生理学(第4版)(全国高等学历继续教育“十三五”(临床专科)规划教材)
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第四节 血液凝固与纤维蛋白溶解

一、血液凝固
血液凝固(blood coagulation)是指血液由流体状态变为不能流动的凝胶状态的过程,简称血凝。其实质就是血浆中的可溶性纤维蛋白原转变成不溶性的纤维蛋白的过程。纤维蛋白交织成网,把血细胞及血液的其他成分网罗在内,从而形成血凝块。血液凝固1~2小时后,血凝块回缩析出的淡黄色液体,称为血清(serum)。血清与血浆的区别在于前者缺乏纤维蛋白原和一些凝血因子,增加了少量凝血过程中由血小板释放的物质。血液凝固是一系列复杂的酶促反应过程,需要多种凝血因子参与。
(一)凝血因子
表3-3 按国际命名法编号的凝血因子
血浆与组织中直接参与凝血的物质,统称为凝血因子(clotting factor)。目前已知的凝血因子有14种,其中已按国际命名法用罗马数字编了号的有12种(表3-3)。此外,还有前激肽释放酶、高分子激肽原等。除因子Ⅳ是Ca 2+外,其余已知的凝血因子均为蛋白质,且大多数以无活性的酶原形式存在,须被激活才具有活性。常于该因子代号的右下角加一“a”字来表示活性形式,如凝血酶原被激活为凝血酶,即由Ⅱ变成Ⅱa。所有的凝血因子中,除因子Ⅲ外,其他凝血因子均存在于血浆中,且多数在肝内合成,其中Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ的生成需要维生素K的参与,当肝脏受损或维生素K缺乏时,将导致凝血障碍而发生出血倾向。
(二)凝血过程
血液凝固是由凝血因子按一定顺序相继激活而生成的凝血酶(thrombin),使纤维蛋白原(fibrinogen)变为纤维蛋白的过程。因此,凝血过程大致可分为三个基本步骤:①凝血酶原复合物的形成;②凝血酶原的激活;③纤维蛋白的生成(图3-4)。
根据凝血酶原激活物形成的始动途径及参与因子不同,可将血液凝固分为内源性凝血途径和外源性凝血途径(图3-5)。
图3-4 凝血过程的三个阶段简图
图3-5 血液凝固过程示意图
→变化方向→催化作用
1.内源性凝血途径
始动因子是因子Ⅻ,参与凝血的因子全部来自血浆的凝血途径称为内源性凝血途径(intrinsic pathway)。当血液与带负电荷的异物表面接触时,首先是FⅫ结合到异物表面,并被激活为FⅫa。FⅫa还能使前激肽释放酶激活,成为激肽释放酶;后者可反过来激活FⅫ,生成更多的FⅫa,因此形成表面激活的正反馈效应。FⅫa的主要功能是激活FⅪ使之成为FⅪa,因子Ⅺa与Ⅷ、Ca 2+、PF3组成因子Ⅷ复合物,最终共同将因子Ⅹ激活为Ⅹa。在此过程中Ⅷ是一个非常重要的辅因子,对Ⅹ的激活起加速作用。临床实践发现,缺乏因子Ⅷ、Ⅸ、Ⅺ的患者,凝血过程缓慢,微小的外伤也会出血不止,分别称血友病A、血友病B和血友病C。
2.外源性凝血途径
由来自于血液之外的组织因子进入血液而启动的凝血过程,称为外源性凝血途径(extrinsic pathway)。因子Ⅲ又称组织因子(tissue factor),是外源性凝血途径的始动因子,存在于大多数组织细胞,当组织细胞受损伤时释放出来。当血管损伤时,暴露出组织因子,后者与Ⅶ和Ca 2+形成复合物,进而使因子Ⅹ激活为Ⅹa。生成的因子Ⅹa又反过来激活因子Ⅶ,进而可使更多的因子Ⅹ激活,形成外源性凝血途径的正反馈效应。
通常情况下,凝血过程都是内源性凝血和外源性凝血两条途径相互促进,同时进行的。
问题与思考
临床上有哪些手段方法可以加速或者延缓血液凝固?
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血友病是一种遗传性出血性疾病,其遗传方式是X连锁隐性遗传。血友病主要分为三类,血友病A、血友病B和血友病C。凝血因子Ⅷ的缺失被称为血友病A,又被称为真性血友病,临床表现也较为严重。血友病B又被称为Ⅸ因子缺乏症。凝血因子Ⅺ的缺失被称为血友病C。严重的患者会出现身体损伤即出血不止,出血部位常在较深组织,包括关节、肌肉、脑等组织。血肿引起组织坏死、外周神经病变、缺血性挛缩、关节畸形等后遗症,致残甚至危及生命。目前对血友病仍缺乏有效的根治方法,止血和输血仍然是主要的对症治疗手段。
(三)抗凝系统
正常情况下,血管内的血液能始终保持流动状态而不易凝固,主要原因有:①血管内膜光滑、完整、不易激活凝血因子;②血流速率快,凝血因子不易聚集;③血浆中存在着与凝血系统相抗衡的抗凝系统。血浆中最重要的抗凝物质是抗凝血酶Ⅲ(antithrombin Ⅲ)和肝素,它们的作用约占血浆全部抗凝血酶活性的75%,此外,还有蛋白质C系统等。
1.抗凝血酶Ⅲ
抗凝血酶Ⅲ是肝细胞和血管内皮细胞分泌的一种丝氨酸蛋白酶抑制物。能“封闭”因子Ⅸa、Ⅹa、Ⅺa、Ⅻa的活性中心而使之失活,还能与凝血酶结合形成复合物,从而使凝血酶失活。
2.肝素
肝素是一种主要由肥大细胞和嗜碱性粒细胞产生的黏多糖,存在于大多数组织中,在肝、肺、心和肌肉组织中更为丰富。肝素抗凝的主要机制有:①增强抗凝血酶的作用:肝素与抗凝血酶结合后,可使抗凝血酶与凝血酶的亲和力增强约100倍,抗凝作用增强2000倍;②激活血管内皮细胞,使之释放凝血抑制物和纤溶酶原激活物,从而增强对血液凝固的抑制和纤维蛋白的溶解;③抑制血小板的黏着、聚集和释放反应;④肝素还可增强蛋白质C的活性。临床上,肝素常作为一种强的抗凝物质应用于体内、外抗凝。
3.蛋白质C系统
蛋白质C(protein C)系统主要包括蛋白质C、凝血调节蛋白、蛋白质S和蛋白质C抑制物。蛋白质C分子量为62 000,由肝脏合成,并有赖于维生素K的存在。激活后可灭活Ⅷa、Ⅴa,并抑制Ⅹ和凝血酶原的激活;促进纤维蛋白溶解。维生素K缺乏或患肝病可使蛋白质C的合成减少。
二、纤维蛋白溶解
纤维蛋白在纤维蛋白溶解酶的作用下,被降解液化的过程称为纤维蛋白溶解(fibrinolysis),简称纤溶。纤溶的作用是使生理止血过程中所产生的局部凝血块随时溶解,从而防止血栓形成,保证血流畅通。人体内的纤溶系统包括四种成分,即纤维蛋白溶解酶原(plasminogen,简称纤溶酶原)、纤维蛋白溶解酶(plasmin,简称纤溶酶)、纤溶酶原激活物与纤溶抑制物。纤溶的基本过程可分为两个基本阶段,即纤溶酶原的激活与纤维蛋白的降解(图3-6)。
(一)纤溶酶原激活
纤溶酶原主要由肝脏合成,嗜酸性粒细胞也可合成少量。纤溶酶原在激活物的作用下被激活成为纤溶酶,其激活物包括组织型纤溶酶原激活物(t-PA)、尿激酶型纤溶酶原激活物和激肽释放酶等。当血液与异物表面接触激活FⅫ时,一方面启动内源性凝血系统,另一方面也可通过FⅫa激活纤溶系统,使凝血与纤溶相互配合,保持平衡。
(二)纤维蛋白与纤维蛋白原的降解
纤溶酶是血浆中一种活性很强的丝氨酸蛋白酶,可将纤维蛋白和纤维蛋白原分解为许多可溶性小肽,称为纤维蛋白降解产物。纤维蛋白降解产物通常不再发生凝固,其中部分小肽还具有抗凝血作用。另外,纤溶酶对FⅡ、FⅤ、FⅧ、FⅨ、FⅫ等凝血因子也有一定的降解作用。
(三)纤溶抑制物
体内有许多物质可抑制纤溶系统的活性,主要有纤溶酶原激活物抑制物-1(plasminogen activator inhibitor type 1,PAI-1)和α 2-抗纤溶酶(α 2-AP)。PAI-1主要由血管内皮细胞产生,与t-PA和尿激酶结合而使之灭活。α 2-AP主要由肝脏产生,血小板α颗粒中也储存有少量α 2-AP,通过与纤溶酶结合成复合物而抑制纤溶酶活性。
纤溶系统对保持血管内血液处于液体状态,限制血凝过程的发展,保持血管的畅通均具有十分重要的意义。在正常情况下,机体保证血栓形成部位既有适度的纤溶过程,又不致引起全身性纤溶亢进,维持凝血和纤溶之间的动态平衡。
图3-6 纤维蛋白溶解系统激活与抑制示意图
(+):促进作用 (−):抑制作用