血管壁受损后所发生的血管壁、血小板和血浆凝血因子三者的相互作用。止血过程在血管受损后几秒钟内即启动,需历时几分钟甚至一小时才能完成。
正常止血机制
正常的凝血止血过程可分为三个阶段:
①初级凝血止血过程(一期止血)。受损血管的收缩、内皮下胶原组织的暴露及血小板在受损血管表面的黏附、聚集和形成初期止血栓,历时3~7分钟。初期止血需血管性血友病因子(von Willebrand factor,简称vWF)的参与。凝血因子FⅧ、vWF介导血小板黏附并促使血小板释出血管活性物质(如血小板第4因子),后者又加强血小板的聚集反应。临床上常应用出血时间来判断初期止血功能,它是反映血小板功能的敏感指标。
②次级止血过程(二期止血)。指在形成初期止血栓的部位进一步形成纤维蛋白凝块。活化的血小板表面在血小板活化时释出膜磷脂和钙,有效地集合参与在凝血酶原激活物中的凝血因子,从而催化凝血酶的形成。损伤局部产生的凝血酶催化纤维蛋白原转化为纤维蛋白,后者进一步加固血小板血栓并网罗红细胞使持久性血凝块增大,促使更多的血小板活化、释放出活性物质及活化的血小板合成并释出血栓素A2;同时凝血因子ⅩⅢ(FⅩⅢ,纤维蛋白稳定因子)的活化,使纤维蛋白交联而形成稳定的纤维蛋白凝块。临床采用全血凝固时间来衡量二期止血过程,正常持续8~10分钟。
③止血的第三阶段。血块收缩形成牢固的凝血块,完成止血。由血小板聚合物,纤维蛋白丝和陷入的红细胞所组成的疏松的网状物,通过此过程形成了牢固的凝血块。此期需要血小板内肌凝蛋白和血栓收缩蛋白的收缩,使血小板发生收缩而压缩凝血块。体外测定此期需要经历1小时。
止血过程一旦发生,即在局部迅速而局限地进行,不致扩展到全身。血液循环系统仍保持液态,因为正常机体除止血机制外还存在一系列的抗凝血机制,即血浆中存在着有抑制凝血的因子和纤维蛋白溶解系统(使凝血块溶解)来参与维持止血机制的平衡。若机体止血功能不完善,如血小板过少或过多、凝血因子异常时,常会导致病理性出血或血栓栓塞。
血管壁的止血机制
参与止血作用的血管主要是小动脉、小静脉和在两者之间的毛细血管,其基本结构可分为内膜层、中膜层和外膜层。
结构
内膜层由内皮细胞组成。血管内皮细胞是位于循环血液与血管壁内皮下组织之间的单层细胞,内皮细胞有一种特异的细胞器,称为棒杆状小体,其为vWF因子贮存加工的场所。内皮细胞合成和分泌的其他分子包括血小板活化因子、凝血酶敏感蛋白、纤维连接蛋白、纤溶酶原激活物抑制剂-1和血栓调节蛋白等。
中膜层是在内皮细胞和外膜层之间的结构,包括基底膜、微纤维、Ⅲ/Ⅳ/Ⅴ型胶原、平滑肌和弹力纤维。基底膜是一种胶原蛋白,能支撑内皮细胞及诱导血小板的黏附和聚集,并启动内、外源性凝血过程。平滑肌和弹力纤维参与血管的收缩功能。此外,血管内皮细胞和中膜层均可表达组织因子,启动外源性凝血过程。
外膜层由结缔组织构成,是血管与组织之间的分界层。
止血功能
①加强收缩反应。血管损伤时,通过神经轴突反射和缩血管活性物质释放,使受损血管收缩以利于止血。已知的缩血管活性物质当中,内皮素-1是内皮细胞产生的最强烈缩血管活性物质。
②血小板激活。通过vWF、血小板活化因子及血栓素A2的作用下,以血管内皮细胞下肢原暴露为基础,使血小板发生黏附和聚集,形成血小板栓子。
③凝血系统激活。胶原暴露后,激活凝血因子Ⅻ、血管内皮细胞表达Ⅺ/Ⅺa活性,并结合活化的Ⅹa加速内皮细胞表面凝血酶原的激活;内皮细胞表达组织因子;分别启动内、外源性凝血过程。
④影响纤溶系统。通过血管内皮细胞合成分泌纤溶酶原激活物抑制剂-1发挥抑制纤溶系统的作用。
⑤其他。通过激活凝血因子Ⅻ和激肽释放酶原生成激肽;激活血小板释放血管通透性因子;两者共同的作用使血管通透性增加、血浆外渗、血液浓缩、血黏度增高、血流缓慢,有助于止血。
血小板的止血机制
结构
电镜下,血小板由表面结构、骨架、细胞器和特殊膜系统四部分组成,各部分组成各有特点。
①表面结构。主要由糖萼蛋白和细胞膜组成。糖萼蛋白为细胞外衣,由糖蛋白和糖链部分组成,是许多血小板膜受体(腺苷三磷酸、肾上腺素、胶原、凝血酶)的所在部位;细胞膜主要由蛋白质和脂质组成,其中膜脂质磷脂酰丝氨酸主要分布在内侧面,在血小板激活时转向外侧。
②骨架系统。包括微管和微丝,前者维持血小板的形状,后者的肌动蛋白细丝和肌球蛋白粗丝构成血小板的收缩蛋白,参与血小板的收缩、微足形成和释放。
③细胞器。电镜下血小板内有许多细胞器,其中重要的是α颗粒、致密(δ)颗粒、溶酶体(γ)颗粒。
④特殊膜系统。主要包含致密管道系统和开放管道系统。前者参与花生四烯酸代谢、前列腺素合成、血小板的收缩活动和释放反应,后者是血小板内与血浆物质交换的通道。
止血功能
主要包括黏附功能、聚集功能、促凝功能、释放反应及血块收缩功能等。
①黏附功能。指血小板黏着于血管内皮下组分和其他异物表面的功能,血小板膜糖蛋白GPⅠb-Ⅸ作为vWF的受体,通过vWF和内皮下胶原结合来实现。
②聚集功能。指血小板与血小板之间相互结合形成血小板团的功能。激活的血小板在Ca2+存在的条件下,膜糖蛋白GPⅡb/Ⅲa作为纤维蛋白原受体,通过纤维蛋白原、vWF、Fn发生聚集。
③促凝功能。指血小板参与凝血的过程。其中,血小板第3因子(PF3)促凝活性,特指PF3参与凝血因子Ⅸa-Ⅷa-Ca2+和Ⅹa-Ⅴa-Ca2+复合物的形成;接触产物生成活性(CPFA),指血小板受二磷酸腺苷(ADP)或胶原刺激后,CPFA从血小板膜磷脂成分释放,激活因子Ⅻ;胶原诱导的凝血活性(CICA),血小板受ADP或胶原刺激后,CICA从血小板膜磷脂成分释放,激活因子Ⅺ;α颗粒中凝血因子(Ⅴ、Ⅺ、纤维蛋白原)的释放。
④释放反应。指血小板在活化中由于病理因素或诱导剂的作用,将其颗粒内容物通过开放管道系统释放到细胞外的过程。
⑤血块收缩功能。通过激活血小板的肌动蛋白细丝和肌球蛋白粗丝的相互作用,形成的血小板微足的向心性收缩来完成。
⑥维护血管内皮的完整性。血小板填充血管内皮细胞脱落形成的孔隙,参与血管内皮细胞的再生和修复,增加血管壁的抗力,降低血管壁的通透性和脆性。
血浆凝血因子
已知至少有14种凝血因子,包括经典凝血因子12个和激肽系统2个。经典凝血因子采用罗马数字命名。除因子Ⅳ是钙离子外,其余均为蛋白质。除因子Ⅲ存在于组织外,其余均存在于血浆中。
凝血过程的瀑布学说
凝血过程主要包括两种理论。
经典的瀑布学说
认为凝血过程是一系列的酶促反应,其中包括内源性、外源性凝血途径和共同通路。接触激活相是内源性途径的始动阶段,内源性途径是生理性凝血过程的主要途径,外源性途径是次要的凝血途径。
现代凝血理论
20世纪90年代先后提出的理论认为,凝血过程分为两个阶段。首先是启动阶段,血管受损后,组织因子立即与FⅦa结合,启动组织因子途径(外在途径),但由于组织因子途径抑制物(TFPI)的存在,外在途径的作用是短暂的,只能形成微量凝血酶。然后是放大阶段,由外在途径生成的微量凝血酶反馈激活血小板和FⅤ、FⅧ、FⅪ,通过内在途径生成足量凝血酶,以完成正常凝血过程。在病理性止血过程中,凝血过程由于内皮细胞或单核细胞在损伤、感染、内毒素、细胞因子、缺氧作用下表达产生组织因子而启动,组织因子在凝血过程中属于主要地位。