В крови все факторы свертывания, за исключением VII, находятся в неактивном состоянии. Около 1–2 % фактора VII циркулируют в активном состоянии (VIIa), но со слабой ферментативной активностью: конформация не позволяет ему взаимодействовать с плазменными факторами, и он не реагирует с другими факторами системы свертывания крови. При повреждении сосуда и разрушении клеток нарушается поперечная асимметрия плазматических мембран (см. табл. 1) тромбоцитов и эндотелиоцитов, на их поверхности формируются отрицательно заряженные (тромбогенные) участки и экспонируется апопротеин III ТФ (см. табл. 1). ТФ и внутренняя поверхность клеточной мембраны становятся доступными для плазменных факторов коагуляционного гемостаза. На поверхности ТФ-несущих клеток в месте повреждения сосудистой стенки формируются комплексы «TФ-VII-Ca2+» и «TФ-VIIa-Ca2+» [3].

ТФ является аллостерическим катализатором фактора VII и при соединении с ним активирует его ферментативные свойства. Образовавшийся комплекс «ТФ-VIIa-Ca2+» в свою очередь активирует фактор VII, связанный с ТФ. Это приводит к быстрому накоплению на месте травмы сосуда высокой концентрации комплекса «ТФ-VIIa-Ca2+», играющего главную пусковую роль в каскаде реакций, приводящих к формированию фибринового тромба (рис. 1).  

Рис. 1. Схема развития стадии инициации

                 Fig. 1. Scheme of development of the initiation stage

Также комплекс «ТФ-VIIa-Ca2+» протеолитически расщепляет небольшое количество факторов Х и IX . Затем фактор IXa мигрирует с места образования к тромбоцитам, находящимся в зоне повреждения сосуда, и связывается с их мембраной. Фактор Xa остается на поверхности клеток, несущих ТФ и участвует в образовании двух ферментных комплексов «Xa-Va-Ca2+», «ТФ-VIIа-Ха -Ca2+» (см. рис. 1.).

Фактор Xa может диссоциировать от клеток, экспрессирующих ТФ, на мембраны отдаленных неповрежденных клеток. Однако на эндотелии постоянно присутствуют ингибиторы активных факторов коагуляции, в том числе ингибитор пути тканевого фактора (активирует ингибитор фибринолиза), которые ограничивают эффективность диффундировавшего фактора Xa и других факторов свертывания. IXa не является мишенью для ингибитора пути тканевого фактора TFPI (tissue factor pathway inhibitor) и, следовательно, может легче диффундировать к другим поверхностям клеток [1,2,3,4].

Процессы в эту стадию протекают на поверхности активированных тромбоцитов, имеющих специальные рецепторы для присоединения факторов свертывания.

Тромбоциты активируются и адгезируют к поверхности поврежденного сосуда под влиянием тромбина (наиболее сильного стимулятора тромбоцитов) и под влиянием обнажившегося при повреждении сосуда коллагена в субэндотелии. Активация тромбоцитов приводит к перестройке структуры их мембраны с экспозицией фосфатидилсерина, несущего отрицательный заряд, и секреции медиаторов. В плазму крови выделяются серотонин, АДФ, фактор Виллебранда, фибриноген и другие факторы, способствующие процессу свертывания.

Образовавшийся в первую стадию тромбин активирует расположенные на мембране тромбоцитов кофакторы V и VIII и фермент XI. Активированные факторы VIIIa и IXa при участии фосфолипидов и кальция образуют комплекс «IXa-VIIIa-Ca2+» – внутрення теназа и активируют фактор X (см. рис. 2). Под влиянием внутренней теназы скорость накопления фактора Xa увеличивается в 50–100 раз [1,2,3,4].

Рис. 2. Схема развития стадии амплификации

                         Fig. 2. Scheme of development of the amplification stage

Таким образом, события второй стадии обеспечивают образование протромбиназного комплекса «Xa-Va-Ca2+». 

В эту стадию возрастает скорость активирования факторов свертывания и протромбиназный комплекс производит достаточное количество тромбина для образования фибрина и формирования гемостатического тромба.

Тромбин преобразует фибриноген в фибрин-мономер и активирует фактор XIII (рис. 3). Фактор XIIIa катализирует образование ковалентных поперечных связей между соседними цепями фибрина и тем самым повышает механическую стабильность фибрина. В результате образуется эластичный полимеризованный фибриновый сгусток.

Рис. 3. Схема развития стадии пропагации,

где TAFI – ингибитор фибринолиза

Fig. 3. Scheme of development of the propagation stage,

where TAFI is a fibrinolysis inhibitor

Также при достаточном количестве тромбин активирует ингибитор фибринолиза TAFI, что дает время сформироваться плотному гемостатическому тромбу.

Механизм образования фибринового тромба

В процессе образования фибринового тромба растворимый фибриноген превращается в нерастворимый фибрин. Тромбин отщепляет фибринопептиды в молекуле фибриногена с образованием растворимых фибрин-мономеров. После этого начинается соединение фибрин-мономеров нековалентными связями с образованием олигомеров и, в конечном итоге, еще непрочной (растворимой) фибриновой сети (фибрин-полимер) [1,2,3,4,7].

Рис. 4. Схема образования нерастворимой фибриновой сети,

где пунктирные линии – нековалентные связи, сплошные линии – ковалентные связи

Fig. 4. Scheme of formation of insoluble fibrin network,

where dotted lines are non-covalent bonds, and solid lines are covalent bonds

Далее фактор XIIIa в присутствии ионов Са2+ образует амидные связи между остатками лизина одной молекулы фибрин-полимера и остатками глутамина другой молекулы, чем связывает нити фибрин-полимера друг с другом (рис. 4). Ковалентно сшитые между собой нити фибрина образуют прочную трехмерную сеть, в которую включены тромбоциты, эритроциты и лейкоциты.

Также фактор XIIIa прикрепляет фибрин к фибронектину (см. табл. 1), прочно связанному с другими молекулами внеклеточного матрикса. В результате тромб прочно прикрепляется к стенке сосуда в области повреждения.

Фибрин через рецепторы GPIIb/IIIa соединяется с активированными тромбоцитами. Из них освобождается тромбостенин и осаждается на нитях фибрина. В результате сокращения тромбостенина происходит ретракция сгустка: сгусток крови уплотняется, из него выдавливается часть сыворотки. Формирование окончательного тромба наступает на 10–15 минуте после полимеризации фибрина.

Краткая схема коагуляционного гемостаза

Для лучшего понимания взаимодействия друг с другом активных факторов свертывания, мы приводим упрощенную схему коагуляционного гемостаза без путей взаимной активации, без указания предшественников ферментов (рис. 5). Все реакции гемостаза развертываются или на субэндотелии или (главным образом) на поверхности активированных тромбоцитов, несущих отрицательно заряженные фосфолипиды [2].

Рис. 5. Краткая схема коагуляционного гемостаза согласно клеточной биологической модели коагуляции

    Fig. 5. Brief diagram of coagulation hemostasis according to the cellular biological model of coagulation

Современный взгляд на функции фактора XII

Фактор XII – это сериновая протеаза, которая вырабатывается преимущественно в печени и циркулирует в плазме в виде одноцепочечного зимогена.

Одной из наиболее изученных функций фактора XII является его участие во внутреннем пути свертывания крови. Однако люди с дефицитом этого фактора редко страдают от нарушений свертываемости крови. Исследования последних лет показали, что его биологическая роль гораздо шире.

Активация фактора XII осуществляется при контакте с отрицательно заряженными поверхностями, формирующимися при повреждении сосуда и обнажении отрицательно заряженного коллагена базальной мембраны. Это свойство фактора XII используется в лабораторной практике при исследовании гемостаза в in vitro на стекляной поверхности.

Также в последние годы обнаружены и другие многочисленные активаторы фактора XII:

При значительной травме на отрицательно заряженной поверхности субэндотелия сорбируются фактор XII, высокомолекулярный кининоген (ВМК), прекаликреин (ПК) и фактор XI. Соединение прекалликреина и фактора XI с поврежденной поверхностью осуществляется через ВМК. Фактор XII соединяется с тканями самостоятельно без участия ВМК. На отрицательно заряженной поверхности фактор XII за счет конформационных изменений медленно трансформируется с формированием активного центра и постепенно приобретает каталитическую активность. Фактор XIIа переводит небольшое количество прекалликреина в калликреин, а калликреин мембранного комплекса «калликреин-ВМК» активирует ограниченным протеолизом фактор XIIа (реципрокная, или взаимная активация). Процесс активации фактора XII очень медленный, происходит в течение 90–120 минут при контакте с отрицательно заряженной поверхностью и называется твердофазной активацией. Процесс активации фактора XII значительно ускоряется в присутствии ВМК, прекалликреина и называется активацией в жидкой фазе.

Образовавшийся калликреин и фактор XIIa расщепляют ВМК с образованием брадикинина, который, расширяя сосуды и увеличивая их проницаемость, является участником воспалительного процесса. Фактор XIIa также активирует систему комплемента по классическому пути (через активацию фрагментов С1r и С1s).

Одновременно с гемостазом XIIa инициирует фибринолиз, активируя урокиназный активатор плазминогена (uPA). Также показано, что расщеплять плазминоген могут сами факторы свертывания (XIIa и XIa) и калликреин, но менее эффективно, чем тканевой активатор плазминогена (tPA) и uPA. Также в фибринолизе принимает участие брадикинин, стимулируя высвобождение tPA из эндотелиальных клеток (рис. 6).

Рис. 6. Схема основных функций фактора XII,

где П-ген – плазминоген, П-мин – плазмин, Б– брадикинин, ПК– прекалликреин,

К – калликреин, ВМК – высокомолекулярный кининоген, uPA – урокиназный активатор плазминогена

Fig. 6. Schematic diagram of the main functions of factor XII,

where P-gen is plasminogen, P-min is plasmin, B is bradykinin, PK is prekallikrein, K is kallikrein, HMK is high-molecular-weight kininogen, uPA is urokinase plasminogen activator

Также, предполагают, что фактор XII оказывает влияние на метаболизм сосудов: он может связываться с рецептором uPA и далее через β1-интегрины и рецептор эпидермального фактора роста EGFR (epidermal growth factor receptor) стимулировать рост, пролиферацию и ангиогенез после повреждения [2,8,9,10,11].

Таким образом, биологическая роль фактора XII многообразна. Кроме того, что он является участником двух противоположных процессов, обеспечивающих гемостатический баланс – внутреннего пути свертывания крови и фибринолиза, фактор XII запускает контактную систему активации, калликреин-кининовую систему, активирует систему комплемента. Доказана его разнообразная роль в клеточном взаимодействии и клеточной регуляции, а именно – в процессах воспаления, пролиферации, ангиогенеза, клеточной миграции. Можно сказать, что фактор XII является связующим звеном коагуляции крови, воспалительных и аллергических реакций. В связи с этим целесообразно учитывать роль фактора XII при различных патологических состояниях.

ПАТОЛОГИЯ ГЕМОСТАЗА

Патология гемостаза может проявляться геморрагическими и тромбофилитическими синдромами. Стойкое преобладание гемостаза над антигемостазом приводит к тромбофилитическому синдрому, то есть частому и обильному формированию тромбов. Стойкая недостаточность гемостаза, по отношению к антигемостазу, проявляется в геморрагическом синдроме – наклонности к кровотечениям [12,13].

Кровотечения могут быть обусловлены недостаточностью как сосудисто-тромбоцитарного, так и плазменного звена гемостаза. Нарушения, связанные с патологией плазменных факторов, принято называть коагулопатиями, которые бывают наследственными и приобретенными.

Наследственные (первичные) коагулопатии

Первичные коагулопатии обусловлены наследственным дефицитом факторов свертывания крови или их недостаточной активностью [13].

Среди наследственных геморрагических коагулопатий наиболее распространены гемофилии А и В [2,14].

На гемофилию А приходится приблизительно 85 % всех форм гемофилий, на гемофилию В – около 10 %. В основе обоих видов гемофилии лежит мутация генов фактора VIII (гемофилия А) или фактора IX (гемофилия В, болезнь Кристмаса) в Х-хромосоме. Болезнь при обеих формах наследуется по рецессивному, сцепленному с полом типу; носителями болезни являются женщины, а больными – лица мужского пола. Для гемофилий А и В характерна кровоточивость гематомного типа – болезненные кровоизлияния в крупные суставы (гемартрозы), мышцы, забрюшинную клетчатку, гематурия, тяжелые отсроченные посттравматические и послеоперационные кровотечения, в том числе при малых травмах и вмешательствах (при порезах, удалении зубов и т. п.).

К группе наследственных коагулопатий относят также аутосомно-доминантно наследуемую болезнь Виллебранда, при которой тромбоцитопатия сочетается с дефицитом фактора VIII. В основе патогенеза лежит частичный или полный дефицит фактора Виллебранда или нарушение его структуры, в результате чего он не может связаться с рецепторм тромбоцитов и фактором VIII. Это приводит к нарушению адгезии тромбоцитов и разрушению фактора VIII.

Кроме того, при болезни Виллебранда снижается содержание серотонина и развиваются патологическая дилатация сосудов и повышение их проницаемости.

Поскольку страдает как сосудисто-тромбоцитарное, так и плазменное звено гемостаза, кровотечения являются очень длительными. Также для данной патологии характерны эпизодические спонтанные кровотечения (носовые, десневые, из внутренних органов) [2,14].

Значительно реже встречаются коагулопатии вследствие дефицита иных факторов свертывания [15,16,17].

Наследственные дефициты факторов II, VII и X представляют собой редкие первичные коагулопатии.

К редким нарушениям свертывания крови (РНСК) относят наследственные дефициты или аномалии фибриногена, протромбина (фактора II), факторов свертывания крови V, VII, X, XI, XII, XIII. Все эти патологии в подавляющем большинстве случаев приводят к недостаточному формированию фибринового сгустка. Как правило, эти заболевания наследуются рецессивно.

Дефицит фактора XI приводит к развитию гемофилии С (около 5 % всех гемофилий). При гемофилии С геморрагический синдром является менее выраженным, спонтанные геморpагии в большинстве случаев отмечаются крайне редко, нет корреляции между уровнем фактора XI и тяжестью клинических проявлений.

Распространенность наследственного дефицита фактора свертывания крови II (протромбина) в большинстве стран составляет 1:2000000 населения. Описано около 20 случаев подобного нарушения.

Распространенность гипопроконвертинемии – 1:300000–500000 населения.

Средняя распространенность спорадических форм наследственного дефицита фактора Х составляет 1:1000000 населения.

Типичными для РНСК являются кровотечения/кровоизлияния, возникающие спонтанно или вследствие травмы. Геморрагический синдром представлен кровотечениями из слизистых (носовые, десневые, луночковые), экхимозами, гематомами мягких тканей различной локализации, кровотечениями во время и после хирургических вмешательств, меноррагиями, гематуриями, реже – кровоизлияниями в суставы [15,16,17].

Вторичные (приобретенные) коагулопатии

Приобретенные коагулопатии – это нарушения свёртываемости крови, возникающие вследствие различных заболеваний, патологических состояний и процессов в организме, а не обусловленные генетическими факторами [13,18].

Изолированный приобретенный дефицит отдельных факторов свертывания встречается крайне редко, за исключением специфической ингибиции факторов свертывания аутоантителами.

Основными причинами приобретенных коагулопатий являются следующие патологические состояния.

Важнейшей нозологической формой гиповитаминоза К является геморрагическая болезнь новорожденных. У новорожденных наблюдается низкое содержание витамин К-зависимых факторов коагуляции: запас витамина К в печени к моменту рождения невелик, а симбионтная флора в кишечнике устанавливается только по мере начала кормления, поэтому она не поставляет витамин К в организм в первую неделю постнатальной адаптации. Ни женское, ни коровье молоко не являются богатыми источниками витамина К.

Гиповитаминоз К возможен в любом возрасте и основными его причинми являются:

– миелоидной болезни, поскольку факторы свертывания соединяются с аномальными белками (парапротеинами) и не могут выполнять свою функцию;

– образовании и накоплении в организме аутоантител к факторам II, V, VIII, IX, X, XIII (при аутоиммунных заболеваниях, иммунизации экзогенными факторами свертывания в процессе заместительной терапии гемофилий, на фоне лечения антибиотиками и др.).

Тромбофилитические синдромы

Тромбофилитические синдромы характеризуются повышенным тромбообразованием, которое является звеном патогенеза многих заболеваний (инфаркты, инсульты, тромбоэмболия легочной артерии, тромбофлебит, флеботромбоз и т. п.).

Тромбофилитический синдром может быть, как наследственным, так и приобретенным [13].

Наследственные нарушения

Избыток гомоцистеина подавляет выработку эндотелиоцитами вазодилататоров – оксида азота и простациклина, при этом увеличивается концентрация тромбоксана А2, что приводит к повышеной адгезии и агрегации тромбоцитов. Кроме этого, в процессе окисления сульфгидрильных групп гомоцистеина образуются активные формы кислорода (супероксид-анион, гидроксильный радикал), активирующие процесс перекисного окисления липидов, повреждение мембран. В итоге на поверхности мембраны, контактирующей с кровью, появляется тканевый фактор [20,21,22].

Приобретенные тромбофилии

ТЕСТЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ ОЦЕНКИ КОАГУЛЯЦИОННОГО ГЕМОСТАЗА

Исследования системы гемостаза можно разделить на скриниговые, дающие обзорную информацию, и углубленные, позволяющие оценить состояние гемостаза детально [27].

К скрининговым тестам коагуляционного гемостаза традиционно относятся определение времени свертывания крови, протромбинового времени, активированного частичного тромбопластинового времени, тромбинового времени и концентрации фибриногена (рис. 7).

Рис. 7. Схема скринговой диагностики состояния коагуляционного гемостаза

Fig. 7. Scheme of screening diagnostics of the state of coagulation hemostasis

В случае обнаружения патологических изменений в скрининговых показателях показано проведение уточняющих тестов, позволяющих провести дифференциальную диагностику причин выявленных нарушений.

Время свертывания крови

Время свертывания крови (ВСК) – время образования сгустка свежевзятой нестабилизированной венозной крови в стеклянной пробирке.

Время свертывания крови является ориентировочным показателем состояния коагуляционного каскада, в результате которого растворимый фибриноген переходит в нерастворимый фибрин. Данный показатель характеризует процесс свертывания в целом и не дает возможности выявить механизмы его нарушения. Нормальные показатели ВСК при комнатной температуре – 6–11 минут. Изменения ВСК приведены в таблице 2 [27,28,29,30,31].

Таблица 2. Основные причины изменения времени свертывания крови

Table 2. Main reasons for changes in blood clotting time

Укорочение времени свертывания свидетельствует о необходимости профилактики гиперкоагуляции. Увеличение времени свертывания крови указывает на склонность к кровоточивости.

Протромбиновый тест

Протромбиновый тест (ПТ) имитирует in vitro процесс активации коагуляционного гемостаза тканевым фактором. Определяют время образования фибринового сгустка в бедной тромбоцитами цитратной плазме при добавлении тканевого тромбопластина в присутствии ионов Са2+. Источником тромбопластина могут быть эритроциты, ткани мозга или другие ткани.

В настоящее время существуют следующие способы выражения результатов ПТ.

Основные причины изменения протромбинового времени и протромбинового теста по Квику приведены в таблице 3 [27,28,29,30,31].

Таблица 3. Основные причины изменения протромбинового времени, протромбинового теста по Квику

Table 3. The main reasons for changes in prothrombin time, prothrombin test according to Quick

Увеличение протромбинового времени говорит о наклонности к гипокоагуляции. Укорочение протромбинового времени говорит о наклонности к гиперкоагуляции.

Тромбиновое время

Тромбиновое время (ТВ) – время, необходимое для образования сгустка фибрина в цитратной плазме при добавлении к ней тромбина. Оно зависит в основном от концентрации и свойств фибриногена и активности ингибиторов тромбина. Нормальные показатели ТВ=14–17 секунд.

Показания к исследованию: контроль за гепаринотерапией, контроль за тромболитической терапией, диагностика гиперфибринолитических состояний, диагностика афибриногенемии и дисфибриногенемии.  Основные причины изменения ТВ приведены в таблице 4 [27,28,29,30,31].

Таблица 4. Основные причины изменения тромбиного времени

Table 4. Main reasons for changes in thrombin time

Активированное частичное (парциальное) тромбопластиновое время

Активированное частичное (парциальное) тромбопластиновое время (АЧТВ, АПТВ) или каолин-кефалиновое время – характеризует активацию in vitro коагуляционного гемостаза через активацию фактора XII.

Определяют время свертывания бедной тромбоцитами цитратной плазмы при добавлении ионов Са2+.

Заменителем тромбоцитарной фосфолипидной матрицы для сборки коагуляционных ферментных комплексов служит кефалин (фосфолипидный экстракт головного мозга, мембран эритроцитов или сои), заменителем активационной контактной поверхности – каолин или эллаговая кислота.

В практической медицине АЧТВ используется как скрининговый тест для оценки внутреннего каскада свертывания плазмы, определения присутствия волчаночного антикоагулянта и мониторинга антикоагулянтного действия гепарина. Нормальные значения АЧТВ – 20–45 секунд. Основные причины изменения результатов АЧТВ приведены в таблице 5 [27,28,29,30,31].

Таблица 5. Основные причины изменения АЧТВ

Table 5. Main reasons for changes in APTT

Определение концентрации фибриногена

Фибриноген (фактор I) – это субстрат, из которого под действием тромбина образуется фибриновый сгусток, обеспечивающий полноценное свертывание крови. Нормальные значения его концентрации в крови – 1,8–4 г/л.

Хронометрический метод предполагает определение времени образования фибринового сгустка при добавлении избытка высокоактивного тромбина к разведенной в 10 раз плазме (для снижения влияния антитромбиновых компонентов). В этих условиях время реакции зависит в основном от концентрации фибриногена, которая определяется по калибровочному графику.

Высокий уровень фибриногена является доказанным фактором риска повышенного тромбообразования и сердечно-сосудистых заболеваний. Повышение концентрации фибриногена выше 4 г/л является прогностическим показателем развития инфаркта миокарда, инсульта, заболеваний периферических артерий.

Низкий уровень фибриногена (менее 1 г/л) может привести к развитию геморрагических осложнений, является фактором риска развития акушерских кровотечений. Основные причины изменения уровня фибриногена приведены в таблице 6 [27,28,29,30,31].

Таблица 6. Основные причины изменения уровня фибриногена

Table 6. Main reasons for changes in fibrinogen levels

Делать заключение о нарушении свертывания крови только по одному скрининговому тесту нельзя. Следует комплексно оценивать все полученные показатели коагулограммы.

Заключение

Нарушение баланса между различными звеньями гемостаза сопровождает многие патологические процессы и заболевания. Знание и понимание роли основных участников процесса коагуляции необходимо для оказания адекватной помощи пациентам, страдающим геморрагическими или тромботическими синдромами. При этом, для полного понимания функционирования системы гемостаза важно учитывать не только процессы тромбообразования, но также механизмы расщепления сформировавшегося тромба и предотвращения чрезмерного тромбообразования. Процессы фибринолиза и системы антикоагулянтов будут рассмотрены в следующей части обзора.