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老生常谈,再话凝血。凝血系统的的三大调节机制,一下子清晰了很多。
之前分别针对凝血瀑布,抗凝系统和纤溶系统,写过一些文章,有很多欠缺之处,但也获得了一些朋友的关注。
这次,再次尝试把多个系统整合,通过一篇文章,重点讲述,凝血系统的调节机制。
希望讲解完毕后,大家能理解下方这张图。
开始之前,再次了解一下,机体的止血过程以及凝血瀑布理论。
当血管损伤后,最初由血小板通过粘附,聚集,释放,形成一个初级止血血栓。但是,这种血小板血栓,并不是很稳定。需要通过启动凝血系统,生成更强的血凝块来实现充分止血。血小板会为凝血因子的级联反应,提供表面积。
1.血小板粘附:内皮损伤后,循环中的vWF 与内皮下胶原结合,血小板再通过GPⅠb /Ⅸ/Ⅴ受体与vWF 结合,形成血小板-vWF-GPIb/Ⅸ/Ⅴ复合物,这种初步的粘附导致血小板激活。
2.血小板聚集:激活的血小板 GPⅡb /Ⅲa受体表达增加,与vWF及胶原结合形成稳固粘附。活化的血小板变形、伸展,脱颗粒,诱导其他的血小板聚集,各个血小板通过其GPⅡb /Ⅲa受体与纤维蛋白原桥梁结合而形成血小板微聚体。
3.血小板释放:血小板被激活后,会释放大量的活性物质进一步活化其周围的血小板并导致聚集,同时也能促进血管收缩
简化的凝血瀑布理论,更清晰。
血液凝固是指由凝血因子按一定顺序相继激活而生成凝血酶,最终使可溶性纤维蛋白原转为不可溶纤维蛋白的过程。可分为凝血酶原酶复合物(FXa-FVa-Ca2+磷脂复合物)的形成、凝血酶的激活、纤维蛋白的生成三个基本步骤。
传统的凝血理论认为,体内有2条凝血途径,可以启动凝血过程。分别是内源性途径和外源性途径,最终,可到达一个共同通路,实现凝血酶的活化。
内源性凝血途径:当血管内皮受损后,血液与带负电荷的暴露胶原接触时,首先是FXII结合到异物表面,并被激活为FXIIa。FXIIa 的主要功能是激活FXI成为FXIa,从而启动内源性凝血途径。此外,FXIIa还能通过激活前激肽释放酶为激肽释放酶而正反馈地促进FXIIa的形成。从FXII结合于异物表面到FXIa的形成的过程称为表面激活。表面激活还需要高分子量激肽原的参与,它作为辅因子可加速表面激活过程。
表面激活所生成的FXIa在Ca²+存在的情况下可激活FIX生成FXIa。FIXa 在Ca²+的作用下与FVIIIa在活化的血小板提供的膜磷脂表面结合成复合物,即内源性途径因子x酶复合物(tenasecom-plex),可进一步激活FX生成FXa,在此过程中,FVIIIa作为辅因子,可使FIXa对FX的激活速度提高20万倍。FVIII或FIX的缺陷可引起血友病,表现出严重的凝血障碍。在正常情况下,血浆中FVII与vWF以非共价形式结合成复合物,该复合物可避免FVIII被活化的蛋白C降解,提高其稳定性。vWF缺陷时血浆FVIII水平降低。vWF的缺陷可引起血管性血友病,FVIII活化为FVIIIa后就从vWF上释放出来。
外源性凝血途径:由来自于血液之外的组织因子( tise fctor,TF)暴露于血液而启动的凝血过程,称为外源性凝血途径( etinsic pathway) ,又称组织因子途径( ise factor pathway)。组织因子是一种跨膜糖蛋白,存在于大多数组织细胞。在生理情况下,直接与循环血液接触的血细胞和内皮细胞不表达组织因子。但约有0. 5%的FVII处于活化状态(FVIIa)。当血管损伤时,暴鎔出组织因子,后者与FVIIa和Ca²+相结合而形成FVIIa-组织因子复合物。FVIIa-组织因子复合物(即外源性途径因子X酶复合物)可催化两个重要的反应:①激活FX生成FXa。在此过程中,组织因子既是FVII和FVIIa的受体,使FVIIa-组织因子复合物定位于损伤部位;组织因子又是辅因子,它能使FVIIa激活FX的效力增加1000倍。生成的FXa又能反过来激活FVII ,进而激活更多FX ,形成外源性凝血途径的正反馈效应。②激活FIX生成FIXa。FIXa 除能与FVIIIa结合而激活FX外,也能正反馈激活FVII。因此,通过FVIIa-组织因子复合物的形成,使内源性凝血途径和外源性凝血途径相互联系,相互促进,共同完成凝血过程。此外,在组织因子的辅助下,FVIIa也能自身激活FVII为FVIIa。须指出的是,在病理状态下,细菌内毒素、补体C5a、免疫复合物、肿瘤坏死因子等均可刺激血管内皮细胞和单核细胞表达组织因子,从而启动凝血过程,引起弥散性血管内凝血( dsminaned itavascular cagulain,DIC)。
共同途径:由内源性和外源性凝血途径所生成的FXa,在Ca²+存在的情况下可与FVa在磷脂膜表面形成FXa-FVa-Ca²+磷脂复合物,即凝血酶原酶复合物,进而激活凝血酶原,凝血酶(F2a)被激活,它可以将F1(纤维蛋白原)激活成纤维蛋白,而F13,可以促进纤维蛋白织网,让血凝块更稳定。凝血酶原在凝血酶原酶复合物的作用下激活成为凝血酶。凝血酶原酶复合物中的FVa为辅因子,可使FXa激活凝血酶原的速度提高10000倍。凝血酶具有多种功能:①使纤维蛋白原(四聚体)从N端脱下四段小肽,即两个A肽和两个B肽,转变为纤维蛋白单体;②激活FXIII ,生成FXIIIa。在Ca²+的作用下,FXIIIa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凝块,完成凝血过程;③激活FV、FVIII和FXI ,形成凝血过程中的正反馈机制;④使血小板活化。在未激活的血小板,带负电荷的磷脂(如磷脂酰丝氨酸等)存在于膜的内表面。当血小板活化后,带负电荷的磷脂翻转到外表面,为因子X酶复合物和凝血酶原酶复合物的形成提供有效的磷脂表面,也可加速凝血。
活化的血小板,可通过表面的GPIIb/IIIa 受体,与纤维蛋白原相互作用,形成更加牢固的血栓。
需要注意一些特殊的因子。如,
凝血因子包含12个,编号到从F1到F13,但是没有F6。
F4是钙离子,多个环节都参与,其他因子都是蛋白。
F5和F8都是辅助增强因子。F5-F10形成复合物;F8-F9形成复合物,总是在一起。
还包括激肽系统的2个因子, 即激肽释放酶原(PK)和高分子量激肽原(HMWK)。
熟悉了基础凝血瀑布理论后,我们开始讲解凝血系统的调节机制。当凝血因子发生级联反应时,机体存在很多的调节机制,或正向增强,或负性减弱,或对抗凝血,或降解血凝块,从而保证机体的凝血系统处于平衡,稳定的状态。
凝血的调节系统,主要包含三大块,分别为凝血瀑布的自身调节,抗凝系统和纤溶系统。
一、凝血瀑布的自身调节
凝血瀑布本身,存在凝血正性和负性调节机制,主要机理如下,
1,凝血酶的调节作用
凝血酶对凝血通路存在“正反馈“和“负反馈”两方面的调节作用。
A.  反馈增强
通过激活血小板,提供为磷脂表面积
反馈激活F12因子。
直接激活F11因子
激活辅助因子F5,F8
凝血酶也可以激活F13为F13a,促进纤维蛋白织网。
B.  反馈抑制
凝血酶和内皮细胞表面的凝血酶调节蛋白(TM)形成复合物(T-TM ),将PC 转变为活化蛋白C(APC)灭活F5a和F8a因子,并增强纤溶活性,限制活化凝血因子FXa与血小板结合、增强纤维蛋白溶解、增加抗凝血酶与凝血酶结合而加强抗凝
2.激肽系统的正反馈调节
在F12a激活后,存在一个激肽系统的正反馈,促进更多的F12活化。
二、抗凝系统
主要存在细胞抗凝和体液抗凝两种途径。
1,细胞抗凝
主要指体内单核-巨噬细胞系统和肝细胞等对进入血流的促凝物质和被激活的凝血因子进行吞噬、清除或摄取、灭活,使它们失去活性,以维持血液的相对稳定性。
此外,管腔表面少量的蛋白多糖,也使正常的内皮具有抗凝特性(如硫酸肝素)
2. 体液抗凝
是体内重要的抗凝系统,其中主要包括,抗凝血酶(AT)、蛋白C系统和组织因子途径抑制物(TFPI)三大关键系统。
还有一些抗凝蛋白,如α2- 巨球蛋白(α2-M)、α1- 抗胰蛋白酶(α1- AT),作用较弱,机制暂不明。
2.1  抗凝血酶
抗凝血酶(AT)由肝和血管内皮细胞产生,能与内源性途径产生的蛋白酶如凝血酶和凝血因子活性中心的丝氨酸残基结合而抑制其活性。AT是肝素依赖的丝氨酸蛋白酶抑制物,在缺乏肝素的情况下,抗凝血酶的直接抗凝作用慢而弱,但它与肝素结合后,其抗凝作用可增强2000倍。AT具备2个结合位点,一个与肝素结合,另一个与上述酶结合。在肝素的介导下,形成抗凝血酶-肝素复合物,能抑制F2a、F7a、F9a、F10a、F12a以及纤溶酶、胰蛋白酶和激肽释放酶等,这种抗凝作用占体内总抗凝血作用的70%。肝素是一种酸性黏多糖,主要由肥大细胞和嗜碱性粒细胞产生,存在于大多数组织中,在肝、肺和心肌组织中更为丰富。肝素在体内和体外都具有抗凝作用,它作为辅因子作用于AT的赖氨酸残基从而大大增强AT的抗凝活性。但正常情况下,循环血浆中几乎无肝素存在,抗凝血酶主要通过与内皮细胞表面的硫酸乙酰肝素结合而增强血管内皮的抗凝功能。
2.2  蛋白C系统
主要包含蛋白C(PC)、蛋白S(PS)和蛋白Z (PZ ),是一组由肝细胞合成的依赖维生素K 的抗凝蛋白,以酶原的形式存在于血浆中,当凝血酶离开损伤部位而与正常血管内皮细胞上的凝血酶调节蛋白结合后,可激活蛋白质C,这一过程在EPCR辅助下完成。蛋白C系统包括蛋白C(PC)、凝血酶调节蛋白(TM)、蛋白S( PS)和内皮细胞蛋白C受体( EPCR)。PC、PS由肝脏产生,TM和EPCR由内皮细胞产生并表达,血浆中的蛋白质S是活化蛋白质C的辅因子,APC在蛋白S的协同下,发挥抗凝作用,主要表现在裂解因子Va、Ⅷa,抑制因子Xa与血小板膜磷脂的结合,APC可水解灭活FVIIIa和FVa,抑制FX和凝血酶原的激活,有助于避免凝血过程向周围正常血管部位扩展。因此,凝血酶调节蛋白是将凝血酶从促凝物转变为抗凝物的转换分子。此外,活化的蛋白质C还有促进纤维蛋白溶解的作用,蛋白质C基因的缺陷者发生静脉血栓的危险性增高。
当凝血酶生成后,凝血酶和表达于内皮细胞表面的凝血酶调节蛋白(TM)形成复合物(T-TM ),使PC 转变为活化蛋白C(APC )灭活F5a和F8a因子,并增强纤溶活性。
蛋白S(PS)辅助协同APC的作用
APC 也有一个抑制物,叫活化蛋白C 抑制物(APC I)。
蛋白Z(PZ) ,与一个依赖蛋白Z 的蛋白酶抑制物(ZPI)结合,可进一步与F10a形成一个复合物(F10a-ZPI-PZ复合物),从而灭活F10a。
当蛋白C、蛋白S活性降低或缺乏;或者V因子变异时(Leiden 病,V因子变异,使得V因子不能被蛋白C灭活)使血栓形成危险性增高,临床可表现为反复的血栓栓塞事件,可称之为“易栓症”。
2.3  组织因子途径抑制物(TFPI)
组织因子途径抑制物( tssue factor pathway inhibitor,TFPI)是一种糖蛋白,其分子量为34000,主要由血管内皮细胞产生,是外源性凝血途径的特异性抑制物。目前认为,TFPI是体内主要的生理性抗凝物质,TFPI 虽能与FXa和FVIIa-组织因子复合物结合而抑制其活性,但它只有结合FXa后才能结合FVIIa-组织因子复合物而抑制其活性。因此,TFPI并不阻断组织因子对外源性凝血途径的启动,待到生成一定数量的FXa后才负反馈地抑制外源性凝血途径。
三、纤溶系统
纤溶系统,是一系列蛋白酶催化的连锁反应,与凝血系统保持动态平衡关系。
通过纤溶系统,机体可防止过多的血栓形成,或使已经形成的血栓溶解,对体内血液保持液体状态与管道畅通起着重要的作用。病理状态下,纤溶系统可被过度激活,从而造成纤溶亢进,存在出血倾向。
纤溶系统的组成,可以简单归纳为:
纤溶系统三条激活途径
1)内激性活途径,主要指的是激肽系统和F12a的激活作用;是继发性纤溶亢进的理论基础(因为高凝状态,而导致纤溶功能增强)
2)外激性活途径,主要指外伤,组织损伤时,经过u-PA和 t-PA激活纤溶酶原的作用;是原发性纤溶亢进的理论基础。
3)外源性药物激活途径,主要指的是溶栓药物,如尿激酶(UK),阿替普酶(rt-PA),是溶栓药物作用的理论基础。
一个“核心”
纤溶酶原(PLG,无活性状态)和 纤溶酶(PL,有活性)。
一系列“抑制物”
主要包括:纤溶酶原激活物抑制剂-1,2,3(PAI-1,PAI-2,PAI-3)、α2-抗纤溶酶(α2-AP)、α2- 巨球蛋白(α2-MG)、凝血酶激活的纤溶抑制剂(TAFI)。此外,其他抑制机制,还包括活化补体-1抑制物,抑制激肽系统对内激活途径的激活。PAI-3,也称蛋白C抑制物(PCI),是一种肝脏合成的单链糖蛋白,主要抑制活化蛋白C(APC)和双链u-PA。
一堆碎片儿
纤溶酶,能够在3个层面上,分别对纤维蛋白原、可溶性纤维蛋白单体、交联纤维蛋白进行降解, 分别生成一堆降解“碎片儿”,统称纤维蛋白(原)降解产物(FDPs)。
其中,D-dimer是交联纤维蛋白降解产物,它的增高,提示机体有高凝,血栓生成。
总体来说,凝血系统,还是非常复杂的,想记住其中的每一种环节,每一个因子和蛋白,还是很有难度的。只有通过不断的记忆,才能更好地掌握凝血系统的知识。
最后,为了帮助大家能充分理解记忆,给大家分享国外专家讲解凝血系统的一份学习资料,非常的详尽,清晰,希望帮助到大家。
后期看点
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