad till antalet koagulopatier, är känd som "hemofili".

Faser av blodkoagulation

Processen för hemokoagulation presenteras som en enzym-enzymkaskad, i vilken enzymer, som förvärvar aktivitet, kan aktivera andra faktorer av blodkoagulation. Presentationen av kaskadschemat för blodkoagulering från människa presenterades av koagulologen Moravitz 1905 och är fortfarande relevant till denna dag. Själva processen kan sammanfattas i tre faser:

  • Den första fasen är den svåraste och kallas aktiveringsfasen. Efter kränkning av kärlvävnadens integritet i aktiveringsprocessen inträffar en uppsättning sekventiella reaktioner. Resultatet är bildandet av protrombinas och omvandlingen av protrombin till trombin.
  • Nästa fas är känd som koagulationsfasen. Vid koagulationssteget bildas proteinet fibrin med hög molekylvikt från fibrinogen.
  • I den tredje och sista fasen uppstår bildandet av en fibrinkoagel med en tät struktur.

Trots att det schema som Moravitz föreslagit fortfarande används har studien av hemokoagulationsprocessen fått betydande utveckling och gjort det möjligt att göra ett stort antal upptäckter angående reaktionerna. Upptäckt och studerat proteiner som är involverade i blodkoagulation.

Koagulationsfaktorer

Det är vanligt att inkludera enzymer och proteiner som är involverade i koagulation som koagulationsfaktorer. De finns i blodplättceller, vävnader och blodplasma. Vanligt använda beteckningar för koagulationsfaktorer beror på platsen:

  1. Romerska siffror anger den del som är lokaliserad i blodplasman. På grund av deras läge är det vanligt att kalla dem plasmafaktorer..
  2. Aktiva föreningar placerade i blodplättar betecknas med arabiska siffror. De fick namnet "trombocytfaktorer".

Uppmärksamhet! Plasmafaktorer för hemokoagulation, producerade av en levande organism, är initialt inaktiva, och om kärlen skadas aktiveras de och bokstaven "a" läggs till i faktorns namn. [/ Anmärkning]

Plasmafaktorer för hemokoagulation inkluderar:

  • I - protein fibrinogen, syntetiserat av leverceller och därefter omvandlat till olösligt fibrin under påverkan av trombin.
  • II - beteckning av protrombin. Dess produktion sker i leverceller med deltagande av vitamin K. Protrombin är en inaktiv typ av trombin.
  • III - tromboplastin i en inaktiv form i vävnader. Deltar i omvandlingen av protrombin till trombin genom bildandet av protrombinas.
  • IV - kalcium. Ett ämne som aktivt deltar i alla stadier av hemokoagulation. Konsumeras inte i processen. Fungerar som en hämmare av fibrinolys.
  • V är en labil faktor som kallas proaccelerin. Syntes sker i leverceller, deltar i bildandet av protrombinas.
  • VI - Accelerin, är den aktiva formen av Proaccelerin. Undantaget från den moderna tabellen över hemokoagulationsfaktorer.
  • VII - prokonvertin. Skapad av leverceller med vitamin K. Det blir aktivt i den första fasen av koagulationsproceduren och konsumeras inte under det.
  • VIII - beteckning av ett komplext glykoprotein kallat "Antihemofil globulin A". Den exakta produktionsplatsen i kroppen är okänd, men produktionen antas ske i leverceller, njurar, mjälte och vita blodkroppar..
  • IX - antihemofil globulin B eller julfaktor. Det produceras av levern med hjälp av vitamin K. Det finns länge i plasma och serum..
  • X - trombotropin eller Stuart-Prower-faktor. Inaktiv, producerad av levern med deltagande av K och främjar bildandet av trombin.
  • XI - Rosenthal-faktor eller antihemofil faktor C. Syntes sker i levern. Aktiverar faktor IX.
  • XII är kontaktfaktorn eller Hageman. Det produceras i en inaktiv form av levern. Utlöser blodproppar.
  • XIII - fibrinstabiliserande faktor, annars kallad fibrinas. Med kalciumdeltagande stabiliserar det fibrin.
  • Fitzgerald-faktor produceras av levern och aktiverar faktor XI.
  • Fletchers faktor syntetiseras i levern, omvandlar kinin från kininogen, utlöser faktor VII och IX.
  • Von Willebrand-faktor finns i blodplättar som produceras i endotel.

Du kan lära dig mer om faktorerna för hemokoagulation från videon nedan:

Skillnad mellan yttre och inre vägar för blodkoagulation, beroende på vilken mekanism som utlöser hemokoagulation. I båda fallen börjar aktiveringen av faktorer på skadade cellmembran..

Med den yttre vägen för blodkoagulering fungerar tromboplastin som en utlösande faktor, som kommer in i blodet under trauma av kärlvävnad och, tillsammans med faktor VII, har en enzymatisk effekt på faktor X. Den senare, med deltagande av kaliumjoner, går i en bindning med faktor V och vävnadsfosfolipider, vilket leder protrombinas. Koagulationsvägen, i vilken signalen kommer från blodplättar, kallas intern, i vilket fall faktor XII aktiveras. Båda mekanismerna för initiering av koagulering är inbördes relaterade, därför är denna uppdelning villkorad.

Graden av hemokoagulation och dess patofysiologi

Hos en fysiskt frisk vuxen tar blodproppsprocessen 5 till 7 minuter. Det mesta avleds till den första fasen, under vilken protrombin bildas, som används av kroppen för att bilda en blodpropp. Tack vare honom uppstår en blockering av den förstörda kärlväggen, vilket resulterar i att allvarlig blodförlust förhindras.

Efterföljande faser sker mycket snabbare - inom några sekunder. Graden av trombbildning beror på hastigheten för protrombinsyntes. Tidpunkten för produktion av den senare är nära relaterad till närvaron i kroppen av en tillräcklig mängd vitamin K, med en brist som det finns en risk för svårigheter att stoppa blödningen.

Uppmärksamhet! Blodproppsprocessen hos barn är mycket snabbare. För ett barn i åldern 10 år tar denna åtgärd 3 till 5 minuter. Med åldern minskar frekvensen av hemokoagulation.

Hypokoagulation

Ett patologiskt tillstånd där en person har en markant minskad effektivitet av blodkoagulationsmekanismen kallas hypokoagulation. Denna avvikelse uppstår på grund av ett antal skäl:

  • Volymetrisk blodförlust på grund av allvarlig skada. I en sådan situation förlorar en person tillsammans med blodet ett stort antal formade celler, olika enzymatiska ämnen och koagulationsfaktorer.
  • Patologiska tillstånd i levern. Dessa inkluderar hepatit. Resultatet av kränkningar i levern är hämning av syntesen av koagulationsfaktorer.
  • I vissa fall inträffar hypokoagulation på grund av anemi eller vitamin K-brist.
  • Orsaken kan vara ärftlig, till exempel: ärftlig störning av trombocytaktivitet.

Om du misstänker en patologi blir det rätta beslutet att kontakta en läkare som kommer att genomföra en serie studier och laboratorietester för att bekräfta diagnosen och fastställa dess orsaker. Behandlingsregimen upprättas individuellt, beroende på vad som har blivit en faktor i sjukdomsutbrottet.

I vilket fall som helst kommer ett integrerat tillvägagångssätt att behövas, inklusive att ta mediciner och ändra kost. Patientens meny innehåller fler produkter som innehåller kalium, folsyra, kalcium. En kvalificerad specialist i en medicinsk institution hjälper till att lösa dessa problem. Självmedicinering för sådana avvikelser är oacceptabel.

[tips] Viktigt! Om orsaken till sjukdomen ligger i ärftlighet kan behandlingen fortsätta under hela patientens liv. [/ Tips]

Hyperkoagulation

Hyperkoagulation är det motsatta tillståndet, där patienten har ett ökat koagulationsindex, vilket är fylld med risken för blodproppar. Hyperkoagulation utvecklas ofta mot bakgrund av:

  • Dehydrering av kroppen orsakad av abnormiteter i njurarnas funktion, lös avföring och långvarig kräkningar, brännskador.
  • Störningar i levern, vilket leder till brist i produktionen av hormoner och enzymatiska ämnen. Kan påverka cirros och hepatit.
  • Hos kvinnor beror denna utveckling av händelser på användning av orala preventivmedel, som påverkar den hormonella bakgrunden..
  • Under graviditet. På grund av vissa förändringar i fysiologin i kvinnokroppen är det möjligt att öka koagulationssystemets aktivitet under den tid då barnet föds. Ibland kan processen gå utanför det acceptabla ramverket och leda till sorgliga konsekvenser..
  • Några former av maligna sjukdomar i det hematopoetiska systemet och mycket mer.

För att bedöma patologin och namnge orsaken till dess förekomst kommer flera procedurer att behövas, inklusive ett allmänt blodprov, APTT (diagnos av effektiviteten hos den interna och allmänna koagulationsvägen), ett koagulogram etc..

Leverans av material för analys utförs på fastande mage och tidigt på morgonen. 8 timmar borde ha gått sedan sista måltid. Uteslut användningen av alkoholhaltiga drycker. Om du använder mediciner, meddela den behandlande läkaren i förväg.

Kort information om avvikelser i blodkoagulationsindikatorer och tekniken som kan skapa dem kan hämtas från videon nedan.

Hur blodproppar fungerar?

  • 26815
  • 22.1
  • fem
  • 8

Trombbildning i blodomloppet. Blodkärlet är fyllt med blodceller mycket tätare än vad som visas i denna figur, så situationen där liknar en förälskelse när man går in i en rulltrapp i en tunnelbana. Små och relativt få vita celler - blodplättar: till höger kan du se hur de aktiveras, ändra form och fästa vid kärlväggen och bilda ett aggregat - en tromb.

Författare
  • Mikhail Panteleev
  • Redaktörer
    • Anton Chugunov
    • Andrey Panov
    • Biomolekyler
    • Medicin
    • Processer

    Blodkoagulering är en extremt komplex och i många avseenden fortfarande mystisk biokemisk process som börjar när cirkulationssystemet skadas och leder till omvandling av blodplasma till en gelatinös koagel som sätter i såret och slutar blöda. Överträdelser av detta system är extremt farliga och kan leda till blödning, trombos eller andra patologier, som tillsammans är ansvariga för lejonparten av dödlighet och funktionshinder i den moderna världen. Här kommer vi att titta på strukturen för detta system och prata om de mest moderna prestationerna i dess studie..

    Den som åtminstone en gång i sitt liv fick en repa eller ett sår fick därigenom en underbar möjlighet att observera omvandlingen av blod från en vätska till en viskös, icke-flytande massa, vilket ledde till ett stopp av blödning. Denna process kallas blodkoagulering och styrs av ett komplext system av biokemiska reaktioner..

    Det är absolut nödvändigt att ha något slags system för att stoppa blödning för alla flercelliga organismer med flytande inre miljö. Blodkoagulering är också avgörande för oss: mutationer i generna hos de viktigaste koagulationsproteinerna är vanligtvis dödliga. Tyvärr, bland de många system i vår kropp, där störningar i arbetet utgör en hälsofara, upptar blodkoagulering också den absoluta första platsen som den främsta omedelbara dödsorsaken: människor blir sjuka med olika sjukdomar, men dör nästan alltid av blodproppar. Cancer, sepsis, trauma, ateroskleros, hjärtinfarkt, stroke - för det bredaste utbudet av sjukdomar är den omedelbara dödsorsaken koagulationssystemets oförmåga att upprätthålla en balans mellan flytande och fasta tillstånd i blodet i kroppen.

    Om orsaken är känd, varför kan vi inte bekämpa den? Naturligtvis är det möjligt och nödvändigt att slåss: forskare skapar ständigt nya metoder för diagnos och behandling av koagulationsstörningar. Men problemet är att vikningssystemet är mycket komplext. Och vetenskapen om reglering av komplexa system lär att sådana system måste kontrolleras på ett speciellt sätt. Deras svar på yttre påverkan är icke-linjärt och oförutsägbart, och för att uppnå önskat resultat måste du veta var du ska anstränga dig. Den enklaste analogin: att starta ett pappersflygplan i luften räcker det att kasta det i rätt riktning; samtidigt, för att ta av en trafikflygplan, måste du trycka på de högra knapparna i sittbrunnen vid rätt tidpunkt och i rätt ordning. Och om du försöker starta ett flygplan med ett kast som ett pappersflygplan kommer det att sluta dåligt. Så är det med koagulationssystemet: för att lyckas behandla måste du känna till "kontrollpunkterna".

    Fram till mycket nyligen har blodkoagulation framgångsrikt motstått försök från forskare att förstå dess arbete, och först de senaste åren har det skett ett kvalitativt steg. I den här artikeln kommer vi att berätta om detta underbara system: hur det fungerar, varför det är så svårt att studera, och - viktigast av allt - vi kommer att berätta om de senaste upptäckterna för att förstå hur det fungerar..

    Hur blodproppar fungerar

    Att stoppa blödningen baseras på samma idé som hemmafruar använder för att förbereda gelé kött - omvandlingen av vätska till en gel (ett kolloidalt system där ett nätverk av molekyler bildas som kan hålla en vätska som är tusen gånger sin vikt i sina celler på grund av vätebindningar med vattenmolekyler). Förresten, samma idé används i engångsblöjor för spädbarn, där material som sväller när det är vått placeras. Ur fysisk synvinkel måste du lösa samma problem där som vid koagulation - att bekämpa läckor med minimal ansträngning..

    Blodkoagulering är den centrala länken i hemostas (stoppar blödning). Den andra länken i hemostas är speciella celler - blodplättar - som kan fästas vid varandra och till skadeplatsen för att skapa en blodstoppsplugg.

    En allmän uppfattning om biokemi för koagulering kan erhållas från figur 1, vid vilken botten visas reaktionen av omvandlingen av det lösliga proteinet fibrinogen till fibrin, som sedan polymeriseras till ett nätverk. Denna reaktion är den enda delen av kaskaden som har en direkt fysisk betydelse och löser ett tydligt fysiskt problem. Andra reaktioners roll är uteslutande reglerande: att säkerställa omvandlingen av fibrinogen till fibrin bara på rätt plats och vid rätt tidpunkt.

    Figur 1. Grundläggande reaktioner av blodkoagulation. Koagulationssystemet är en kaskad - en reaktionssekvens, där produkten från varje reaktion fungerar som en katalysator för nästa. Den huvudsakliga "ingången" till denna kaskad är i dess mellersta del, på nivån av faktorerna IX och X: vävnadsfaktorprotein (betecknat i diagrammet som TF) binder faktor VIIa, och det resulterande enzymatiska komplexet aktiverar faktor IX och X. Resultatet av kaskaden är fibrinproteinet kan polymerisera och bilda en koagel (gel). Den överväldigande majoriteten av aktiveringsreaktioner är proteolysreaktioner, dvs. partiell nedbrytning av proteinet, vilket ökar dess aktivitet. Nästan alla koagulationsfaktorer hämmas nödvändigtvis på ett eller annat sätt: återkoppling är nödvändig för att systemet ska fungera stabilt.

    Teckenförklaring: Reaktioner som omvandlar koagulationsfaktorer till aktiva former visas med ensidiga tunna svarta pilar. I det här fallet visar lockiga röda pilar under verkan av vilka enzymer aktiveras. Förlust av aktivitetsreaktioner som ett resultat av inhibering visas med tunna gröna pilar (för enkelhetens skull avbildas pilarna som helt enkelt ”fly”, dvs det visas inte med vilken hämmare bindning sker). Reversibla komplexbildningsreaktioner visas med dubbelsidiga tunna svarta pilar. Koagulationsproteiner betecknas antingen med namn eller med romerska siffror eller med förkortningar (TF - vävnadsfaktor, PC - protein C, APC - aktiverat protein C). För att undvika trängsel visar diagrammet inte: bindning av trombin till trombomodulin, aktivering och utsöndring av trombocyter, kontaktaktivering av koagulation.

    Fibrinogen liknar en stav 50 nm lång och 5 nm tjock (fig. 2a). Aktivering gör att dess molekyler kan hålla fast i en fibrintråd (figur 2b) och sedan in i en fiber som kan förgrena sig och bilda ett tredimensionellt nätverk (figur 2c).

    Figur 2. Fibringel. a - Schematisk struktur av fibrinogenmolekylen. Dess bas består av tre par speglade polypeptidkedjor α, β, γ. I mitten av molekylen kan man se bindningsregionerna som blir tillgängliga när trombin skär av fibrinopeptider A och B (FPA och FPB i figuren). b - Fibrinös fibermonteringsmekanism: molekyler är fästa vid varandra "överlappande" enligt huvud-till-mitten-principen och bildar en dubbelsträngad fiber. c - Elektronmikrografi av gelén: fibrinfibrer kan klibba ihop och splittras och bilda en komplex tredimensionell struktur.

    Figur 3. Tredimensionell struktur av trombinmolekylen. Schemat visar det aktiva stället och de delar av molekylen som är ansvariga för bindningen av trombin till substrat och kofaktorer. (Ett aktivt ställe är en del av molekylen som direkt känner igen klyvningsstället och utför enzymatisk katalys.) De utskjutande delarna av molekylen (exositer) tillåter "omkoppling" av trombinmolekylen, vilket gör den till ett multifunktionellt protein som kan arbeta i olika lägen. Exempelvis blockerar bindningen av trombomodulin till exosit I fysiskt åtkomst till trombin för prokoagulerande substrat (fibrinogen, faktor V) och stimulerar allosteriskt aktivitet mot protein C.

    Fibrinogenaktivatortrombinet (fig. 3) tillhör familjen serinproteinaser - enzymer som kan klyva peptidbindningar i proteiner. Det är en släkting till matsmältningsenzymerna trypsin och chymotrypsin. Proteinaser syntetiseras i en inaktiv form som kallas zymogen. För att aktivera dem är det nödvändigt att klyva peptidbindningen som håller den del av proteinet som stänger det aktiva stället. Således syntetiseras trombin i form av protrombin, som kan aktiveras. Som framgår av Fig. 1 (där protrombin betecknas faktor II) katalyseras detta av faktor Xa.

    Generellt kallas koagulationsproteiner faktorer och numreras i romerska siffror i den ordning de officiella upptäckten. Index "a" betyder en aktiv form, och dess frånvaro betyder en inaktiv föregångare. Egennamn används också för långt upptäckta proteiner som fibrin och trombin. Vissa nummer (III, IV, VI) används inte av historiska skäl.

    Koagulationsaktivatorn är ett protein som kallas vävnadsfaktor, som finns i cellmembranen i alla vävnader utom endotel och blod. Således förblir blodet flytande endast på grund av det faktum att det normalt skyddas av ett tunt skyddande membran i endotelet. I händelse av någon kränkning av kärlets integritet binder vävnadsfaktorn faktor VIIa från plasma, och deras komplex - kallad extern tenas (tenas eller Xas, från ordet tio - dvs numret på den aktiverade faktorn) - aktiverar faktor X.

    Trombin aktiverar också faktorer V, VIII, XI, vilket leder till en acceleration av sin egen produktion: faktor XIa aktiverar faktor IX, och faktorer VIIIa och Va binder faktorer IXa respektive Xa, vilket ökar deras aktivitet i storleksordningen (komplexet av faktorer IXa och VIIIa kallas intern tenase). Brist på dessa proteiner leder till allvarliga störningar: till exempel orsakar frånvaron av faktor VIII, IX eller XI den allvarligaste sjukdomen hemofili (den berömda "kungliga sjukdomen", som var sjuk av Tsarevich Alexei Romanov); och brist på faktorer X, VII, V eller protrombin är oförenligt med livet.

    Denna systemdesign kallas positiv feedback: trombin aktiverar proteiner som påskyndar sin egen produktion. Och här uppstår en intressant fråga, varför behövs de? Varför kan du inte omedelbart göra reaktionen snabb, varför gör naturen den initialt långsam och kommer sedan med ett sätt att ytterligare påskynda den? Varför finns det dubbelarbete i det kollapsande systemet? Till exempel kan faktor X aktiveras av både komplex VIIa-TF (extern tenas) och komplex IXa-VIIIa (intern tenas); det ser helt meningslöst ut.

    Koagulationsproteinashämmare finns också i blodet. De viktigaste är antitrombin III och en vävnadsfaktor-hämmare. Dessutom kan trombin aktivera protein C-serinproteinas, vilket bryter ner koagulationsfaktorerna Va och VIIIa, vilket får dem att helt förlora sin aktivitet.

    Protein C är en föregångare till serinproteinas, mycket lik faktor IX, X, VII och protrombin. Det aktiveras av trombin som faktor XI. Men när det aktiveras använder det resulterande serinproteinas sin enzymatiska aktivitet för att inte aktivera andra proteiner utan för att inaktivera dem. Aktiverat protein C producerar flera proteolytiska nedbrytningar i koagulationsfaktorer Va och VIIIa, vilket får dem att helt förlora sin kofaktoraktivitet. Således hämmar trombin, en produkt av koaguleringskaskaden, sin egen produktion: detta kallas negativ feedback. Och återigen har vi en reglerande fråga: varför accelererar och saktar trombin sin egen aktivering??

    Evolutionärt ursprung för koagulation

    Bildandet av skyddande blodsystem började i flercelliga organismer för över en miljard år sedan - i själva verket bara i samband med utseendet på blod. Själva koagulationssystemet är resultatet av att övervinna en annan historisk milstolpe - framväxten av ryggradsdjur för ungefär fem hundra miljoner år sedan. Mest troligt uppstod detta system från immunitet. Framväxten av ett annat immunsvarssystem som bekämpade bakterier genom att omsluta dem med fibringel ledde till en oavsiktlig biverkning: blödningen började sluta snabbare. Detta gjorde det möjligt att öka trycket och styrkan i flödet i cirkulationssystemet, och förbättringen av kärlsystemet, det vill säga förbättringen av transporten av alla ämnen, öppnade nya horisonter för utveckling. Vem vet om utseendet på koagulation inte var fördelen som gjorde att ryggradsdjur kunde ta sin nuvarande plats i jordens biosfär.?

    I ett antal leddjur (som hästskokrabba) finns också koagulation, men den uppstod oberoende och förblev i immunologiska roller. Insekter, som andra ryggradslösa djur, klarar sig vanligtvis med en svagare version av blödningskontrollsystemet baserat på blodplättaggregering (mer exakt amoebocyter - avlägsna släktingar till blodplättar). Den här mekanismen är ganska funktionell, men den inför grundläggande begränsningar för kärlsystemets effektivitet, precis som luftrörets form av andning begränsar maximal insektstorlek..

    Tyvärr är varelser med mellanliggande former av koagulationssystemet nästan alla utdöda. Det enda undantaget är käklös fisk: genomisk analys av lamprey koagulationssystem visade att den innehåller mycket färre komponenter (det vill säga det är mycket enklare) [6]. Från käftfiskar till däggdjur är koagulationssystemen mycket lika. Cellulära hemostassystem fungerar också på liknande principer, trots att små, kärnfria blodplättar endast är karakteristiska för däggdjur. Hos andra ryggradsdjur är trombocyter stora celler med en kärna.

    Sammanfattningsvis är koagulationssystemet mycket väl studerat. I femton år har inga nya proteiner eller reaktioner upptäckts i det, vilket är en evighet för modern biokemi. Naturligtvis kan möjligheten till en sådan upptäckt inte uteslutas helt, men hittills finns det inte ett enda fenomen som vi inte kunde förklara med hjälp av tillgänglig information. Tvärtom ser systemet mycket mer komplicerat ut än det behöver vara: vi kommer ihåg att av allt detta (ganska besvärligt!) Kaskad är det bara en reaktion som faktiskt är involverad i gelning, och alla andra behövs för någon obegriplig reglering..

    Det är därför forskare-koagulologer som arbetar inom olika områden - från klinisk hemostasiologi till matematisk biofysik - flyttar aktivt från frågan "Hur fungerar koagulation?" till frågorna "Varför fungerar vikningen så?", "Hur fungerar den?" och slutligen "Hur behöver vi påverka koagulation för att uppnå önskad effekt?" Det första som behöver göras för att svara är att lära sig att undersöka koagulationen som helhet, och inte bara enskilda reaktioner..

    Hur man undersöker koagulation?

    Olika modeller - experimentella och matematiska - skapas för att studera koagulation. Vad exakt låter de dig få?

    Å ena sidan verkar det som att den bästa approximationen för att studera ett objekt är själva objektet. I det här fallet en person eller ett djur. Detta gör det möjligt att ta hänsyn till alla faktorer, inklusive blodflöde genom kärlen, interaktioner med kärlväggarna och mycket mer. I det här fallet överskrider problemets komplexitet dock rimliga gränser. Koagulationsmodeller låter dig förenkla forskningsobjektet utan att missa dess väsentliga funktioner.

    Låt oss försöka få en uppfattning om vilka krav dessa modeller ska uppfylla för att korrekt återspegla koagulationsprocessen in vivo..

    I den experimentella modellen måste samma biokemiska reaktioner vara närvarande som i kroppen. Inte bara proteiner i koagulationssystemet bör vara närvarande utan även andra deltagare i koagulationsprocessen - blodkroppar, endotel och subendotel. Systemet bör ta hänsyn till den rumsliga heterogeniteten av koagulation in vivo: aktivering från det skadade området av endotelet, spridningen av aktiva faktorer, närvaron av blodflöde.

    Det är naturligt att börja överväga koagulationsmodeller med koagulationsstudier in vivo. Grunden för nästan alla tillvägagångssätt av detta slag är att påföra försöksdjuret en kontrollerad skada för att framkalla en hemostatisk eller trombotisk reaktion. Denna reaktion undersöks med olika metoder:

    • övervakning av blödningstid
    • analys av plasma från ett djur;
    • obduktion av det offrade djuret och histologisk undersökning;
    • övervaka tromben i realtid med hjälp av mikroskopi eller kärnmagnetisk resonans (fig. 4).

    Figur 4. Trombbildning i vivo i en laserinducerad trombosmodell. Denna bild återges från ett historiskt arbete, där forskare för första gången kunde observera utvecklingen av en blodpropp "levande". För att göra detta injicerades ett koncentrat av fluorescerande märkta antikroppar mot koagulationsproteiner och blodplättar i musens blod och placerade djuret under linsen i ett konfokalmikroskop (vilket möjliggjorde tredimensionell skanning), de valde en arteriole tillgänglig för optisk observation under huden och skadade endotel med en laser. Antikroppar började fästa vid den växande blodproppen, vilket gjorde det möjligt att observera det.

    Den klassiska formuleringen av ett in vitro-koagulationsexperiment är att blodplasma (eller helblod) blandas i en behållare med en aktivator, varefter koagulationsprocessen övervakas. Enligt observationsmetoden kan experimenttekniker delas in i följande typer:

    • övervaka själva koagulationsprocessen;
    • övervakning av förändringen i koncentrationen av koagulationsfaktorer över tiden.

    Det andra tillvägagångssättet ger ojämförligt mer information. Teoretiskt, med vetskap om koncentrationen av alla faktorer vid ett godtyckligt ögonblick kan man få fullständig information om systemet. I praktiken är studiet av till och med två proteiner samtidigt dyrt och förknippat med stora tekniska svårigheter..

    Slutligen är koagulation i kroppen inte enhetlig. Bildning av blodproppar börjar på den skadade väggen, sprider sig med deltagande av aktiverade blodplättar i plasmavolymen och slutar med hjälp av det vaskulära endoteliet. Det är omöjligt att på ett adekvat sätt studera dessa processer med klassiska metoder. Den andra viktiga faktorn är närvaron av blodflöde i kärlen..

    Medvetenheten om dessa problem ledde till att en rad olika experimentella system in vitro-flöden började på 1970-talet. Det tog lite mer tid att förstå de rumsliga aspekterna av problemet. Först på 1990-talet började metoder dyka upp som tar hänsyn till den rumsliga heterogeniteten och diffusionen av koagulationsfaktorer, och först under det senaste decenniet började de användas aktivt i vetenskapliga laboratorier (fig. 5).

    Figur 5. Rymdtillväxt av en fibrinpropp i hälsa och sjukdom. Koagulation i ett tunt skikt av blodplasma aktiverades av en vävnadsfaktor immobiliserad på väggen. På bilderna finns aktivatorn till vänster. Grå expanderande rand - växande fibrinpropp.

    Tillsammans med experimentella tillvägagångssätt används också matematiska modeller för att studera hemostas och trombos (denna forskningsmetod kallas ofta i silico [8]). Matematisk modellering i biologi möjliggör djupa och komplexa förhållanden mellan biologisk teori och erfarenhet. Experimentet har vissa gränser och är fylt med ett antal svårigheter. Dessutom är vissa teoretiskt möjliga experiment opraktiska eller oöverkomligt dyra på grund av begränsningarna i den experimentella tekniken. Simulering förenklar genomförandet av experiment, eftersom det är möjligt att i förväg välja de nödvändiga förhållandena för in vitro- och in vivo-experiment, under vilka effekten av intresse kommer att observeras.

    Reglering av koagulationssystemet

    Figur 6. Bidrag av yttre och inre tenas till bildandet av en fibrinkoagel i rymden. Vi använde en matematisk modell för att undersöka hur långt påverkan av en koagulationsaktivator (vävnadsfaktor) kan sträcka sig i rymden. För detta beräknade vi fördelningen av faktor Xa (som bestämmer distributionen av trombin, som bestämmer fördelningen av fibrin). Animationen visar fördelningen av faktor Xa producerad av extern tenas (komplex VIIa - TF) eller intern tenas (komplex IXa - VIIIa), liksom den totala mängden faktor Xa (skuggat område). (Insatsen visar detsamma i en större koncentrationsskala.) Det kan ses att faktor Xa som produceras på aktivatorn inte kan tränga långt ifrån aktivatorn på grund av den höga inhiberingsgraden i plasma. Tvärtom fungerar komplex IXa - VIIIa långt ifrån aktivatorn (eftersom faktor IXa inhiberas långsammare och därför har ett större avstånd av effektiv diffusion från aktivatorn), och säkerställer spridningen av faktor Xa i rymden.

    Låt oss ta nästa logiska steg och försöka svara på frågan - hur fungerar systemet som beskrivs ovan?

    Kaskad koagulationssystem

    Låt oss börja med en kaskad - en kedja av enzymer som aktiverar varandra. Ett enda enzym som arbetar med konstant hastighet ger ett linjärt beroende av produktkoncentration över tiden. För en kaskad av N-enzymer kommer detta beroende att ha formen t N, där t är tid. För att systemet ska fungera effektivt är det viktigt att svaret har en sådan "explosiv" karaktär, eftersom detta minimerar perioden då fibrinproppen fortfarande är ömtålig.

    Utlösning av koagulation och rollen som positiva återkopplingar

    Som nämnts i den första delen av artikeln är många koagulationsreaktioner långsamma. Till exempel är faktorer IXa och Xa i sig mycket dåliga enzymer och kräver kofaktorer (faktor VIIIa respektive Va) för att fungera effektivt. Dessa medfaktorer aktiveras av trombin: en anordning där ett enzym aktiverar sin egen produktion kallas en positiv återkopplingsslinga..

    Som vi har visat experimentellt och teoretiskt, bildar den positiva återkopplingen av aktivering av faktor V med trombin aktiveringsgränsen - egenskapen hos systemet att inte svara på en liten aktivering, utan att snabbt svara när en stor visas. Denna förmåga att växla verkar vara mycket värdefull för vikning: det hjälper till att förhindra "falskt positivt" i systemet.

    Rollen för den inneboende vägen i vikningsrumsdynamiken

    Ett av de spännande mysterierna som hemsökte biokemister i många år efter upptäckten av stora koagulationsproteiner var rollen som faktor XII i hemostas. Dess brist hittades i de enklaste koagulationstesterna, vilket ökade tiden som krävs för koagulationsbildning, men till skillnad från faktor XI-brist åtföljdes det inte av koagulationsstörningar.

    Ett av de mest troliga alternativen för att lösa rollen för den interna vägen föreslogs av oss med hjälp av rumsligt inhomogena experimentella system. Man fann att positiva återkopplingar är av stor betydelse just för spridningen av koagulation. Effektiv aktivering av faktor X med ett externt tenas på aktivatorn hjälper inte till att bilda en koagel från aktivatorn, eftersom faktor Xa snabbt inhiberas i plasma och inte kan röra sig långt från aktivatorn. Men faktor IXa, som är inhiberad i en storleksordning långsammare, är ganska kapabel till detta (och det får hjälp av faktor VIIIa, som aktiveras av trombin). Och där det är svårt för honom att nå, börjar faktor XI, också aktiverad av trombin, att fungera. Således hjälper närvaron av positiva återkopplingsslingor till att skapa koagulens tredimensionella struktur..

    Protein C-väg som en möjlig mekanism för lokalisering av trombbildning

    Aktivering av protein C av trombin är i sig långsam, men det accelereras kraftigt när trombin binder till det transmembrana proteinet trombomodulin, som syntetiseras av endotelceller. Aktiverat protein C kan förstöra faktorerna Va och VIIIa, vilket saktar ner koagulationssystemet med storleksordningar. Rumligt heterogena experimentella tillvägagångssätt har blivit nyckeln till att förstå rollen för denna reaktion. Våra experiment föreslog att det stoppar trombens rumsliga tillväxt och begränsar dess storlek.

    Sammanfattande

    Under de senaste åren har koagulationssystemets komplexitet gradvis blivit mindre mystisk. Upptäckten av alla väsentliga komponenter i systemet, utvecklingen av matematiska modeller och användningen av nya experimentella metoder har öppnat hemlighetens slöja. Koaguleringskaskadens struktur är dechiffrerad, och nu, som vi såg ovan, för nästan alla väsentliga delar av systemet har den roll som den spelar i regleringen av hela processen identifierats eller föreslagits..

    Figur 7 visar det senaste försöket att revidera koagulationssystemets struktur. Detta är samma krets som i fig. 1, där de delar av systemet som ansvarar för olika uppgifter är markerade med flerfärgad skuggning, som diskuterats ovan. Inte allt i detta system är väl etablerat. Till exempel förblir vår teoretiska förutsägelse att aktivering av faktor VII av faktor Xa möjliggör koagulering att svara på ett tröskelvärde på flödeshastighet experimentellt..

    Figur 7. Koagulationssystemets modulstruktur: rollen för enskilda koagulationsreaktioner i systemets funktion.

    Det är möjligt att den här bilden ännu inte är fullständig. Ändå ger framsteg inom detta område de senaste åren hopp om att de återstående olösta områdena i koagulationsmönstret inom en överskådlig framtid kommer att få en meningsfull fysiologisk funktion. Och då är det möjligt att prata om födelsen av ett nytt koncept för blodkoagulation, som ersatte den gamla kaskadmodellen, som tjänade medicin troget i många decennier..

    Artikeln skrevs med deltagande av A.N. Balandina och F.I. Ataullakhanov och publicerades ursprungligen i "Nature" [10].