Гемостаз и свертывание крови

Гемостаз (лат. haema — кровь, stasis — остановка) — это механизмы, останавливающие кровотечения, а также направленные на сохранение крови в сосудах в жидком состоянии, препятствующие кровоточивости и восстанавливающие кровоток в том случае, если просвет сосуда окажется закупоренным тромбом.

Чтобы двигаться по сосудам и выполнять свои основные функции, кровь должна быть жидкой. Но одновременно кровь должна обладать и способностью свертываться, чтобы не произошло ее потери из поврежденного сосуда: при травмах и родах, при усиленном функционировании скелетных мышц и других органов (микротравмы капилляров). Динамическое единство свертывающей и противосвертывающей систем крови составляет сущность гемостаза.

Время свертывания крови является видовым признаком: кровь лошади свертывается через 10… 14 мин после взятия, крупного рогатого скота — через 6…8 мин. Время свертывания крови может изменяться в ту или иную сторону. В одних случаях это имеет приспособительное значение, а в других может быть причиной серьезных расстройств. При пониженной способности крови к свертыванию возникают кровотечения, при повышенной — наоборот, кровь свертывается внутри сосудов, закупоривая их тромбом.

Остановка кровотечения происходит в три этапа:

образование микроциркуляционного, или тромбоцитарного, тромба;

свертывание крови, или гемокоагуляция;

ретракция (уплотнение) кровяного сгустка и фибринолиз (его растворение).

Образование микроциркуляционного тромба. Микроциркуляционный тромб образуется в мелких кровеносных сосудах с низким кровяным давлением и медленным течением крови. При травме таких сосудов или же при изменении свойств внутренней поверхности сосудов (шероховатости, изъязвлении, потере электрического заряда) сначала возникает рефлекторный спазм сосуда, в результате чего уменьшается приток крови к поврежденному участку.

Затем к внутренней поверхности сосуда подходят тромбоциты — кровяные пластинки. Они распластываются на этом участке, вытягивают навстречу друг другу отростки и образуют тромбоцитарную массу (тромб) из слипшихся, потерявших электрические заряды тромбоцитов. Тромбоцитарный тромб вначале рыхлый, потом он уплотняется и закрывает дефект сосуда. Склеивание, слипание тромбоцитов называется адгезией, а образование тромбоцитарной массы — агрегацией. В процессах адгезии и агрегации участвуют биологически активные вещества, выделяющиеся из тромбоцитов и из стенок кровеносных сосудов, а также поступающие сюда с кровью. Это — адреналин, норадреналин, серотонин и др.

Микроциркуляционный гемостаз вполне достаточен для предотвращения кровотечения из мелких сосудов. Но при повреждении более крупных сосудов, в которых кровяное давление более высокое, тромбоцитарная масса быстро вымывается током крови, и тогда начинается новый этап гемостаза — свертывание. В результате свертывания образуется плотный кровяной сгусток, основу которого составляют волокна фибрина — свернувшегося белка плазмы крови. Фибриновый тромб уже надежно защищает сосуд от кровотечения.

Свертывание крови, или гемокоагуляция. Свертывание крови завершается образованием фибринового тромба и представляет собой сложный ферментативный каскадный процесс. Первую научно обоснованную теорию свертывания крови, лежащую в основе современной теории гемокоагуляции, сформулировал профессор Юрьевского, ныне Тартуского, университета А. А. Шмидт (1861), а затем ее дополнил чешский ученый Моравиц (1905). Наибольшее число открытий, связанных со свертыванием крови, было сделано в годы Первой и Второй мировых войн, когда потребности военно-полевой хирургии вызывали необходимость более детального изучения механизмов остановки кровотечений и поисков средств борьбы с кровопотерями.

Сущность процессов свертывания крови заключается в выпадении в осадок фибриногена — белка, содержащегося в плазме крови. Выпавший в осадок фибриноген называется фибрином.

Кровь свертывается в случаях, если ее взять у животного в пробирку или какой-либо другой сосуд, или в самом организме при травме, изменении свойств эндотелия сосудов.

Гемокоагуляция представляет собой сложный комплекс ферментативных реакций, в котором принимают участие вещества, находящиеся в плазме крови, в форменных элементах крови и в эндотел иоцитах. Эти вещества называются факторами свертывания крови. Изучен химический состав и свойства 13 факторов, находящихся в плазме крови и сосудистой стенке, и 13 факторов, содержащихся в тромбоцитах. Факторы свертывания крови эритроцитов и лейкоцитов менее изучены.

По современной номенклатуре вещества (факторы), находящиеся в плазме крови или выделяющиеся из сосудистых стенок, обозначают римскими цифрами от I до XIII, а тромбоцитарные факторы — арабскими цифрами тоже от 1 до 13. По старой (традиционной) номенклатуре факторы свертывания крови называют по их химическому составу, по их свойствам, или же по имени пациентов, с которыми связано их открытие (табл. 3.1).

3.1. Плазменные факторы свертывания крови.

Вещества, участвующие в свертывании крови, образуются постоянно и всегда присутствуют в крови, но в неактивном состоянии. При отсутствии хотя бы одного из факторов кровь теряет способность свертываться. Причин для этого существует много. Иногда это генетические заболевания (гемофилия), передающиеся по наследству. Кроме людей гемофилия встречается у лошадей, собак, свиней. Кровь не свертывается при уменьшении в плазме количества ионов кальция, при заболеваниях печени.

В биосинтезе многих факторов свертывания крови участвует витамин К (антигеморрагический витамин). Поэтому авитаминоз К сопровождается кровоизлияниями. В некоторых кормах может содержаться дикумарин — антагонист витамина К, поэтому отравление этим веществом также сопровождается несвертываемостью крови. Дикумарин используют для борьбы с грызунами, вводя его в приманку. После поедания такой отравы крысы погибают от множественных внутренних кровоизлияний.

Свертывание крови протекает в три фазы с образованием соответственно протромбиназы, тромбина и фибрина.

Первая фаза. Протромбиназа — это комплекс веществ, обладающих ферментативной активностью. Образование протромбиназы может идти двумя путями — внутренним и внешним. Внутренняя активация факторов идет за счет веществ, присутствующих в плазме и в форменных элементах крови: фактор Хагемана (XII), фактор Розенталя (XI), антигемофильные глобулины, А и В (VIII, IX), ионы кальция (IV), глобулин-акцелерин (VIII, VI).

Внутренняя система образования протромбиназы инициирует свертывание крови без внешнего повреждения стенок сосудов. Активатором в этом случае являются поврежденные мембраны тромбоцитов: тромбоциты после адгезии и агрегации на измененной сосудистой стенке разрушаются. Активный ферментный комплекс, образующийся за счет факторов, находящихся внутри сосуда, называется кровяной протромбиназой. Он образуется в течение 5… 10 мин.

Процесс начинается с активации фактора Хагемана (XII) и подобно цепной реакции охватывает другие факторы. Фактор Хагемана называют контактным фактором, так как после активации он не уносится потоком крови, а остается на поврежденной поверхности.

Внешний путь активации ферментов начинается с повреждения сосудов, когда из разрушенных эпителиальных клеток выделяется тканевой тромбопластин (III). Он взаимодействует с белком проконвертином (VII), глобулином-акцелерином (V, VI), фактором Стюарта — Прауэра (X) и ионами кальция. При этом активаторами являются элементы разрушенных стенок кровеносного сосуда — коллагеновые волокна, фосфолипиды мембран и др. Образовавшийся ферментный комплекс называется тканевой протромбиназой. Он образуется быстрее, чем кровяная протромбиназа, — за 5… 10 с.

Итак, первая фаза свертывания крови заканчивается образованием протромбиназы — активного ферментного комплекса.

Вторая фаза свертывания крови заключается в том, что под влиянием протромбиназы и в присутствии ряда плазменных факторов (ионы кальция, проконвертин, фактор Стюарта — Прауэра) происходит активация нового участника гемокоагуляции — протромбина. Протромбин — неактивный фермент, под воздействием протромбиназы переходит в активную форму — тромбин. Этот процесс происходит всего за 1…5 с.

Обнаружено, что небольшое количество протромбина постоянно активируется и превращается в тромбин, но в нормальных условиях концентрация тромбина недостаточна для того, чтобы вызвать свертывание крови.

Протромбин синтезируется в печени и находится в крови в довольно высокой концентрации. В 10мл крови его содержится такое количество, которого достаточно, чтобы свернулась вся кровь в организме — вот такой «резерв». Однако накопления его в крови не происходит: причины этого будут рассмотрены дальше.

Третья фаза свертывания крови происходит при участии тромбина. Активный тромбин вызывает выпадение в осадок фибриногена — белка, постоянно находящегося в плазме крови.

Как и протромбин, фибриноген непрерывно синтезируется в печени и поступает в кровь; его концентрация в среднем составляет.

2…4 г/л. Часть фибриногена из крови через стенки капилляров выходит в межклеточную жидкость и по лимфатическим сосудам возвращается в кровь, поэтому лимфа, как и кровь, обладает способностью свертываться. В сосудистом эпителии какое-то количество фибриногена распадается до полипептидов и аминокислот.

Поскольку в организме постоянно образуется некоторое количество тромбина, то небольшая часть фибриногена может перейти в нерастворимое состояние — фибрин. Отметим, что это происходит не в случае свертывания крови, а в обычных условиях. Образующийся фибрин покрывает нежным тонким слоем внутреннюю поверхность кровеносных сосудов, а также все узкие каналы организма — слезные протоки, молочные канальцы, желчевыводящие пути, семенной канатик и др. Слой фибрина улучшает проницаемость капилляров. Кроме того, фибрин адсорбирует излишки тромбина и других факторов свертывания, препятствуя свертыванию крови.

Фибрин вначале появляется в виде нежных тонких беловатых волокон (нитей). В петлях волокон застревают форменные элементы крови, поэтому сгусток крови приобретает из-за эритроцитов красный цвет. Затем нити фибрина уплотняются, из фибринамономера образуется фибрин-полимер, сгусток крови становится более плотным и прочным.

Образование фибринового тромба заканчивает третью фазу свертывания крови, и далее начинается послефаза, или, как чаще говорят, третий этап гемостаза.

Третий этап гемостаза включает два процесса — ретракцию кровяного сгустка и его растворение — фибринолиз.

Ретракция, или сокращение и уплотнение фибринового тромба, сопровождается выделением из него сыворотки крови — прозрачной жидкости желтого цвета. По составу сыворотка подобна плазме, но в ней нет фибриногена и ряда других факторов свертывания крови, поэтому она не может свертываться. В ретракции кровяного сгустка участвуют ферменты тромбоцитов (например, тромбостенин).

Биологическое значение ретракции сгустка крови заключается в том, что сгусток становится, во-первых, более прочным и непроницаемым для крови, а во-вторых, он стягивает края поврежденного сосуда, способствуя регенерации.

Фибринолиз — это процесс ферментативного растворения фибрина. Распадается до аминокислот фибрин, отложившийся в естественных условиях на внутренней поверхности сосудов, в межклеточном пространстве, в каналах и мелких протоках органов, а также составляющий основу кровяного сгустка. В результате фибринолиза происходит рассасывание мелких тромбов, а в более крупных тромбах — образование каналов, по которым может восстановиться движение крови; это явление называется канализацией тромба.

Фермент, растворяющий фибрин, называется плазмином. У здорового животного в крови находится его неактивная форма — плазминоген. Плазминоген синтезируется в печени, костном мозге, в почках. Наиболее низкая концентрация его в крови плодов и новорожденных. При беременности уровень плазминогена в крови повышается.

В организме существует большое количество веществ, являющихся активаторами плазминогена, под их воздействием плазминоген превращается в плазмин. Одним из активаторов является фактор Хагемана, играющий ключевую роль в свертывании крови. Выработка активаторов плазминогена усиливается под влиянием различных стимулов — адреналина, никотиновой кислоты, при физических и психических нагрузках, то есть в тех случаях, когда повышается свертываемость крови. Активаторы плазминогена обычно адсорбируются, как и сам плазминоген, в слое фибрина, покрывающего интиму сосудов.

Кроме активаторов в крови имеются и ингибиторы, или антиплазмины, — вещества, блокирующие или разрушающие плазмин, а также антиактиваторы плазминогена — вещества, тормозящие активацию плазминогена. В совокупности плазминоген вместе со своими активаторами и ингибиторами составляет фибринолитическую систему крови.

Таким образом, мы рассмотрели основные механизмы гемостаза — механизмы, благодаря которым кровь находится в кровеносных сосудах в жидком состоянии, в случае необходимости может свертываться и затем за счет фибринолиза вызывать восстановление кровотока.

Почему кровь не свертывается в кровеносных сосудах? Причин несколько.

• 1. Вещества, участвующие в свертывании крови, находятся в неактивном состоянии. Хотя небольшое количество фибрина в естественных условиях и образуется, но фибринолитическая система уравновешивает этот процесс и препятствует превышению его физиологического порога в крови.
• 2. Внутренняя поверхность кровеносных сосудов гладкая, имеет отрицательный электрический заряд, как и форменные элементы крови. Поэтому тромбоциты не прилипают к стенкам сосудов и не разрушаются. Постоянное движение крови приводит к тому, что форменные элементы распределяются ближе к оси сосудов, а вдоль стенок струится плазма крови — это тоже предохраняет тромбоциты от разрушения. При резком замедлении или остановке движения крови вероятность ее свертывания повышается.
• 3. Клетки кровеносных сосудов продуцируют тканевые гормоны — простагландины. Простагландины препятствуют агрегации тромбоцитов, а если тромбоцитарная пробка уже образовалась, то простагландины ограничивают ее распространение на другие участки сосуда.
• 4. В крови присутствуют естественные антикоагулянты, то есть вещества, препятствующие свертыванию крови. Одни из них — антитромбопластины — задерживают образование протромбиназы, другие — антитромбины — блокируют образование тромбина.

Примером таких веществ служит гепарин, который тормозит свертывание крови во всех трех фазах, то есть обладает широким спектром действия. Гепарин синтезируется в базофилах крови и в тучных клетках, находящихся в различных тканях. Много гепарина содержится в печени (это объясняет его название), в легких, в селезенке. В крови его уровень в 2—4 раза больше, чем необходимо, то есть имеется его резерв. Вспомним, что и протромбина — предшественника тромбина — в крови тоже избыток.

Фармакологический препарат гепарина получают либо из печени животных (на мясокомбинатах), либо синтетическим путем. В медицине и ветеринарии его используют для хранения жидкой крови (чтобы она не свернулась в пробирке), при катетеризации кровеносных сосудов. Гепарин применяют также для лечения целой группы заболеваний, сопровождающихся кровоточивостью и повышенной способностью крови к свертыванию, для профилактики внутрисосудистого тромбообразования и рассасывания свежих рыхлых сгустков крови.

Регуляция свертывания крови. Как уже было сказано, время свертывания крови является видовым признаком животных. Однако в ряде случаев это время изменяется. Если время свертывания крови увеличивается — говорят о замедлении свертывания, если укорачивается — об ускорении.

Давно известно, что у доноров, а также у людей перед операцией время свертывания крови уменьшается с 8…10 до З…4мин. Сходная реакция отмечена у студентов перед сдачей трудного экзамена. У животных при болевых раздражениях, как и у людей, также возрастает свертывающая способность крови. Поскольку во всех этих случаях повышается активность симпатической нервной системы и увеличивается выброс в кровь адреналина, то ранее полагали, что симпатический отдел нервной системы ускоряет свертываемость крови.

Однако затем оказалось, что ускорение свертывания крови происходит и при возбуждении парасимпатической нервной системы, и при введении в кровь ацетилхолина. Это позволило сделать заключение о том, что в процессе эволюции выработалась одна реакция на все воздействия — ускорение свертывания крови. Эта реакция имеет защитно-приспособительный характер, она подготавливает организм к более быстрому образованию сгустка крови при угрозе травмы.

При действии на организм любых чрезвычайных раздражителей происходит рефлекторный выброс в кровь из стенок кровеносных сосудов большого количества факторов свертывания и повышается содержание тромбина.

Большую роль в ускорении свертывания крови играет адреналин. При повышении содержания адреналина в крови из стенок кровеносных сосудов выделяется тромбопластин, который быстро превращается в кровяную протромбиназу. Адреналин также освобождает фосфолипиды из форменных элементов крови, активирует фактор Хагемана. Активация адреналином тканевых липаз приводит к расщеплению жиров и поступлению в кровь жирных кислот, обладающих тромбопластической активностью.

Важно отметить, что у здоровых людей и животных при всех случаях ускорения свертывания крови одновременно увеличивается активность фибринолитической системы, что предупреждает коагуляцию и образование тромбов, когда в этом нет необходимости, и способствует растворению уже образовавшегося фибрина.

Через некоторое время после ускорения свертывания крови наступает замедление. Это проявляется в удлинении времени образования сгустка крови. Считается, что уменьшение свертываемости крови является вторичным явлением, оно обусловлено израсходованием факторов свертывающей системы крови. Например, во время продолжительных родов или операций есть реальная угроза полной потери коагулирующих свойств крови.

Таким образом, в организме в диалектическом единстве существуют как свертывающие, так и противосвертывающие механизмы. К свертывающим механизмам относят все факторы, принимающие участие в свертывании крови, — плазменные, тромбоцитарные, сосудистые и др.

Противосвертываюшая система включает две системы:

всегда находящиеся в крови естественные антикоагулянты — антитромбопластины, антитромбины, плазминоген и другие вещества, взаимодействующие с постоянно образующимся тромбином;

рефлекторная, включающаяся при образовании большого количества тромбина. В кровеносных сосудах имеются рецепторы, чувствительные к повышенному уровню тромбина. Возбуждение этих рецепторов приводит к выделению в кровь антикоагулянтов и активаторов фибринолитической системы.

В здоровом организме в условиях физиологического покоя мощность свертывающей и противосвертывающей систем уравновешена таким образом, что кровь остается жидкой, но в чрезвычайных ситуациях активность обеих систем возрастает и равновесие устанавливается на новом уровне. Регулирует эти процессы ЦНС и ее ведущий отдел — кора больших полушарий головного мозга.