- 生理性止血(hemostasis)
- 正常情况下,小血管受损后引起的出血,在几分钟内就会自行停止,这种现象称为生理性止血。
临床上常用小针刺破耳垂或指尖,使血液自然流出,然后测定出血持续的时间,这段时间称为出血时间(bleeding time,BT),反映机体血小板功能,正常人不超过 9 分钟(模板法)。
凝血时间(clotting time,CT)是指血液离开血管,在体外发生凝固的时间,反映机体凝血功能。
生理性止血的基本过程
- 血管收缩,减少血流:
- 血小板止血栓形成(一期止血):一期止血主要依赖于血管收缩及血小板止血栓的形成。受损血管内皮的 PGI2、NO 生成减少,也有利于血小板的聚集。
- 血液凝固(二期止血):血管受损可启动凝血系统,使血浆中可溶性的纤维蛋白原转变成不溶性的纤维蛋白,并交织成网,以加固止血栓。
生理性止血的三个过程彼此相互促进,使生理性止血能及时而快速地进行:
- 只有在血管收缩使血流减慢时,血小板黏附才易于实现;血小板激活后释放的5-HT、TXA2又可促进血管收缩
- 活化的血小板可为血液凝固过程中凝血因子的激活提供磷脂表面。
- 血小板表面吸附有多种凝血因子,血小板还可释放纤维蛋白原等凝血因子,从而大大加速凝血过程。
- 血液凝固过程中产生的凝血酶又可加强血小板的活化。
- 血凝块中血小板的收缩,可引起血块回缩,挤出其中的血清,使得血凝块变得更为坚实,牢固封住血管的破口
血液凝固二期止血
- 血液凝固(blood coagulation)
- 指血液由流动的液体状态变成不能流动的凝胶状态的过程。
- 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。
凝血因子
目前已知的凝血因子主要有 14 种,12 种用罗马数字命名,即 FⅠ~FⅩⅢ(以前的 FⅥ 即为 FⅤa,现已不再视为一个单独的凝血因子),另外两个为高分子量激肽原、前激肽释放酶。
凝血因子的名称
因子 | 名称 | 因子 | 名称 |
---|---|---|---|
Ⅰ | 纤维蛋白原 | Ⅸ | 血浆凝血活酶 |
Ⅱ | 凝血脢原 | Ⅹ | Stuart-Prower 因子 |
Ⅲ | 组织因子 | Ⅺ | 血浆凝血活酶前质 |
Ⅳ | 钙离子(Ca2+) | Ⅻ | 接触因子/Hageman 因子 |
Ⅴ | 前加速素易变因子 | ⅩⅢ | 纤维蛋白稳定因子 |
Ⅶ | 前转变素稳定因子 | — | 高分子量激肽原 |
Ⅷ | 抗血友病因子 | — | 前激肽释放酶 |
- 除 FⅢ(组织因子)外,其余均存在于新鲜血浆中。
- 除 FⅣ(Ca2+)外,其余均为蛋白质。
- 除 FⅢ(内皮细胞、其他细胞)、FⅣ(Ca2+)、 FⅤ(内皮细胞、血小板)外,其余均由肝脏合成,血小板还可以合成部分 FⅩⅢ。
- FⅡ、FⅦ、FⅨ、FⅩ 的生成需要维生素 K 的参与,故又称依赖维生素 K 的凝血因子。
- Ⅴ 因子(前加速素易变因子)、FⅧ 最不稳定,可自发激活。
- 凝血酶可激活形成正反馈的:FⅤ、FⅧ、FⅪ
- FⅡ、FⅦ、FⅨ、FⅩ、FⅪ、FⅫ 和前激肽释放酶(13)都是丝氨酸蛋白酶,而抗凝血酶是一种丝氨酸蛋白酶抑制物
- FⅢ、FⅤ、FⅧ 和高分子激肽原(14)在凝血反应中起辅因子的作用
- FⅧ、FⅨ 缺陷可分别引起甲、乙型血友病(vWF 缺陷可引起血管性血友病)
凝血过程
凝血酶原酶复合物的形成
- 内源性凝血途径:参与凝血的因子全部来自血液:
12 → 11 → 9 → 8 →(9-8-Ca2+【内源性途径因子 X 酶复合物】)
- 表面激活:
- FⅫ 结合到异物表面,并被激活为 FⅫa
- FⅫa 的主要功能是激活 FⅪ 成为 FⅪa,从而启动内源性凝血途径
- 正反馈:FⅫa 还能通过激活前激肽释放酶为激肽释放酶而正反馈地促进 FⅫa 的形成
- FXIa 在 Ca2+存在的情况下可激活 FIX 生成 FIXa
- FIXa 在 Ca2+的作用下与 FVIIIa(辅因子,可使 FIXa 对 FX 的激活速度提高)在活化的血小板提供的膜磷脂表面结合成内源性途径因子 X 酶复合物
- FⅧ 不稳定的可以自己激活
- 表面激活:
- 外源性凝血途径(组织因子途径):由来自于血液之外的组织因子(TF)暴露于血液而启动的凝血过程
3 → 7 →(3-7-Ca2+【外源性途径因子 X 酶复合物】)
- 总过程:当血管损伤时,暴露出组织因子,组织因子与 FVIIa 和 Ca2+相结合而形成 FVIIa-组织因子复合物
- FVIIa-组织因子复合物
- 正反馈(FⅦa ↔ FⅩa):复合物激活 FX 生成 FXa,生成的 FXa 又可以反过来激活 F VII 从而激活更多的 FX
- 正反馈(FⅦa ↔ FⅨa)、内外交叉:激活 FIX 生成 FIXa,F IXa 除了可以和 FVIIIa 结合而激活 F X,也能正反馈激活 F VII
- 凝血酶原酶复合物形成:由内源性和外源性凝血途径所生成的 FⅩa,在 Ca2+存在的情况下可与 FⅤa 在磷脂膜表面形成 FⅩa-FⅤa-Ca2+-磷脂复合物,即凝血酶原酶复合物,进而激活凝血酶原。 - 凝血酶原酶复合物中的 FVa 为辅因子,可以使 FXa 激活凝血酶原的速度提高 10000 倍
凝血酶原的激活和纤维蛋白的生成
(10-5-Ca2+【凝血酶原酶复合物】)→ 2 → 1
- 在凝血酶原酶复合物的作用下,凝血酶原 → 凝血酶
- 凝血酶具有多种功能
- 凝血过程的最后步骤:
- 使纤维蛋白原(FⅠ)转变为纤维蛋白单体(FⅠa)(血液凝固的主要原因)
- 激活 FⅧ,生成 FⅧa,在 Ca2+ 的作用下,FⅧa 使纤维蛋白单体相互聚合,形成不溶于水的交联纤维蛋白多聚体凝块,完成凝血过程
- 正反馈:激活 FV、FVIII 和 FXI,形成凝血过程中的正反馈机制
- 使血小板活化:当血小板活化后,带负电荷的磷脂翻转到外表面,为因子X酶复合物和凝血酶原酶复合物的形成提供有效的磷脂表面,也可加速凝血
- 凝血过程的最后步骤:
凝血时间
将静脉血放入玻璃试管中,自采血开始到血液凝固所需的时间称为凝血时间(CT),主要反映自 FXII 被异物表面激活至纤维蛋白形成所需的时间,正常人为 4–12 分钟。
血清与血浆的区别
- 血液凝固后 1–2 小时,因血凝块中的血小板激活,使血凝块回缩,释出淡黄色的液体,称为血清。
- 血清缺乏纤维蛋白原和 FⅡ、FⅤ、FⅧ、FⅩⅢ 等凝血因子,但也增添了少量凝血过程中由血小板释放的物质
血友病
- 血友病 A:FⅧ 缺陷
- 血友病 B:FⅨ 缺陷
- 血友病 C:FⅪ 缺乏
- 血管性血友病:vWF 缺陷
肝硬化和肾病综合征
- 肝硬化 → 凝血因子生成↓ → 凝血障碍 → 易出血
- 肾病综合征 → 低蛋白血症 → 肝代偿性合成凝血因子↑ → 高凝状态
血液凝固的负性调节
血管内皮
- 物理屏障:防止凝血因子、血小板与内皮下的成分接触,从而避免疑血系统的激活和血小板的活化。
- 抗凝血:
- 生理性抗凝物质:血管内皮细胞膜上存在硫酸乙酰肝素蛋白多糖(增强凝血酶活性)、凝血酶调节蛋白(TM),并合成分泌组织因子途径抑制物(TFPI)、抗凝血酶等生理性抗凝物质。
- 内皮细胞可灭活自凝血部位扩散而来的活化凝血因子,阻止血栓延伸到完整内皮细胞部位。
- 抗血小板(抑制血小板聚集):
- 血管内皮细胞可以释放前列环素(PGI2)和一氧化氮(NO)抑制血小板的聚集。
- 内皮细胞膜上还有胞膜 ADP 酶,可以分解释放出来的 ADP 而抑制血小板的激活。
- 促纤溶:血管内皮细胞还能合成分泌*组织型纤溶酶原激活物(t-PA)*促进纤维蛋白溶解。
纤维蛋白、血流和单核吞噬细胞
- 纤维蛋白的吸附:纤维蛋白与凝血酶有高亲和力,可吸附凝血酶,有助于加速局部凝血反应的进行,也可避免凝血酶向周围扩散
- 血流的稀释:活化凝血因子可被血流稀释、被血浆中的抗凝物质灭活
- 单核吞噬细胞的吞噬作用:活化凝血因子可被单核吞噬细胞吞噬。
生理性抗凝物质
- 丝氨酸蛋白酶抑制物:
- 主要有抗疑血酶、肝素辅因子 Ⅱ、C1 抑制物、α1 抗胰蛋白酶、α2-抗纤溶酶、α2-巨球蛋白等
- 抗凝血酶是最重要的抑制物,灭活 60%–70% 的凝血酶
- 由肝和血管内皮细胞产生。
- 与内源性途径产生的蛋白酶如凝血酶,凝血因子 FⅨa、FⅩa、FⅪa、FⅫa(9–12)等分子活性中心的丝氨酸残基结合而抑制其活性。
- 在缺乏肝素的情况下,抗凝血酶的直接抗凝作用慢而弱,但它与肝素结合后,其抗凝作用可增强 2000 倍。
- 正常情况下,循环血浆中几乎无肝素存在,抗凝血酶主要通过与内皮细胞表面的硫酸乙酰肝素结合而增强血管内皮的抗凝功能。
- 肝素辅因子 Ⅱ 次重要,可灭活 30% 的凝血酶。
- 蛋白质 C 系统:
- 主要包括蛋白质 C(PC)、凝血酶调节蛋白、蛋白质 S(PC 的辅因子)、蛋白质 C 的抑制物。
- PC 由肝(“蛋白”由肝合成)合成,需要维生素 K 的参与。
- PC 可灭活 FⅧa、FⅤa(两者不稳定,PC 抗易变,抑制其自发激活),两者分别为 FⅩ、凝血酶原激活的限速因子。
- PC 有促进纤维蛋白溶解的作用,蛋白质 C 基因的缺陷者发生静脉血栓的危险性增高。
- 组织因子途径抑制物(TFPI):
- 主要由血管内皮细胞(血管内皮损伤暴露出组织因子而启动内源性凝血途径,但血管内皮细胞又合成组织因子途径抑制物)产生,是体内最主要的生理性抗凝物质。
- 是外源性凝血途径的特异性抑制物,只有结合 FⅩa 后才能结合 FⅦa-组织因子复合物而抑制其活性(负反馈调节)。
- 肝素:
- 主要由肥大细胞和嗜碱性粒细胞产生。
- 生理情况下血浆中几乎不含肝素。
- 肝素主要通过增强抗凝血酶的活性而发挥间接抗凝作用。
- 肝素在体内的抗凝作用强于体外:肝素还可促进结合于血管内皮细胞表面的 TFPI(组织因子途径抑制物)释放,使血浆 TFPI 水平升高。
临床常用的抗凝/促凝措施
- 外科手术时常用温热盐水纱布等进行压迫止血:
- 纱布是异物,可激活因子 Ⅻ 和血小板。
- 因凝血过程为一系列的酶促反应,适当加温可使凝血反应加速。
- 降低温度和增加异物表面的光滑度(如表面涂有硅胶或石蜡的表面)可延缓疑血过程。
- 枸橼酸钠、草酸铵和草酸钾作为体外抗凝剂:与 Ca2+ 结合(螯合)而除去血浆中的 Ca2+,从而起抗凝作用。
- 少量枸橼酸钠进入血液循环不致产生毒性,常用作抗凝剂来处理输血用的血液。
- 维生素 K 拮抗剂(如华法林):可抑制 FⅡ、FⅦ、FⅨ、FⅩ 等维生素 K 依赖性凝血因子的合成,因而在体内也具有抗凝作用。
- 肝素:在体内、体外均能立即发挥抗凝作用,广泛应用于临床防治血栓形成。
纤维蛋白的溶解
止血栓的溶解主要依赖于纤维蛋白溶解系统(简称纤溶系统)。若纤溶系统活动亢进,可因止血栓的提前溶解而有重新出血的倾向;而纤溶系统活动低下,则不利于血管的再通,加重血栓栓塞。
纤溶系统主要包括纤维蛋白溶解酶原(纤溶酶原,又称血浆素原)、纤溶酶(又称血浆素)、纤溶酶原激活物、纤溶抑制物。
纤溶可分为纤溶酶原的激活与纤维蛋白(或纤维蛋白原)的降解两个基本阶段。
- 酶原激活:
- 纤溶酶原激活物:t-PA、u-PA(尿激酶)、FⅫ、激肽释放酶
- 纤溶酶原激活物抑制物:PAI-1
- 纤维蛋白(原)降解:
- “纤维蛋白(原)降解物”:纤溶酶
- “纤维蛋白(原)降解物”(纤溶酶)抑制物:α2-AP
- 纤溶酶原的激活
- 纤溶酶原激活物主要有组织型纤溶酶原激活物(t-PA)和尿激酶型纤溶酶原激活物(u-PA,即尿激酶)。t-PA 是血液中主要的内源性纤溶酶原激活物,大多数组织的血管内皮细胞均可合成。
- FⅫ 、激肽释放酶等也可激活纤溶酶原,当血液与异物接触而激活 FⅫ 时,启动内源性凝血系统的同时也通过激活激肽释放酶而激活纤溶系统,使疑血与纤溶相互配合,保持平衡。
- 正常情况 FⅫ 、激肽释放酶下激活能力较弱,但在体外循环的情况下,由于循环血液大量接触带负电荷的异物表面,此时 FⅫa、激肽释放酶可成为纤溶酶原的主要激活物。
- 纤溶酶降解纤维蛋白(原)
- 纤溶酶是血浆中活性最强的蛋白酶,对 FⅡ、FⅤ、FⅧ、FⅩ、FⅫ 等凝血因子也有一定的降解作用。
- 在纤溶酶作用下,纤维蛋白和纤维蛋白原可被分解为许多可溶性小肽,称为纤维蛋白降解产物(FDP)。纤维蛋白降解产物通常不再发生凝固,其中部分还具有抗凝血作用。
- 纤溶亢进的时候,可因凝血因子大量分解和纤维蛋降解产物的抗凝作用而存在出血倾向。
- 纤溶抑制物
- 纤溶酶原激活物抑制物-1(PAI-1):主要由血管内皮细胞产生,通过与 t-PA 和 u-PA 结合而灭活 t-PA 和 u-PA
- α2-抗纤溶酶(α2-AP)
- 主要由肝产生,血小板 α 颗粒中也储存有少量 α2-AP
- 通过与纤溶酶结合形成复合物,而迅速抑制纤溶酶的活性
- 溶栓药物对血小板血栓效果不好:血小板中所含的 α2-AP 在血小板活化时释放出来,可防止纤维蛋白过早降解()
- 凝血酶激活的纤溶抑制物(TAFI):凝血酶通过与凝血酶调节蛋白结合,激活 TAFI,抑制纤维蛋白的溶解,稳定凝血块