Біологія. Довідник школяра та абітурієнта

Система згортання крові

Згортання (коагуляція) крові є проявом захисної реакції організму — гемостазу, спрямованої на збереження об’єму циркулюючих рідин тіла: крові, лімфи, зокрема на запобігання крововтратам.

В інтанктному організмі ссавців і людини фактори згортання крові містяться в неактивному стані. Ці фактори за рішенням міжнародного комітету позначають римськими цифрами у порядку хронології їх відкриття.

Схематично вони можуть бути подані у такому вигляді:

фактор І (фібриноген) — великомолекулярний білок плазми; під час згортання крові фібриноген із стану золя переходить у гель — твердий фібрин, що становить сутність згортання.

фактор II (протромбін) — глікопротеїн, неактивний фермент, який перетворюється в активний фермент — тромбін. Протромбін синтезується клітинами печінки за участю вітаміну К. Тромбін взаємодіє з фібриногеном, у результаті чого утворюється фібрин.

фактор III (тромбопластин) — фосфоліпід, який входить до складу мембран усіх клітин організму, активує протромбін.

фактор IV (йони Са²⁺; Кальцій) — учасник усіх процесів активації ферментів.

фактори V і VI (проакцелерин й акцелерин Ас) — глобулін є прискорювачем (акцелератором) перетворення тромбопластину.

фактор VII (проконвертин) — утворюється у печінці за участі вітаміну К; подібний з фактором І, приймає участь в утворенні тромбопластину.

фактор VIII (антигемофільний глобулін А) — приймає участь в утворенні кров’яної протромбокінази. Його генетичний дефіцит є причиною гемофілії, проявляється частими й тривалими кровотечами.

фактор IX (антигемофільний глобулін В) — необхідний у першій фазі гемокоагуляції, приймає участь в утворенні тромбопластину; за генетичної недостачі спостерігають гемофілію.

фактор X (фактор Стюарта-Продера) — входить до складу тканинної та кров’яної протромбіназ.

фактор XI (плазмовий попередник тромбопластину) — його нестача також є причиною гемофілії.

фактор XII (фактор Хагемана) — його активність виникає під час стикання з чужорідною поверхнею. Звідси друга назва — контактний фактор. Він є активатором фактора XI.

фактор XIII (фібриностабілізуючий) — він бере участь в утворенні остаточного або нерозчинного фібрину.

Крім перерахованих, у тромбоцитах є ще 12 факторів, які називають тромбоцитарними й нумерують арабськими цифрами. З них найбільш важливими є:

фактор 3 — тромбоцитарний тромбопластин, який вивільняється після руйнування тромбоцитів;

фактор 4 — антигепариновий, що прискорює процес гемокоагуляції;

фактор 5 — згортальний; визначає адгезію та агрегацію тромбоцитів;

фактор 10 — судиннозвужувальний, що являє собою серотонін;

фактор 11 — фактор агрегації, який забезпечує скупчення тромбоцитів у пошкодженій судині.

Ряд подібних ферментів локалізується в еритроцитах і тканинах. Усі фактори об’єднані у складну згортальну систему, їх взаємодія відбувається у певній послідовності. Еритроцити й лейкоцити у процесі гемостазу затримуються у фібриновій сітці, сприяючи утворенню кров’яного згустку та збільшенню його маси. Участь тромбоцитів у цьому процесі визначається вмістом у них власних та адсорбованих факторів згортання крові, біологічних активних речовин, а також адгезією та агрегацією.

Механізм активації системи згортання крові

Стикання з чужорідною поверхнею служить пусковим механізмом для активації системи згортання крові. Величина пошкодження судин, а також ступінь участі окремих факторів визначають два основних механізми гемостазу: судинно-тромбоцитарний і коагуляційний.

Судинно-тромбоцитарний механізм гемостазу в зупинці руху крові опирається на провідну роль судинної стінки й тромбоцитів. Цей механізм характерний для гемостазу в дрібних судинах з низьким током крові — артеріолах, прекапілярах, венулах. Він складається з ряду послідовних етапів:

• 1) короткочасний спазм судин, що виникає під впливом вивільненого з тромбоцитів адреналіну, норадреналіну, серотоніну;
• 2) адгезія тромбоцитів до раневої поверхні, яка відбувається через зміну потенціалу стінки судини: у місці пошкодження негативний заряд змінюється на позитивний. У результаті тромбоцити крові, які несуть на своїй поверхні негативний заряд, починають затримуватись біля травмованої ділянки;
• 3) накопичення й скупчення (агрегація) тромбоцитів біля місця пошкодження. Цьому сприяє виділення пошкодженою стінкою судини та поверхнею тромбоцитів біологічно активних речовин типу АТФ і АДФ. У результаті утворюється пухкий тромбоцитарний корок, через який може проходити плазма крові;
• 4) незворотна агрегація тромбоцитів. На цій стадії тромбоцити зливаються в одноманітну масу, утворюючи корок, непроникний для плазми крові. Реакція відбувається під впливом тромбіну, який руйнує мембрану тромбоцитів, що, у свою чергу, веде до виходу із тромбоцитів фізіологічно активних речовин і серотоніну, гістаміну, нуклеотидів, ферментів і факторів згортання крові. Їх виділення сприяє вторинному спазму судин. Фактор 3 за посередністю тромбоцитарної протромбінази запускає механізм коагуляційного гемостазу;
• 5) ретракція тромбоцитарного тромбу. Фібринові нитки та наступна ретракція кров’яного згустку, ущільнює тромбоцитарний корок, закріплюючи його у пошкодженій судині. Все це призводить до зупинки кровотечі. У дрібних судинах гемостаз на цьому закінчується. Тромбоцитарний тромб є неміцним, не витримує великого тиску крові й вимивається. Для його утворення включається ще один — ферментативний коагуляційний механізм.

Коагуляційний механізм. Цей механізм має місце під час травми великих судин, коли починається процес ферментативного згортання крові.

Коагуляційний процес протікає у формі трьох послідовних фаз.

• Перша фаза. Відбувається утворення активного або повного тромбопластину (фактора IIІ). Воно здійснюється шляхом взаємодії попередників зі специфічними білками плазми. Попередники тромбопластину містяться у ферментах елементів крові та тканинах. У залежності від джерела тромбопластин буває кров’яним і тканинним. Процес утворення активного тромбопластину є складною послідовністю подій. Він протікає у декілька стадій і вимагає обов’язкової участі плазмових і тканинних факторів, таких як фактори V, VI, VIII, IX, X, XI, Са²⁺.

Виникнення кров’яного тромбопластину починається з активованої особливої речовини плазми фактора Хагемана (XII фактора). У крові він міститься в неактивному стані через наявність у плазмі, що перешкоджають його активації, антифактора.

Під час стикання з шорсткою поверхнею пошкодженої судини антифактор руйнується, що дає змогу фактору XII вийти з-під його контролю та активуватися. Одночасно з цим на цій же шорсткій поверхні активується друга речовина — фактор XI (попередник плазмового тромбопластину). Вважають, що фактор XI, взаємодіючи з активованим фактором XII, утворює так званий контактний фактор. Контактний фактор у свою чергу, активує фактор VIII (антигемофільний — глобулін А). Останній взаємодіє з фактором IX (антигемофільним глобуліном В, або фактором Крістмаса), а також з Са²⁺. Фактори VIII, IX, йони Кальцію (фактор IV) утворюють кальцієвий комплекс. Під дією цього комплексу відбувається склеювання та набухання кров’яних пластинок. Із цих гранул виділяється тромбоцитарний фактор 3. Цей фактор разом з кальцієвим комплексом і контактним фактором утворюють проміжний продукт, який взаємодіє з фактором V (Ас-глобуліном) і фактором X (тромботропіном).

Механізм згортання крові

Отже, утворення кров’яного тромбопластину є результатом взаємодії факторів плазми і фактора 3 кров’яних пластинок. Тканинний тромбопластин значно активніший, ніж кров’яний. Його виникнення є результатом взаємодії тканинних рідин з факторами V, VII, X, Са²⁺.

Таким чином, перша фаза згортання крові з участю ферментативних механізмів закінчується утворенням кров’яного й тканинного тромбопластинів.

• Друга фаза являє собою активацію неактивного фермента плазми протромбіну (фактор II і його перехід в активний фактор тромбін).

Цей процес здійснюється під дією утвореного у першій фазі «повного» тромбопластину. У перетворенні протромбіну у тромбін беруть участь фактории V, VI, VII, Са²⁺, а також фактори 1 і 2 тромбоцитів.

• Третя фаза. Відбувається утворення нерозчинного згустку ниток фібрину й розчиненого згустку ниток фібрину та розчиненого у плазмі білка фібриногену (фактор І). Процес перетворення йде під впливом тромбіну з участю Са²⁺ і факторів кров’яних пластинок за два етапи. На першому, ферментативно-протеолітичному етапі від фібриногену під впливом тромбіну відбувається відщеплення пептидів. Підсумком цієї реакції є утворення проміжного продукту профібрину — фібрин-мономеру. На другому, полімеризаційному, етапі молекули фібрин-мономера взаємодіють між собою, утворюючи нерозчинний згусток фібрину. Полімеризація здійснюється у присутності йонів Са²⁺ і XIII фактору (фібринстабілізувального). У фібринову сітку залучаються формені елементи крові, формується кров’яний згусток, який зменшує або повністю запобігає крововтратам. Утворення згустку фібрину не є кінцевим етапом згортання крові. Через деякий час у результаті скорочення ниток фібрину тромб починає ущільнюватись, з нього видаляється сироватка. Цей процес називають реактракцією згустку. Він відбувається за участі тромбоцитів і Са²⁺. Завдяки рестрикції тромб щільніше закорковує пошкоджену судину й зближує краї рани. Одночасно з рефракцією тромбу (згустку), хоч і з меншою швидкістю, починається поступове ферментативне розщеплення утвореного фібрину — фібриноліз. Це розщеплення відбувається під впливом фібринолізину (плазміну). У звичайних умовах фібринолізин міститься у плазмі крові в неактивному стані у формі профібринолізину. Під впливом природних активаторів плазми він перетворюється в активний фермент — фібринолізин. Вивільнений фібринолізин розриває пептидні зв’язки фібрину, в результаті чого фібрин розчиняється. Активатори профібринолізину виникають у плазмі особливо після посиленої м’язової роботи, емоцій. Вони також з’являються після смерті організму, в результаті чого через декілька годин кров стає рідкою.

Порушення гемостазу відбувається за недостачі або відсутності хоча б одного фактора або тромбоцитів. Прикладом такого стану може служити відоме спадкове захворювання — гемофілія. Вона трапляється виключно у чоловіків, хоча її передають жінки. Гемофілія проявляється частими й тривалими кровотечами, які виникають у результаті зниженої здатності крові до згортання. Захворювання зумовлено дефіцитом або фактора VIII, або фактора IX, які тому і називаються антигемофільними. Аналогічні захворювання трапляються у домашніх і господарсько корисних тварин. Хворіють і передають хворобу самки і самці. Захворювання може виникнути також у результаті годування тварин конюшиною, яка містить специфічну речовину дикумарин.

Протизгортальні механізми

Кров в організмі перебуває у рідкому стані, хоча в ній містяться всі необхідні компоненти для згортання. Це пояснюється тим, що в людини існують спеціальні протизгортальні механізми, включно з цілою низкою речовин. До них відносять антитромбопластини, який є інгібітором фактора XII та інгібітором перетворення прототромбіну в тромбін. З останніх найбільш активним є гепарин. Він утворюється у тучних клітинах тканин і базофілах крові. Багато гепарину є у печінці, м’язах, легенях. Гепарин володіє багатогранною дією, гальмує перетворення протромбіну в тромбін, перешкоджає творенню тромбопластину, пригнічує процес утворення фібрину. До цієї групи входять інгібітор фактора X. Крім того, у крові є речовини, які руйнують тромбін — антитромбіни. Вони адсорбують на своїй поверхні утворений тромбін, сприяють виникненню комплексів з гепарином, блокують активність і прискорюють розпад тромбіну.

Загалом протизгортальний механізм може бути коротко представлений у наступному вигляді. За невеликих концентраціях тромбіну у крові відбувається його інактивація антитромбінами і гепарином плазми, поглинання клітинами мононуклеарної фагоцитарної системи. За швидкого наростання концентрації тромбіну в крові цих механізмів вже недостатньо для попередження загрози тромбоутворення і тоді включається наступна, більш складна — нейрогуморальна — протизгортальна система. Підвищений рівень тромбіну сприймається хеморецепторами судинного русла й передається структурами довгастого мозку. У результаті в кров рефлекторно викидається гепарин й активатор фібринолітичного процесу. Згортальна й протизгортальна системи перебувають в організмі у постійному взаємозв’язку та взаємодії, в результаті чого кров у судинному руслі перебуває в рідкому стані.

Регуляція згортання крові

Регуляція згортання крові здійснюється шляхом нейрогуморальних механізмів. Збудження симпатичної нервової системи, які виникають під час стресових ситуацій, страху, болях, а також підвищеної секреції адреналіну мозковим шаром наднирників різко прискорює згортання крові, викликаючи стан гіперкоагулемії. У випадку фізичного пошкодження організм підготовлюється до більш швидкого тромбоутворення. Основна роль у цьому механізмі належить адреналіну й норадреналіну. Викинутий у русло крові адреналін запускає ряд тканинних і плазмових реакцій. Це, по-перше, вивільнення із судинної стінки тромбопластину, який швидко перетворюється у крові в протромбіназу; по-друге, активація у крові фактора Хагемана, який впливає на утворення кров’яної протромбінази; по-третє, стимуляція появи у крові тканинних ліпаз, які розщеплюють жири і цим самим збільшують кількість жирних кислот та посилюють їх тромбопластичну активність; по-четверте, активація вивільнення фосфоліпідів із еритроцитів й інших формених елементів крові. Сукупність цих реакцій призводить у підсумку до витрати факторів згортання крові, тому з припиненням дії подразника активується протизгортальна система, дія якої спрямована на сповільнення згортання крові — гіпокоагуляцію.

У цей же час спостерігають посилення фібринолізу, що призводить до розщеплення надлишку фібрину. Процес згортання крові може регулюватися умовно-рефлекторно через автономну нервову систему та ендокринні залози. Шляхом багаторазового поєднання умовного подразника (напр., метроному) з больовим виробляється умовний рефлекс на метроном. Після цього включення лише одного метроному буде викликати коагуляцію. Процес умовно-рефлекторної гіперкоагуляції теж відбувається у дві фази: рефлекторну та умовно-рефлекторну. На початковому етапі імпульси з ЦНС поступають до кровотворних органів і кров’яних депо, що супроводжуються різким виходом тромбоцитів з печінки, селезінки, шкіри та активацією плазмових факторів. У результаті відбувається швидке утворення тромбопластину. Потім включаються гуморальні механізми. Вони підтримують і продовжують активацію загортальної системи й одночасно знижують дію протизгортальної системи. Значення умовно-рефлекторної гіперкоагуляції полягає у підготовці організму до захисту від крововтрат.