HEMOSTAZA

Hemostaza  to kompleks dynamicznych układów utrzymujących krążącą krew w stanie płynnym. Czynność tych układów prowadzi do hamowania krwawienia i naprawy ściany naczynia po zranieniu. Procesy hemostazy przebiegają z jednoczesnym udziałem:

·         Ściany naczynia   ( hemostaza naczyniowa )

·         Krwinek płytkowych   ( hemostaza płytkowa ) i innych elementów morfotycznych krwi

·         Białek osocza   ( hemostaza osoczowa )

Hemostaza naczyniowa  : wszystkie warstwy ściany naczynia uczestniczą w utrzymaniu krążącej krwi w ścianie płynnym  i w hamowaniu krwawienia po uszkodzeniu naczynia.Najbardziej aktywny metabolicznie z wszystkich warstw ściany naczynia jest śródbłonek.

Śródbłonek naczyniowy ( endotelium ) jest nieadhezyjną błoną, do której w warunkach fizjologicznych nie przywierają elementy upostaciowane krwi. Łączna masa komórek śródbłonka naczyniowego wynosi  ok. 1500 g. Tworzą one narząd  odpowiedzialny za kontrolę przepływu krwi poprzez wydzielanie substancji działających rozszerzająco lub zwężająco na naczynia krwionośne, a także regulujących ich przebudowę i rozrost oraz utrzymanie równowagi pomiędzy krzepnięciem a fibrynolizą. Laminarną część błon śródbłonków pokrywa glikokaliks , w którego glikozaminoglikanach 80% stanowi siarczan heparanu. Nadaje to ujemny ładunek  powierzchni ściany naczynia co zapobiega przyleganiu krwinek do śródbłonka.

Głównymi składnikami błon podstawnych i podśródbłonka są :

kolagen, retikulina, elastyna oraz proteoglikany. 

Obecne są również fibronektyna i trombospondyna oraz czynnik von Willebranda.

Obok komórek śródbłonka syntetyzują je komórki mięśni gładkich , warstwy środkowej i fibroblasty przydanki. Wszystkie komórki ściany naczynia zawierają tromboplastynę tkankową. Warstwa środkowa i przydanka warunkują właściwości mechaniczne ściany i stanowią barierę chroniącą przed utratą krwi.

Za regulację czynności komórek śródbłonka odpowiedzialne są : bradykinina, serotonina, angiotensyny, aminy katecholowe, histamina, ADP, ATP poprzez  swoiste dla siebie  receptory obecne na  powierzchni tych komórek. 

Proteoglikany błonowe wzmagają lipolityczną aktywność osocza a siarczany dermatanu i heparanu w kompleksie z antytrombiną III i kofaktorem II heparyny  unieczynniają  trombinę, czynnik Xa oraz inne osoczowe proteinazy . Śródbłonkowa proteinaza – neksyna- w ścianie naczyń wiąże oraz unieczynia trombinę i inne enzymy.

Błonowa glikoproteina – trombomodulina – stanowi w śródbłonku receptor trombiny, w połączeniu z którym enzym traci powinowactwo do fibrynogenu i aktywuje białko C co stanowi naturalny system antykoagulacyjny.

Badania przeprowadzone w latach 80-tych rzuciły nowe światło na rolę śródbłonka ,którego komórki tworzą aktywną metabolicznie tkankę. Stwierdzono wówczas, że pod wpływem acetylocholiny naczynia z nieuszkodzonym śródbłonkiem ulegają rozkurczowi a z uszkodzonym - kurczą się. Zwróciło to uwagę na fakt, że śródbłonek naczyniowy może być ważnym narządem parakrynnym, uwalniającym czynniki naczyniorozszerzające i naczyniokurczące.

   Do najważniejszych wazodylatatorów należą tlenek azotu /NO = EDRF ang. endothelium derived relaxing factor/ prostacykilina /PGI1/ oraz śródbłonkowy czynnik hiperpolaryzujący /EDHF ang. endothelium derived hyperpolarizing factor/.

Głównymi czynnikami obkurczającymi naczynia czyli wazokonstryktorami są endoteliny, prostaglandyna PGH2 oraz angiotensyna II.

Z czynników naczyniorozszerzających szczególne zainteresowanie od czasów doniesień Monkady z 1987r. budzi tlenek azotu. Jest on  produkowany w komórkach śródbłonka z argininy przy udziale syntaz tlenku azotu :

a/ śródbłonkowej, b/ neuronalnej ( te dwie syntetazy określa się mianem konstytutywnej )

c/ indukowalnej (makrofagowej).

Izoenzym śródbłonkowy znajduje się w śródbłonku naczyń , w płytkach krwi, w sercu, izoenzym neuronalny w  neuronach ośrodkowch i obwodowych , przy czym obie formy są stale obecnymi składnikami komórek. Do ekspresji formy indukowalnej dochodzi po pobudzeniu makrofagów przez produkty procesu zapalnego – bakteryjne egzo-  lub  endotoksyny , cytokiny, TNF, interleukinę 1. Ekspresja tego izoenzymu może mieć miejsce w komórkach mięśni gładkich naczyń, serca, jelit. Wytwarza ona dużo większe ilości tlenku azotu niż forma konstytutywna.

Forma konstytutywna jest zależna  od kompleksu  wapń - kalmodulina. Powstanie tego kompleksu może być indukowane przez substancję P., endoteliny, bradykininę, acetylocholinę czy ADP. Mechanizm jego działania związany jest ze stymulacją cyklazy guanylowej, co zwiększa stężenie  cGMP, który rozszerza naczynia,  hamuje adhezję i agregację płytek krwi oraz działa antyproliferacyjnie.

Forma indukowalna jest niezależna od jonów wapnia. Tlenek azotu syntetyzowany przez syntaze indukowalną także aktywuje cyklazę guanylową ale jego obecność w wysokich stężeniach powoduje inaktywację enzymów zawierających metale grup przejściowych. Podkreślić należy, że tlenek azotu nie wymaga receptora, bezpośrednio bowiem penetruję do  wnętrza komórek. Tlenek azotu  jest bardzo nietrwały, jego półokres trwania wynosi zaledwie 3 - 50 sek. Jest on unieczyniany  przez anionorodnik ponadtlenkowy O2., który natychmiast utlenia NO do NO2.Tlenek azotu syntetyzowany w sposób ciągły w śródbłonku naczyń zapewnia utrzymanie stałego napięcia ścian tętnic i tętniczek. Wytwarzany w naczyniach płucnych zapewnia utrzymanie odpowiedniego przepływu krwi przez płuca. Działa przeciwagregacyjnie, wykazując synergizm z działaniem prostacyklin. Wydaje się być jednym z neurotransmiterów w neuronach nieadrenergicznych i niecholinergicznych odgrywających istotną rolę w rozszerzaniu niektórych naczyń  / ciał jamistych / , rozszerzaniu zwieracza Odiego, oskrzeli.

Innym czynnikiem naczyniorozszerzającym jest czynnik hiperpolaryzujący mięśnie gładkie. Spotyka się różne opinie co do istoty tego czynnika. Są doniesienia identyfikujące go jako nadtlenek wodoru. Powoduje on otwieranie ATP-zależnych kanałów potasowych w mięśniach gładkich, ucieczkę potasu z komórki i w następstwie hiperpolaryzację mięśnia oraz  jego rozkurcz.

Kolejnym , istotnym czynnikiem naczyniorozszerzającym są prostacykliny. Głównym źródłem prostacyklin w naczyniach są komórki śródbłonka, lecz syntetyzowane mogą być także w obrębie mięśni gładkich naczyń.  Prostacyklina powstaje z kwasu arachidowego, znajdującego się w fosfolipidach błonowych. Uwalniany przez fosfolipazę A2  kwas arachidonowy jest utleniany przez cyklooksygenazę, a powstające cyklicznie nadtlenki /PGH2/ są  przekształcanie przez syntetazę PGI2 w prostacyklinę, przeciwdziałającą agregacji płytek oraz rozszerzającą naczynia. Prostacykliny hamują akumulacje cholesterolu w makrofagach i hamują powstawanie komórek piankowatych. PGI2 posiada okres półtrwania krótszy od jednego cyklu krążeniowego. Mechanizm jej działania polega na aktywacji cyklazy adenylowej powodującej wzrost stężenia cAMP w mięśniówce naczyń i płytkach krwi.

Do czynników śródbłonkowych działających kurcząco należy tromboksan A2 /TXA2/. Powstaje on  z PGH2 wytwarzanych  w płytkach krwi, gdzie przekształcane są w tromboksan A2 zwężający naczynia i zwiększający agregację płytek krwi, przez co jest on fizjologicznym  przeciwstawieniem PGI2. Płytki krwi intensywniej wytwarzają TXA2, aniżeli śródbłonek produkuje PGI2, stąd inhibitory cyklooksygenazy /np. aspiryna , indometacyna/ hamują agregację płytek krwi.. Obok tromboksanu czynnikami kurczącymi naczynia sa endoteliny /ET/ reprezentujące rodzinę polipeptydów złożonych z 21 aminokwasów. W zależności od zmiennej sekwencji aminokwasów wyróżnia się trzy formy endotelin, wykazujące różnice w  aktywności biologicznej. Oprócz czynności wazokonstrykcyjnej, co głównie dotyczy izoform ET1 i ET3 endoteliny wywierają dodatni efekt inotropowy i chronotropowy na serce.

Działanie  endotelin odbywa się poprzez swoisty receptor w mięśniówce gładkiej naczyń krwionośnych. Wyróżnia się dwa rodzaje receptorów dla endotelin : ETA – charakterystyczne dla ET1 oraz ETb - z którymi wiążą się wszystkie endoteliny. Uważa się, że endoteliny wywierają efekt kurczący naczynia poprzez aktywację kanałów wapniowych. Stwierdzono także ,że ET1 poprzez receptory ETb   może spowodować wzrost poziomu prostaglandyn i tlenku azotu i na tej drodze wywierać efekt naczyniorozszerzający. Dzieje się to w przypadku niskich stężeń ET1, co powoduje aktywację kanału potasowego zależnego od jonów wapnia. Na tej podstawie wysunięto hipotezę,że endoteliny odpowiedzialne są za długotrwałe zmiany napięcia naczyń prawdopodobnie zarówno przez obkurczanie jak i rozszerzanie naczyń.

   Czynnikami, które wykazują istotny wpływ naczyniorozszerzający a także współdziałają

w przemianie kwasu arachidonowego oraz poprawiają  metabolizm energetyczny są kininy.

W 1928 roku Frey i Wede odkryli  związek, który określili jako ciepłochwiejną substancję, niepoddającą się dializie, a znajdującą się w moczu (93,94).  Podanie jej powodowało długotrwałe obniżenie ciśnienia. Stwierdzili, że jest ona uwalniana w czasie pracy mięśni.  Kolejne badania dowiodły, że jest ona uwalniana przez trzustkę i ten fakt pozwolił na nadanie nazwy temu związkowi - od greckiej nazwy trzustki - kalikreina. Kalikreiny są proteazami , które uwalniają peptydy zwane kininami. Znane są dwie kalikreiny - kalikreina osoczowa która krąży we krwi w formie nieaktywnej oraz kalikreina tkankowa , która jest zlokalizowana na powierzchni błon tych komórek, w których zachodzi transkomórkowy transport elektrolitów.

Kalikreina osoczowa jest zasadową glikoproteiną o m. c. ok 100 kD. Syntetyzowana jest w wątrobie w postaci nieaktywnej prekalikreiny. Nieaktywna prekalikreina przekształcana jest w formę aktywną przez aktywatory, które są proteolitycznymi fragmentami aktywnej postaci XII czynnika krzepnięcia ( czynnika Hagemana ). Rolę katalizatora w procesie aktywacji czynnika Hagemana odgrywa plazmina i na zasadzie dodatniego sprzężenia zwrotnego sama kalikreina.

Po uaktywnieniu kalikreina osoczowa działa na kininogen wysokocząsteczkowy o masie

100  - 200 k D tworząc bradykininę.

Kalikreina tkankowa jest kwaśną  glikoproteiną o m.c. między  2,7 a 4,3kD działającą na kininogen wysokocząsteczkowy i kininogen niskocząsteczkowy, wytwarzając liyzylobradyki-ninę zwaną również kalidyną. Lizylobradykinina może być przekształcana w bradykininę przez aminopeptydazę.

Obydwa peptydy rozkładane są na nieczynne fragmenty przez kininazę I  syntetyzowaną w wątrobie i płucach,  która odłącza argininę z C-końcowe-go odcinka  bradykininy. Dodatkowo dipeptydylokarboksypeptydaza  ( kininaza II ) unieczynnia bradykininę i lizylobradykininę odczepiając dipeptyd   Phe-Arg   z C-końcowego odcinka bradykininy .  

Kininaza II występuje  w śródbłonku naczyń, szczególnie w płucach i nerkach i jest tym samym enzymem co enzym konwertujący angiotensynę, odłączającym dipeptyd His-Leu z C-końcowego odcinka angiotensyny I i  przekształcając ją w angiotensynę II.(Rycina 1 )

           UKŁAD  RENINA                                                                             

           ANGIOTENSYNA                                                                 

   UKŁAD

     KININ                                              

                                                       Prorenina

Angiotensynogen                                                                                                      Kininogen

                                      Renina                                               Kalikreina

Angiotensyna I                                                                                                            Kininy                        

                                                           Kininaza  II                                  

                                                     ( enzym konwertujący

                                                           angiotensynę )

Angiotensyna II                                                                                                        Fragmenty

                                                                                                                                  nieaktywne

                                                             Angiotensynazy

Angiotensyna III                                                                       Fragmenty

                                                                                                 nieaktywne

Ryc. 1. Współzależność między układem kalikreiny-kininy a układem renina-            angiotensyna.

Hemostaza płytkowa

Płytki krwi są bezjądrzastymi , dyskowatymi komórkami produkowanymi w szpiku kostnym w procesach megakariocytopoezy i trombocytopoezy.Produkcja płytek krwi regulowana jest przy udziale  trombopoetyny TPO   oraz Mk-CSF ( megakariocytic colony-stimulating factor). Ten ostatni reguluje różnicowanie oraz podziały macierzystych komórek hemopoetycznych , prekursorów megakariocytów.  Poza szpikiem dojrzałe megakariocyty mogą uwalniać płytki krwi w płucach, we krwi, śledzionie i w watrobie. Prawidłowy poziom płytek  we krwi wynosi 150-400´ 109 /l. Procesy hemostazy mogą przebiegać bez zaburzeń przy poziomie płytek we krwi 35-40 ´ 109 /l. Jest to tzw. poziom hemostatyczny płytek krwi warunkujący prawidłową czynność hemostatyczną płytek. Prawidłowy czas przeżycia płytek wynosi 8-12 dni.

Powierzchnię płytki stanowi  dwuwarstwa fosfolipidów błony plazmatycznej płytki pokryta glikokaliksem. Glikokaliks zawiera kwasy sialowe , które nadają powierzchni płytki ujemny ładunek , który zapobiega wzajemnemu zlepianiu się płytek oraz przyleganiu ich do innych komórek krwi i do powierzchni śródbłonka. Glikoproteiny obecne w dwuwarstwie fosfolipidów decydują o własnościach receptorowych i antygenowych błony plazmatycznej  a w połączeniu z białkami szkieletu uczestniczą w  procesach zmian kształtu płytek. Płytkowe glikoproteiny błonowe określa się symbolem GP   ( glycoprotein ) dodając  oznaczenia cyframi rzymskimi  i mała literę alfabetu łacińskiego.

Czynność niektórych glikoprotein błon płytek

Krwinki płytkowe posiadają ziarnistości a i b a także wgłobienia błony plazmatycznej tworzące otwarte kanały, stanowiące łączność między wnętrzem komórki a środowiskiem.

Składniki błony plazmatycznej wiążą lub adsorbują białka osocza .W tejże błonie znajdują się enzymatyczne układy transportowe oraz enzymy uczestniczące w metabolizmie nukleotydów.

Kontakt krwinki płytkowej z powierzchnią aktywującą oraz rozpuszczalne induktory i proteinazy prowadzi do udostępnienia receptorów błonowych. Odsłonięte , udostępnione fosfolipidy błonowe uczestniczą w aktywacji osoczowego układu krzepnięcia jako czynnik płytkowy trzeci ( PF 3 ).

Składniki płytkowe biorące udział w osoczowej fazie hemostazy noszą skrótową nazwę        PF ( plateled factor ) z dodaną cyfrą arabską.

Krwinka płytkowa zawiera gęsty układ kanałów i aparat Golgiego. W błonach tych struktur znajdują się enzymy uczestniczące w przemianach kwasu arachidonowego:

-          ...