Цель занятия:знать основные принципы регуляции агрегатного состояния крови в норме и при некоторых приспособительных реакциях организма
Задачи:
1. Знать понятие агрегатное состояние крови и его основные функции в организме;
2. Знать систему регуляции агрегатного состояния крови и роль клеточных, гуморальных и нервных механизмов в его поддержании;
3. Знать функциональную систему РАСК и полезный приспособительный результат её деятельности;
4. Знать иерархический принцип поддержания на оптимальном уровне гемостатических потенциалов сосудов и органов;
5. Уметь определить роль отрицательных и положительных обратных связей в поддержании гемостатических потенциалов;
6. Уметь определить роль функциональной системы РАСК в приспособительных реакциях организма (нарушение целостности сосудов и тканей, кровопотеря, переливание цельной крови и её компонентов);
Тема имеет большое клиническое значение, так как крушения в системе свертывания крови могут приводить к развитию гемостатического дефекта (кровоточивости или тромбозам). Полученные практические навыки будут необходимы при обучении на последующих теоретических и практических кафедрах.
Методические рекомендации по самоподготовке
В прикладном смысле термин «гемостаз» (от гр. haima кровь, stasis остановка) применяют для обозначения собственно процесса остановки кровотечения. Система гемостаза включает факторы и механизмы трёх категорий: свёртывающую, противосвёртывающую и фибринолитическую.
Свёртывающая система, а именно плазменные факторы свёртывания (прокоагулянты), формируя сложный гемокоагуляционный каскад, обеспечивает коагуляцию фибриногена и тромбообразование. Каскад реакций, ведущий к образованию тромбина, может реализоваться двумя путями — внешним (на рисунке слева и сверху) и внутренним (на рисунке справа и сверху). Для инициации реакций внешнего пути необходимо появление тканевого фактора на внешней поверхности плазматической мембраны тромбоцитов, моноцитов и эндотелия. Внутренний путь начинается с активации фактора ХII при его контакте с повреждённой поверхностью эндотелия. Понятие о внутреннем и внешнем путях свёртывания достаточно условно, т.к. каскад реакций свёртывания крови идёт преимущественно внешним путём, а не по двум относительно независимым путям.
Противосвёртывающая система физиологических антикоагулянтов обусловливает торможение или блокаду свёртывания крови.
Фибринолитическая система реализует лизис фибринового тромба.
Плазменные факторы свёртывания — различные компоненты плазмы, реализующие образование сгустка крови. Факторы свёртывания обозначают римскими цифрами (к номеру активированной формы фактора добавляют строчную букву «а»).
I — растворимый фибриноген, превращающийся в нерастворимый фибрин под влиянием тромбина (фактор IIа).
II — протромбин (профермент), превращающийся в протеазу тромбин (фактор IIa) под влиянием комплекса фактора Xa, фосфолипидов мембран тромбоцитов и других клеток, Са2+ и фактора Va.
III — тканевый фактор. Комплекс тканевого фактора, фосфолипидов, фактора VIIa и Са2+ запускает внешний механизм свёртывания.
IV — Ca2+.
V — проакцелерин — предшественник акцелерина (Va) — белка-активатора мембранного комплекса Xa-Va-Ca2+.
VII — проконвертин (профермент), VIIа — протеаза, активирующая факторы X и IX.
VIII — неактивный антигемофильный глобулин А — предшественник фактора VIIIa (активного антигемофильного глобулина) — белка-активатора мембранного комплекса IXa-VIIIa-Ca2+. Недостаточность фактора VIII приводит к развитию классической гемофилии А, наблюдающейся только у мужчин.
IX — неактивный антигемофильный глобулин В (профермент, неактивный фактор Кристмаса) — предшественник активного антигемофильного фактора В (активный фактор Кристмаса) — протеазы, активирующей фактор X. Недостаточность фактора IX приводит к развитию гемофилии В (болезнь Кристмаса).
X — неактивный фактор Стюарта–Прауэр (активная форма — фактор Xa — протеаза, активирующая фактор II), недостаточность фактора Стюарта приводит к дефектам свёртывания.
XI — профермент контактного пути свёртывания крови — неактивный плазменный предшественник тромбопластина (активная форма — фактор XIa — сериновая протеаза, превращающая фактор IX в фактор IXa). Недостаточность фактора XI приводит к кровоточивости.
XII — неактивный фактор Хагемана — профермент контактного пути свёртывания крови, активная форма — фактор XIIa (активный фактор Хагемана) — активирует фактор XI, прекалликреин (профермент контактного пути свёртывания крови), плазминоген).
XIII — фибринстабилизирующий фактор (фактор Лаки–Лорана) — активированный тромбином фактор XIII (фактор XIIIа), образует нерастворимый фибрин, катализируя образование амидных связей между молекулами фибрина-мономера, фибрином и фибронектином.
· Внешний путь занимает центральное место в свёртывании крови. Ферментные мембранные комплексы образуются только при наличии на внешней поверхности плазматической мембраны тромбоцитов и эндотелиальных клеток тканевого фактора и отрицательно заряженных фосфолипидов, т.е. при формировании отрицательно заряженных (тромбогенных) участков и экспозиции апопротеина тканевого фактора. При этом тканевый фактор и поверхность клеточной мембраны становятся доступными для плазменных факторов.
Активация ферментов. В циркулирующей крови содержатся проферменты (факторы II, VII, IX, X). Белки–кофакторы (факторы Vа, VIIIa, а также тканевый фактор — фактор III) способствуют превращению проферментов в ферменты (сериновые протеазы).
Ферментные мембранные комплексы. При включении каскадного механизма активации ферментов последовательно образуются 3 связанных с фосфолипидами клеточной мембраны ферментных комплекса. Каждый комплекс состоит из протеолитического фермента, белка–кофактора и ионов Са2+: VIIa–тканевый фактор–фосфолипид–Ca2+, IXa–VIIIa–фосфолипид–Ca2+ (теназный комплекс, активатор фактора Х); Xa–Va–фосфолипид–Ca2+ (протромбиназный комплекс, активатор протромбина). Каскад ферментативных реакций завершается образованием мономеров фибрина и последующим формированием тромба.
Ионы Ca2+. Взаимодействие ферментных комплексов с клеточными мембранами происходит с участием ионов Са2+. Остатки g‑карбоксиглутаминовой кислоты в факторах VIIа, IXа, Xа и протромбине обеспечивают взаимодействие этих факторов посредством Са2+ с отрицательно заряженными фосфолипидами клеточных мембран. Без ионов Са2+ кровь не свёртывается. Именно поэтому для предотвращения свёртывания крови снижают концентрацию Ca2+ деионизацией кальция цитратом (цитратная кровь) либо осаждением кальция в виде оксалатов (оксалатная кровь).
Витамин К. Карбоксилирование остатков глутаминовой кислоты в проферментах прокоагулянтного пути катализирует карбоксилаза, коферментом которой является восстановленная форма витамина К (нафтохинона). Поэтому недостаточность витамина К тормозит свёртывание крови и сопровождается кровоточивостью, подкожными и внутренними кровоизлияниями, а структурные аналоги витамина К (например, варфарин) применяют в клинической практике для предупреждения тромбозов.
Контактный путь свёртывания крови начинается с взаимодействия профермента (фактора XII) с повреждённой эндотелиальной поверхностью сосудистой стенки. Такое взаимодействие приводит к активации фактора XII и инициирует образование мембранных ферментных комплексов контактной фазы свёртывания. Эти комплексы содержат ферменты калликреин, факторы XIа (плазменный предшественник тромбопластина) и XIIа (фактор Хагемана), а также белок–кофактор — высокомолекулярный кининоген.
Противосвёртывающая система крови. Физиологические ингибиторы играют важную роль в поддержании крови в жидком состоянии и препятствуют распространению тромба за пределы повреждённого участка сосуда. Тромбин, образующийся в результате реакций свёртывания крови и обеспечивающий формирование тромба, вымывается током крови из тромба; в дальнейшем тромбин инактивируется при взаимодействии с ингибиторами ферментов свёртывания крови и в то же время активирует антикоагулянтную фазу, тормозящую образование тромба.
Антикоагулянтная фаза. Эту фазу запускает тромбин (фактор II), вызывая образование ферментных комплексов антикоагулянтной фазы на неповреждённом эндотелии сосудов. В реакциях антикоагулянтной фазы, помимо тромбина, участвуют тромбомодулин эндотелиальных клеток, витамин К–зависимая сериновая протеаза — протеин С, активирующий протеин S и плазменные факторы свёртывания Va и VIIIa.
Последовательность событий антикоагулянтной фазы такова:тромбин в сочетании с Са2+ образует мембранный комплекс с тромбомодулином; этот комплекс активирует протеин С, активированный протеин С вместе с Са2+ образует мембранный комплекс с протеином S; активированный протеин С в составе комплекса гидролизует пептидные связи факторов Vа и VIIIа и превращает их в неактивные пептиды.
Таким образом, тромбин, активируя протеин С, тормозит процесс свёртывания крови.
Физиологические ингибиторы ферментов свёртывания крови (антитромбин III, гепарин, α2-макроглобулин, антиконвертин, α1-антитрипсин) ограничивают распространение тромба местом повреждения сосуда.
Антитромбин III — наиболее сильный ингибитор свёртывания крови; на его долю приходится до 80% антикоагулянтной активности крови. Этот ингибитор инактивирует сериновые протеазы тромбин, факторы IXa, Xa, XIIa, калликреин, плазмин и урокиназу. Гепарин синтезируется в тучных клетках. В присутствии гепарина повышается сродство мощного антикоагулянта антитромбина III к сериновым протеазам крови. После образования комплекса «антитромбин III–гепарин–фермент» гепарин освобождается из комплекса и может присоединяться к другим молекулам антитромбина. α2-Макроглобулин образует комплекс с тромбином, в результате чего фибриноген становится недоступным для тромбина. Тканевый ингибитор прокоагулянтного пути свёртывания — синтезируется в эндотелии сосудов и связывается с комплексом «VIIa–тканевый фактор–фактор Ха–Ca2+». α1-Антитрипсин ингибирует активность тромбина, фактора ХIа и калликреина.
Фибринолитическая система. Тромб может раствориться в течение нескольких дней после образования. При фибринолизе — ферментативном расщеплении волокон фибрина — образуются растворимые пептиды. Фибринолиз происходит под действием сериновой протеазы плазмина, точнее — при взаимодействии фибрина, плазминогена и тканевого активатора плазминогена. Плазминоген — неактивный профермент плазмина — синтезируется в печени, почках и костном мозге. Плазмин образуется из плазминогена под влиянием активаторов — тканевого активатора плазминогена, урокиназы, стрептокиназы, фактора XIIа, калликреина. Активность плазмина подавляют ингибиторы сериновых протеаз α2-антиплазмин, α2-макроглобулин, α1-антитрипсин, комплекса «антитромбин–гепарин». Тканевый активатор плазминогена — протеолитический фермент, содержащийся в эндотелии сосудов —превращает плазминоген в плазмин. Абсорбированный на фибриновом сгустке плазминоген под действием активаторов превращается в плазмин, а плазмин гидролизует фибрин с образованием растворимых пептидов.
Лабораторные показатели системы гемостаза. Кровь здорового человека in vitro свёртывается за 5–10 мин. При этом образование протромбиназного комплекса занимает 5–8 мин, активация протромбина — 2–5 с и превращение фибриногена в фибрин — 2–5 с. В клинической практике для оценки гемостаза оценивают содержание разных компонентов системы свёртывания, антикоагулянтов и фибринолиза. К простейшим лабораторным методам относят определение времени кровотечения, тромбинового и протромбинового времени, активированного частичного тромбопластинового времени и протромбинового индекса.
Определение времени кровотечения. Существует несколько методов определения времени кровотечения. Классический метод — метод Дьюка. Техника проведения:
1. В нижненаружный край уха (или в кончик мякоти пальца при модификации пробы Дьюка) иглой или пером-скарификатором производят укол на глубину около 4 мм, после чего каждые 15–30 с фильтровальной бумагой, не касаясь ранки, снимают каплю крови.
2. Счёт времени ведут от момента появления первой капли до остановки кровотечения.
3. В норме кровотечение прекращается через 1–4 мин.
Определение протромбинового индекса. Протромбиновый индекс — лабораторный показатель содержания в плазме крови протромбина (фактора II) и других компонентов протромбинового комплекса (факторов VII, X, V).
1. Устанавливают время свёртывания цитратной плазмы крови, добавляя к ней тромбопластин определённой активности и раствор хлорида кальция.
2. Сравнивают протромбиновое время плазмы крови больного (в секундах) и контрольной нормальной плазмы донора (в секундах) и вычисляют протромбиновый индекс (в процентах) как частное от деления протромбинового времени донора на протромбиновое время пациента. В норме протромбиновый индекс составляет 85–100%.
Базисные знания студентов, необходимые для реализации целей занятия:
1. Состав крови.
2. Форменные элементы крови, функции эритроцитов и лейкоцитов.
3. Функции крови.
4. Состав плазмы крови. Белки и их значение для организма.
5. Строение сосудистой стенки.
6. Сосуды микроциркуляторного и макроциркуляторного русла.
7. Органы кроветворения.
План проведения занятия:
1. Вводное слово преподавателя о цели занятия и схеме его проведения. Ответы на вопросы студентов.
2. Устный опрос.
3. Учебно-практическая и исследовательская работа студентов
4. Выполнение студентами индивидуальных контрольных заданий.
Вопросы для самоподготовки к занятию:
1. Система РАСК, ее основные элементы, клинико-физиологическая роль
2. Свертывающая и противосвертывающая системы крови как главные аппараты функциональной системы поддержания агрегатного состояния крови.
3. Понятие о гемостазе. Процесс свертывания крови, его фазы
4. Фибринолиз, его фазы.
5. Физиологические антикоагулянты, их роль в поддержании жидкого состоянии крови.
После просмотра фильма студентам предлагается ответить на вопросы:
1. Назовите свойства тромбоцитов?
2. Перечислите факторы, ускоряющие и замедляющие свертывание крови?
3. Почему при наличии в сосудах атеросклеротического процесса повышается вероятность образования тромба внутри сосуда?
4. Переливание цитратной крови больному во время операции сопровождают одновременным введением определенного количества хлористого кальция. С какой целью его вводят?
5. Почему при добавлении в кровь лимоннокислого натрия она не свертывается?
6. Как влияет температура на скорость свертывания крови?
7. Перечислите естественные и искусственные антикоагулянты?
8. Как называется 3 фаза коагуляционного гемостаза?
9. Какие факторы принимают участие в образовании протромбиназы (внутренний путь)?
10. Назовите тромбоцитарные факторы свертывания?
Решите ситуационные задачи:
Задача №1
Активность фактора III в крови и межклеточной жидкости понижена. Какие фазы свертывания крови изменятся?
Задача №2
Сразу после физической нагрузки у спортсмена время свертывания крови-2 минуты. Оцените этот результат и объясните его.
Задача №3.
Количество тромбоцитов 1х1011 в литре, время свертывания крови – 5мин. Оцените данный анализ крови.
Рекомендуемая литература:
1. Материал лекций.
2. Физиология человека: Учебник/Под ред. В.М.Смирнова
3. Нормальная физиология. Учебное пособие./ В.П.Дегтярев, В.А.Коротич, Р.П.Фенькина,
4. Физиология человека: В 3-х томах. Пер. с англ./ Под. Ред. Р. Шмидта и Г. Тевса
5. Практикум по физиологии /Под ред. М.А. Медведева.
6. Физиология. Основы и функциональные системы: Курс лекций/ Под ред. К. В.Судакова.
7. Нормальная физиология: Курс физиологии функциональных систем. /Под ред. К.В.Судакова
8. Нормальная физиология: Учебник/ Ноздрачев А.Д., Орлов Р.С.
9. Нормальная физиология: учебное пособие: в 3 т. В. Н. Яковлев и др.
10. Юрина М.А Нормальная физиология (учебно-методическое пособие).
11. Юрина М.А. Нормальная физиология (краткий курс лекций)
12. Физиология человека / Под редакцией А.В. Косицкого.-М.: Медицина, 1985.
13. Нормальная физиология / Под ред. А.В. Коробкова.-М.; Высшая школа, 1980.
14. Основы физиологии человека / Под ред. Б.И. Ткаченко.-Спб.; 1994.
15. Физиология человека и животных / Под ред. А.Б. Когана. Часть 1 глава
16. Основы физиологии / Под ред. П. Стерки. Глава 17.
