Система гемостаза – это совокупность функционально-морфологических и биохимических механизмов, обеспечивающих остановку кровотечения и, вместе с тем, поддерживающих кровь в жидком состоянии.

Значение системы гемостаза для сохранения жизнеспособности организма определяется тем, что она препятствует выведению крови из циркуляторного русла и тем самым способствует обеспечению нормального кровоснабжения органов, сохранению необходимого объема циркулирующей крови.

Механизмы гемостаза

Принято различать два механизма гемостаза:

• сосудисто-тромбоцитарный – первичный, или микроциркуляторный;

• коагуляционный – вторичный, или макроциркуляторный (процесс свертывания крови и фибринолиза).

Звенья гемостаза

Реализуется гемостаз в основном тремя взаимодействующими между собой функционально-структурными компонентами (звеньями):

• стенками кровеносных сосудов (эндотелием),

• клетками крови (преимущественно тромбоцитами),

• плазменными ферментными системами.

Каждое из звеньев гемостаза имеет элементы системы, способствующие образованию сгустка (коагулянты, точнее - прокоагулянты) и препятствующие этому процессу (антисвертывающие и фибринолитические факторы).

ФАКТОРЫ СВЕРТЫВАНИЯ КРОВИ (прокоагулянты)

Образованию фибринового тромба предшествует каскад протеолитических реакций, приводящий к активации фермента тромбина, который и превращает фибриноген в фибрин. Все белки, участвующие в свёртывании крови, называют факторами свёртывания. Они синтезируются в основном в печени и клетках крови в виде неактивных предшественников, обозначаются римскими цифрами, но имеют и тривиальные названия. Большинство этих белков активируется в каскаде ферментативных реакций свёртывания крови. Для обозначения активированного фактора к этим цифрам добавляется буква «а».

Таблица 1. Основные функции и содержание в плазме крови факторов свёртывания крови

Фактор	Тривиальное название	Содержание в плазме крови, г/л	Функции
1	2	3	4
I/ Ia	Фибриноген/ Фибрин	2-4	Растворимый белок-предшественник фибрина/ Образует фибриновый гель
II/ IIа	Протромбин/тромбин	0,1	Профермент/фермент - протеаза, превращающая фибриноген в фибрин и активирующая факторы V, VII, VIII, XIII, С
III	Тканевый фактор		Белок-активатор мембранного комплекса VIIa-ТФ-Са^2+
IV	Са^2+	0,9-1,2 ммоль/л	Опосредует взаимодействие ферментов прокоагулянтного пути с фосфатидилсерином
V/ Va	Проакцелерин/ Акцелерин	0,01	Предшественник/белок-активатор мембранного комплекса Xa-Va-Ca^2+
VII/VIIa	Проконвертин/Конвертин	0,005	Профермент/ Протеаза, активирующая факторы X и IX
VIII/ VIIIa	Неактивный/активный антигемофильный фактор А	0,01-0,02	Предшественник/белок-активатор мембранного комплекса IXa-VIIIa-Ca ^2+
IX/ IXa	Неактивный/активный антигемофильный фактор В (фактор Кристмаса)	0,003	Профермент/ Протеаза, активирующая фактор X
X/ Xа	Неактивный/активный фактор Стюарта-Прауэра	0,01	Профермент/ Протеаза, активирующая фактор II
XI/ XIа	Неактивный/активный плазменный предшественник тромбопластина	0,005	Профермент контактного пути свёртывания крови/ Протеаза, активирующая фактор IX
XII/ XIIа	Неактивный/активный фактор Хагемана	0,03	Профермент контактного пути свёртывания крови/ Протеаза, активирующая фактор XI, прекалликреин, плазминоген
XIII/ ХШа	Неактивная/активная трансглутамидаза (фибринстабилизирующий фактор)	0,01-0,02	Профермент/фермент, катализирует образование связей между молекулами фибрина
	Калликреин	0,05	Протеаза, активирующая фактор XII, плазминоген
	ВМК	0,06	Белок-активатор контактного пути свёртывания крови

Фазы гемостаза:

1) Сокращение поврежденного кровеносного сосуда.

2) Образование рыхлой тромбоцитарной пробки (белый тромб). К месту повреждения прикрепляются тромбоциты, которые наслаиваятся друг на друга. Белый тромб непрочный и закупоривает только небольшой кровеносный сосуд.

3) Формирование красного тромба. Растворимый белок плазмы крови фибриноген превращается в нерастворимый белок фибрин, который откладывается между тромбоцитами, и формируется прочный фибриновый тромб. Такой тромб содержит эритроциты и поэтому называется красным тромбом. Красные тромбы формируются в области замедленного кровотока при отсутствии повреждений в стенке сосудов или на измененной стенки сосудов. Инициация образования сгустка в ответ на повреждение идет по внешнему пути (прокоагулянтный) с участием фактора Х (протеолиз на участке арг-изолей) совместно с фактором УП, который быстро включается после повреждения (см. ниже). Прокоагулянтный путь свертывания крови занимает центральное место в свёртывании крови (рис. 4). При повреждении сосуда "включается" каскадный механизм активации ферментов с последовательным образованием трёх связанных с фосфолипидами клеточной мембраны ферментных комплексов. Каждый комплекс состоит из протеолитического фермента, белка-активатора и ионов Са²⁺: VIIa-TO-Ca²⁺, IXa-VIIIa-Са²⁺ (теназа), Xa-Va-Са²⁺ (протромбиназа) (рис. 4). Комплекс Xa-Va-Са²⁺ (протромбиназный комплекс) активирует протромбин (фактор II). Каскад ферментативных реакций завершается образованием мономеров фибрина и последующим формированием тромба.

В активации ферментов каскада выделяют три основных механизма: частичный протеолиз, взаимодействие с белками-активаторами и взаимодействие с модифицированными клеточными мембранами.

При отсутствии повреждения стенки сосуда инициация формирования сгустка происходит по внутреннему пути (контактный). Он начинается с взаимодействия профермента фактора XII с повреждённой эндотелиальной поверхностью.

Этот механизм медленный. Он начинается с взаимодействия прекаллекреина, кининогена, факторов ХП и Х1 на активирующей поверхности (на коллагене). Фактор Х1_а активирует фактор 1Х, который в свою очередь активирует с участием ионов кальция фактор Х. Скорость активации в 100 раз увеличивается в присутствии фактора УШ.

4) Частичное или полное растворение сгустка.

Механизм образования фибринового тромба

Фактор I – фибриноген- гликопротеин с молекулярной массой 340 кД, синтезируется в печени и клетках ретикулоэндотелиальной системы (в костном мозге, селезенке, лимфатических узлах и т. д.). В легких под действием особого фермента – фибриногеназы или фибринодеструктазы – происходит разрушение фибриногена. Содержание фибриногена в плазме 2 – 4 г/л. Под влиянием тромбина фибриноген превращается в фибрин, который образует сетчатую основу тромба, закупоривающего поврежденный сосуд. Молекула фибриногена состоит из шести полипептидных цепей, которые связаны друг с другом дисульфидными связями. Состав полипептидных цепей молекулы фибриногена обозначают Аα₂, Вβ₂, γ₂ Заглавные буквы соответствуют тем участкам, которые отщепляются под действием тромбина при превращении фибриногена в фибрин. Фрагменты А в цепях Аα и В в цепях Вβ на N-концах богаты аспартатом и глутаматом, что формирует сильный отрицательный заряд и препятствует их агрегации молекул фибриногена. В структуре фибриногена выделяют три глобулярных домена: Д (на каждом конце молекулы) и Е (в середине). Домены отделены друг от друга участками полипептидных цепей, имеющими стержнеобразную конфигурацию. Из центрального домена E выступают N-концевые фрагменты А и В цепей Аα и Вβ (рис.1)

Рис. 1. Строение фибриногена (по Северину Е.С.)

Этапы образования фибринового тромба:

1. Превращение фибриногена в мономер фибрина. Сначала молекулы фибриногена освобождаются от отрицательно заряженных фрагментов А и В, в результате чего образуются мономеры фибрина. Превращение фибриногена (фактор I) в фибрин (фактор 1а) катализирует фермент тромбин (фактор Па), образующийся из фактораII – протромбина. Протромбин синтезируется в печени при участии витамина K. Уровень протромбина, или его функциональная полноценность, снижается при эндогенной или экзогенной недостаточности витамина K, когда образуется неполноценный протромбин. Скорость свертывания крови нарушается лишь при концентрации протромбина ниже 40% от нормы. Под действием тромбопластина и ионов кальция, а также при участии факторов V и Xа (активированного фактора X), объединяемых общим термином «протромбиназа», протромбин превращается в тромбин.

В каждой молекуле фибриногена тромбин гидролизует четыре пептидные связи аргинилглицил, две из которых соединяют фрагменты А с α-цепью,

Мономер фибрина, образующийся из фибриногена, имеет состав (α, β, γ)₂.

2.Образование нерастворимого геля фибрина. В результате частичного протеолиза в домене E открываются центры связывания с доменами D. Домен D является носителем постоянных центров агрегации. Первичная агрегация молекул фибрина происходит в результате взаимодействия центров связывания домена E одной молекулы с комплементарными им участками на доменах D других молекул.Между доменами молекул фибрина-мономера образуются нековалентные связи. При "самосборке" геля фибрина сначала образуются двунитчатые протофибриллы, в которых молекулы фибрина смещены друг относительно друга на 1/2 длины. После достижения протофибриллами определённой критической длины начинается их латеральная ассоциация, ведущая к образованию толстых фибриновых волокон. Образовавшийся гель фибрина непрочен.

3.Стабилизация геля фибрина происходит путем образования амидных связей между остатками лизина одной молекулы фибрина и остатками глутамина другой молекулы гель фибрина стабилизируется с участием фермента - трансглутамидазы (фактор ХIIIа). Фактор XIII активируется частичным протеолизом под действием тромбина. Фермент образует амидные связи еще между фибрином и фибронектином - гликопротеином межклеточного матрикса и плазмы крови. В результате тромб фиксируется в месте повреждения сосуда.

Рис. 2. Образование амидной связи между молекулами фибрина (по Северину Е.С.)

Рис. 3. Образование геля фибрина (по Северину Е.С.)

4. Ретракция фибринового сгустка. Сжатие (ретракцию) геля обеспечивает актомиозин тромбоцитов - сократительный белок тромбостенин, обладающий АТФ-азной активностью. Тромбостенин участвует также в активации и агрегации тромбоцитов. Ретракция кровяного сгустка предупреждает полную закупорку сосудов, создавая возможность восстановления кровотока.

Особенности формирования ферментных комплексов на мембранах:

1) Все проферменты прокоагулянтного пути (II, VII, IX, X) содержат остатки у-карбоксиглутаминовой кислоты, образующиеся в результате посттрансляционой модификации этих белков в ЭР гепатоцитов. Реакции карбоксилирования остатков глутаминовой кислоты в проферментах прокоагулянтного пути (II, VII, IX и Х) катализирует карбоксилаза, коферментом которой служит восстановленная форма витамина К (нафтохинона) - дигидрохинон витамина К.

Остатки γ-карбоксиглутаминовой кислоты в факторах VIIa, IXa и Ха обеспечивают взаимодействие этих ферментов посредством Са²⁺ с отрицательно заряженными фосфолипидами клеточных мембран. В отсутствие ионов Са²⁺ кровь не свёртывается.

2) При связывании с белками-активаторами в результате конформационных изменений повышается активность ферментов комплекса. Тканевый фактор, фактор Va и фактор VIIIa имеют центры связывания с фосфолипидами мембран и ферментами VIIa, IXa и Ха, соответственно. При связывании с белками-активаторами в результате конформационных изменений активность этих ферментов повышается. Тканевый фактор (фактор III) представляет собой комплекс, состоящий из белка и фосфатидилсерина. Белковая часть тканевого фактора (апопротеин III) экспонирована на поверхности многих клеток (мозга, лёгких, печени, селезёнки и др.) и связана с фосфатидилсерином плазматических мембран.

Другие факторы свертывания крови

Фактор Виллебранда – антигеморрагический сосудистый фактор. Синтезируется эндотелием сосудов и мегакариоцитами, содержится в плазме и в тромбоцитах.

Фактор Виллебранда служит внутрисосудистым белком-носителем для фактора VIII. Связывание фактора Виллебранда с фактором VIII стабилизирует молекулу последнего, увеличивает период полураспада внутри сосуда и способствует его транспорту к месту повреждения. При повреждении стенки сосудов коллаген, базальная мембрана и миоциты субэндотелия взаимодействуют с тромбоцитами посредством фактора фон Виллебранда. Он, взаимодействуя с рецепторами тромбоцитов через инозитолфосфатную систему, приводит к повышению содержания Са²⁺ в цитоплазме тромбоцитов и образованию комплекса кальмодулин-4Са²⁺ - миозинкиназа. Фермент миозинкиназа в составе этого комплекса фосфорилирует сократительный белок миозин, который взаимодействует с актином с образованием актомиозина (тромбостенина). В результате этого тромбоциты приобретают шиповидносферическую форму, что облегчает их взаимодействие друг с другом и с поверхностью повреждённого эндотелия.

Фактор Флетчера – плазменный прекалликреин. Синтезируется в печени. Содержание фактора в плазме составляет около 0,05 г/л. Кровоточивость не возникает даже при очень глубоком дефиците фактора (менее 1%).

Участвует в активации факторов XII и IX, плазминогена, переводит кининоген в кинин.

Фактор Фитцджеральда – плазменный кининоген (фактор Фложека, фактор Вильямса). Синтезируется в печени. Содержание фактора в плазме составляет около 0,06 г/л. Кровоточивость не возникает даже при очень глубоком дефиците фактора (менее 1%).

Участвует в активации фактора XII и плазминогена.

ПЛАЗМЕННЫЕ АНТИКОАГУЛЯНТЫ

Плазменные антикоагулянты можно разделить на две большие группы – физиологические, определяемые в крови в нормальных (естественных) условиях и патологические, появляющиеся в крови при ряде патологий. Физиологические антикоагулянты, в свою очередь, делят на первичные (самостоятельно синтезируются в организме) и вторичные (образуются в процессе свертывания крови, фибринолиза и активации других протеолитических систем).

Роль плазменных антикоагулянтов в системе гемостаза состоит в том, что они ограничивают тромбообразование и тем самым способствуют сохранению жидкого состояния крови.