Hemostaza

Układ hemostazy (hemostaza) to zespół mechanizmów czynnościowych, morfologicznych i biochemicznych zapewniających utrzymanie płynnego stanu krwi, zapobieganie i zatrzymywanie krwawień, a także integralność naczyń krwionośnych.

W całym organizmie, przy braku jakichkolwiek efektów patologicznych, stan płynny krwi jest konsekwencją równowagi czynników, które determinują procesy

Koagulacja i zapobieganie ich rozwojowi. Naruszenie takiej równowagi może być spowodowane wieloma czynnikami, jednak niezależnie od przyczyn etiologicznych, powstawanie zakrzepów w organizmie odbywa się według jednolitych praw z udziałem w procesie określonych elementów komórkowych, enzymów i substratów.

W procesie krzepnięcia krwi rozróżnia się dwa ogniwa: hemostazę komórkową (naczyniowo-płytkową) i hemostazę osoczową (krzepnięcie).

• Hemostazę komórkową rozumie się jako adhezję komórkową (czyli interakcję komórek z obcą powierzchnią, w tym komórek innego typu), agregację (sklejanie się tych samych komórek krwi), a także uwalnianie substancji z elementów uformowanych, które aktywują hemostazę osocza.
• Hemostaza osoczowa (krzepnięcia) to kaskada reakcji obejmujących czynniki krzepnięcia krwi, kończąca się procesem formowania fibryny. Powstała fibryna jest dalej niszczona przez plazminę (fibrynoliza).

Należy zauważyć, że podział reakcji hemostatycznych na komórkowe i osoczowe jest warunkowy, ale jest ważny w układzie in vitro i znacznie upraszcza wybór odpowiednich metod i interpretację wyników diagnostyki laboratoryjnej patologii hemostazy. W organizmie te dwa ogniwa układu krzepnięcia krwi są ściśle ze sobą powiązane i nie mogą funkcjonować oddzielnie.

Ściana naczyniowa odgrywa bardzo ważną rolę w realizacji reakcji hemostazy. Komórki śródbłonka naczyń krwionośnych są zdolne do syntezy i/lub ekspresji na swojej powierzchni różnych biologicznie czynnych substancji, które modulują powstawanie zakrzepów. Należą do nich czynnik von Willebranda, czynnik rozluźniający śródbłonek (tlenek azotu), prostacyklina, trombomodulina, endotelina, tkankowy aktywator plazminogenu, inhibitor tkankowego aktywatora plazminogenu, czynnik tkankowy (tromboplastyna), inhibitor szlaku czynnika tkankowego i niektóre inne. Ponadto błony komórek śródbłonka niosą receptory, które w pewnych warunkach pośredniczą w wiązaniu z cząsteczkowymi ligandami i komórkami swobodnie krążącymi w krwiobiegu.

W przypadku braku jakichkolwiek uszkodzeń, komórki śródbłonka wyściełające naczynie mają właściwości przeciwzakrzepowe, co pomaga utrzymać płynny stan krwi. Odporność śródbłonka na zakrzepy jest zapewniona przez:

• bezwładność kontaktowa wewnętrznej (zwróconej w stronę światła naczynia) powierzchni tych komórek;
• synteza silnego inhibitora agregacji płytek krwi – prostacykliny;
• obecność trombomoduliny na błonie komórkowej śródbłonka, która wiąże trombinę; w tym przypadku traci ona zdolność wywoływania krzepnięcia krwi, ale zachowuje aktywujące działanie na układ dwóch najważniejszych fizjologicznych środków przeciwzakrzepowych – białek C i S;
• wysoka zawartość mukopolisacharydów na wewnętrznej powierzchni naczyń krwionośnych i wiązanie kompleksu heparyna-antytrombina III (ATIII) na śródbłonku;
• zdolność wydzielania i syntezy tkankowego aktywatora plazminogenu, co zapewnia fibrynolizę;
• zdolność do stymulacji fibrynolizy poprzez układ białek C i S.

Naruszenie integralności ściany naczyniowej i/lub zmiany właściwości funkcjonalnych komórek śródbłonka mogą przyczynić się do rozwoju reakcji prozakrzepowych - potencjał przeciwzakrzepowy śródbłonka przekształca się w trombogenny. Przyczyny prowadzące do uszkodzenia naczyń są bardzo różnorodne i obejmują zarówno czynniki egzogenne (uszkodzenia mechaniczne, promieniowanie jonizujące, hiper- i hipotermia, substancje toksyczne, w tym leki itp.), jak i endogenne. Do tych ostatnich zalicza się substancje biologicznie czynne (trombina, cykliczne nukleotydy, szereg cytokin itp.), które w pewnych warunkach mogą wykazywać właściwości agresywne wobec błony. Taki mechanizm uszkodzenia ściany naczyniowej jest charakterystyczny dla wielu chorób, którym towarzyszy skłonność do tworzenia się zakrzepów.

Wszystkie elementy komórkowe krwi uczestniczą w trombogenezie, ale w przypadku płytek krwi (w przeciwieństwie do erytrocytów i leukocytów) główną funkcją jest funkcja prokoagulacyjna. Płytki krwi nie tylko działają jako główni uczestnicy procesu tworzenia skrzepu, ale także mają znaczący wpływ na inne ogniwa hemokoagulacji, zapewniając aktywowane powierzchnie fosfolipidowe niezbędne do realizacji procesów hemostazy osocza, uwalniając do krwi szereg czynników krzepnięcia, modulując fibrynolizę i zakłócając stałe hemodynamiczne zarówno przez przejściowe zwężenie naczyń spowodowane generacją tromboksanu A ₂, jak i przez tworzenie i uwalnianie czynników mitogennych, które promują hiperplazję ściany naczyniowej. Po zainicjowaniu trombogenezy następuje aktywacja płytek krwi (tj. aktywacja glikoprotein płytkowych i fosfolipaz, metabolizm fosfolipidów, powstawanie przekaźników wtórnych, fosforylacja białek, metabolizm kwasu arachidonowego, interakcja aktyny i miozyny, wymiana Na ⁺ /H ⁺, ekspresja receptorów fibrynogenu i redystrybucja jonów wapnia) oraz indukcja procesów ich adhezji, reakcji uwalniania i agregacji; adhezja poprzedza reakcję uwalniania i agregacji płytek krwi i jest pierwszym etapem procesu hemostazy.

Gdy wyściółka śródbłonka ulega uszkodzeniu, podśródbłonkowe składniki ściany naczyniowej (włóknisty i niewłóknisty kolagen, elastyna, proteoglikany itp.) wchodzą w kontakt z krwią i tworzą powierzchnię do wiązania czynnika von Willebranda, który nie tylko stabilizuje czynnik VIII w osoczu, ale także odgrywa kluczową rolę w procesie adhezji płytek krwi, łącząc struktury podśródbłonkowe z receptorami komórkowymi.

Przyleganie płytek krwi do powierzchni trombogennej wiąże się z ich rozprzestrzenianiem. Proces ten jest niezbędny do pełniejszej interakcji receptorów płytek krwi z utrwalonymi ligandami, co przyczynia się do dalszego postępu tworzenia się skrzepu, ponieważ z jednej strony zapewnia silniejsze połączenie przylegających komórek ze ścianą naczynia, a z drugiej strony unieruchomiony fibrynogen i czynnik von Willebranda mogą działać jako agoniści płytek krwi, przyczyniając się do dalszej aktywacji tych komórek.

Oprócz interakcji z obcą (w tym uszkodzoną naczyniową) powierzchnią, płytki krwi są zdolne do przylegania do siebie, czyli agregacji. Agregacja płytek krwi jest powodowana przez substancje o różnej naturze, takie jak trombina, kolagen, ADP, kwas arachidonowy, tromboksan A ₂, prostaglandyny G ₂ i H ₂, serotonina, adrenalina, czynnik aktywujący płytki krwi i inne. Substancje egzogenne (nieobecne w organizmie), takie jak lateks, mogą również działać jako proagreganty.

Zarówno adhezja, jak i agregacja płytek krwi może prowadzić do rozwoju reakcji uwalniania - specyficznego procesu wydzielniczego zależnego od Ca2 ⁺, w którym płytki krwi uwalniają szereg substancji do przestrzeni pozakomórkowej. Reakcja uwalniania jest indukowana przez ADP, adrenalinę, tkankę łączną podśródbłonkową i trombinę. Początkowo uwalniana jest zawartość gęstych granulek: ADP, serotonina, Ca2 ⁺; intensywniejsza stymulacja płytek krwi jest konieczna do uwolnienia zawartości α-granulek (czynnik płytkowy 4, β-tromboglobulina, czynnik wzrostu płytek krwi, czynnik von Willebranda, fibrynogen i fibronektyna). Granulki liposomowe zawierające kwaśne hydrolazy są uwalniane tylko w obecności kolagenu lub trombiny. Należy zauważyć, że czynniki uwalniane z płytek krwi przyczyniają się do zamknięcia ubytku ściany naczynia i powstania czopu hemostatycznego, jednak przy wystarczająco wyraźnym uszkodzeniu naczynia, dalsza aktywacja płytek krwi i ich przywieranie do uszkodzonego obszaru powierzchni naczynia tworzy podstawę do rozwoju rozległego procesu zakrzepowego z następczą niedrożnością naczynia.

W każdym przypadku, wynikiem uszkodzenia komórek śródbłonka jest nabycie przez błonę wewnętrzną naczyń właściwości prokoagulacyjnych, czemu towarzyszy synteza i ekspresja czynnika tkankowego (tromboplastyny), głównego inicjatora procesu krzepnięcia krwi. Sama tromboplastyna nie ma aktywności enzymatycznej, ale może działać jako kofaktor aktywowanego czynnika VII. Kompleks tromboplastyna/czynnik VII jest zdolny do aktywowania zarówno czynnika X, jak i czynnika XI, powodując w ten sposób generowanie trombiny, która z kolei indukuje dalszy postęp reakcji hemostazy zarówno komórkowej, jak i osoczowej.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

Mechanizmy regulacji hemostazy

Szereg mechanizmów hamujących zapobiega niekontrolowanej aktywacji reakcji krzepnięcia, które mogą prowadzić do miejscowej zakrzepicy lub rozsianego wykrzepiania wewnątrznaczyniowego. Mechanizmy te obejmują inaktywację enzymów prokoagulacyjnych, fibrynolizę i degradację aktywowanych czynników krzepnięcia, głównie w wątrobie.

Inaktywacja czynników krzepnięcia

Inhibitory proteazy osocza (antytrombina, inhibitor szlaku czynnika tkankowego, _2- makroglobulina, kofaktor heparyny II) inaktywują enzymy krzepnięcia. Antytrombina hamuje trombinę, czynnik Xa, czynnik Xla i czynnik IXa. Heparyna wzmacnia aktywność antytrombiny.

Dwa białka zależne od witaminy K, białko C i białko S, tworzą kompleks, który proteolitycznie inaktywuje czynniki VIlla i Va. Trombina, wiążąc się z receptorem na komórkach śródbłonka zwanym trombomoduliną, aktywuje białko C. Aktywowane białko C, wraz z białkiem S i fosfolipidami jako kofaktorami, proteolizuje czynniki VIIIa i Va.

Fibrynoliza

Depozycja fibryny i fibrynoliza muszą być zrównoważone, aby utrzymać i ograniczyć skrzep hemostatyczny podczas naprawy uszkodzonej ściany naczynia. Układ fibrynolityczny rozpuszcza fibrynę za pomocą plazminy, enzymu proteolitycznego. Fibrynoliza jest aktywowana przez aktywatory plazminogenu uwalniane z komórek śródbłonka naczyniowego. Aktywatory plazminogenu i plazminogen osocza wiążą się z fibryną. Aktywatory plazminogenu katalitycznie rozszczepiają plazminogen, tworząc plazminę. Plazmina tworzy rozpuszczalne produkty degradacji fibryny, które są uwalniane do krwiobiegu.

Aktywatory plazminogenu dzielą się na kilka typów. Tkankowy aktywator plazminogenu (tPA) komórek śródbłonka ma niską aktywność, gdy jest wolny w roztworze, ale jego skuteczność wzrasta, gdy wchodzi w interakcję z fibryną w bliskim sąsiedztwie plazminogenu. Drugi typ, urokinaza, występuje w postaci pojedynczego łańcucha i podwójnego łańcucha o różnych właściwościach funkcjonalnych. Urokinaza jednołańcuchowa nie jest w stanie aktywować wolnego plazminogenu, ale podobnie jak tPA może aktywować plazminogen podczas interakcji z fibryną. Śladowe stężenia plazminy rozszczepiają pojedynczy łańcuch na dwułańcuchową urokinazę, która aktywuje plazminogen w roztworze, a także wiąże się z fibryną. Komórki nabłonkowe w przewodach wydalniczych (np. kanaliki nerkowe, przewody mlekowe) wydzielają urokinazę, która jest fizjologicznym aktywatorem fibrynolizy w tych kanałach. Streptokinaza, produkt bakteryjny, który normalnie nie występuje w organizmie, jest innym potencjalnym aktywatorem plazminogenu. Streptokinaza, urokinaza i rekombinowana tPA (alteplaza) są stosowane terapeutycznie w celu wywołania fibrynolizy u pacjentów z ostrymi chorobami zakrzepowymi.

[ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ]

Regulacja fibrynolizy

Fibrynoliza jest regulowana przez inhibitory aktywatora plazminogenu (PAI) i inhibitory plazminy, które spowalniają fibrynolizę. PAI-1 jest najważniejszym PAI, uwalnianym z komórek śródbłonka naczyniowego, inaktywuje tPA, urokinazę i aktywuje płytki krwi. Najważniejszym inhibitorem plazminy jest α-antyplazmina, która inaktywuje wolną plazminę uwalnianą ze skrzepu. Niektóre α-antyplazminy mogą wiązać się ze skrzepem fibrynowym za pośrednictwem czynnika XIII, zapobiegając nadmiernej aktywności plazminy w skrzepie. Urokinaza i tPA są szybko usuwane przez wątrobę, co jest kolejnym mechanizmem zapobiegającym nadmiernej fibrynolizie.

Reakcje hemostatyczne, których całość potocznie nazywana jest hemostazą osoczową (krzepnięcia), ostatecznie prowadzą do wytworzenia fibryny; reakcje te są realizowane głównie przez białka zwane czynnikami osoczowymi.

Międzynarodowa Nomenklatura Czynników Krzepnięcia

Czynniki	Synonimy	Okres półtrwania, h
I	Fibrynogen*	72-120
II	Protrombina*	48-96
III	Tromboplastyna tkankowa, czynnik tkankowy	-
IV	Jony wapnia	-
V	Proakceleryna*, Ac-globulina	15-18
VI	Accelerin (wycofany z użycia)
VII	Prokonwertyna*	4-6
Ósmy	Globulina antyhemofilowa A	7-8
IX	Czynnik Christmasa, składnik tromboplastyny osocza,	15-30
	Czynnik antyhemofilowy B*
X	Współczynnik Stewarta-Prowera*	30-70
XI	Czynnik antyhemofilowy C	30-70
XII	Współczynnik Hagemana, współczynnik kontaktu*	50-70
XIII	Fibrynaza, czynnik stabilizujący fibrynę Dodatkowo:	72
	Czynnik von Willebranda	18-30
	Czynnik Fletchera, prekalikreina w osoczu	-
	Czynnik Fitzgeralda, kininogen o dużej masie cząsteczkowej	-

*Syntetyzowany w wątrobie.

Fazy hemostazy osocza

Proces hemostazy osoczowej można podzielić na trzy fazy.

Faza I - powstawanie protrombinazy lub kontakt-kalikreina-kinina-aktywacja kaskady. Faza I to wieloetapowy proces, w wyniku którego we krwi gromadzi się kompleks czynników, które mogą przekształcać protrombinę w trombinę, dlatego kompleks ten nazywa się protrombinazą. Istnieją wewnętrzne i zewnętrzne ścieżki powstawania protrombinazy. W szlaku wewnętrznym krzepnięcie krwi jest inicjowane bez udziału tromboplastyny tkankowej; czynniki osocza (XII, XI, IX, VIII, X), układ kalikreina-kinina i płytki krwi uczestniczą w tworzeniu protrombinazy. W wyniku inicjacji reakcji szlaku wewnętrznego na powierzchni fosfolipidowej tworzy się kompleks czynników Xa z V (czynnik płytkowy 3) w obecności zjonizowanego wapnia. Cały ten kompleks działa jak protrombinaza, przekształcając protrombinę w trombinę. Czynnikiem wyzwalającym ten mechanizm jest XII, który jest aktywowany albo w wyniku kontaktu krwi z obcą powierzchnią, albo po kontakcie krwi z podśródbłonkiem (kolagen) i innymi składnikami tkanki łącznej po uszkodzeniu ścian naczyń; lub czynnik XII jest aktywowany przez rozszczepienie enzymatyczne (przez kalikreinę, plazminę, inne proteazy). W zewnętrznej drodze powstawania protrombinazy główną rolę odgrywa czynnik tkankowy (czynnik III), który jest wyrażany na powierzchniach komórek po uszkodzeniu tkanek i tworzy kompleks z czynnikiem VIIa i jonami wapnia zdolny do przekształcenia czynnika X w czynnik Xa, który aktywuje protrombinę. Ponadto czynnik Xa wstecznie aktywuje kompleks czynnika tkankowego i czynnika VIIa. W ten sposób wewnętrzne i zewnętrzne drogi są połączone w czynnikach krzepnięcia. Tak zwane „mostki” między tymi drogami są realizowane poprzez wzajemną aktywację czynników XII, VII i IX. Ta faza trwa od 4 min 50 sek. do 6 min 50 sek.

Faza II - tworzenie trombiny. W tej fazie protrombinaza wraz z czynnikami krzepnięcia V, VII, X i IV przekształca nieaktywny czynnik II (protrombinę) w aktywny czynnik IIa - trombinę. Ta faza trwa 2-5 sek.

Faza III - tworzenie fibryny. Trombina rozdziela dwa peptydy A i B z cząsteczki fibrynogenu, przekształcając go w monomer fibryny. Cząsteczki tego ostatniego polimeryzują najpierw w dimery, następnie w oligomery, które są nadal rozpuszczalne, zwłaszcza w środowisku kwaśnym, a ostatecznie w polimer fibryny. Ponadto trombina promuje przekształcanie czynnika XIII w czynnik XIIIa. Ten ostatni, w obecności Ca ²⁺, zmienia polimer fibryny z formy nietrwałej, łatwo rozpuszczalnej przez fibrynolizynę (plazminę), w formę wolno i w ograniczonym stopniu rozpuszczalną, która stanowi podstawę skrzepu krwi. Ta faza trwa 2-5 s.

Podczas tworzenia się skrzepu hemostatycznego nie dochodzi do rozprzestrzeniania się zakrzepu z miejsca uszkodzenia ściany naczynia wzdłuż łożyska naczyniowego, ponieważ zapobiega temu szybko rosnący potencjał przeciwzakrzepowy krwi po koagulacji i aktywacja układu fibrynolitycznego.

Utrzymywanie krwi w stanie ciekłym i regulowanie szybkości interakcji czynników we wszystkich fazach krzepnięcia w dużej mierze zależy od obecności w krwiobiegu naturalnych substancji, które mają działanie przeciwzakrzepowe. Płynny stan krwi zapewnia równowagę między czynnikami wywołującymi krzepnięcie krwi i czynnikami zapobiegającymi jego rozwojowi, a te ostatnie nie są przydzielane do odrębnego układu funkcjonalnego, ponieważ realizacja ich efektów jest najczęściej niemożliwa bez udziału czynników prokoagulacyjnych. Dlatego przydział antykoagulantów, które zapobiegają aktywacji czynników krzepnięcia krwi i neutralizują ich aktywne formy, jest bardzo warunkowy. Substancje, które mają działanie przeciwzakrzepowe, są stale syntetyzowane w organizmie i uwalniane do krwiobiegu z określoną szybkością. Należą do nich ATIII, heparyna, białka C i S, niedawno odkryty inhibitor szlaku krzepnięcia tkankowego TFPI ( inhibitor kompleksu czynnika tkankowego-czynnika VIIa-Ca ^{2+ ), α}₂ -makroglobulina, antytrypsyna itp. Podczas krzepnięcia krwi, fibrynolizy, z czynników krzepnięcia i innych białek powstają również substancje o działaniu przeciwzakrzepowym. Leki przeciwzakrzepowe mają wyraźny wpływ na wszystkie fazy krzepnięcia krwi, dlatego badanie ich działania w zaburzeniach krzepnięcia krwi jest bardzo ważne.

Po ustabilizowaniu fibryny, wraz z uformowanymi elementami tworzącymi pierwotny czerwony skrzep, rozpoczynają się dwa główne procesy fazy postkoagulacyjnej - spontaniczna fibrynoliza i retrakcja, które ostatecznie prowadzą do powstania hemostatycznie kompletnego końcowego skrzepu. Zwykle te dwa procesy zachodzą równolegle. Fizjologiczna spontaniczna fibrynoliza i retrakcja przyczyniają się do zagęszczenia skrzepu i wykonania jego funkcji hemostatycznych. W tym procesie czynny udział bierze układ plazminy (fibrynolizy) i fibrynaza (czynnik XIIIa). Spontaniczna (naturalna) fibrynoliza odzwierciedla złożoną reakcję między składnikami układu plazminy i fibryną. Układ plazminy składa się z czterech głównych składników: plazminogenu, plazminy (fibrynolizyny), aktywatorów proenzymów fibrynolizy i jego inhibitorów. Naruszenie stosunku składników układu plazminy prowadzi do patologicznej aktywacji fibrynolizy.

W praktyce klinicznej badanie układu hemostazy ma na celu:

• diagnostyka zaburzeń układu hemostazy;
• ustalanie dopuszczalności interwencji chirurgicznej w przypadku stwierdzenia zaburzeń w układzie hemostazy;
• monitorowanie leczenia za pomocą bezpośrednich i pośrednich leków przeciwzakrzepowych, a także terapii trombolitycznej.

Hemostaza naczyniowo-płytkowa (pierwotna)

Hemostaza naczyniowo-płytkowa, czyli pierwotna, zostaje zaburzona przez zmiany w ścianie naczynia (patologie naczyń włosowatych o podłożu dystroficznym, immunoalergicznym, nowotworowym i pourazowym); trombocytopenia; trombocytopatia, czyli połączenie patologii naczyń włosowatych i trombocytopenii.

Składnik naczyniowy hemostazy

Wyróżnia się następujące wskaźniki charakteryzujące składnik naczyniowy hemostazy.

• Test uszczypnięcia. Skórę pod obojczykiem zbiera się w fałd i ściska. U zdrowych osób nie występują żadne zmiany na skórze ani bezpośrednio po uszczypnięciu, ani po 24 godzinach. Jeśli opór naczyń włosowatych jest upośledzony, w miejscu uszczypnięcia pojawiają się wybroczyny lub siniaki, które są szczególnie wyraźnie widoczne po 24 godzinach.
• Test opaski uciskowej. Odsuwając się o 1,5-2 cm w dół od dołu żyły łokciowej, narysuj okrąg o średnicy około 2,5 cm. Umieść mankiet tonometru na ramieniu i wytwórz ciśnienie 80 mm Hg. Utrzymuj ciśnienie ściśle na jednym poziomie przez 5 minut. Zlicza się wszystkie wybroczyny, które pojawią się w zarysowanym okręgu. U zdrowych osób wybroczyny nie tworzą się lub jest ich nie więcej niż 10 (ujemny test opaski uciskowej). Jeśli opór ściany naczyń włosowatych jest upośledzony, liczba wybroczyn gwałtownie wzrasta po teście.

Składnik płytek krwi w hemostazie

Wskaźniki charakteryzujące składnik płytkowy hemostazy:

• Określanie czasu krwawienia metodą Duke’a.
• Zliczanie płytek krwi.
• Oznaczanie agregacji płytek krwi za pomocą ADP.
• Oznaczanie agregacji płytek krwi z kolagenem.
• Oznaczanie agregacji płytek krwi z adrenaliną.
• Oznaczanie agregacji płytek krwi z zastosowaniem ristocetyny (oznaczanie aktywności czynnika von Willebranda).