Hemostaza

Hemostaza (sistem hemostaze) je skupek funkcionalnih, morfoloških in biokemijskih mehanizmov, ki zagotavljajo vzdrževanje tekočega stanja krvi, preprečevanje in ustavljanje krvavitev ter celovitost krvnih žil.

V celotnem organizmu je tekoče stanje krvi, če ni kakršnih koli patoloških učinkov, posledica ravnovesja dejavnikov, ki določajo procese.

Koagulacija in preprečevanje njihovega razvoja. Kršitev takega ravnovesja lahko povzročijo številni dejavniki, vendar ne glede na etiološke vzroke nastanek trombov v telesu poteka po enotnih zakonih z vključitvijo določenih celičnih elementov, encimov in substratov v proces.

Pri strjevanju krvi ločimo dve povezavi: celično (žilno-trombocitno) in plazemsko (koagulacijsko) hemostazo.

• Celična hemostaza se razume kot celična adhezija (tj. interakcija celic s tujo površino, vključno s celicami drugačne vrste), agregacija (lepljenje istih krvnih celic skupaj) ter sproščanje snovi iz oblikovanih elementov, ki aktivirajo plazemsko hemostazo.
• Plazemska (koagulacijska) hemostaza je kaskada reakcij, v katere so vključeni faktorji strjevanja krvi, ki se končajo s procesom tvorbe fibrina. Nastali fibrin nadalje uniči plazmin (fibrinoliza).

Pomembno je omeniti, da je delitev hemostatskih reakcij na celične in plazemske pogojna, vendar je veljavna v sistemu in vitro in bistveno poenostavlja izbiro ustreznih metod in interpretacijo rezultatov laboratorijske diagnostike patologije hemostaze. V telesu sta ti dve povezavi sistema strjevanja krvi tesno povezani in ne moreta delovati ločeno.

Žilna stena igra zelo pomembno vlogo pri izvajanju hemostaznih reakcij. Endotelijske celice krvnih žil so sposobne sintetizirati in/ali izražati na svoji površini različne biološko aktivne snovi, ki modulirajo nastanek trombov. Sem spadajo von Willebrandov faktor, endotelijski relaksacijski faktor (dušikov oksid), prostaciklin, trombomodulin, endotelin, tkivni aktivator plazminogena, zaviralec tkivnega aktivatorja plazminogena, tkivni faktor (tromboplastin), zaviralec poti tkivnega faktorja in nekateri drugi. Poleg tega membrane endotelijskih celic vsebujejo receptorje, ki pod določenimi pogoji posredujejo pri vezavi na molekularne ligande in celice, ki prosto krožijo v krvnem obtoku.

Če ni poškodb, imajo endotelijske celice, ki obdajajo žilo, tromborezistentne lastnosti, kar pomaga ohranjati tekoče stanje krvi. Tromborezistentnost endotelija zagotavljajo:

• kontaktna inercija notranje (obrnjene proti lumnu žile) površine teh celic;
• sinteza močnega zaviralca agregacije trombocitov - prostaciklina;
• prisotnost trombomodulina na membrani endotelijskih celic, ki veže trombin; v tem primeru slednji izgubi sposobnost povzročanja strjevanja krvi, vendar ohrani aktivacijski učinek na sistem dveh najpomembnejših fizioloških antikoagulantov - proteinov C in S;
• visoka vsebnost mukopolisaharidov na notranji površini krvnih žil in fiksacija kompleksa heparin-antitrombin III (ATIII) na endotelij;
• sposobnost izločanja in sinteze aktivatorja tkivnega plazminogena, ki zagotavlja fibrinolizo;
• sposobnost spodbujanja fibrinolize preko sistema proteinov C in S.

Kršitev integritete žilne stene in/ali spremembe funkcionalnih lastnosti endotelijskih celic lahko prispevajo k razvoju protrombotičnih reakcij - antitrombotični potencial endotelija se pretvori v trombogeni. Vzroki, ki vodijo do poškodb žil, so zelo raznoliki in vključujejo tako eksogene (mehanske poškodbe, ionizirajoče sevanje, hiper- in hipotermija, strupene snovi, vključno z zdravili itd.) kot endogene dejavnike. Med slednje spadajo biološko aktivne snovi (trombin, ciklični nukleotidi, številni citokini itd.), ki lahko pod določenimi pogoji kažejo membransko-agresivne lastnosti. Takšen mehanizem poškodbe žilne stene je značilen za številne bolezni, ki jih spremlja nagnjenost k nastanku trombov.

Vsi celični elementi krvi sodelujejo pri trombogenezi, vendar je za trombocite (za razliko od eritrocitov in levkocitov) glavna prokoagulacijska funkcija. Trombociti ne delujejo le kot glavni udeleženci v procesu nastajanja tromba, temveč pomembno vplivajo tudi na druge povezave hemokoagulacije, saj zagotavljajo aktivirane fosfolipidne površine, potrebne za izvajanje procesov plazemske hemostaze, sproščajo številne koagulacijske faktorje v kri, modulirajo fibrinolizo in motijo hemodinamske konstante tako s prehodno vazokonstrikcijo, ki jo povzroča nastajanje tromboksana A2, _kot tudi z nastajanjem in sproščanjem mitogenih faktorjev, ki spodbujajo hiperplazijo žilne stene. Ko se sproži trombogeneza, pride do aktivacije trombocitov (tj. aktivacije trombocitnih glikoproteinov in fosfolipaz, presnove fosfolipidov, nastajanja sekundarnih prenašalcev, fosforilacije beljakovin, presnove arahidonske kisline, interakcije aktina in miozina, izmenjave Na+ ^/ H ⁺, izražanja fibrinogenskih receptorjev in prerazporeditve kalcijevih ionov) ter indukcije njihovih adhezijskih procesov, reakcij sproščanja in agregacije; Adhezija predhodi sproščanju in agregacijski reakciji trombocitov in je prvi korak v hemostatskem procesu.

Ko je endotelijska obloga poškodovana, subendotelijske komponente žilne stene (fibrilarni in nefibrilarni kolagen, elastin, proteoglikani itd.) pridejo v stik s krvjo in tvorijo površino za vezavo von Willebrandovega faktorja, ki ne le stabilizira faktor VIII v plazmi, temveč igra tudi ključno vlogo v procesu adhezije trombocitov, saj povezuje subendotelijske strukture s celičnimi receptorji.

Adhezijo trombocitov na trombogeno površino spremlja njihovo širjenje. Ta proces je potreben za popolnejšo interakcijo trombocitnih receptorjev s fiksnimi ligandi, kar prispeva k nadaljnjemu napredovanju nastajanja tromba, saj po eni strani zagotavlja močnejšo povezavo adheriranih celic z žilno steno, po drugi strani pa imobiliziran fibrinogen in von Willebrandov faktor delujeta kot agonista trombocitov, kar prispeva k nadaljnji aktivaciji teh celic.

Poleg interakcije s tujo (vključno s poškodovano žilno) površino se trombociti lahko lepijo drug na drugega, torej agregirajo. Agregacijo trombocitov povzročajo snovi različne narave, kot so trombin, kolagen, ADP, arahidonska kislina, tromboksan A ₂, prostaglandina G ₂ in H ₂, serotonin, adrenalin, faktor aktivacije trombocitov in druge. Tudi eksogene snovi (ki jih v telesu ni), kot je lateks, lahko delujejo kot proagreganti.

Tako adhezija kot agregacija trombocitov lahko privedeta do razvoja reakcije sproščanja - specifičnega, od Ca2 ⁺ odvisnega sekretornega procesa, pri katerem trombociti sproščajo številne snovi v zunajcelični prostor. Reakcijo sproščanja povzročajo ADP, adrenalin, subendotelijsko vezivno tkivo in trombin. Sprva se sprosti vsebina gostih granul: ADP, serotonin, Ca2 ⁺; za sproščanje vsebine α-granul (trombocitni faktor 4, β-tromboglobulin, rastni faktor trombocitov, von Willebrandov faktor, fibrinogen in fibronektin) je potrebna intenzivnejša stimulacija trombocitov. Liposomske granule, ki vsebujejo kisle hidrolaze, se sproščajo le v prisotnosti kolagena ali trombina. Treba je opozoriti, da faktorji, ki se sproščajo iz trombocitov, prispevajo k zaprtju defekta žilne stene in razvoju hemostatičnega čepa, vendar pa ob dovolj izraziti poškodbi žil nadaljnja aktivacija trombocitov in njihova adhezija na poškodovano območje žilne površine predstavlja osnovo za razvoj razširjenega trombotičnega procesa s poznejšo vaskularno okluzijo.

V vsakem primeru je posledica poškodbe endotelijskih celic pridobitev prokoagulantnih lastnosti žilne intime, kar spremlja sinteza in izražanje tkivnega faktorja (tromboplastina), glavnega iniciatorja procesa strjevanja krvi. Tromboplastin sam po sebi nima encimske aktivnosti, lahko pa deluje kot kofaktor aktiviranega faktorja VII. Kompleks tromboplastin/faktor VII je sposoben aktivirati tako faktor X kot faktor XI, s čimer povzroči nastajanje trombina, kar posledično sproži nadaljnje napredovanje tako celičnih kot plazemskih hemostaznih reakcij.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ]

Mehanizmi regulacije hemostaze

Številni zaviralni mehanizmi preprečujejo nenadzorovano aktivacijo koagulacijskih reakcij, ki bi lahko vodile do lokalne tromboze ali diseminirane intravaskularne koagulacije. Ti mehanizmi vključujejo inaktivacijo prokoagulacijskih encimov, fibrinolizo in razgradnjo aktiviranih koagulacijskih faktorjev, predvsem v jetrih.

Inaktivacija koagulacijskih faktorjev

Zaviralci plazemske proteaze (antitrombin, zaviralec poti tkivnih faktorjev, _α2 -makroglobulin, heparinski kofaktor II) inaktivirajo koagulacijske encime. Antitrombin zavira trombin, faktor Xa, faktor Xla in faktor IXa. Heparin poveča aktivnost antitrombina.

Dva od vitamina K odvisna proteina, protein C in protein S, tvorita kompleks, ki proteolitično inaktivira faktorja VIlla in Va. Trombin se z vezavo na receptor na endotelijskih celicah, imenovan trombomodulin, aktivira protein C. Aktivirani protein C skupaj s proteinom S in fosfolipidi kot kofaktorji proteolizira faktorja VIIIa in Va.

Fibrinoliza

Odlaganje fibrina in fibrinoliza morata biti uravnotežena, da se ohrani in omeji hemostatski strdek med popravilom poškodovane žilne stene. Fibrinolitični sistem raztopi fibrin z uporabo plazmina, proteolitičnega encima. Fibrinolizo aktivirajo aktivatorji plazminogena, ki se sproščajo iz žilnih endotelijskih celic. Aktivatorji plazminogena in plazemski plazminogen se vežejo na fibrin. Aktivatorji plazminogena katalitično cepijo plazminogen in tvorijo plazmin. Plazmin tvori topne produkte razgradnje fibrina, ki se sproščajo v krvni obtok.

Aktivatorji plazminogena so razdeljeni na več vrst. Tkivni aktivator plazminogena (tPA) endotelijskih celic ima nizko aktivnost, ko je v prostem stanju v raztopini, vendar se njegova učinkovitost poveča, ko interagira s fibrinom v neposredni bližini plazminogena. Druga vrsta, urokinaza, obstaja v enoverižni in dvoverižni obliki z različnimi funkcionalnimi lastnostmi. Enoverižna urokinaza ne more aktivirati prostega plazminogena, vendar ga lahko, tako kot tPA, aktivira pri interakciji s fibrinom. Sledne koncentracije plazmina cepijo enoverižno urokinazo v dvoverižno urokinazo, ki aktivira plazminogen v raztopini in se veže na fibrin. Epitelijske celice v izločalnih kanalih (npr. ledvičnih tubulih, mlečnih kanalih) izločajo urokinazo, ki je fiziološki aktivator fibrinolize v teh kanalih. Streptokinaza, bakterijski produkt, ki ga v telesu običajno ne najdemo, je še en potencialni aktivator plazminogena. Streptokinaza, urokinaza in rekombinantni tPA (alteplaza) se terapevtsko uporabljajo za indukcijo fibrinolize pri bolnikih z akutnimi trombotičnimi boleznimi.

[ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ], [ 12 ]

Regulacija fibrinolize

Fibrinolizo uravnavajo zaviralci aktivatorja plazminogena (PAI) in zaviralci plazmina, ki upočasnijo fibrinolizo. PAI-1 je najpomembnejši PAI, ki se sprošča iz žilnih endotelijskih celic, inaktivira tPA, urokinazo in aktivira trombocite. Najpomembnejši zaviralec plazmina je α-antiplazmin, ki inaktivira prosti plazmin, sproščen iz strdka. Nekaj α-antiplazmina se lahko veže na fibrinski strdek preko faktorja XIII in tako prepreči prekomerno aktivnost plazmina znotraj strdka. Urokinaza in tPA se hitro izločita iz jeter, kar je še en mehanizem za preprečevanje prekomerne fibrinolize.

Hemostatske reakcije, katerih celota se običajno imenuje plazemska (koagulacijska) hemostaza, na koncu vodijo do tvorbe fibrina; te reakcije se v prvi vrsti izvajajo s pomočjo beljakovin, imenovanih plazemski faktorji.

Mednarodna nomenklatura koagulacijskih faktorjev

Dejavniki	Sinonimi	Razpolovna doba, h
Jaz	Fibrinogen*	72–120
Drugi	Protrombin*	48–96
III.	Tkivni tromboplastin, tkivni faktor	-
IV.	Kalcijevi ioni	-
V	Proakcelerin*, Ac-globulin	15–18
VI.	Accelerin (umiknjen iz uporabe)
VII.	Prokonvertin*	4–6
VIII.	Antihemofilni globulin A	7–8
IX.	Božični faktor, komponenta plazemske tromboplastine,	15–30
	Antihemofilni faktor B*
X	Stewart-Prowerjev faktor*	30–70
XI.	Antihemofilni faktor C	30–70
XII.	Hagemanov faktor, kontaktni faktor*	50–70
XIII	Fibrinaza, faktor stabilizacije fibrina Dodatno:	72
	Von Willebrandov faktor	18–30
	Fletcherjev faktor, plazemski prekalikrein	-
	Fitzgeraldov faktor, kininogen z visoko molekulsko maso	-

*Sintetizira se v jetrih.

Faze plazemske hemostaze

Proces plazemske hemostaze lahko pogojno razdelimo na 3 faze.

Faza I - nastanek protrombinaze ali kontaktna aktivacija kalikrein-kinin kaskade. Faza I je večstopenjski proces, ki povzroči kopičenje kompleksa faktorjev v krvi, ki lahko pretvorijo protrombin v trombin, zato se ta kompleks imenuje protrombinaza. Obstajajo intrinzične in ekstrinzične poti za nastanek protrombinaze. Pri intrinzični poti se strjevanje krvi sproži brez sodelovanja tkivnega tromboplastina; pri tvorbi protrombinaze sodelujejo plazemski faktorji (XII, XI, IX, VIII, X), kalikrein-kininski sistem in trombociti. Zaradi začetka reakcij intrinzične poti se na površini fosfolipidov (trombocitni faktor 3) v prisotnosti ioniziranega kalcija tvori kompleks faktorjev Xa z V. Celoten kompleks deluje kot protrombinaza in pretvarja protrombin v trombin. Sprožilni faktor tega mehanizma je XII, ki se aktivira bodisi zaradi stika krvi s tujo površino bodisi ob stiku krvi s subendotelijem (kolagenom) in drugimi komponentami vezivnega tkiva ob poškodbi žilnih sten; ali pa se faktor XII aktivira z encimskim cepljenjem (s kalikreinom, plazminom, drugimi proteazami). V ekstrinzični poti nastanka protrombinaze ima glavno vlogo tkivni faktor (faktor III), ki se ob poškodbi tkiva izraža na površini celic in tvori kompleks s faktorjem VIIa in kalcijevimi ioni, ki lahko pretvori faktor X v faktor Xa, ki aktivira protrombin. Poleg tega faktor Xa retrogradno aktivira kompleks tkivnega faktorja in faktorja VIIa. Tako se intrinzična in ekstrinzična pot povežeta pri koagulacijskih faktorjih. Tako imenovani "mostovi" med temi potmi se uresničijo z medsebojno aktivacijo faktorjev XII, VII in IX. Ta faza traja od 4 min 50 s do 6 min 50 s.

Faza II - tvorba trombina. V tej fazi protrombinaza skupaj s koagulacijskimi faktorji V, VII, X in IV pretvori neaktivni faktor II (protrombin) v aktivni faktor IIa - trombin. Ta faza traja 2-5 sekund.

Faza III - tvorba fibrina. Trombin cepi dva peptida A in B iz molekule fibrinogena in jo pretvori v fibrin monomer. Molekule slednjega se najprej polimerizirajo v dimere, nato v oligomere, ki so še vedno topni, zlasti v kislem okolju, in na koncu v fibrinski polimer. Poleg tega trombin spodbuja pretvorbo faktorja XIII v faktor XIIIa. Slednji v prisotnosti Ca2 ⁺ spremeni fibrinski polimer iz labilne oblike, ki jo fibrinolizin (plazmin) zlahka topi, v počasi in omejeno topno obliko, ki tvori osnovo krvnega strdka. Ta faza traja 2-5 s.

Med nastankom hemostatskega tromba ne pride do širjenja tromba z mesta poškodbe na steno žile vzdolž žilnega dna, saj to preprečuje hitro naraščajoči antikoagulantni potencial krvi po koagulaciji in aktivacija fibrinolitičnega sistema.

Ohranjanje krvi v tekočem stanju in uravnavanje hitrosti interakcije faktorjev v vseh fazah koagulacije v veliki meri določa prisotnost naravnih snovi v krvnem obtoku, ki imajo antikoagulacijsko delovanje. Tekoče stanje krvi zagotavlja ravnovesje med dejavniki, ki povzročajo strjevanje krvi, in dejavniki, ki preprečujejo njegov razvoj, slednji pa niso ločeni v ločen funkcionalni sistem, saj je izvajanje njihovih učinkov najpogosteje nemogoče brez sodelovanja prokoagulantnih dejavnikov. Zato je dodelitev antikoagulantov, ki preprečujejo aktivacijo faktorjev strjevanja krvi in nevtralizirajo njihove aktivne oblike, zelo pogojna. Snovi, ki imajo antikoagulacijsko delovanje, se v telesu nenehno sintetizirajo in se z določeno hitrostjo sproščajo v krvni obtok. Sem spadajo ATIII, heparin, proteina C in S, nedavno odkriti zaviralec poti tkivne koagulacije TFPI (zaviralec kompleksa tkivni faktor-faktor VIIa-Ca2 ⁺ ), α2 makroglobulin, antitripsin itd. Med strjevanjem krvi, fibrinolizo, iz koagulacijskih faktorjev in drugih beljakovin nastajajo tudi snovi z antikoagulacijsko aktivnostjo. Antikoagulanti imajo izrazit učinek na vse faze strjevanja krvi, zato je preučevanje njihove aktivnosti pri motnjah strjevanja krvi zelo pomembno.

Po stabilizaciji fibrina se skupaj z oblikovanimi elementi, ki tvorijo primarni rdeči trombus, začneta dva glavna procesa postkoagulacijske faze - spontana fibrinoliza in retrakcija, ki na koncu privedeta do nastanka hemostatsko popolnega končnega tromba. Običajno ta dva procesa potekata vzporedno. Fiziološka spontana fibrinoliza in retrakcija prispevata k zbijanju tromba in opravljanju njegovih hemostatskih funkcij. V tem procesu aktivno sodelujeta plazminski (fibrinolitični) sistem in fibrinaza (faktor XIIIa). Spontana (naravna) fibrinoliza odraža kompleksno reakcijo med komponentami plazminskega sistema in fibrinom. Plazminski sistem sestavljajo štiri glavne komponente: plazminogen, plazmin (fibrinolizin), aktivatorji proencimov fibrinolize in njihovi inhibitorji. Kršitev razmerja komponent plazminskega sistema vodi do patološke aktivacije fibrinolize.

V klinični praksi preučevanje sistema hemostaze zasleduje naslednje cilje:

• diagnostika motenj hemostaznega sistema;
• določitev dopustnosti kirurškega posega v primeru ugotovljenih motenj v sistemu hemostaze;
• spremljanje zdravljenja z neposrednimi in posrednimi antikoagulanti ter trombolitično terapijo.

Vaskularno-trombocitna (primarna) hemostaza

Vaskularno-trombocitno ali primarno hemostazo motijo spremembe v žilni steni (distrofične, imunoalergijske, neoplastične in travmatske kapilarne patologije); trombocitopenija; trombocitopatija, kombinacija kapilarnih patologij in trombocitopenije.

Vaskularna komponenta hemostaze

Obstajajo naslednji kazalniki, ki označujejo žilno komponento hemostaze.

• Preizkus s ščipanjem. Kožo pod ključnico zberemo v gubo in jo ščipnemo. Pri zdravih ljudeh se na koži ne pojavijo spremembe niti takoj po ščipanju niti po 24 urah. Če je kapilarna upornost oslabljena, se na mestu ščipa pojavijo petehije ali modrice, ki so še posebej jasno vidne po 24 urah.
• Preizkus s turniketom. Stopite 1,5-2 cm nazaj od kubitalne vene in narišite krog s premerom približno 2,5 cm. Manšeto tonometra namestite na ramo in ustvarite tlak 80 mm Hg. Tlak vzdržujte strogo na isti ravni 5 minut. Preštejejo se vse petehije, ki se pojavijo v začrtanem krogu. Pri zdravih posameznikih se petehije ne tvorijo ali pa jih ni več kot 10 (negativen test s turniketom). Če je odpornost kapilarne stene oslabljena, se število petehij po testu močno poveča.

Trombocitna komponenta hemostaze

Kazalniki, ki označujejo trombocitno komponento hemostaze:

• Določitev trajanja krvavitve po Dukeu.
• Štetje števila trombocitov v krvi.
• Določanje agregacije trombocitov z ADP.
• Določanje agregacije trombocitov s kolagenom.
• Določanje agregacije trombocitov z adrenalinom.
• Določanje agregacije trombocitov z ristocetinom (določanje aktivnosti von Willebrandovega faktorja).