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第一节
出凝血及纤溶的机制

在生理情况下,人体的凝血、抗凝血与纤维蛋白溶解系统相互作用、相互制约,并受神经-体液的调节作用,使血液既不溢出血管壁而出血,也不在血管内发生凝固而导致血栓形成。但在病理情况下,凝血功能障碍、抗凝血或纤溶功能亢进,可引起机体低凝状态或出血;反之,可导致血栓前状态(prethrombotic state,PTS)或血栓形成。(朱大年等,2008)

一、出凝血机制

当血管损伤导致出血时,血小板首先被内皮下基质蛋白[包括胶原蛋白、血管性血友病因子(von Willebrand factor,vWF)和纤维连接蛋白(fibronectin,Fn)]激活,聚集到出血部位发挥止血作用。同时,激活的血小板也为后续凝血反应提供磷脂,加速凝血酶的形成。凝血过程是一系列凝血因子相继被激活的过程,少量被激活的凝血因子可使下游大量凝血因子激活,产生逐级放大效应,激活的凝血酶作用于纤维蛋白原(fibrinogen,Fg)形成纤维蛋白,最终使血液凝固,达到止血目的,防止机体大量失血。(Sang et al.,2021)这一过程中局部钙浓度、pH值、血小板数量以及凝血酶浓度等都会影响血栓的形成及其稳定性。(Wolberg et al.,2007)根据激活凝血酶所需的凝血因子不同,凝血酶激活过程分为外源性凝血途径、内源性凝血途径以及共同凝血途径。

(一)外源性凝血途径

由来自血液之外的组织因子(tissue factor,TF)暴露于血液而启动的凝血过程,称为“外源性凝血途径”,又称“组织因子途径”。在生理情况下,直接与循环血液接触的血细胞和内皮细胞(endotheliocyte,EC)不表达组织因子,仅有0.5%F Ⅶ处于活化状态(F Ⅶa)。当发生血管损伤、炎症因子刺激血管内皮细胞等病理情况时,组织因子暴露,与F Ⅶa结合形成F Ⅶa-组织因子复合物,后者在磷脂和Ca 2+ 存在的情况下迅速激活F Ⅹ生成F Ⅹa。F Ⅹa又能激活F Ⅶ,进而可使更多F Ⅹ激活,形成正反馈效应。F Ⅶa-组织因子复合物在Ca 2+ 的参与下还能激活F Ⅸ形成F Ⅸa,F Ⅸa又能反馈激活F Ⅶ。因此,F Ⅶa-组织因子复合物使内源性凝血途径和外源性凝血途径相互促进,共同参与凝血过程。

(二)内源性凝血途径

内源性凝血途径指参与凝血的因子全部来自血液,通常是由血液与带负电荷的异物表面接触而启动,例如:玻璃、白陶土、胶原等。当血管损伤时,F Ⅻ与暴露的内皮下胶原接触,进而激活为F Ⅻa,F Ⅻa的主要功能就是激活F Ⅺ成为F Ⅺa。从F Ⅻ结合于异物表面到F Ⅺa的形成过程称为“表面激活”。F Ⅻa还能加速前激肽释放酶激活,正反馈促进F Ⅻa的形成。表面激活还需要高分子量激肽原的参与,它作为辅因子可以加速表面激活这一过程:一方面促进F Ⅻa对F Ⅺ和对前激肽释放酶的激活,另一方面可以促进前激肽释放酶对F Ⅻ的激活。在正常情况下,血浆中的F Ⅷ与vWF以非共价结合形式结合成复合物,高复合物可避免F Ⅷ被活化的蛋白C(proteinC,PC)降解,而F Ⅷ只有从复合物上被释放出来,才能活化成F Ⅷa。F Ⅺa在Ca 2+ 存在的情况下可激活F Ⅸ生成F Ⅸa,在Ca 2+ 的作用下与F Ⅷa在活化的血小板所提供的膜磷脂表面结合形成复合物(因子Ⅹ酶复合物),进一步激活F Ⅹ生成F Ⅹa。

(三)共同凝血途径

由内源性、外源性凝血途径生成的F Ⅹa,在Ca 2+ 和磷脂存在的情况下与F Ⅴa形成F Ⅹa-F Ⅴa-Ca 2+ -磷脂复合物,即凝血酶原酶复合物,进而激活凝血酶原成为凝血酶。凝血酶是一种多功能凝血因子,一方面可使纤维蛋白原转变为纤维蛋白单体(factor menu,FM),另一方面激活活F XIII,生成F XIIIa,F XIIIa在Ca 2+ 的作用下使纤维蛋白单体相互聚合,形成不溶于水的交联纤维蛋白多聚体。同时凝血酶还可以激活F Ⅴ、F Ⅷ、F Ⅺ,形成凝血过程中的正反馈机制;凝血酶又可激活血小板,使血小板内表面带负电荷的磷脂翻转到外表面,促进因子Ⅹ酶复合物和凝血酶原酶复合物的形成,加速凝血过程。

二、纤维蛋白溶解机制

纤维蛋白溶解系统又称“纤溶系统”。而纤溶过程是一系列蛋白酶催化的连锁反应:首先纤溶酶原(plasminogen,PLG)在特异性激活物的作用下转化为纤溶酶(plasmin,Plm),继而降解纤维蛋白和其他蛋白质。(Chapin et al.,2015)一般分为两个阶段:纤溶酶原的激活和纤维蛋白(原)的降解。纤溶是人体重要的生理功能,它与血液凝固存在着既矛盾又统一的动态平衡关系,主要是将沉积在血管和间质内的纤维蛋白溶解而保持血管及腺体管道畅通、血管新生,防止血栓形成,或使已形成的血栓溶解,达到血流复通的目的。而影响纤维蛋白结构的因素是决定纤溶速率的关键因素。(Longstaff et al.,2011)

(一)纤溶酶原的激活

根据纤溶酶原激活物的来源不同分为内激活途径、外激活途径以及外源性激活途径。

1.内激活途径

内激活途径是指通过内源性凝血途径的有关因子激活纤溶酶原,使其转变为纤溶酶的过程。F Ⅻa、高分子量激肽原可作用于激肽释放酶原,使其转变为激肽释放酶,后者裂解纤溶酶原形成纤溶酶。继发性纤溶主要通过内激活途径降解纤维蛋白(原)。

2.外激活途径

外激活途径是指来源于血管内皮细胞的组织型纤溶酶原激活物(tissue-type plasminogen activator,t-PA)和来源于单核细胞、巨噬细胞、肾小管上皮细胞的尿激酶纤溶酶原激活物(urokinase-type plasminogen activator,u-PA)裂解纤溶酶原形成纤溶酶的过程。此过程是纤溶酶原激活的主要途径,激活的纤溶酶可增强t-PA和u-PA的活性,进一步使更多的纤溶酶原转变为纤溶酶,形成正反馈效应。(Cesarman-Maus et al.,2005)但是血液中存在高浓度t-PA和u-PA的抑制物,导致这两种激活物在循环中的半衰期很短(4~8min)。最终血液中这两种激活物主要是与低密度脂蛋白形成复合物,之后被肝脏清除。原发性纤溶主要通过外激活途径降解纤维蛋白(原)。

3.外源性激活途径

外源性激活途径是临床上溶栓药物治疗的理论基础,外源性药物链激酶(streptokinase,SK)、尿激酶(urokinase,UK)、葡萄球菌激酶(Staphylokinase,SaK)以及重组t-PA被用于将体内纤溶酶原转变为纤溶酶,达到溶栓的目的。

(二)纤维蛋白(原)的降解

纤溶酶不仅可以降解纤维蛋白原还可以降解纤维蛋白,包括可溶性纤维蛋白单体和交联纤维蛋白。降解的产物分别为纤维蛋白原降解产物(FgDP)和纤维蛋白降解产物(fibrin degradation product,FDP),也可统称为“纤维蛋白(原)降解产物”[fibrin(ogen)degradation products,FDPs],这些降解产物不仅可以抑制血小板的聚集和释放反应,在纤溶系统中也发挥着不同作用(许文荣等,2011),具体见表1-1。

表1-1 纤维蛋白(原)降解产物的功能

1.纤维蛋白原的降解

纤溶酶作用于Fg的Bβ链裂解形成Bβ 1-42 产物,作用于Aα链裂解形成碎片A、B、C、H、X产物,X片段继续被纤溶酶降解生成D和Y片段,Y片段进一步被降解为D和E片段。

2.可溶性纤维蛋白的降解

Fg在凝血酶的作用下分别从Aα链和Bβ链裂解成纤维蛋白肽A和纤维蛋白肽B,形成Fb-Ⅰ和Fb-Ⅱ,即可溶性纤维蛋白单体。纤溶酶裂解Fb-Ⅰ的Bβ链形成Bβ 1-42 产物,裂解Aα链最终形成A、B、C、H、X′、Y′、D、E′。纤溶酶裂解Fb-Ⅱ的Bβ链形成Bβ 15-42 产物,然后裂解Aα链最终形成A、B、C、H、X′、Y′、D、E′。

3.交联纤维蛋白的降解

交联纤维蛋白在纤溶酶作用下裂解形成X′、Y′、D、E′和D-二聚体(D-dimer,D-D)。

参考文献

许文荣,王建中. 2011. 临床血液学检验[M]. 5 版. 北京:人民卫生出版社:315.

朱大年.2008. 生理学[M].7 版. 北京:人民卫生出版社:62.

CESARMAN-MAUS G,HAJJAR K A.2005.Molecular mechanisms of fibrinolysis[J].Br J Haematol,129(3):307-21.

CHAPIN J C,HAJJAR K A. 2015. Fibrinolysis and the control of blood coagulation[J].Blood Rev,29(1):17-24.

LONGSTAFF C,THELWELL C,WILLIAMS S C,et al.2011.The interplay between tissue plasminogen activator domains and fibrin structures in the regulation of fibrinolysis:kinetic and microscopic studies [J].Blood,117(2):661-668.

SANG Y,ROEST M,LAAT D B,et al.2021.Interplay between platelets and coagulation[J].Blood Rev,46:100733.

(编者:赖晓霏,王继超) mYBiVy8JcgpxMp7npH5jcTBBdNadEbg6dR8v2lA/EqVuwHvT+zgB1DUl1QgSiBqM

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