血液是在心血管系统中流动的一种液体组织。
它在心脏推动下不断循环流动,担负着运输、防御、维持内环境相对稳定和实现体液调节等重要功能。
血液从可流动的溶胶状态转变为不流动的凝胶状态的过程,称血液凝固,简称凝血。
凝血是一个复杂的生化反应过程,其最终表现是纤维蛋白形成。
纤维蛋白在形成过程中交织成网,并把许多血细胞网罗其中,使原来液体状的血液逐渐变成血凝块,进而血块收缩挤出血清。
与血浆相比,血清中缺少了因子Ⅰ和一些参与凝血的物质,同时又增添了一些在凝血过程中产生的有活性物质。
凝血有两种途径:①内源性凝血;②外源性凝血。
血浆和组织中直接参与凝血的物质,统称凝血因子。
血液凝固1. 【凝血因子】2. 凝血过程和原理(1)凝血的基本步骤:【如图所示】①凝血酶原激活物形成;②因子Ⅱ转变为凝血酶;③因子Ⅰ转变为纤维蛋白。
其间接关系如下所示:凝血酶原激活物↓因子Ⅱ----------→凝血酶↓因子Ⅰ------------→纤维蛋白有关凝血的理论中,受到较多学者承认的是〖瀑布学说〗。
(2) 凝血两种途径:①【内源性凝血】②【外源性凝血】凝血因子血浆和组织中直接参与凝血的物质,统称凝血因子。
国际上按其被发现的先后次序,用罗马数字编排起来的计有12种[见表格]。
此外还有前激肽释放酶、高分子激肽原及来自血小板的磷脂物质PF3等。
(1) 上述因子中,除因子Ⅲ由损伤组织释放外,其他均存在血浆中。
(2) 就其性质而言: 因子Ⅳ为Ca2+,因子Ⅲ是一种脂蛋白,其余已知的凝血因子均属蛋白质,其中绝大多数在肝脏内合成。
有些因子在形成过程中需要维生素K参与,如因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ等,属于维生素K依赖因子。
(3) 凝血酶的活性①在血液中,因子Ⅱ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ通常均以无活性的酶原形式存在。
②必须通过有限水解,在其肽链上一定部位切断或切下一片段,以暴露或形成活性中心时,才能成为有活性的酶,此过程称激活。
③习惯上酶的激活在该因子代号的右下角加“a”字表示。
如凝血酶原被激活为凝血酶,即从因子Ⅱ变为Ⅱa。
(5) 因子Ⅶ常以活性型存于血液中,但必须有因子Ⅲ同时存在才能起作用。
内源性凝血(1) 若凝血过程由于血管内膜损伤,因子Ⅻ被激活所启动,参与凝血的因子全部在血浆中者,称内源性凝血。
(2) 凝血步骤:①内源性凝血从因子Ⅻ的激活开始。
当血管内膜损伤,因子Ⅻ与内膜下组织,特别是胶原纤维接触时,便被激活为因子Ⅻa。
②由于形成的因子Ⅻa可激活前激肽释放酶使之成为激肽释放酶,激肽释放酶反过来又能激活因子Ⅻ,这一正反馈作用可使因子Ⅻa大量生成。
③因子Ⅻa生成后,转而催化因子Ⅺ变为因子Ⅺa。
形成的因子Ⅺa在因子Ⅳ参与下,激活因子Ⅸ生成因子Ⅸa。
④在因子Ⅳ和PF3共同存在的条件下,因子Ⅸa与血浆中的因于Ⅷ结合,形成“因子Ⅷ复合物”。
此复合物能激活因子Ⅹ,使之成为因子Ⅹa。
⑤PF3可能是血小板膜上的磷脂,其作用主要是提供一个磷脂吸附表面,因子Ⅸa和因子Ⅹ分别通过因子Ⅳ同时连接于此磷脂表面上。
这样,因子Ⅸa即可使因子Ⅹ发生有限水解而激活为因子Ⅹa。
⑥因子Ⅷ本身不是蛋白酶,不能激活因子Ⅹ,但它能使该反应过程加速几百倍。
因此,因子Ⅷ是一种十分重要的辅助因子,缺乏时将会发生血友病,此时血凝过程缓慢,甚至微小创伤也会引起出血不止。
⑦因子Ⅹa是凝血酶原激活物的重要成分,它在因子Ⅳ和PF3共同存在的条件下,与因子Ⅴ结合,形成另一复合物,此复合物即为凝血酶原激活物。
因子Ⅴ也是辅助因子,虽不能趋化凝血酶原变为凝血酶,但可使因子Ⅹa的作用增快几十倍。
凝血酶原激活物形成后便能激活因子Ⅱ变为因子Ⅱa,进而使因子Ⅰ变为纤维蛋白。
(3) 值得注意的是当凝血酶一旦形成,便能立即通过正反馈作用,使因子Ⅷ、因子Ⅴ充分发挥辅助因子作用,从而明显加速凝血过程。
外源性凝血(1) 如凝血由于组织损伤释放因子Ⅲ启动才形成凝血酶原激活物者,称外源性凝血。
(2) 凝血步骤:①外源性凝血由组织损伤释放因子Ⅲ而开始。
因子Ⅲ和因子Ⅶ组成复合物,在Ca2+存在的条件下,激活因子Ⅹ成为因子Ⅹa。
②因子Ⅲ是一种磷脂蛋白质,广泛存在于血管外组织中,尤以脑、肺和胎盘组织特别丰富。
Ca2+的作用是将因子Ⅶ和因子Ⅹ都结合在因子Ⅲ所提供的磷脂上,以便因子Ⅶ催化因子Ⅹ,使其激活为因子Ⅹa。
③因子Ⅹa形成后,外源性凝血与内源性凝血的过程便一致了。
一般而言,外源性凝血过程较简单,速度较快;内源性凝血过程较复杂,速度较慢。
但实际上,外源性凝血与内源性凝血过程密切联系,同时存在于机体的凝血过程中。
(3) 因子Ⅷ的作用:因子Ⅷ在血浆中原来不具活性,需经过因子Ⅱa的作用才转变为因子Ⅷa。
当因子Ⅱa使因子Ⅰ水解为纤维蛋白单体,并联结为多聚体时,其结构是不稳定的,只有经过因子Ⅷa的作用,才变为牢固的纤维蛋白多聚体,即生成不溶于水的纤维蛋白,从而形成血凝块。
抗凝物质血液在血管内能保持流动,除血流速度快、血管内膜光滑完整和纤维蛋白溶解系统的作用外,抗凝物质的存在起了重要作用。
血浆中最重要的抗凝物质是抗凝血酶Ⅲ和肝素。
(1) 抗凝血酶Ⅲ:①抗凝血酶Ⅲ是一种抗丝氨酸蛋白酶。
②抗凝血酶Ⅲ能“封闭”因子Ⅱa、Ⅶ、Ⅺa、Ⅹa的活性中心,使之失活。
③在血液中,每一分子抗凝血酶Ⅲ,可与一分子凝血酶结合形成复合物,从而使凝血酶失活。
(2) 肝素:①肝素是一种粘多糖,主要由肥大细胞产生,体内大多数组织存有肝素,尤以肝、肺含量最多。
②肝素无论注入体内或与体外新鲜血液混合,均有很强抗凝作用。
③肝素的主要作用是与抗凝血酶Ⅲ结合,使抗凝血酶Ⅲ与凝血酶的亲和力大为增强,由于两者结合更快、更稳定,故使凝血酶立即失活。
④此外,肝素还能抑制血小板的粘聚和释放反应,保护血管内皮和降低血脂,因而有助于防止血栓形成。
(3) 在血液凝固过程中,许多环节需要因子Ⅳ的参与。
因此,凡能降低血液中因子Ⅳ浓度的物质,均能用于体外抗凝。
如草酸盐和柠檬酸钠均能去除因子Ⅳ而阻止血液凝固,柠檬酸钠是临床上常用的一种体外抗凝剂。
纤溶的作用是清除体内多余的纤维蛋白凝块和血管内的血栓,从而恢复血流通畅,且有利于受损组织的再生。
生理情况下,血液中常有少量纤维蛋白形成,但由于纤溶作用,使生成的纤维蛋白随即溶解,使血液保持流态。
纤溶的基本过程包括两个阶段,即纤溶酶原的激活和纤维蛋白的降解。
(如图)(1) 纤溶酶原的激活:纤溶酶原主要在肝脏合成,它必须在纤溶酶原激活物作用下才转变为有活性的纤溶酶。
纤溶酶原激活物主要有三类:〖血浆激活物〗主要由小血管的内皮细胞合成释放;〖组织激活物〗广泛存于体内组织中特别以子宫、甲状腺、前列腺、肾上腺和肺等器官含量较多。
尿激酶属此类激活物,其活性很强,可防止纤维蛋白在肾小管中沉着;〖依赖于因子Ⅻ的激活物〗如前激肽释放酶被Ⅻa激活生成的激肽释放酶等。
此类激活物可使血凝与纤溶互相配合,保持平衡。
(2) 纤维蛋白的降解:在纤溶酶作用下,纤维蛋白和因子Ⅰ分子可逐步水解为许多能溶于水的小段肽,统称纤维蛋白降解产物。
这些降解产物一般不再凝固,且其中一部分有抗血凝作用。
(3) 纤溶抑制物:对纤溶有抑制作用的物质有两类:①抗纤溶酶,如α2-抗纤溶酶,能与纤溶酶形成稳定的复合物,再水解纤溶酶而使其失活;②纤溶酶原激活物的抑制物,如血浆中的α2-巨球蛋白,它能与尿激酶竞争而抑制纤溶。
正常情况下,循环血液中抗纤溶作用明显大于纤溶作用,即使受损局部有少量纤溶酶进入血流,通过抗纤溶作用凝血因子与凝血机理(一)凝血因子国际凝血因子命名委员会规定以罗马数字命名的凝血因子I~ⅤⅢ,其中因子Ⅵ是因子Ⅴ的激活态,现已被废除,加上高分子量激肽原(HMWK)和激肽释放酶原(PK)共14个因子参与凝血过程。
根据因子的理化特性可分为四组。
维生素K依赖性凝血因子:包括因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ,其共同特点为各分子结构中含有数量不等的g-羧基谷氨酸,可与钙离子结合,其合成在肝脏并依赖于维生素K。
(1)因子Ⅱ(凝血酶原,prothrombin)是一种单链糖蛋白,当激活时被水解掉两个碎片(F1+2)而形成凝血酶(thrombin)。
(2)因子Ⅶ(稳定因子,stable Factor)是一种单链糖蛋白,主要参与外源性凝血途径的激活,半寿期短(6~8小时),口服香豆素类药物时其浓度最先下降。
(3)因子Ⅸ(血浆凝血活酶成分,plasma thromboplastin com-ponent ,PTC)是一种单链糖蛋白,参与内源性凝血途径的激活,缺乏时患血友病。
(4)因子Ⅹ(stuart—prower因子)是一种双链糖蛋白,在凝血过程中处于内外源性凝血途径和共同凝血途径之间,有重要的生理和病理意义。
接触凝血因子:指内源性凝血途径中与接触活化有关的因子,包括因子Ⅻ、Ⅺ、高分子量激肽原和激肽释放酶原。
(1)因子Ⅻ(接触因子,hageman factor)是一种单链糖蛋白,它可被固相(胶原或带负电荷物质)及液相(酶类等)激活,是内源性凝血途径的始动因子。
(2)因子Ⅺ:(血浆凝血活酶前质,plasma thromboplastin antecede nt,PTA)是一种双链蛋白质,参与内源性凝血途径激活,缺乏时患血友病丙。
(3)激肽释放酶原(prekallikrein,PK)是一种单链糖蛋白,参与内源性凝血途径激活,PK激活后转化为激肽释放酶(kallikrein,KK)。
(4)高分子量激肽原(high molecular weight kininogen HMWK)是一种单链蛋白质,参与内源性凝血途径激活,促进Ⅻ-a对Ⅺ的激活。
对凝血酶敏感的因子:包括因子Ⅰ、Ⅻ、Ⅷ、ⅩⅢ,它们的共同特点是对凝血酶敏感。
(1)因子Ⅰ(纤维蛋白原,fibrinogen)是由三对肽链组成的二聚体糖蛋白,三条肽链分别命名为Aa、Bb和g,它是凝血酶作用的底物。
当纤维蛋白原被凝血酶水解掉两个肽段,即纤维蛋白肽A和肽B(fibrin peptide A an d B,FPA和FPB)后形成纤维蛋白单体,通过因子ⅩⅢa的转酰胺作用,最终形成交联纤维蛋白网状结构。
(2)因子Ⅴ:(易变因子,labile factor,)是一种单链糖蛋白,辅助因子Ⅹa参与共同凝血途径的激活。
因子Ⅴ在体外最不稳定。
(4)因子ⅩⅢ(纤维蛋白稳定因子,fribrin stabilizing factor)是由四条肽链组成的糖蛋白。
因子ⅩⅢ被激活后起转酰胺酶作用,使可溶性纤维蛋白交联后转化为不溶纤维蛋白。
(2)因子Ⅳ(钙离子,calcium ion)是促使活化的凝血因子在磷脂表面形成复合物而促进血液凝固,去除Ca2+后血液即不能凝固。
共同凝血途径(common pathway)是指因子Ⅹ的激活到纤维蛋白形成的过程,包括因子Ⅹ、Ⅴ、Ⅱ、Ⅰ、ⅩⅢ、内外凝血途径并非截然无关而是互有联系,可以相互促进。