Классический коагуляционный каскад активации тромбина


Изучение процесса свертывания крови до настоящего времени происходит в основном т vitro в смоделированных условиях. Исследование взаимодействия плазменных белков гемостаза в отрыве от других компонентов привело к созданию так называемой «классической» теории коагуля- ционного каскада активации тромбина. В насто­ящее время эта теория пересмотрена с учетом вновь полученной информации о взаимодействии различных компонентов гемостаза. Однако базовые принципы изложенной ниже классической каскадной теории считаются верными до настоящего времени. Кроме того, знание классического каскада свертывания крови необходимо для пра- вильнон интерпретации результатов коагулоло- гических тестов.

Активация протромбина — многостадийный процесс, который происходит по механизму про- ферментно-ферментного преобразования. С одной стороны, это обеспечивает нарастание сигнала: активация одной молекулы предшествующего уровня в системе свертывания приводит к акти­вации от нескольких десятков до нескольких со­тен тысяч последующих молекул (рис. 36). С дру­гой стороны, многостадийность позволяет бо­лее гибко регулировать процесс.

В классическом каскаде свертывания крови выделяют 2 пути активации процесса:

•          Активация тканевым фактором (ТФ). Так как ТФ не относится к плазменным факторам и контактирует с кровью только при повреж дении сосуда, то активация с его участием обозначается как внешний путь свертывания.

•          Активация ф.ХП при контакте с отрицатель но заряженной поверхностью твердого тела, или контактная активация. Поскольку фак тор XII в норме присутствует в плазме, акти вация с его участием обозначается как внут-

Внутреннш путь

Контактная активация

Внешний путь

Рис. 36. Каскадный принцип усиления сигнала. Каждый предыдущий компонент системы свертывания активирует много последующих

, •’ Факгс р активации Xlla—■ Xll

1вмкпк

Х(аЧ^-Х1 IBMK

^ Внутренний |х путь Vlll

Фибриноген-

-♦■Фибрин

ренний путь свертывания (все факторы при­сутствуют в плазме в норме). Внешний и внутренний пути взаимодействуют между собой, а их разделение достаточно условно. Внешний и внутренний пути сходятся на факторе X. Последний со своим кофактором ф.Уа образует протромбиназу — ферментативный комплекс, который активирует протромбин с образованием тромбина. Образовавшийся тромбин поступает в ток крови и активирует фибриноген до фибрин-мо­номеров. Последние спонтанно соединяются, обра­зуя полимеры фибрина. Условно свертывание плаз­мы (крови) делится на 2 основные фазы: L) многоступенчатый этап, приводящий к акти вации протромбина и превращению его в ак тивный фермент — тромбин; 2) конечный этап, в котором под влиянием тром бина из фибриногена образуется фибрин. Схема коагуляционного каскада плазменно го гемостаза представлена на рис. 37.

Фосфол 1ПИД

Тромбоцитарный фактор 3

Vll-^

ТФ Vila

V \ "N

, S

Внешний путь

X

—— ^

У

у

Xa Va

 

 

 

 

Il

J

Общим путь

^ Фибрин- _ мономеры

Рис. 37. Каскад активации плазменного гемостаза

Внешний путь образования протромбиназы


Внешний путь образования протромбиназы короткий, что ведет к быстрому образованию тромбина.

При контакте ТФ и ф.УПа формируется комп­лекс, который активирует ф.Х. Фактор Xa при уча­стии фактора Va, в присутствии ионов Ca , на от­рицательно заряженной фосфолипидной поверхно­сти формирует протромбиназу. В настоящее время полагают, что внешний путь — основной физиоло­гический путь запуска процесса свертывания кро­ви. Подробно его значение будет описано в разделе «Современная теория свертывания крови».

Активность внешнего пути поддерживается за счет механизма положительной обратной свя-

Внутренний путь активации свертывания на­чинается с активации контактных факторов коа- гуляционного каскада: ф.ХП, прекалликреина и высокомолекулярного кининогена.

Факторы контактной активации — ф.ХП, пре- калликреин, высокомолекулярный кининоген, Cl-ингибитор — синтезируются в печени. Itt vitro эти белки участвуют в активации внутреннего каскада свертывания.

В лабораторных условиях активация проис­ходит на некоторых небиологических отрицатель­но заряженных поверхностях, например на стек­ле, каолине, кремнии, сульфате декстрана, а так­же в присутствии эллаговой кислоты. Имеются данные, что важным механизмом активации кон­тактных факторов является их взаимодействие с поверхностью, характеризующейся свойствами твердой фазы. В патологических условиях кон­тактная активация, вероятно, происходит на мем­бранах клеток крови и эндотелия, а также при контакте с коллагеном субэндотелия.

зи (рис. 38). Положительная обратная связь вклю­чается на нескольких этапах каскада свертывания. Наиболее существенными являются активация тромбином факторов VII и V.

Рис. 38. Внешний каскад свертывания крови. Начина­ется с контакта крови с тканевым фактором (ТФ), который, взаимодействуя с ф.УМа, образует комплекс, активирую­щий ф,Х, Усиление активности внешнего каскада сверты­вания крови обеспечивается 2 механизмами положитель­ной обратной связи

Схематично взаимодействие белков при контактной активации показано на рис. 39. Ви­димо, в «подходящих условиях» происходит аутоактивация и взаимоактивация ф.ХП, ПК до активных ферментов. Iti vitro активация контакт­ной системы приводит к активации ф.Х1, кото­рый в свою очередь активирует ф.1Х, образую­щий с ф.УШ теназный комплекс. Теназный ком­плекс (название комплекса происходит от анг­лийского слова teti — десять) активирует ф.Х, а далее процесс свертывания идет по уже описан­ному пути. Поскольку сборка теназного комп­лекса происходит на фосфолипидной поверхно­сти, для нее необходимо присутствие ионов каль­ция. Контактная фаза активации поддерживает­ся положительной обратной связью. Тромбин активирует ф. VTII и -XI.

■| Прекалликреин)

I Калликрейн]

I Xlla фактор 1»|сГ| \

активации, поверхность «твердого тела», отрицательный заряд идр

[_ АуТШИЭ ;

[Свертывание плазмы) (Активация фибринолйза)

Рис. 39. Контактная фаза активации плазменных фак­торов. Контакт с поверхностью твердого тела вызывает ак­тивацию фактора XII, который запускает каскад свертыва­ния плазмы, каскад активации фибринолиза, активацию калликреин-кининовой системы (положительная обратная связь) и активацию системы комплемента (отрицательная обратная связь)

Физиологическое значение контактной акти­вации, роль факторов контактной активации в процессе свертывания крови, физиологические активаторы и условия активации этих факторов в организме требуют дальнейшего изучения.

(Воспалительная реакция] 1 Брашкинин I

Факторы           ‘

Мономеры фибрина

Внутренний путь образования протромбиназы. Факторы контактной активации

контактной

Классическая теория свертывания крови ос­тавляла слишком много вопросов и противоре­чила клиническим данным. Например, с одной стороны, было неясно, какая поверхность в фи­зиологических условиях является активатором, с другой стороны, почему дефицит факторов внутреннего пути (ф.УШ, -IX, -XI) приводит к выраженной кровоточивости при нормальной активности факторов внешнего пути, а глубокий дефицит факторов контактной активации, как правило, не сопровождается геморрагическим синдромом. В современной каскадно-матричной теории гемостаза эти противоречия разрешены.

С современной точки зрения, контактная ак­тивация играет большую роль во взаимодействии системы свертывания крови с другими протеоли- тическими системами крови (фибринолитичес- кой, ангиотензин-рениновой, калликреин-кини- новой, системой комплемента и др.).

В настоящее время изучены следующие функ­ции белков контактной активации:

1.       Брадикинин стимулирует повышение внутри клеточной концентрации цАМФ и приводит к:

•          Вазодилатации и снижению артериально го давления.

•          Активации системы фибринолиза путем стимуляции секреции тканевого актива тора плазминогена.

•          Ингибированию активации тромбоцитов.

•          Стимуляции репарации и росту гладкомы- шечной ткани в поврежденных сосудах.

2.       Прямое ингибирование тромбин-индуциро- ванной активации тромбоцитов.

3.       Активация фибринолиза.

•          Непосредственная активация плазмино гена калликреином и ф.ХПа. Однако оба этих белка значительно менее активны, чем тканевой активатор и урокиназа.

•          Активация калликреином проурокиназы до активной сериновой протеазы — двух- цепочечной урокиназы.

4.       Блокада клеточной адгезии.

5.       Антиангиогенное действие.

6.       По-видимому, контактная активация играет важную роль в активации свертывания кро ви при взаимодействии крови с нефизиоло гическими поверхностями, в частности при установке искусственных протезов или искус ственных клапанов сердца.

Va фактор

Xa фактор

i

1

г

V фактор

Протромбин

I

Тромбин

\

Фибриноген

Внутренний путь образования протромбиназы (рис. 40) включает активирующее действие ф.ХПа на ф.Х1, который в свою очередь активирует ф.1Х. Поскольку значение контактной активации в про­цессе свертывания крови переосмыслено, физиоло­гическая роль ф.Х1 изучается. Видимо, в физиоло­гических условиях ф.Х1 в основном активируется тромбином. ф.Х1 довольно устойчив к инактива­ции ингибиторами и имеет длительный период по­лувыведения. Образовавшись в достаточном коли­честве, ф.Х1 увеличивает количество активного ф.1Х, за счет чего соответственно значительно воз­растает концентрация тромбина, который в свою очередь активирует по механизму положительной обратной связи ф.1Х. -VIII и -V. В то же время из­быток тромбина тормозит начало процесса фибри-

Vlll фактор

Мономеры фибрина

Рис. 40. Внутренний каскад активации плазменного ге­мостаза. Начинается с взаимной активации контактных факторов системы гемостаза, Фактор Xlla переводит фак­тор Xl в Xla. Фактор Xla активирует фактор IX. Все после­дующие этапы активации свертывания по внутреннему пути требуют ионов Ca2+ и зависят от присутствия фосфоли­пидов. Фактор IXa активирует фактор X, но эта реакция не очень эффективная. Однако появившийся тромбин ак­тивирует фактор VIII. Активный фактор Villa вместе с фак­тором IXa1 ионами Ca2+ и фосфолипидами очень эффек­тивно активирует фактор Xa1 Обратная связь поддержи­вает развитие процесса за счет активации тромбином ф. Vlll1 -IXn-V

нолиза за счет активируемого тромбином ингиби­тора фибринолиза (TAFI).

Ингибитор С1-компонента комплемента (Cl-ингибитор) является элементом системы контактной активации. Помимо комплемента, он ингибирует ф.ХПа (см. раздел «Ингибито­ры системы свертывания крови»).

Другим ингибитором процесса контактной активации в физиологических условиях является апротинин.

Рис. 41. Теназный и протромбиназный комплексы. Об­разование этих комплексов сопровождается резким уве­личением активации соответственно фактора X и протром­бина (фактор II)