第三节 血液凝固与纤维蛋白溶解
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。
正常人血液在血管里流动,既不凝固,也不从血管流出,这取决于血管组织、血小板、凝血因子等的功能正常及血凝系统和纤溶系统所保持的动态平衡。
一、血液凝固
血液从流动的液体状态变成不能流动的胶冻状凝块的过程,称为血液凝固。血液凝固是一系列复杂的生化反应过程,需要多种凝血因子和血小板等共同参与。当血管壁受到损伤,血液流出血管或血液从机体抽出到体外时,血液很快凝固成块。血块能堵住受伤的血管壁起到止血作用。因此凝血是机体的一种保护性生理过程。
(一)凝血因子
血浆与组织中直接参与血液凝固的物质,统称为凝血因子。目前已知的凝血因子主要有14种,其中有12种已根据国际命名法按照发现的先后顺序以罗马数字编号,分别是因子Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ、Ⅷ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ及,此外还有前激肽释放酶、高分子激肽原等。除因子Ⅳ为Ca2+外,其余都是蛋白质。有些凝血因子需经激活才呈现活性。被激活了的凝血因子,常在其代号的右下角加“a”,以示区别。因子Ⅲ由组织细胞产生,存在于细胞组织中,故亦称为组织因子。其余因子均存在于新鲜血浆中,大多数是在肝内合成的。当肝脏发生病变时,可出现凝血功能障碍。
(二)血液凝固过程
凝血过程一旦开始,各个凝血因子便一个激活另一个,形成一个“瀑布”样的反应链,直至血液凝固。大体分三个阶段,如图6-1所示。
图6-1 凝血过程的三个基本阶段
1.凝血酶原激活复合物的形成
根据反应起始点的凝血因子和复合物形成的途径不同,凝血酶原激活复合物可通过内源性凝血途径和外源性凝血途径生成。凝血酶原激活复合物形成后,第二阶段和第三阶段就相继完成,血液也就凝固了。
(1)内源性凝血途径 是指凝血酶原激活复合物的形成完全依赖于血浆中的凝血因子。具体过程是:血浆中凝血因子Ⅻ与受损伤血管壁内的胶原纤维或基膜接触后,被激活成因子Ⅻa,因子Ⅻa催化因子Ⅺ成为因子Ⅺa,因子Ⅺa继而催化因子Ⅸ成为因子Ⅸa。因子Ⅸa、因子Ⅷ、Ca2+和血小板磷脂等共同催化因子Ⅹ成为因子Ⅹa。因子Ⅹa、因子Ⅴ、Ca2+和血小板磷脂等形成凝血酶原激活复合物。
(2)外源性凝血途径 当组织受到外伤时,释放出凝血因子Ⅲ,由其所发动的凝血过程称为外源性凝血途径。因子Ⅲ是一种脂蛋白,它必须与部分血浆因子——因子Ⅶ和Ca2+形成复合物。此复合物可催化因子Ⅹ成为因子Ⅹa。以后过程即和内源性凝血途径中的相应步骤相同,即因子Ⅹa、因子Ⅴ、Ca2+和血小板磷脂等形成凝血酶原激活复合物。
一般说来,通过外源性途径凝血较快,但在实际情况下,单纯由一种途径引起凝血的情况不多。
2.凝血酶原(因子Ⅱ)转变为凝血酶
凝血酶原激活复合物形成后,能够激活无活性的凝血酶原,使其转变为凝血酶。凝血酶的作用是:催化纤维蛋白原转化为纤维蛋白;激活因子Ⅷ成为因子Ⅷa;促进血小板磷脂的释放,增强因子Ⅷa与因子Ⅴ的活性,加速血凝过程,即有正反馈的作用。
3.纤维蛋白原(因子Ⅰ)转变为纤维蛋白
凝血酶能够促使血浆纤维蛋白原转变为纤维蛋白。纤维蛋白原分子是对称的二聚体,在血浆中呈溶解状态,在凝血酶的作用下水解为单体,然后各单体之间以氢键联系,聚合在一起成为不稳定的多聚体,经Ca2+、因子Ⅷa催化,此多聚体中的单体相互反应,以共价键联系,形成牢固的不溶于水的纤维蛋白多聚体(称为纤维蛋白)。纵横交织成网状的纤维蛋白将各种血细胞网罗其中,形成血块。
在血液凝固过程中,血小板的作用是:血管损伤后,受损伤处血管内的血小板与血管壁内的胶原纤维接触后,会黏附在血管受损伤处。黏附现象一旦发生,将引起更多的血小板聚集成团,形成松软的止血栓,堵塞血管创口,起止血作用。血小板在形成止血栓子时,释放出与凝血作用有关的血小板磷脂,加速血凝过程。此外,创伤出血时,血小板还释放出肾上腺素和5-羟色胺,引起局部血管平滑肌收缩,使血管口径缩小,有利于止血。
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出血时间与凝血时间
出血时间是指在一定条件下人为刺破皮肤毛细血管后,从血液自然流出到不再流出(即出血停止)所需的时间。临床上常用小针刺破耳垂或指尖测定出血时间,正常人不超过9min。
凝血时间是指离体血液从离开人体到凝固所需的时间。凝血时间的长短主要与内源性凝血途径中各种凝血因子是否缺乏以及功能是否正常,抗凝物质是否增多有关。测定凝血时间所需的血液样品,从理论上来说可通过毛细血管采血法和静脉采血法获得。由于毛细血管采血过程易混入较多组织液,因而即使内源性凝血因子缺乏,也会通过外源性途径发生凝血,使得测定结果比实际凝血时间短,因此毛细血管采血法已基本淘汰。目前采用静脉血测定凝血时间的方法有多种,不同方法测出的结果也不尽相同。
血液凝固1~2h后,纤维蛋白收缩,使得凝血块回缩,挤出其中的淡黄色澄明液体而成为坚实的止血栓,牢牢地堵住血管缺口。该淡黄色澄明液体称为血清。血清与血浆的区别在于血清缺乏纤维蛋白原和少量参与血凝的其他血浆蛋白质,但又增添了少量血凝时由血小板释放出来的物质。
(三)体内抗凝血物质
正常血液中含有多种凝血因子与血小板,但为什么不发生血管内凝血呢?首先,正常血管内皮是完整而滑润的,不但不存在凝血起始因子Ⅻ接触、激活以及血小板黏附、聚集和释放的条件,而且血管内皮释放的前列环素可抑制血小板聚集与释放;其次,血液中凝血因子处于非活化状态,即使有少量凝血因子被激活也会被血流带走,并且肝脏具有清除已活化凝血因子的作用;此外,体内还存在着很多抗凝血物质,如肝素和各种抗凝血酶(其中以抗凝血酶Ⅲ最为重要)等。
(四)血液凝固的加速与延缓
在临床或实验室工作中,如进行血液化验、外科手术或输血时,常需要加速、延缓或防止血液凝固。这就需要根据血液凝固的原理选择不同的方法或药物来达到上述目的。
当机体有内、外出血时或在手术过程中,为了止血需要加速凝血。常用纱布、棉花球、明胶海绵等按压伤口,使血浆中凝血因子Ⅻ与粗糙面接触而成为因子Ⅻa,继而发生一系列的凝血连锁反应,形成小血块,堵塞小血管创伤而止血。因凝血过程为一系列的酶促反应,故适当加温增高酶的活性可以加速凝血过程,此即外科手术时常用湿热盐水纱布等进行压迫止血的原理。但如果温度超过45℃,酶蛋白则会失去活性。有些中药亦具有加速凝血或止血的作用,如云南白药、三七、仙鹤草等。
进行血液化验时,常要求血液样品始终保持不凝固,可使用乙二胺四乙酸、肝素、枸橼酸盐等抗凝剂。
二、纤维蛋白溶解
纤维蛋白溶解(简称纤溶)是指血液凝固过程中所形成的纤维蛋白或血栓在一定条件下重新溶解,即凝固的血块液化的过程。纤溶也是机体的一种保护性生理反应,对体内血液经常保持液体状态以及血管畅通起着重要作用。
(一)纤维蛋白溶解的基本过程
纤维蛋白溶解的基本过程可分为两个阶段,如图6-2所示。
图6-2 纤维蛋白溶解的两个阶段
1.纤溶酶原的激活
纤溶酶原是一个单链的β-球蛋白,分子量为80000~90000,在肝、骨髓和肾中合成,然后释放入血液中。血浆中的纤溶酶原无活性,在激活物的作用下,转变为具有催化活性的纤溶酶。纤溶酶原激活物在血管和组织中广泛分布,且种类繁多。
2.纤维蛋白与纤维蛋白原的降解
纤溶酶是血浆中活性最强的蛋白水解酶,但其特异性较差。它可以作用于纤维蛋白或纤维蛋白原的肽链,将它们分解成很多可溶性的小肽,这些小肽统称为纤维蛋白降解产物。纤维蛋白降解产物一般不再凝固。
(二)纤溶抑制物及其作用
血管内出现血栓时,纤溶作用主要局限于血栓发生处,而不扩展到周围血液。这可能是由于血浆中含有大量纤溶抑制物所致。纤溶抑制物能够抑制纤维蛋白的溶解,它们存在于血浆、组织及其他体液中。纤溶抑制物根据其作用可分为两类:一类是抑制纤溶酶原激活,称为抗活化素;另一类是抑制纤溶酶的作用,称为抗纤溶酶。
三、凝血和抗凝血、纤溶和抗纤溶之间的动态平衡
如果某段血管受损,则首先发生生理性止血过程,小血管内形成的血凝块常成为血栓,填塞该段血管。出血停止、血管创伤愈合后,发生纤溶过程,构成血栓的纤维蛋白又逐渐溶解、液化,使血管基本通畅。
凝血、抗凝血、纤溶、抗纤溶之间是对立统一的关系,它们之间的动态平衡是机体维持体内血液流动和防止血液丢失的关键。