生理学基础
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第三节 血液凝固与纤维蛋白溶解

一、血液凝固

(一)血液凝固的概念

血液凝固(blood coagulation)是指血液由流动的液体状态变为不能流动的凝胶状态的过程,简称血凝。它是一系列复杂的酶促反应过程,需要多种凝血因子的参与。

(二)凝血因子

血浆与组织中直接参与血液凝固的物质,称为凝血因子(clotting factor)。国际上依照凝血因子被发现的顺序,用罗马数字排序的有12种(表3-2)。此外,还有前激肽释放酶、血小板磷脂(PF3)等。在这些凝血因子中,除FⅣ外,其余均属蛋白质。有些因子以无活性的酶原形式存在于血浆中,如FⅡ、FⅨ、FX、FⅪ、FⅫ等,须被激活才具有活性,被激活的因子则在其右下角标“a”(activated)表示。除FⅢ外,其他凝血因子均存在于血浆中,且多数在肝内合成,其中FⅡ、FⅦ、FⅨ、FX生成时需要维生素K的参与。当肝受损或维生素K缺乏时,将导致凝血障碍而发生出血倾向。

表3-2 各种凝血因子

(三)血凝过程

血液凝固的过程分为三个基本步骤:凝血酶原激活物的形成、凝血酶的形成、纤维蛋白的形成(图3-3)。

图3-3 血液凝固基本步骤

变化方向作用方向

1.凝血酶原激活物的形成 凝血酶原激活物的形成过程包括内源性凝血和外源性凝血两条途径。

(1)内源性凝血途径 内源性凝血途径(intrinsic pathway)是指参与凝血的因子全部来自血液。其启动因子是FⅫ。FⅫ与血管内膜下组织特别是胶原纤维接触,活化形成FⅫa, FⅫa激活前激肽释放酶成为激肽释放酶,后者通过正反馈再激活FⅫ,形成大量的FⅫa。FⅫa激活FⅪ成为FⅪa。FⅪa在Ca2+存在的条件下激活FⅨ, FⅨa与FⅧ、Ca2+和PF3形成复合物,激活FX。FXa、V被Ca2+连接在PF3表面,形成凝血酶原激活物。

(2)外源性凝血途径 外源性凝血途径(extrinsic pathway)是指由血管外FⅢ暴露于血液而启动的凝血过程。在组织损伤,血管破裂情况下,由血管外组织释放的FⅢ与血浆中的FⅦ、Ca2+共同形成复合物,使FX激活为FXa,其后反应与内源性凝血完全相同。

2.凝血酶的形成 凝血酶原激活物可激活FⅡ,成为具有活性的FⅡa。

3.纤维蛋白形成 凝血酶能迅速激活催化纤维蛋白原成为纤维蛋白单体,在Ca2+作用下,凝血酶激活FXⅢ成为FXⅢa, FXⅢa使纤维蛋白单体变为牢固的不溶性的纤维蛋白多聚体。后者交织成网,网罗血细胞形成血凝块,至此凝血过程全部完成(图3-4)。

图3-4 血液凝固过程示意图

变化方向催化作用

凝血过程是一种正反馈,一旦触发,就会迅速连续进行,直到完成为止。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(clotting time, CT),正常人为4~12分钟,它反映机体的凝血功能。血液凝固后,血凝块逐渐回缩,析出淡黄色的液体,称为血清(serum)。血清与血浆的区别在于血清中不含纤维蛋白原等凝血因子,但也增添了少量凝血过程中由血小板释放的物质。

(四)抗凝系统

正常情况下,血管内的血液能保持流体状态而不发生凝固,在生理止血时,凝血只限于受伤的一小段血管,这意味着体内还存在着与凝血系统相对抗的抗凝系统(antriclotting systems)。

血液中的抗凝物质主要有抗凝血酶Ⅲ(antithrombin Ⅲ)和肝素(heparin)。抗凝血酶Ⅲ主要由肝脏和血管内皮细胞产生,通过与FⅡa、FⅨa、FXa、FⅪa和FⅫa等分子活性中心的丝氨酸残基结合而抑制其活性,产生抗凝作用。在正常情况下,抗凝血酶Ⅲ的直接抗凝作用非常缓慢且较弱,但它与肝素结合后,其抗凝作用可增强上千倍。肝素由肥大细胞和嗜碱性粒细胞合成,它能提高抗凝血酶Ⅲ与FⅡa的亲和力增强约100倍,使FⅡa迅速灭活,从而达到抗凝目的。此外,肝素能刺激血管内皮细胞释放组织因子途径抑制物而抑制凝血过程,这也是肝素体内抗凝作用强于体外的重要原因。

临床上常用草酸盐和枸橼酸盐作为体外抗凝剂,因为它们可与Ca2+结合而去除血浆中的Ca2+,从而起到抗凝作用。由于少量枸橼酸钠进入血液循环不会产生毒性,因此可用于输血和保存血液;而草酸盐则主要用于生化检验。有时,临床上也需加速凝血过程。例如,外科手术中常用温热生理盐水纱布或明胶海绵压迫伤口止血,这就是利用粗糙面,加速FⅫ激活及血小板的黏附聚集,适当加温也可提高酶的活性,加快凝血反应而达到止血的目的。

二、纤维蛋白溶解

纤维蛋白溶解(fibrinolysis)指纤维蛋白被分解液化的过程,简称纤溶。纤溶系统主要包括纤溶酶原(piasminogen)、纤溶酶(plasmin)、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阶段:即纤溶酶原的激活和纤维蛋白的降解(图3-5)。

图3-5 纤维蛋白溶解系统示意图

(-)表示抑制

(一)纤溶酶原的激活

纤溶酶原主要由肝脏产生,是一种球蛋白。能使纤溶酶原激活的物质统称为纤溶酶原激活物(piasminogen activator)。主要有以下几类:①由血管内皮细胞释放的血管激活物。②组织损伤时释放的组织激活物,以子宫、甲状腺、前列腺、肾上腺、淋巴结、卵巢和肺等组织中最多,因此,这些部位手术后伤口易渗血。③FⅫa激活的激肽释放酶。这些物质均可使纤溶酶原激活成为活性很强的纤溶酶。

(二)纤维蛋白和纤维蛋白原的降解

纤溶酶是一种活性很强的蛋白酶,可将纤维蛋白或纤维蛋白原分解成许多可溶性的小肽,称为纤维蛋白的降解产物(fibrinde gradation products, FDP)。这些产物一般不会再凝固,其中一部分还有抗凝血作用。

(三)纤溶抑制物及作用

纤溶抑制物按其作用可分两大类:一类抑制纤溶酶原的激活,称为抗活化素;另一类抑制纤溶酶的活性,称为抗纤溶酶。例如,血浆中的α2巨球蛋白能抑制纤溶酶的作用。

凝血和纤溶两个功能系统既对立又统一,两者的功能活动保持着动态平衡。这样,既能使机体实现有效的止血,又能防止血块堵塞血管,从而维持血液的正常流动。