Гемостаз

  Гемостаз - это физиологический процесс, который останавливает кровотечение в месте повреждения, поддерживая нормальный кровоток в других местах кровообращения.   Кровопотеря прекращается путем образования "гемостатической пробки". Эндотелий в кровеносных сосудах сохраняет антикоагулянтную поверхность , которая служит для поддержания крови в жидком состоянии, но если кровеносный сосуд поврежден, компоненты субэндотелиального матрикса подвергаются воздействию крови. Некоторые из этих компонентов активируют два основных процесса гемостаза, чтобы инициировать образование тромба, состоящего в основном из тромбоцитов и фибрина. Этот процесс жестко регулируется таким образом, что он активируется в течение нескольких секунд после травмы, но должен оставаться локализованным в месте травмы. 

 Есть два основных компонента гемостаза. Первичный гемостаз относится к агрегации тромбоцитов и образованию "пробки" тромбоцитов. Тромбоциты активируются в многоплановом процессе , и в результате  "прилипают" к месту травмы и друг к другу, как бы "закупоривая" место травмы. Вторичный гемостаз относится к отложению нерастворимого фибрина, который генерируется протеолитическим каскадом коагуляции. Этот нерастворимый фибрин образует "сетку", которая входит в "пробку" тромбоцита и вокруг нее. Эта "сетка" служит для укрепления и стабилизации тромба. Эти два процесса происходят одновременно и механически связаны между собой. Путь фибринолиза также играет важную роль в гемостазе. Патологическое образование тромба, называемое тромбозом, или патологическое кровотечение может происходить всякий раз, когда этот процесс нарушается. Множество антикоагулянтных механизмов регулируют и контролируют эти системы, чтобы поддерживать текучесть крови при отсутствии травмы и генерировать сгусток, который пропорционален травме. Правильный баланс между прокоагулянтными системами и антикоагулянтными системами имеет решающее значение для правильного гемостаза и предотвращения патологического кровотечения или тромбоза.

Первичный гемостаз 

     Тромбоциты представляют собой небольшие фрагменты ядерных клеток, которые отрываются от мегакариоцитов, специализированных крупных полиплоидных клеток крови, происходящих  из костного мозга ( Shulze H., Shivdasani R., et.al., 2005). Тромбоциты присутствуют в количестве от 150 до 400 миллионов на миллилитр крови и циркулируют в течение примерно десяти дней ( Zucker - Franklin D. , 2000 ). В здоровом кровеносном сосуде и при нормальном кровотоке тромбоциты не прилипают к поверхности и не агрегируют друг с другом. Однако в случае травмы тромбоциты подвергаются воздействию субэндотелиального матрикса, и начинается адгезия и активация тромбоцитов. Несколько рецепторов на поверхности тромбоцитов участвуют в этих адгезивных взаимодействиях, и эти рецепторы являются мишенью для множества адгезивных белков. Подробные описания этих процессов доступны в ряде обзоров. 

     Рецептор GPIb-IX-V связывается с иммобилизованным фактором Виллебранда (VWF), в частности, посредством взаимодействия между GPIbα и доменом А1 VWF. VWF представляет собой большой мультимерный белок, секретируемый эндотелиальными клетками и мегакариоцитами, который всегда присутствует в растворимом состоянии в плазме, а также в иммобилизованном состоянии в субэндотелиальном матриксе ( Ruggeri Z., Mendolicchio G. , 2007). Однако,   растворимый VWF в кровотоке не связывается с высоким сродством к GPIbα . Взаимодействие с высокой аффинностью может зависеть от высокого напряжения, оказываемого проточной кровью на иммобилизованный VWF, независимо от того, иммобилизован ли этот VWF на субэндотелиальном матриксе или других активированных тромбоцитах . 

    Рецептор GPVI является конститутивно активным, но его лиганд является коллагеном, который присутствует в субэндотелиальном матриксе и, таким образом, подвергается воздействию крови только в случае повреждения. GPVI и GPIb-IX-V имеют решающее значение для адгезии тромбоцитов к субэндотелиальному матриксу в месте повреждения и для их последующей активации ( Nieswandt B., et.al., 2001). 

    Активация тромбоцитов имеет решающее значение для агрегации. В частности, интегрины, αIIbβ3, α2β1 и αvβ3 обычно присутствуют на поверхности тромбоцитов в неактивной форме, но активация тромбоцитов вызывает конформационный переход в этих рецепторах, который обнажает сайты связывания лиганда.  αIIbβ3, возможно, является наиболее важным из этих рецепторов, поскольку он присутствует при самой высокой плотности на поверхности тромбоцитов. Кроме того, αIIbβ3 связывается с несколькими лигандами, которые способствуют агрегации тромбоцитов. К ним относятся фибриноген, VWF, коллаген, фибронектин и витронектин . α2β1, αvβ3, α5β1 и α6β1 играют меньшую роль, связываясь в основном с коллагеном, витронектином, фибронектином или ламинином, соответственно , хотя для каждого из них также были определены другие лиганды. Все интегрины содержатся в неактивном состоянии на покоящихся тромбоцитах. 

    Активация обратной связи близлежащих тромбоцитов, окружающих новый участок повреждения, имеет решающее значение для дальнейшей агрегации и распространения "пробки" тромбоцитов. Эта активация в основном опосредована агонистами, высвобождаемыми самими активированными тромбоцитами, действующими на рецепторы, связанные с G-белком. ADP высвобождается из плотных гранул тромбоцитов и связывается с рецепторами P2Y 1 и P2Y 12 . Тромбоксан A 2 синтезируется de novo активированными тромбоцитами и в основном связывается с рецептором тромбоксана и, в меньшей степени, с другими простаноидными рецепторами локально на тромбоцитах ( Hanasaki K, Arita H., 1988). Серотонин также выделяется из плотных гранул и способствует активации тромбоцитов.

      Другим критическим механизмом активации тромбоцитов, который связывает вторичный гемостаз с функцией тромбоцитов, является активация тромбином. Тромбин является терминальной сериновой протеазой каскада коагуляции . Тромбин расщепляет 2 протеазоактивированных рецептора (PAR) на тромбоцитах человека, PAR1 и PAR4. Это также рецепторы, связанные с G-белком, и расщепление тромбином обнажает новый N-конец, который служит в качестве связанного лиганда для активации рецептора . Все эти рецепторы инициируют клеточные сигнальные пути, когда они лигируются, что приводит к секреции гранул тромбоцитов, активации интегрина и ремоделированию цитоскелета тромбоцитов. 

    Таким образом, в общем, адгезия тромбоцитов инициируется связыванием GPIbα с иммобилизованным VWF и связыванием GPVI с коллагеном, который подвергается воздействию крови вследствие повреждения эндотелия. Эти тромбоциты и другие локальные тромбоциты затем активируются, и адгезия и агрегация усиливаются и расширяются посредством тромбоцитарных связей между αIIbβ3, связанным с фибриногеном, VWF, фибронектином или витронектином, а также между αvβ3, связанным с витронектином или тромбоспондином, с α5β1-фибронектином и dзаимодействия α6β1-ламинина, возможно, pltcm также играют роль. Кроме того, адгезия к субэндотелиальному коллагену усиливается за счет взаимодействия интегрина α2β1 и коллагена. Эта "пробка" тромбоцитов также стабилизируется осаждением нерастворимого фибрина, генерируемого каскадом коагуляции.

Вторичный гемостаз 

 Вторичный гемостаз состоит из каскада коагуляции сериновых протеаз, который завершается расщеплением растворимого фибриногена тромбином . Расщепление тромбина приводит к образованию нерастворимого фибрина, который образует сшитую фибриновую сетку в месте повреждения. Генерирование фибрина происходит одновременно с агрегацией тромбоцитов . В интактных и здоровых кровеносных сосудах этот каскад не активирован, и некоторые антикоагулянтные механизмы препятствуют его активации. К ним относится наличие протеогликанов тромбомодулина и гепарансульфата на эндотелии сосудов. Тромбомодулин является кофактором тромбина, который превращает его из прокоагулянта в антикоагулянт, стимулируя активацию антикоагулянта сериновой протеазы C . Гепарансульфатные протеогликаны стимулируют активацию антитромбина ингибитора сериновой протеазы (или серпина), который инактивирует тромбин и фактор Ха. 

  Когда сосудистая система повреждена, кровь подвергается воздействию внесосудистых тканей, которые богаты тканевым фактором (TF), кофактором для фактора сериновой протеазы VIIa .  Комплекс TF и ​​фактора VIIa активирует фактор X и фактор IX. Этот путь активации исторически называют внешним путем коагуляции. Фактор IXa также активирует фактор X в присутствии его фактора кофактора VIIIa. Фактор Ха, также в присутствии его фактора кофактора Va, затем активирует протромбин для генерации тромбина ( Dahlback , 2000 ).  

   Тромбин является центральной сериновой протеазой в каскаде коагуляции и выполняет несколько критических реакций . Тромбин критически расщепляет фибриноген с образованием нерастворимого фибрина. Тромбин активирует тромбоциты путем расщепления PAR1 и PAR4 . Тромбин также отвечает за активацию коагуляции с положительной обратной связью, которая имеет решающее значение для распространения сгустка. Тромбин активирует фактор XI, который затем активирует фактор IX, а тромбин активирует кофакторы VIII и V . Исторически этот процесс  называлось внутренним путем коагуляции, но более уместно думать о нем как о петле положительной обратной связи. 

   Обновленная клеточная модель гемостаза фокусируется на важном факте, что эти реакции контролируются их локализацией на разных клеточных поверхностях. Коагуляция инициируется кофактором TF (внешний путь), который представляет собой трансмембранный белок, присутствующий в фибробластах и ​​других внесосудистых тканях. Генерируемый здесь фактор Ха образует протромбиназный комплекс на этих поверхностях, достаточный для образования лишь небольшого количества тромбина. Затем происходит амплификация и распространение коагуляции через петлю положительной обратной связи на поверхности тромбоцитов, которые активируются вблизи места повреждения этим следовым тромбином и прилипанием к внеклеточному матриксу. Таким образом, активные коагуляционные комплексы этой петли положительной обратной связи образуются на поверхности активированных тромбоцитов. 

   В конечном итоге тромбин также играет важную роль в регуляции каскада коагуляции, связываясь с тромбомодулином на эндотелиальных клетках и затем активируя белок C (APC) . Антикоагулянтная система с активированным белком С важна для подавления каскада коагуляции. APC расщепляет и инактивирует прокоагулянтные кофакторы VIIIa и Va. Эта реакция также требует кофактора, белка S.  Кроме того, фактор V обеспечивает антикоагулянтную функцию в качестве кофактора для APC / белка S при инактивации фактора VIIIa и фактора Va . Эти комплексы между протеазами и кофакторами (прокоагулянт и антикоагулянт) образуются на отрицательно заряженных мембранных поверхностях, которые обеспечиваются активированными тромбоцитами . Эта локализация каскадных реакций коагуляции имеет решающее значение для ограничения коагуляции в месте повреждения.

  Каскад коагуляции также подавляется за счет инактивации всех сериновых протеаз ингибиторами сериновых протеаз. Большинство из этих ингибиторов входят в семейство ингибиторов серпина . Антитромбин, пожалуй, самый важный из них . Антитромбин ингибирует тромбин и фактор Ха, а также фактор IXa и фактор XIa в присутствии гепарина или гепарансульфата . Другие серпины, которые играют роль в коагуляции, включают кофактор гепарина II (ингибитор тромбина), ингибитор протеин Z-зависимой протеазы (ингибитор фактора Ха), ингибитор белка С (ингибитор АРС) и ингибитор C1 (ингибитор фактора XIa) . Два не-серпиновых ингибитора, ингибитор пути тканевого фактора и альфа-2-макроглобулин, также играют важную роль, ингибируя фактор Ха и тромбин соответственно ( Broze G., et.al., 1988).  

Литература

• Broze GJ, Jr, Warren LA, Novotny WF, Higuchi DA, Girard JJ, Miletich JP. The lipoprotein-associated coagulation inhibitor that inhibits the factor VII-tissue factor complex also inhibits factor Xa: insight into its possible mechanism of action. Blood. 1988;71:335–343
• Dahlback B. Blood coagulation. Lancet. 2000;355:1627–1632
• Hanasaki K, Arita H. Characterization of thromboxane A2/prostaglandin H2 (TXA2/PGH2) receptors of rat platelets and their interaction with TXA2/PGH2 receptor antagonists. Biochem Pharmacol. 1988;37:3923–3929
• Nieswandt B, Brakebusch C, Bergmeier W, Schulte V, Bouvard D, Mokhtari-Nejad R, Lindhout T, Heemskerk JW, Zirngibl H, Fassler R. Glycoprotein VI but not alpha2beta1 integrin is essential for platelet interaction with collagen. EMBO J. 2001;20:2120–2130
• Ruggeri ZM, Mendolicchio GL. Adhesion mechanisms in platelet function. Circ Res. 2007;100:1673–1685. 
• Schulze H, Shivdasani RA. Mechanisms of thrombopoiesis. J Thromb Haemost. 2005;3:1717–1724.
• Zucker-Franklin D. Megakaryocyte and platelet structure. In: Hoffman R, Benz EJ, Shattil SJ, Furie B, Silberstein LE, McGlave P, editors. Hematology Basic Principles and Practice. 3. Churchill Livingstone; New York: 2000. pp. 1730–1740