Warum Blut während der Analyse geronnen ist

4 Minuten Gepostet von Lyubov Dobretsova 668

Ein vollständiges Blutbild ist eine der häufigsten Labordiagnosemethoden, die erforderlich sind, um die Menge an Hämoglobin, die Anzahl der Bestandteile - rote Blutkörperchen, Blutplättchen, weiße Blutkörperchen usw. - abzuschätzen. Eine Probe biologischen Materials (venöses oder kapillares Blut) wird von qualifizierten Spezialisten unter Einhaltung der erforderlichen aseptischen Maßnahmen entnommen und Antiseptika.

Um die Studie erfolgreich durchzuführen und die zuverlässigsten Ergebnisse zu erzielen, muss der Patient auch einfache Regeln einhalten - sich weigern, Alkohol und fetthaltige Lebensmittel zu trinken, Blut auf leeren Magen spenden. Was tun, wenn sich die ausgewählte Blutprobe trotz der erfüllten Anforderungen des Patienten und des Arztes zusammengerollt hat und nicht zur Analyse verwendet werden kann??

In dieser Situation gibt es keinen besonderen Grund zur Besorgnis - dieses Phänomen ist in der medizinischen Praxis, die als Hämolyse bezeichnet wird, weit verbreitet. In diesem Artikel geben wir unseren Lesern Informationen darüber, was die Ungeeignetheit einer Biomaterialprobe für die Forschung verursacht, was zu tun ist, wenn bei einer Blutuntersuchung Blut gerinnt, und wie Sie sich gegen eine solche Situation versichern können.

Wie man biologisches Material weitergibt?

Ohne geeignete Vorbereitung vor der Studie kann die resultierende Probe für die Studie ungeeignet werden. In der Labordiagnostik wird am häufigsten Blut aus einer Vene verwendet - dieses Material liefert dem Arzt detailliertere Informationen über die biochemischen Prozesse, die im menschlichen Körper ablaufen. Nach den Ergebnissen der Analyse kann der behandelnde Arzt den pathologischen Prozess genau diagnostizieren und die Taktik nachfolgender therapeutischer Maßnahmen bestimmen.

Bereiten Sie sich drei Tage vor dem festgelegten Zeitpunkt auf das Verfahren zur Probenahme von Biomaterial vor:

  • Es ist verboten, Alkohol und zuckerhaltige kohlensäurehaltige Getränke zu trinken.
  • Fettige, würzige und frittierte Speisen sind ausgeschlossen.
  • Rauchen, psycho-emotionaler Stress und körperliche Aktivität sind begrenzt..

Morgens wird eine Biomaterialprobe entnommen - von 8.00 bis 11.00 Uhr. Es ist ratsam, am Vorabend der Studie bis spätestens 19.00 Uhr zu Abend zu essen, und das Frühstück sollte abgelehnt werden - es ist erlaubt, ein Glas gereinigtes Wasser ohne Gas zu trinken. Das Kind kann 2 Stunden vor der Manipulation gefüttert werden.

Warum gerann das Blut während des Zauns??

Die Nichteinhaltung allgemein anerkannter Regeln für die Vorbereitung der Analyse erhöht das Risiko, ein falsches Ergebnis zu erhalten, sowie die Wahrscheinlichkeit einer Hämolyse in der Testprobe. Dieser natürliche Prozess, der kontinuierlich im menschlichen Körper stattfindet und den Lebenszyklus der roten Blutkörperchen abschließt, führt zu deren Zerstörung und zur Freisetzung von Hämoglobin in die Umwelt. Selbst wenn der Patient vor der Untersuchung alle Verpflichtungen erfüllt hat, gibt es andere Umstände, unter denen Blut gerinnen kann - was bedeutet, dass die entnommene Probe für die weitere Arbeit damit ungeeignet wird.

Diese beinhalten:

  • Der beschleunigte Blutentnahmemodus führt zu einer sofortigen hämolytischen Reaktion, so dass dies nicht geschieht - Blut wird langsam in die Spritze gezogen.
  • Schlechte Röhrenverarbeitung - gesammeltes Blut kann aufgrund von Spuren von vorherigem biologischem Material gerinnen.
  • Desinfektionsmittel gelangt in die Nadel - Wenn die Injektionsstelle mit einem mit 70% Alkohol angefeuchteten Tupfer behandelt wird, muss der Arzt warten, bis er getrocknet ist, und erst dann eine Injektion verabreichen. Andernfalls kommt es zu einer osmotischen Hämolyse - der Zerstörung roter Blutkörperchen unter dem Einfluss von Substanzen mit aktiver hämolisierender Wirkung.
  • Unzureichende Menge an Antikoagulans - um die Koagulation von venösem Blut zu verhindern, wird dem Röhrchen ein spezielles Reagenz zugesetzt. Wenn die Dosis falsch berechnet wird, wird die resultierende Probe gefaltet.
  • Verletzung der Bedingungen für den Transport von Biomaterialproben von den Sammelstellen zum Laborzentrum. Das Auftreten einer hämolytischen Reaktion wird durch mechanische Einwirkung erleichtert, beispielsweise durch Schütteln eines Rohrs oder dessen Verbleib auf einer vibrierenden Oberfläche. Diese Art der hämolytischen Reaktion wird auch bei Patienten mit Herzklappenprothesen des Herzmuskels beobachtet..
  • Sonneneinstrahlung und niedrige Temperaturen wirken sich negativ auf die Blutbestandteile aus und lösen den Mechanismus der Temperaturhämolyse aus.

Trotz der vielen bestehenden Gründe ist es nicht schwierig, die Wahrscheinlichkeit einer hämolytischen Reaktion zu vermeiden. Für die erfolgreiche Implementierung der Labordiagnostik muss der Patient eine medizinische Einrichtung mit einem guten Ruf wählen. Sie können Experten vorab nach den Methoden der Blutentnahme, den verwendeten Konservierungsmitteln, den Bedingungen für die Lagerung und den Transport von Proben biologischen Materials fragen - die Qualität der endgültigen Forschungsdaten hängt davon ab..

Abschließend möchte ich die Leser daran erinnern - auch wenn sich eine Blutprobe zusammengerollt hat und die Analyse nicht durchgeführt werden konnte, seien Sie nicht zu nervös. Das Verfahren sollte unter Berücksichtigung der in unserem Artikel vorgeschlagenen Empfehlungen wiederholt werden.!

Anatomie

Schlüsselbegriffe • Fragen zu Teil A • Fragen zu Teil B.

Teil C Häufige Fragen

C1 Warum Blutgerinnung in beschädigten Gefäßen auftritt?

C2 Im Gegensatz zu Menschenaffen bilden die Knochen des Menschen beim Menschen ein Gewölbe. Erklären Sie diesen Unterschied..

C3 Welche Organe erfüllen die Ausscheidungsfunktion im menschlichen Körper und welche Substanzen scheiden sie aus?

C4 Welche Regeln sollten beachtet werden, wenn bei Verletzungen ein Tourniquet an einem Glied angebracht wird??

C5 Beschreiben Sie den Weg, den ein Medikament, das in eine Vene im linken Arm gelangt ist, zurücklegt, wenn es die Lunge beeinträchtigen sollte.

C6 Was sind die Funktionen des Verdauungssystems?

C7 1. Das Hörorgan ermöglicht es einer Person, Geräusche und Geräusche zu unterscheiden. 2. Im Hörorgan werden Außen-, Mittel- und Innenohr unterschieden. 3. Das Außen- und Mittelohr ist durch die Membran des ovalen Fensters getrennt. 4. In der Höhle des Mittelohrs befinden sich die Cochlea und das Gleichgewichtsorgan. 5. Nervenimpulse entlang des Hörnervs treten in den Okzipitallappen der Großhirnrinde ein und werden analysiert.

Blutgerinnungsmechanismus: Warum passiert das??

Blut ist ein Bindegewebe, das sich in einem flüssigen Zustand befindet. Es zirkuliert in einem Teufelskreis im System der Blutgefäße. Enthält geformte Zellen (weiße Blutkörperchen, rote Blutkörperchen, Blutplättchen) und eine flüssige Substanz - Plasma.

Was ist Hämokoagulation und ihre Funktionen?

Die Blutgerinnung ist ein komplexer Prozess, der schrittweise abläuft. Die Hämokoagulation gehört zu den wichtigen Reaktionen, die den Körper vor Blutverlust im Falle einer Schädigung der Gefäßwand und damit vor dem Tod schützen. Koagulation ist der Übergang von Blut von einem flüssigen in einen geleeartigen Zustand. Infolgedessen bildet sich ein Blutgerinnsel. Bei schlechter Gerinnung besteht die Gefahr, an Blutungen zu sterben, auch bei nicht zu schweren Verletzungen.

An diesem Prozess sind die Blutgefäße, die Gewebe, mit denen sie umgeben sind, die Wirkstoffe des Plasmas sowie die einheitlichen Blutzellen beteiligt, während kernfreie Platten (Thrombozyten) die Hauptrolle bei der Blutgerinnung spielen.

Wie schnell ist die Hämokoagulation??

Bei normaler Gerinnbarkeit beginnt der Prozess fast unmittelbar nach einer Beschädigung des Gefäßes. Die ungefähre Koagulationszeit beträgt 5-7 Minuten. Während dieser Zeit sollte sich normalerweise ein Blutgerinnsel bilden. Es gibt eine Krankheit, nämlich Hämophilie, bei der keine Hämokoagulation auftritt. Darüber hinaus verschlechtert es sich bei Kälte sowie bei Einwirkung von Hirudin, Heparin, Fibrinolysin, Natriumcitrat und Kalium.

Blutgerinnungssystem

Das System enthält aktive Elemente oder Gerinnungsfaktoren. Substanzen im Plasma gehören zur Gruppe der Proteine ​​und sind direkt am Prozess der Hämokoagulation beteiligt. Sie werden Plasmafaktoren genannt und mit römischen Ziffern bezeichnet. Sie werden im Körper inaktiv erzeugt, wenn sie aktiviert werden, dann wird der Buchstabe „a“ zur römischen Ziffer hinzugefügt. Der Name des Patienten, bei dem erstmals ein Mangel an dieser Substanz diagnostiziert wurde, wurde mehreren von ihnen hinzugefügt. Darunter sind die folgenden Faktoren:

  1. I - Fibrinogen. Es wird in der Leber sowie in der Milz, im Knochenmark und in den Lymphknoten gebildet. Wandelt sich mit Thrombin in unlösliches Fibrinprotein um.
  2. II - Prothrombin. Wenn sein Gehalt weniger als 40 Prozent der Norm beträgt, wird die Blutstillungsrate verringert.
  3. III - Gewebethromboplastin. Es ist in verschiedenen Geweben des Körpers inaktiv. Beteiligt sich an der Bildung von Prothrombinase, mit der Prothrombin in Thrombin umgewandelt wird.
  4. IV - Calciumionen. Nehmen Sie an allen drei Phasen der Hämokoagulation teil. In Abwesenheit von Blutplättchen sind Adhäsion und Gerinnselrückzug beeinträchtigt.
  5. V - AC-Globulin. Es wird in der Leber synthetisiert und schnell zerstört. Die zur Koagulation notwendige Konzentration beträgt mindestens 10%.
  6. VI - Gelöscht.
  7. VII - Proconvertin. Es wird in der Leber unter Beteiligung von Vitamin K produziert. Es wird in der ersten Phase aktiviert, wird während der Gerinnung nicht verbraucht, es verbleibt im Blutserum. Der Blutstillungsgrad sollte mindestens 5% betragen.
  8. VIII - antihemophiles Globulin A. Es wird in Leber, Milz, Nieren, weißen Blutkörperchen und Endothelzellen produziert. Erhöht den Einfluss von Faktor IX auf Faktor X. Die erforderliche Konzentration beträgt ca. 35%.
  9. IX - Weihnachtsfaktor. Es wird in der Leber gebildet und die Beteiligung von Vitamin K ist notwendig. Es verbleibt lange im Blut (Serum und Plasma). Eine Blutgerinnung tritt auf, wenn ihr Spiegel nicht weniger als 20% beträgt.
  10. X - Stuart - Praer. Es wird in der Leber unter Beteiligung von Vitamin K inaktiv produziert. Die Mindestkonzentration für die Blutstillung beträgt 10 bis 20 Prozent.
  11. XI - antihemophiles Globulin C. Es wird in der Leber gebildet, wird unter dem Einfluss der Faktoren XII, Fletcher, Fitzgerald aktiv und aktiviert Faktor IX.
  12. XII - Hageman (Kontaktfaktor). Es wird inaktiv in der Leber synthetisiert. Die Koagulation tritt auch dann auf, wenn ihr Gehalt nur 1% beträgt.
  13. XIII - Fibrinase oder Fibrinstabilisierungsfaktor. Im Blut ist Plasma in Verbindung mit Fibrinogen. Es wird unter Beteiligung von Thrombin aktiviert. 5% reichen für die Blutstillung.
  14. XIV - Fletcher oder Procallicrein. Es wird in der Leber produziert, 1% reicht für die Gerinnung.
  15. XV - Fitzgerald - Flaude. Notwendige Konzentration - 1%.

Bei der Blutgerinnung sind Wirkstoffe in Blutplättchen notwendig. Sie werden als Thrombozytenfaktoren bezeichnet und durch arabische Ziffern angegeben. Dazu gehören die folgenden:

  1. Globulinbeschleuniger;
  2. Thrombinbeschleuniger (beeinflusst die Geschwindigkeit der Fibrinogenumwandlung);
  3. Thrombozyten-Thromboplastin;
  4. Antiheparin;
  5. gerinnbar;
  6. Thrombostenin;
  7. Cotromboplastin-Blutplättchen;
  8. Antifibrinolysin;
  9. fibrinostabilisierend;
  10. Serotonin;
  11. ADP (Adenosindiphosphat).

Blutgerinnungsmechanismus

An der Blutgerinnung sind zwei Mechanismen beteiligt. Wenn die Gefäße klein sind, tritt ein Gefäßplättchenprozess auf. In diesem Fall bildet sich ein Blutplättchengerinnsel. Die Zeit seiner Bildung beträgt 1 bis 5 Minuten.

Wenn ein großes Schiff beschädigt ist, ist der erste Mechanismus nicht geeignet. Ein Thrombozytenstopfen kann einem hohen Blutdruck nicht standhalten, daher ist die Bildung eines zuverlässigeren Gerinnsels, Fibrin, erforderlich. Deshalb wird in diesem Fall der Mechanismus durch eine andere Koagulation aktiviert.

Der Prozess der Blutgerinnung beginnt, wenn das Gefäß beschädigt ist und Veränderungen (physikalisch-chemisch) des Plasmaproteins von Fibrinogen beginnen. Während dieser Kettenreaktion werden nacheinander die Aktivierung von Gerinnungsfaktoren sowie die Bildung von Komplexen unter Beteiligung von Calciumionen durchgeführt. Infolgedessen wird unter der Wirkung von Thrombin lösliches Fibrinogen in unlösliches umgewandelt. Es gibt also eine faserige Substanz - Fibrin, die in Form von Fäden herausfällt. Da sie dünn und lang sind, bilden sie Netzwerke, geformte Blutzellen dringen in sie ein, so dass ein Thrombus erscheint.

Es wurden mehrere Gerinnungstheorien erstellt. Heutzutage wird die Schmidt-Theorie anerkannt, nach der der Prozess in drei Stufen abläuft.

Phase Eins

Es ist das längste und komplexeste. Die Fortsetzungszeit beträgt ca. 5-10 Minuten. In diesem Stadium tritt eine Prothrombinase-Bildung auf, unter deren Einfluss das Plasmaprotein Prothrombin aktiv wird. Beteiligte Faktoren, sowohl Blut als auch Gewebe. Während einer Schädigung der Gefäßwände und des nahe gelegenen Gewebes beginnt sich Gewebethromboplastin zu bilden. Dieser Prozess tritt auf, wenn Plasmafaktoren mit Substanzen interagieren, die während einer Gewebeschädigung freigesetzt werden. Mit der Zerstörung von Blutplättchen beginnt sich Prothrombinase (Thromboplastin) zu bilden. Dies ist auf die komplexe Wechselwirkung von Thrombozyten- und Plasmafaktoren mit Substanzen zurückzuführen, die infolge der Zerstörung freigesetzt werden..

Phase zwei

In diesem Stadium gibt es einen Übergang von Prothrombin zu aktivem Thrombin.

Phase drei

Diese Phase ist endgültig. Lösliches Fibrinogen wird in unlösliches umgewandelt. Zunächst wird unter Verwendung von Thrombin ein Fibrinmonomer gebildet, wonach unter Beteiligung von Ca² & spplus; ein lösliches Fibrinpolymer gebildet wird. Unter Verwendung von Faktor XIII wird ein unlösliches, gegen Spaltung resistentes Fibrinpolymer gebildet. Es hat das Aussehen von Fäden. Auf ihnen setzen sich auch Blutelemente ab, einschließlich roter Blutkörperchen. Dies bildet ein Gerinnsel, das die Wunde bedeckt.

Thrombostenin - ein Protein in Blutplättchen - und Ca² & spplus; -Ionen kondensieren einen Thrombus, der in einem Gefäß fixiert ist. Dank dieses Prozesses (Retraktion) nimmt das Gerinnsel in zwei oder drei Stunden fast um die Hälfte ab und das Plasma wird herausgedrückt, in dem kein Fibrinogen vorhanden ist. Das Gerinnsel kondensiert, die Wunde zieht sich zusammen. Zusammen mit dem Zurückziehen wird ein Prozess wie Fibrinolyse oder Gerinnselauflösung gestartet. Danach schließt sich das Lumen des Gefäßes. Wenn eine Spaltung nicht möglich ist, wird sie durch Bindegewebe ersetzt..

Fazit

Der Prozess der Hämokoagulation ist eine sehr wichtige Reaktion des Körpers auf Schäden an Blutgefäßen, um einen signifikanten Blutverlust zu vermeiden. Bei normaler Blutgerinnung geht es schnell genug vorbei und dauert nicht länger als 10 Minuten. Neben dem Gerinnungssystem im Blut wirkt auch ein Antikoagulans, das das Auftreten einer Gerinnung im Gefäß verhindert.

Aufgaben von Teil 2 der Prüfung zum Thema "Die innere Umgebung des Körpers (Blut, Lymphe, Gewebeflüssigkeit)"

1. Erklären Sie die Beziehung zwischen den Komponenten der inneren Umgebung des Körpers: Blut, Lymphe und Gewebeflüssigkeit.

1) Der aus den Kapillaren fließende flüssige Teil des Blutes (Plasma) wird zu Gewebeflüssigkeit.
2) Gewebeflüssigkeit, die in offen endenden Lymphkapillaren fließt, verwandelt sich in Lymphe.
3) Lymphe fließt durch die Lymphgefäße und gelangt in den Blutkreislauf.

2. Was ist die Transportfunktion von Blut? Nennen Sie mindestens drei Beispiele..

Blut enthält (1) Sauerstoff und Kohlendioxid, (2) Nährstoffe, (3) Hormone, (4) Substanzen, die in die Nieren ausgeschieden werden müssen, (5) Wärme von heißen Organen zu Kälte.

3. Was ist die Ursache für Anämie beim Menschen? Geben Sie mindestens drei mögliche Gründe an..

1) großer Blutverlust;
2) Unterernährung (Mangel an Vitaminen usw.);
3) Verletzung der Bildung roter Blutkörperchen in den blutbildenden Organen

4. Was sind die Unterschiede in der Blutgruppe beim Menschen? Welche Blutgruppen sind mit Transfusionen kompatibel? Menschen mit welcher Blutgruppe gelten als universelle Spender und Rezepte?

Blutgruppen unterscheiden sich in Antigenen (Agglutinogenen) auf der Oberfläche roter Blutkörperchen und in Blutplasma gelösten Antikörpern (Agglutininen):
-In der I (0) -Gruppe gibt es keine Agglutinogene, Agglutinine Alpha und Beta
-in Gruppe II (A) Agglutinogen A Agglutinin Beta
-in Gruppe III (B) Agglutinogen B Agglutinin alpha
-in Gruppe IV (AB) Agglutinogene A und B keine Agglutinine.

Die erste I (0) -Gruppe kann mit allem transfundiert werden (universeller Spender).
Die zweite II (A) -Gruppe kann in II und IV transfundiert werden.
Die dritte III (B) -Gruppe kann in III und IV transfundiert werden.
Die vierte IV (AB) -Gruppe kann nur in IV transfundiert werden.

Nur ich kann in die erste I (0) -Gruppe transfundiert werden.
In der zweiten II (A) -Gruppe können II und I transfundiert werden.
In der dritten III (B) -Gruppe können III und I transfundiert werden.
Jede Gruppe kann in die vierte IV (AB) -Gruppe (universeller Empfänger) transfundiert werden..

5. Warum tritt in beschädigten Gefäßen eine Blutgerinnung auf?.

Eine Schädigung der vaskulären Endothelzellen bewirkt die Umwandlung von Prothrombin in Thrombin. Unter der Wirkung von Thrombin verwandelt sich das im Blut gelöste globuläre Protein Fibrinogen in ein unlösliches filamentöses Fibrin, und aus Fibrin bildet sich ein Thrombus.

6. Finden Sie die drei Fehler im Text. Geben Sie die Angebotsnummern an, in denen sie erstellt wurden. (1) Die innere Umgebung des Körpers besteht aus Blut, Gewebeflüssigkeit und Lymphe. (2) Blut besteht aus Plasma und einheitlichen Elementen. (3) Rote Blutkörperchen produzieren Antikörper und schaffen Immunität. (4) Die Hauptfunktion der roten Blutkörperchen besteht darin, Gase zu transportieren. (5) Thrombozyten sind an der Blutgerinnung beteiligt. (6) Das Plasma enthält lösliches Fibrinprotein. (7) Alle Blutzellen werden aus Leberzellen gebildet.

3 - rote Blutkörperchen tragen Sauerstoff; Antikörper scheiden weiße Blutkörperchen aus;
6 - lösliches Protein Fibrinogen ist im Blutplasma enthalten;
7 - Alle Blutzellen werden aus roten Knochenmarkzellen gebildet

7. Betrachten Sie die vorgeschlagene Blutzusammensetzung. Schreiben Sie in die Antwort den fehlenden Begriff, der durch ein Fragezeichen im Diagramm gekennzeichnet ist.

Der Test zum Thema der internen Umgebung

1) Transplantatabstoßung - tritt als Ergebnis der Immunantwort des Körpers des Empfängers auf: Synthese von Antikörpern gegen fremde Spenderproteine ​​(transplantiertes Organ oder Teil eines Organs)
2) Auswahl eines Spenders mit der gleichen Blutgruppe wie der Empfänger: Andernfalls hat das Transplantat keine Chance, Wurzeln zu schlagen - es wird vom Körper des Empfängers schnell abgelehnt

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A) zum Prozess der Blutgerinnung beitragen
B) Infektionserreger zerstören
C) Pseudopoden bilden
D) sind kernfreie Platten
D) enthalten spezifische Proteine ​​- Antikörper

1) weiße Blutkörperchen
2) Blutplättchen

Die richtige Antwort: 21121

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Richtige Antwort: Erworben

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A) führt eine Atemfunktion aus
B) befindet sich im Interzellularraum
C) Die Zerstörung seiner Zellen erfolgt in der Milz
D) wird aus interzellulärer Flüssigkeit gebildet
D) wird aus Plasma gebildet
E) sorgt für den Abfluss von Wasser aus Geweben

1) Blut
2) Lymphe
3) Gewebeflüssigkeit

Die richtige Antwort: 131232

Blut (1) erfüllt eine Atmungsfunktion (A) - rote Blutkörperchen transportieren Sauerstoff und Kohlendioxid, die Zerstörung von Blutkörperchen (rote Blutkörperchen und Blutplättchen) erfolgt in der Milz (B) und daher wird die Milz als "Friedhof der roten Blutkörperchen" bezeichnet..

Lymphe (2) wird aus interzellulärer (Gewebe-) Flüssigkeit (G) gebildet - die Lymphgefäße beginnen blind im Gewebe zu beginnen, sorgen für einen Wasserabfluss aus dem Gewebe (E) - wenn der Abfluss beeinträchtigt ist.

Gewebeflüssigkeit (3) befindet sich im Interzellularraum (B), wird aus Plasma (D) gebildet.

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1) Thrombusbildung
2) An der Stelle des Bruchs eines Blutgefäßes tritt eine Blutplättchenzerstörung auf, wodurch Thromboplastin freigesetzt wird; Thromboplastin interagiert wiederum mit Prothrombin, wodurch Thrombin aus Prothrombin gebildet wird
3) Thrombin wandelt lösliches Plasmaprotein Fibrinogen in Fibrin um, das Filamente bildet, die sich zu einem Netzwerk verbinden, das rote Blutkörperchen enthält - es bildet sich ein Blutgerinnsel (Blutung stoppt)
4) Allmählich ziehen sich die Fibrinfäden zusammen und drücken den flüssigen Teil des Gerinnsels zusammen - es bildet sich ein Blutgerinnsel
5) Für den Gerinnungsprozess in allen Stadien sind Gerinnungsfaktoren und Calciumionen erforderlich, die die Fibrinfilamente mit dem Netzwerk verbinden

Warum Blutgerinnung in beschädigten Gefäßen auftritt

Eine der Manifestationen der Schutzfunktion des Blutes ist seine Fähigkeit zur Gerinnung. Die Blutgerinnung (Hämokoagulation) ist der Schutzmechanismus des Körpers, der darauf abzielt, das Blut im Gefäßsystem zu erhalten. Wenn dieser Mechanismus verletzt wird, kann bereits eine geringfügige Beschädigung des Gefäßes zu einem erheblichen Blutverlust führen..

Die erste Theorie der Blutgerinnung wurde von A. Schmidt (1863-1864) vorgeschlagen. Seine grundlegenden Bestimmungen liegen dem modernen, erheblich erweiterten Verständnis des Mechanismus der Blutgerinnung zugrunde.

Nehmen Sie an einer hämostatischen Reaktion teil: Gewebe, das das Gefäß umgibt; Gefäßwand; Plasma-Gerinnungsfaktoren; alle Blutzellen, vor allem aber Blutplättchen. Eine wichtige Rolle bei der Blutgerinnung spielen physiologisch aktive Substanzen, die in drei Gruppen eingeteilt werden können:

• Förderung der Blutgerinnung;

• Verhinderung der Blutgerinnung;

• Beitrag zur Resorption des resultierenden Blutgerinnsels.

Alle diese Substanzen sind im Plasma und in den gebildeten Elementen sowie im Körpergewebe und insbesondere in der Gefäßwand enthalten..

Nach modernen Konzepten verläuft der Prozess der Blutgerinnung in 5 Phasen, von denen 3 die Hauptphase und 2 zusätzlich sind. Am Prozess der Blutgerinnung sind viele Faktoren beteiligt, 13 davon befinden sich im Blutplasma und werden als Plasmafaktoren bezeichnet. Sie sind durch römische Ziffern (I-XIII) gekennzeichnet. Die anderen 12 Faktoren finden sich in Blutzellen (insbesondere Blutplättchen, weshalb sie als Blutplättchen bezeichnet werden) und in Geweben. Sie sind in arabischen Ziffern (1-12) angegeben. Das Ausmaß der Schädigung des Gefäßes und der Grad der Beteiligung einzelner Faktoren bestimmen die beiden Hauptmechanismen der Blutstillung, Gefäßthrombozyten und Gerinnung.

Gefäßplättchenmechanismus der Blutstillung. Dieser Mechanismus sorgt für Homöostase in den am häufigsten verletzten kleinen Gefäßen (Mikrozirkulation) mit niedrigem Blutdruck. Es besteht aus einer Reihe von aufeinander folgenden Schritten..

1. Kurzzeitkrampf beschädigter Gefäße, der unter dem Einfluss von Vasokonstriktoren auftritt, die aus Blutplättchen (Adrenalin, Noradrenalin, Serotonin) freigesetzt werden..

2. Adhäsion (Adhäsion) von Blutplättchen an der Wundoberfläche infolge einer Änderung des Ortes der Beschädigung der negativen elektrischen Ladung der Innenwand des Gefäßes zu positiv. Blutplättchen, die auf ihrer Oberfläche eine negative Ladung tragen, haften an der verletzten Stelle. Die Blutplättchenadhäsion ist in 3-10 Sekunden abgeschlossen.

3. Reversible Aggregation (Verdichtung) von Blutplättchen an der Schadensstelle. Es beginnt fast gleichzeitig mit der Adhäsion und wird durch die Freisetzung von biologisch aktiven Substanzen (ATP, ADP) aus Blutplättchen und roten Blutkörperchen aus einer beschädigten Gefäßwand verursacht. Das Ergebnis ist ein loser Blutplättchenpfropfen, durch den Blutplasma fließt.

4. Irreversible Blutplättchenaggregation, bei der Blutplättchen ihre Struktur verlieren und zu einer homogenen Masse verschmelzen und einen für Blutplasma undurchlässigen Korken bilden. Diese Reaktion: tritt unter der Wirkung von Thrombin auf, das die Blutplättchenmembran zerstört, was zur Freisetzung physiologisch aktiver Substanzen führt: Serotonin, Histamin, Enzyme und Gerinnungsfaktoren. Ihre Selektion trägt zum sekundären Vasospasmus bei. Die Freisetzung von Faktor 3 führt zur Bildung von Blutplättchenprothrombinase, d. H. Zum Einschluss des Mechanismus der Gerinnungshämostase. Eine kleine Anzahl von Fibrinfilamenten wird auf Blutplättchenaggregaten gebildet, in deren Netzwerken Blutzellen zurückgehalten werden.

5. Dort endet ein Thrombozyten-Thrombus-Rückzug, dh die Verdichtung und Fixierung eines Thrombozytenstopfens in einem beschädigten Gefäß aufgrund von Fibrinfilamenten und Blutstillung. In großen Gefäßen hält ein zerbrechlicher Thrombozyten-Thrombus jedoch keinem hohen Blutdruck stand und wird ausgewaschen. Daher wird in großen Gefäßen, die auf einem Thrombozyten-Thrombus basieren, ein stärkerer Fibrin-Thrombus gebildet, für dessen Bildung ein enzymatischer Gerinnungsmechanismus aktiviert wird.

Gerinnungsmechanismus der Blutstillung. Dieser Mechanismus findet während eines Traumas großer Gefäße statt und durchläuft eine Reihe aufeinanderfolgender Phasen..

Erste Phase. Die komplexeste und langwierigste Phase ist die Bildung von Prothrombinase. Es bilden sich Gewebe- und Blutprothrombinasen.

Die Bildung von Gewebeprothrombinase wird durch Gewebethromboplastin (Phospholipide) ausgelöst, die Fragmente von Zellmembranen sind und gebildet werden, wenn die Wände des Gefäßes und das umgebende Gewebe beschädigt werden. Die Plasmafaktoren IV, V, VII, X sind an der Bildung der Gewebeprothrombinase beteiligt. Diese Phase dauert 5-10 s.

Blutprothrombinase wird langsamer gebildet als Gewebeplättchen und Thromboplastin aus roten Blutplättchen wird während der Zerstörung von Blutplättchen und roten Blutkörperchen freigesetzt. Die anfängliche Reaktion ist die Aktivierung des XII-Faktors, die auftritt, wenn er mit Kollagenfasern in Kontakt kommt, die freigelegt werden, wenn das Gefäß beschädigt wird. Dann aktiviert Faktor XII unter Verwendung des von ihm aktivierten Kallikrein und Kinins den Faktor XI und bildet damit einen Komplex. Auf Phospholipiden zerstörter Blutplättchen und roter Blutkörperchen ist die Bildung des Komplexes von Faktor XII + Faktor XI abgeschlossen. Bei der weiteren Reaktion der Bildung von Blutprothrombinase wird auf der Matrix der Phospholipide vorgegangen. Unter dem Einfluss von Faktor XI wird Faktor IX aktiviert, der mit Faktor IV (Calciumionen) und VIII unter Bildung eines Calciumkomplexes reagiert. Es wird an Phospholipiden adsorbiert und aktiviert dann Faktor X. Dieser Faktor auf Phospholipiden bildet auch einen Komplex aus Faktor X + Faktor V + Faktor IV und vervollständigt die Bildung von Blutprothrombinase. Die Bildung von Blutprothrombinase dauert 5-10 Minuten.

Zweite Phase. Die Bildung von Prothrombinase markiert den Beginn der zweiten Phase der Blutgerinnung - der Bildung von Thrombin aus Prothrombin. Prothrombinase adsorbiert Prothrombin und verwandelt es auf seiner Oberfläche in Thrombin. Dieser Prozess verläuft unter Beteiligung der Faktoren IV, V, X sowie der Faktoren 1 und 2 der Blutplättchen. Die zweite Phase dauert 2-5 s.

Dritte Phase. In der dritten Phase erfolgt die Bildung (Umwandlung) von unlöslichem Fibrin aus Fibrinogen. Diese Phase verläuft in drei Stufen. Im ersten Stadium werden Peptide unter dem Einfluss von Thrombin gespalten, was zur Bildung eines geleeartigen Fibrinmonomers führt. Dann wird unter Beteiligung von Calciumionen ein lösliches Fibrinpolymer daraus gebildet. Im dritten Stadium tritt unter Beteiligung von Faktor XIII und Fibrinase von Geweben, Blutplättchen und Erythrozyten die Bildung des endgültigen (unlöslichen) Fibrinpolymers auf. In diesem Fall bildet Fibrinase starke Peptidbindungen zwischen benachbarten Molekülen des Fibrinpolymers, was im Allgemeinen seine Stärke und Beständigkeit gegen Fibrinolyse erhöht. In diesem Fibrinnetzwerk bleiben Blutzellen erhalten, es bildet sich ein Blutgerinnsel (Thrombus), das den Blutverlust verringert oder vollständig stoppt.

Einige Zeit nach der Bildung eines Gerinnsels beginnt der Thrombus zu kondensieren und das Serum wird herausgedrückt. Dieser Vorgang wird als Gerinnselrückzug bezeichnet. Es tritt unter Beteiligung des kontraktilen Proteins von Blutplättchen (Thrombostenin) und Calciumionen auf. Infolge des Zurückziehens schließt ein Blutgerinnsel das beschädigte Gefäß fester und bringt die Wundränder näher zusammen.

Gleichzeitig mit dem Zurückziehen des Gerinnsels beginnt eine allmähliche enzymatische Auflösung des gebildeten Fibrins - die Fibrinolyse, wodurch das Lumen des verstopften Gefäßes wiederhergestellt wird. Die Spaltung von Fibrin erfolgt unter dem Einfluss von Plasmin (Fibrinolysin), das sich im Blutplasma in Form eines Plasminogen-Proenzyms befindet, dessen Aktivierung unter dem Einfluss von Plasminogenaktivatoren von Plasma und Geweben erfolgt. Es bricht die Peptidbindungen von Fibrin und bewirkt, dass sich Fibrin auflöst.

Blutgerinnselrückzug und Fibrinolyse werden als zusätzliche Phasen der Blutgerinnung unterschieden.

Die Störung des Blutgerinnungsprozesses tritt auf, wenn ein Faktor, der an der Homöostase beteiligt ist, fehlt oder fehlt. Beispielsweise ist eine erbliche Hämophilie bekannt, die nur bei Männern auftritt und durch häufige und anhaltende Blutungen gekennzeichnet ist. Diese Krankheit wird durch einen Mangel an Faktoren VIII und IX verursacht, die als antihemophil bezeichnet werden.

Die Blutgerinnung kann unter dem Einfluss von Faktoren auftreten, die diesen Prozess beschleunigen und verlangsamen..

Faktoren, die den Prozess der Blutgerinnung beschleunigen:

• Zerstörung von Blutzellen und Gewebezellen (erhöht die Leistung von Faktoren, die an der Blutgerinnung beteiligt sind):

• Calciumionen (an allen wichtigen Phasen der Blutgerinnung beteiligt);

• Vitamin K (beteiligt sich an der Synthese von Prothrombin);

• Hitze (Blutgerinnung ist ein enzymatischer Prozess);

Faktoren, die die Blutgerinnung verlangsamen:

• Beseitigung mechanischer Schäden an Blutzellen (Wachskanülen und Behälter zur Blutentnahme);

• Natriumcitrat (fällt Calciumionen aus);

Antikoagulationsmechanismen. Unter normalen Bedingungen befindet sich das Blut in den Gefäßen immer in einem flüssigen Zustand, obwohl die Bedingungen für die Bildung intravaskulärer Thromben ständig bestehen. Die Aufrechterhaltung des flüssigen Zustands des Blutes wird durch das Prinzip der Selbstregulierung unter Bildung eines geeigneten Funktionssystems sichergestellt. Die Hauptreaktionsapparate dieses Funktionssystems sind die Koagulations- und Antikoagulationssysteme. Derzeit ist es üblich, zwei Antikoagulationssysteme zu unterscheiden - das erste und das zweite.

Das erste Antikoagulationssystem (PPS) neutralisiert Thrombin im zirkulierenden Blut, sofern es langsam und in geringen Mengen gebildet wird. Die Neutralisation von Thrombin wird von jenen Antikoagulantien durchgeführt, die sich ständig im Blut befinden und daher PPS ständig funktionieren. Solche Substanzen umfassen:

• Fibrin, das einen Teil des Thrombins adsorbiert;

• Antithrombin (4 Arten von Antithrombin sind bekannt) behindern die Umwandlung von Prothrombin in Thrombin;

• Heparin - blockiert die Übergangsphase von Prothrombin zu Thrombin und von Fibrinogen zu Fibrin und hemmt auch die erste Phase der Blutgerinnung;

• Lyseprodukte (Zerstörung von Fibrin), die eine Antithrombinaktivität aufweisen, hemmen die Bildung von Prothrombinase;

• Zellen des retikuloendothelialen Systems absorbieren Blutplasma-Thrombin.

Bei einem schnellen Lawinen-ähnlichen Anstieg der Thrombinmenge im Blut kann PPS die Bildung intravaskulärer Thromben nicht verhindern. In diesem Fall tritt das zweite Antikoagulationssystem (KHK) in Kraft, das die Aufrechterhaltung des flüssigen Zustands des Blutes in den Gefäßen auf reflex-humorale Weise gemäß dem folgenden Schema sicherstellt. Ein starker Anstieg der Thrombinkonzentration im zirkulierenden Blut führt zu einer Reizung der vaskulären Chemorezeptoren. Impulse von ihnen gelangen in den Riesenzellkern der retikulären Formation der Medulla oblongata und dann entlang der efferenten Wege zum retikuloendothelialen System (Leber, Lunge usw.). Große Mengen an Heparin und Substanzen, die die Fibrinolyse durchführen und stimulieren (z. B. Plasminogenaktivatoren), werden ins Blut freigesetzt.

Heparin hemmt die ersten drei Phasen der Blutgerinnung und kommt mit Substanzen in Kontakt, die an der Blutgerinnung beteiligt sind. Die resultierenden Komplexe mit Thrombin, Fibrinogen, Adrenalin, Serotonin, Faktor XIII und anderen haben eine gerinnungshemmende Aktivität und eine lytische Wirkung auf nicht stabilisiertes Fibrin.

Folglich ist die Aufrechterhaltung des Blutes in flüssigem Zustand auf die Wirkung von PPS und KHK zurückzuführen.

Regulation der Blutgerinnung. Die Blutgerinnung wird durch neuro-humorale Mechanismen reguliert. Die Erregung des sympathischen Teils des autonomen Nervensystems, die bei Angst, Schmerz und Stress auftritt, führt zu einer signifikanten Beschleunigung der Blutgerinnung, die als Hyperkoagulation bezeichnet wird. Die Hauptrolle in diesem Mechanismus spielt Adrenalin und Noradrenalin. Adrenalin löst eine Reihe von Plasma- und Gewebereaktionen aus.

Erstens die Freisetzung von Thromboplastin aus der Gefäßwand, die sich schnell in Gewebeprothrombinase verwandelt.

Zweitens aktiviert Adrenalin Faktor XII, der die Bildung von Blutprothrombinase initiiert.

Drittens aktiviert Adrenalin Gewebelipasen, die Fette abbauen und dadurch den Gehalt an Fettsäuren im Blut mit thromboplastischer Aktivität erhöhen.

Viertens verstärkt Adrenalin die Freisetzung von Phospholipiden aus Blutzellen, insbesondere aus roten Blutkörperchen..

Eine Reizung des Vagusnervs oder die Verabreichung von Acetylcholin führt zur Freisetzung von Substanzen aus den Wänden der Blutgefäße, die denen ähneln, die unter der Wirkung von Adrenalin freigesetzt werden. Daher wurde im Verlauf der Evolution des Hämokoagulationssystems nur eine schützende und adaptive Reaktion gebildet - Hyperkoagulämie, die darauf abzielt, Blutungen dringend zu stoppen. Die Identität der Hämokoagulation verschiebt sich im Falle einer Reizung der sympathischen und parasympathischen Teile des autonomen Nervensystems. Dies weist darauf hin, dass keine primäre Hypokoagulation vorliegt, diese immer sekundär ist und sich nach einer primären Hyperkoagulation infolge (Folge) des Aufwands eines Teils der Blutgerinnungsfaktoren entwickelt.

Die Beschleunigung der Hämokulation führt zu einer erhöhten Fibrinolyse, wodurch die Aufspaltung von überschüssigem Fibrin sichergestellt wird. Die Aktivierung der Fibrinolyse wird bei körperlicher Arbeit, Emotionen und Schmerzreizungen beobachtet.

Die Blutgerinnung wird durch die höheren Teile des Zentralnervensystems einschließlich der Großhirnrinde beeinflusst, was durch die Möglichkeit einer Veränderung der Hämokulation des konditionierten Reflexes bestätigt wird. Es verwirklicht seine Wirkung durch das autonome Nervensystem und die endokrinen Drüsen, deren Hormone eine vasoaktive Wirkung haben. Impulse vom Zentralnervensystem gehen zu den blutbildenden Organen, zu Organen, die Blut ablagern und eine Erhöhung des Blutausstoßes aus Leber, Milz und Aktivierung von Plasmafaktoren verursachen. Dies führt zur schnellen Bildung von Prothrombinase. Dann werden humorale Mechanismen aktiviert, die die Aktivierung des Gerinnungssystems unterstützen und fortsetzen und gleichzeitig die Wirkung der Antikoagulation verringern. Der Wert der konditionierten Reflexhyperkoagulation besteht offenbar darin, den Körper auf den Schutz vor Blutverlust vorzubereiten.

Das Blutgerinnungssystem ist Teil eines größeren Systems - des Regulationssystems für den Aggregationszustand von Blut und Kolloiden (PACK), das die Konstanz der inneren Umgebung des Körpers und seines Aggregationszustands auf einem für ein normales Leben erforderlichen Niveau hält, indem es den flüssigen Zustand des Blutes aufrechterhält und die Eigenschaften der Wände wiederherstellt Gefäße, die sich auch während ihrer normalen Funktion ändern.

Warum gerinnt Blut? einfach interessant. immer von dieser Frage gequält. Geben Sie eine Antwort aus wissenschaftlicher Sicht.

Wir können davon ausgehen, dass zum Starten des Blutgerinnungsprozesses eine Schädigung der Blutgefäße erforderlich ist. Das erste, was passiert, ist das Auftreten sehr dünner Stränge einer Substanz namens Fibrin im Blut. Diese Fäden bilden so etwas wie ein Netzwerk und verwickeln Blutzellen, beispielsweise ein Netz, das eine Fliege verwickelt. Zu diesem Zeitpunkt stoppt der Blutfluss und es kommt zu einer Ansammlung von Blutzellen.

Diese Fibrinfilamente sind sehr stark und sehr elastisch und können Blutzellen in Form eines Gerinnsels halten. Ein Blutgerinnsel ähnelt der saugfähigen Baumwolle, die die Natur geschaffen hat, um uns vor Blutverlust zu schützen.
Es gibt Menschen, deren Blut sehr langsam oder gar nicht gerinnt. Dieser Zustand wird Hämophilie genannt..

Alle Gerinnungsfaktoren

Was ist Blutstillung und Gerinnung?

Die notwendigen Eigenschaften des Blutes werden durch Blutstillung bereitgestellt

Der Begriff Blutstillung wird aus dem Griechischen als ein System übersetzt, das das Blut im erforderlichen Zustand hält. Das Blutstillungssystem liefert die erforderliche Blutdichte, damit es im Körper richtig zirkulieren kann. Wenn Schäden auftreten, rollen Sie sich zusammen, bilden ein Blutgerinnsel und verstopfen das pathologische Lumen des Gefäßes.

Die Koagulation ist ein komplexer Prozess, der in mehreren Stufen abläuft. Ziel ist es, Fibrin zu produzieren, das die Thrombose stimuliert. Unter Einwirkung der Substanz erhält das Blut die Konsistenz von Hüttenkäse und verliert seine Fließfähigkeit vollständig. Die Koagulation bezieht sich somit auf eine der Funktionen der Blutstillung und ist für die Blutstillung verantwortlich. Wenn eine Verletzung im Körper auftritt, kann die Produktion von Fibrin ohne Blutung beginnen, und dann entwickelt sich eine Thrombose, die eine Gefahr für das menschliche Leben darstellt.

Warum tritt Blutgerinnung auf?

Der Prozess der Blutgerinnung ist eine Schutzreaktion, die bei Gefäßschäden einen übermäßigen Blutverlust verhindert und ein relativ gleichmäßiges Blutvolumen im Körper aufrechterhält. Normalerweise beginnt der Thromboseprozess, wenn sich die physikalische und chemische Zusammensetzung des Blutes ändert. Grundlage dieses Prozesses ist gelöstes Fibrin, das bei Blutungen unlöslich wird.

Das Protein im Bereich der Schädigung bildet ein Netzwerk, das dünnen Fäden ähnelt, die Blutzellen zurückhalten und ein Gerinnsel bilden. Wenn der Thrombus kondensiert, führt dies zu einer Kontraktion der Ränder der Läsion..

Blutgerinnungsphasen

"Verklemmen" roter Blutkörperchen in Fibrinfilamenten

Ärzte unterscheiden drei Phasen der Blutgerinnung.

  1. Aktiv. Die erste Phase, Vorbereitung des Auftretens eines Blutgerinnsels. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Reaktionskomplex beobachtet, bei dem Prothrombinase gebildet und Prothrobin in Thrombin umgewandelt wird.
  2. Koagulation. Die zweite Stufe, in der Fibrin aktiv produziert wird, bildet die Fäden, die die Blutzellen halten und die Bildung eines Blutgerinnsels verursachen.
  3. Rückzug. Die dritte Stufe, in der sich ein Gerinnsel bildet, verstopft das Gefäß.

Eine Verletzung in einer der Phasen führt zu Pathologien der Blutgerinnung.

Sorten von Blutgerinnseln

Blutgerinnsel gibt es in vier Arten.

  1. Weiß. Die Basis des Gerinnsels sind Fibrin, Blutplättchen und weiße Blutkörperchen. Zumindest rote Körper in einem Gerinnsel. Hauptsächlich in Arterien gebildet.
  2. Rot. Die Zusammensetzung des Thrombus besteht aus roten Blutbestandteilen, Fibrin und Blutplättchen. In Adern gebildet.
  3. Gemischte Art. Die häufigste Form eines Blutgerinnsels, bei der Bestandteile der ersten beiden Typen in etwa gleichen Anteilen vorhanden sind. Bildung in Venen, Herz und Aortenaneurysma möglich.
  4. Hyaline. Das Gerinnsel enthält hyalisierte rote Blutkörperchen und Plasmaproteine. Die Zusammensetzung enthält praktisch kein Fibrin. In den Kapillaren bilden sich Gerinnsel.

Welche Blutgerinnsel sich bilden, hängt von der Art des beschädigten Gefäßes ab..

Faktoren, die die Blutgerinnung beeinflussen

Thrombozytenquellen - Thrombozyten

Gerinnungsfaktoren werden in Blutplättchen und Plasma unterteilt. Sie sind aktiv an der Bildung eines Blutgerinnsels beteiligt, das notwendig ist, um Blutungen zu stoppen..

13 Plasmafaktoren

Im Blutplasma gibt es 13 Gerinnungsfaktoren. In Analysen werden sie durch römische Ziffern angegeben. Die Bildung dieser Faktoren tritt teilweise in der Leber auf und kann mit ihren Krankheiten gestört werden, was zu Blutgerinnungsproblemen führt.

Thrombozytenfaktoren

Faktoren in dieser Kategorie sind in Blutplättchen vorhanden. Sie werden in Analysen mit arabischen Ziffern angegeben. In Kombination mit Faktoren aus Blutplasma bilden sie ein komplexes System zur Vorbeugung von Blutungen, das eine Verletzung der inneren Stabilität des Körpers verhindert.

Diagnose der Blutstillung

Die Untersuchung der Blutstillung wird im Labor durchgeführt

Die Studie ist komplex und ermöglicht es Ihnen, Daten zu allen Parametern der Blutgerinnung zu erhalten. Eine Abweichung der Indikatoren von der Norm ist gefährlich und führt entweder zur Entwicklung von Blutungen oder zur Bildung von Blutgerinnseln in den Gefäßen und zur pathologischen Verengung ihrer Lücken. Wenn eine Fehlfunktion im Blutgerinnungsmuster festgestellt wird, ist eine vollständige Untersuchung erforderlich, um die Ursache des Verstoßes festzustellen.

Wie funktioniert die Blutgerinnung??

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Blutgerinnselbildung. Ein mit Blutzellen gefülltes Blutgefäß ist viel dichter als in dieser Figur gezeigt, so dass die Situation dort einem Quetschen beim Betreten der Rolltreppe in die U-Bahn ähnelt. Kleine und relativ wenige weiße Blutkörperchen - Blutplättchen: Auf der rechten Seite können Sie sehen, wie sie aktiviert werden, ihre Form ändern und sich an der Gefäßwand anheften und einen Aggregatthrombus bilden.

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Die Blutgerinnung ist ein äußerst komplexer und weitgehend mysteriöser biochemischer Prozess, der beginnt, wenn das Kreislaufsystem beschädigt ist und zur Umwandlung von Blutplasma in ein gelatineartiges Gerinnsel führt, das die Wunde verstopft und die Blutung stoppt. Verstöße gegen dieses System sind äußerst gefährlich und können zu Blutungen, Thrombosen oder anderen Pathologien führen, die gemeinsam für den Löwenanteil der Sterblichkeit und Behinderung in der modernen Welt verantwortlich sind. Hier schauen wir uns das Gerät dieses Systems an und sprechen über die modernsten Errungenschaften in seiner Studie.

Jeder, der mindestens einmal in seinem Leben einen Kratzer oder eine Wunde bekam, erhielt dadurch eine wunderbare Gelegenheit, die Umwandlung von Blut aus einer Flüssigkeit in eine viskose, nicht flüssige Masse zu beobachten, was zu einem Blutstillstand führte. Dieser Prozess wird als Blutgerinnung bezeichnet und durch ein komplexes System biochemischer Reaktionen gesteuert..

Für jeden mehrzelligen Organismus mit einer flüssigen inneren Umgebung ist ein Blutstillungssystem unbedingt erforderlich. Die Blutgerinnung ist auch für uns von entscheidender Bedeutung: Mutationen in den Genen der Hauptgerinnungsproteine ​​sind normalerweise tödlich. Leider nimmt unter den vielen Systemen unseres Körpers, deren Störung gesundheitsschädlich ist, die Blutgerinnung als unmittelbare Haupttodesursache einen absoluten ersten Platz ein: Menschen leiden an verschiedenen Krankheiten, sterben jedoch fast immer an Blutgerinnungsstörungen. Krebs, Sepsis, Trauma, Arteriosklerose, Herzinfarkt, Schlaganfall - bei einer Vielzahl von Krankheiten ist die unmittelbare Todesursache die Unfähigkeit des Gerinnungssystems, ein Gleichgewicht zwischen flüssigen und festen Blutzuständen im Körper aufrechtzuerhalten.

Wenn die Ursache bekannt ist, warum nicht dagegen ankämpfen? Natürlich ist es möglich und notwendig zu kämpfen: Wissenschaftler entwickeln ständig neue Methoden zur Diagnose und Behandlung von Gerinnungsstörungen. Das Problem ist jedoch, dass das Gerinnungssystem sehr komplex ist. Und die Wissenschaft der Regulierung komplexer Systeme lehrt, dass Sie solche Systeme auf besondere Weise verwalten müssen. Ihre Reaktion auf äußere Einflüsse ist nicht linear und unvorhersehbar. Um das gewünschte Ergebnis zu erzielen, müssen Sie wissen, wo Sie sich anstrengen müssen. Die einfachste Analogie: Um ein Papierflugzeug in die Luft zu starten, reicht es aus, es in die richtige Richtung zu werfen. Gleichzeitig müssen Sie zum Abheben des Verkehrsflugzeugs zur richtigen Zeit und in der richtigen Reihenfolge die richtigen Tasten im Cockpit drücken. Und wenn Sie versuchen, das Verkehrsflugzeug wie ein Papierflugzeug zu starten, wird es schlecht enden. Also mit dem Gerinnungssystem: Um erfolgreich zu heilen, müssen Sie die "Kontrollpunkte" kennen..

Bis vor kurzem widerstand die Blutgerinnung erfolgreich den Versuchen von Forschern, ihre Arbeit zu verstehen, und erst in den letzten Jahren gab es einen Quantensprung. In diesem Artikel werden wir über dieses wunderbare System sprechen: wie es organisiert ist, warum es so schwer zu studieren ist und - was am wichtigsten ist - wir werden über die neuesten Entdeckungen zum Verständnis seiner Funktionsweise berichten.

Wie die Blutgerinnung funktioniert

Das Stoppen von Blutungen basiert auf der gleichen Idee, mit der Hausfrauen geliertes Fleisch herstellen - indem sie eine Flüssigkeit in ein Gel verwandeln (ein kolloidales System, in dem ein Netzwerk von Molekülen gebildet wird, das eine Flüssigkeit aufgrund von Wasserstoffbrückenbindungen mit Wassermolekülen tausendfach in ihren Zellen halten kann). Die gleiche Idee wird übrigens bei Einweg-Babywindeln verwendet, bei denen das Material bei Nässe anschwillt. Aus physikalischer Sicht muss dort das gleiche Problem gelöst werden wie bei der Koagulation - der Kampf gegen Lecks mit minimalem Aufwand.

Die Blutgerinnung ist das zentrale Glied bei der Blutstillung (Blutstillung). Das zweite Glied bei der Blutstillung sind spezielle Zellen - Blutplättchen -, die sich aneinander und an der Stelle der Schädigung anlagern können, um einen blutstillenden Stopfen zu bilden.

Eine allgemeine Idee der Gerinnungsbiochemie kann aus 1 erhalten werden, deren Boden die Reaktion der Umwandlung eines löslichen Fibrinogenproteins zu Fibrin zeigt, das dann zu einem Netzwerk polymerisiert. Diese Reaktion ist der einzige Teil der Kaskade, der eine direkte physikalische Bedeutung hat und ein klares physikalisches Problem löst. Die Rolle der verbleibenden Reaktionen ist ausschließlich regulatorisch: Die Umwandlung von Fibrinogen in Fibrin nur am richtigen Ort und zur richtigen Zeit sicherzustellen.

Figure 1. Grundlegende Gerinnungsreaktionen. Das Gerinnungssystem ist eine Kaskade - eine Folge von Reaktionen, bei denen das Produkt jeder Reaktion als Katalysator für die nächste fungiert. Der Haupteingang zu dieser Kaskade befindet sich in ihrem mittleren Teil auf der Ebene der Faktoren IX und X: Der Proteingewebefaktor (im Diagramm als TF angegeben) bindet den Faktor VIIa, und der resultierende enzymatische Komplex aktiviert die Faktoren IX und X. Die Kaskade führt zu Fibrinprotein fähig zu polymerisieren und ein Gerinnsel (Gel) zu bilden. Die überwiegende Mehrheit der Aktivierungsreaktionen sind Proteolysereaktionen, d.h. teilweiser Abbau des Proteins, wodurch seine Aktivität erhöht wird. Fast jeder Gerinnungsfaktor wird notwendigerweise auf die eine oder andere Weise gehemmt: Für den stabilen Betrieb des Systems ist eine Rückkopplung erforderlich.

Bezeichnungen: Die Reaktionen der Umwandlung von Gerinnungsfaktoren in aktive Formen werden durch einseitige dünne schwarze Pfeile dargestellt. In diesem Fall zeigen die roten Pfeile, unter welchem ​​Einfluss die Aktivierung erfolgt. Die Reaktionen des Aktivitätsverlustes infolge der Hemmung sind durch dünne grüne Pfeile dargestellt (der Einfachheit halber sind die Pfeile als einfach "verlassen" dargestellt, dh es ist nicht gezeigt, an welche Inhibitoren binden). Reversible Reaktionen der Komplexbildung sind durch bilaterale dünne schwarze Pfeile dargestellt. Gerinnungsproteine ​​werden entweder durch Namen oder römische Ziffern oder Abkürzungen (TF - Gewebefaktor, PC - Protein C, APC - aktiviertes Protein C) angezeigt. Um eine Überlastung zu vermeiden, zeigt das Diagramm nicht: Bindung von Thrombin an Thrombomodulin, Aktivierung und Sekretion von Blutplättchen, Kontaktaktivierung der Gerinnung.

Fibrinogen ähnelt einem 50 nm langen und 5 nm dicken Stab (Abb. 2a). Durch die Aktivierung können die Moleküle zu einem Fibrinfilament zusammenkleben (Abb. 2b) und dann zu einer Faser, die sich verzweigen und ein dreidimensionales Netzwerk bilden kann (Abb. 2c)..

Abbildung 2. Fibringel. a - Schematische Struktur des Fibrinogenmoleküls. Seine Basis besteht aus drei Paaren spiegellokalisierter Polypeptidketten von α, β, γ. In der Mitte des Moleküls kann man die Bindungsregionen sehen, die zugänglich werden, wenn Thrombin von den Fibrinopeptiden A und B abgeschnitten wird (FPA und FPB in der Figur). b - Der Montagemechanismus der Fibrinfaser: Die Moleküle sind von Kopf bis Mitte aneinander "überlappend" und bilden eine doppelsträngige Faser. c - Elektronenmikroskopische Aufnahme des Gels: Fibrinfasern können zusammenkleben und sich spalten und eine komplexe dreidimensionale Struktur bilden.

Figure 3. Dreidimensionale Struktur eines Thrombinmoleküls. Das Diagramm zeigt das aktive Zentrum und die Teile des Moleküls, die für die Bindung von Thrombin an Substrate und Cofaktoren verantwortlich sind. (Das aktive Zentrum ist der Teil des Moleküls, der die Spaltstelle direkt erkennt und eine enzymatische Katalyse durchführt.) Mit den hervorstehenden Teilen des Moleküls (Exosites) können Sie das Thrombinmolekül "umschalten", wodurch es zu einem multifunktionalen Protein wird, das in verschiedenen Modi arbeiten kann. Beispielsweise blockiert die Bindung von Thrombomodulin an Exosit I physikalisch den Zugang zu Thrombin zu prokoagulierenden Substraten (Fibrinogen, Faktor V) und stimuliert allosterisch die Aktivität gegen Protein C..

Der Thrombinfibrinogenaktivator (Abb. 3) gehört zur Familie der Serinproteinasen - Enzyme, die Peptidbindungen in Proteinen spalten können. Er ist ein Verwandter der Verdauungsenzyme Trypsin und Chymotrypsin. Proteinasen werden in einer inaktiven Form namens Zymogen synthetisiert. Um sie zu aktivieren, ist es notwendig, die Peptidbindung zu spalten, die den Teil des Proteins enthält, der das aktive Zentrum schließt. So wird Thrombin in Form von Prothrombin synthetisiert, das aktiviert werden kann. Wie aus Abb. 1 (wobei Prothrombin als Faktor II bezeichnet wird) wird es durch Faktor Xa katalysiert.

Im Allgemeinen werden Gerinnungsproteine ​​als Faktoren bezeichnet und in der Reihenfolge der offiziellen Eröffnung in römischen Ziffern nummeriert. Index "a" bedeutet die aktive Form und ihre Abwesenheit ist ein inaktiver Vorgänger. Für lange entdeckte Proteine ​​wie Fibrin und Thrombin verwenden sie ihre eigenen Namen. Einige Räume (III, IV, VI) werden aus historischen Gründen nicht genutzt..

Der Gerinnungsaktivator ist ein Protein namens Gewebefaktor, das in den Zellmembranen aller Gewebe mit Ausnahme von Endothel und Blut vorhanden ist. Somit bleibt das Blut nur aufgrund der Tatsache flüssig, dass es normalerweise durch eine dünne Schutzmembran des Endothels geschützt ist. Bei jeder Verletzung der Integrität des Gefäßes bindet der Gewebefaktor Faktor VIIa aus dem Plasma, und ihr Komplex - externe Tenase (Tenase oder Xase, aus dem Wort zehn - zehn, d. H. Die Nummer des aktivierten Faktors) - aktiviert Faktor X..

Thrombin aktiviert auch die Faktoren V, VIII, XI, was zu einer Beschleunigung seiner eigenen Produktion führt: Faktor XIa aktiviert Faktor IX, und die Faktoren VIIIa und Va binden die Faktoren IXa bzw. Xa und erhöhen ihre Aktivität um Größenordnungen (der Komplex der Faktoren IXa und VIIIa wird als intern bezeichnet Tenaza). Ein Mangel an diesen Proteinen führt zu schweren Verstößen: Beispielsweise verursacht das Fehlen der Faktoren VIII, IX oder XI die schwerste Hämophilie-Krankheit (die berühmte "königliche Krankheit", an der Zarewitsch Alexei Romanow erkrankt war); und ein Mangel an Faktoren X, VII, V oder Prothrombin ist mit dem Leben nicht vereinbar.

Ein solches Gerät wird als positives Feedback bezeichnet: Thrombin aktiviert Proteine, die seine eigene Produktion beschleunigen. Und hier stellt sich eine interessante Frage, warum sie gebraucht werden. Warum ist es unmöglich, die Reaktion sofort schnell zu machen, warum verlangsamt die Natur sie zunächst und findet dann einen Weg, sie weiter zu beschleunigen? Warum ist das Gerinnungssystem doppelt vorhanden? Beispielsweise kann Faktor X sowohl durch den VIIa-TF-Komplex (externe Tenase) als auch durch den IXa-VIIIa-Komplex (interne Tenase) aktiviert werden; es sieht völlig sinnlos aus.

Gerinnungsproteinase-Inhibitoren sind auch im Blut vorhanden. Die wichtigsten sind Antithrombin III und ein Inhibitor des Gewebefaktorwegs. Darüber hinaus kann Thrombin die Protein-C-Protein-Serin-Proteinase aktivieren, die die Gerinnungsfaktoren Va und VIIIa abbaut und dazu führt, dass sie ihre Aktivität vollständig verlieren.

Protein C ist eine Vorstufe der Serinproteinase, die den Faktoren IX, X, VII und Prothrombin sehr ähnlich ist. Es wird wie Faktor XI durch Thrombin aktiviert. Bei der Aktivierung nutzt die resultierende Serinproteinase ihre enzymatische Aktivität jedoch nicht, um andere Proteine ​​zu aktivieren, sondern um sie zu inaktivieren. Aktiviertes Protein C erzeugt mehrere proteolytische Spaltungen in den Gerinnungsfaktoren Va und VIIIa, wodurch diese ihre Cofaktoraktivität vollständig verlieren. Somit hemmt Thrombin, ein Produkt der Gerinnungskaskade, seine eigene Produktion: Dies wird als negative Rückkopplung bezeichnet. Und wieder haben wir eine regulatorische Frage: Warum beschleunigt und verlangsamt Thrombin gleichzeitig seine eigene Aktivierung??

Die evolutionären Ursprünge der Gerinnung

Die Bildung von schützenden Blutsystemen begann vor über einer Milliarde Jahren mehrzellig - genau im Zusammenhang mit dem Auftreten von Blut. Das Gerinnungssystem selbst ist das Ergebnis der Überwindung eines weiteren historischen Meilensteins - der Entstehung von Wirbeltieren vor etwa fünfhundert Millionen Jahren. Dieses System entstand höchstwahrscheinlich aus der Immunität. Das Auftreten eines anderen Systems von Immunreaktionen, das Bakterien bekämpfte, indem es sie mit einem Fibringel umhüllte, führte zu einer zufälligen Nebenwirkung: Die Blutung hörte schneller auf. Dies ermöglichte es uns, den Druck und die Stärke der Strömungen im Kreislaufsystem zu erhöhen, und die Verbesserung des Gefäßsystems, dh die Verbesserung des Transports aller Substanzen, eröffnete neue Entwicklungshorizonte. Wer weiß, ob die Gerinnung ein Vorteil war, der es Wirbeltieren ermöglichte, ihren derzeitigen Platz in der Biosphäre der Erde einzunehmen?

Bei einer Reihe von Arthropoden (wie dem Krebs der Pfeilschwanzkrebs) besteht ebenfalls eine Gerinnung, die jedoch unabhängig voneinander auftrat und weiterhin eine immunologische Rolle spielte. Insekten kosten wie andere Wirbellose normalerweise eine schwächere Version des Blutstillungssystems, das auf der Blutplättchenaggregation basiert (genauer gesagt Amöbozyten - entfernte Verwandte von Blutplättchen). Dieser Mechanismus ist recht funktionell, schränkt jedoch die Wirksamkeit des Gefäßsystems grundlegend ein, ebenso wie die tracheale Form der Atmung die maximal mögliche Größe des Insekts begrenzt.

Leider sind Kreaturen mit Zwischenformen des Gerinnungssystems fast ausgestorben. Die einzige Ausnahme bilden kieferlose Fische: Eine Genomanalyse des Neunauge-Gerinnungssystems ergab, dass es viel weniger Komponenten enthält (das heißt, es ist viel einfacher) [6]. Angefangen von Kieferfischen bis hin zu Säugetieren sind die Gerinnungssysteme sehr ähnlich. Zellhämostasesysteme arbeiten ebenfalls nach ähnlichen Prinzipien, obwohl kleine, kernfreie Blutplättchen nur für Säugetiere charakteristisch sind. Bei den verbleibenden Wirbeltieren sind Blutplättchen große Zellen mit einem Kern.

Zusammenfassend wurde das Gerinnungssystem sehr gut untersucht. Seit fünfzehn Jahren hat es keine neuen Proteine ​​oder Reaktionen entdeckt, was für die moderne Biochemie Ewigkeit ist. Natürlich kann die Wahrscheinlichkeit einer solchen Entdeckung nicht vollständig ausgeschlossen werden, aber bisher gibt es kein einziges Phänomen, das wir anhand der verfügbaren Informationen nicht erklären könnten. Im Gegenteil, das System sieht viel komplizierter als nötig aus: Wir erinnern uns, dass von all dieser (ziemlich umständlichen!) Kaskade nur eine Reaktion tatsächlich am Gelieren beteiligt ist und alle anderen für eine unverständliche Regulierung benötigt werden.

Aus diesem Grund bewegen sich Koagulologen, die in verschiedenen Bereichen tätig sind, von der klinischen Hämostasiologie bis zur mathematischen Biophysik, aktiv von der Frage „Wie ist die Koagulation angeordnet?“. zu den Fragen "Warum ist die Koagulation so angeordnet?", "Wie funktioniert es?" und schließlich: "Wie müssen wir auf die Koagulation reagieren, um den gewünschten Effekt zu erzielen?" Das erste, was Sie tun müssen, um zu antworten, ist zu lernen, wie man die gesamte Gerinnung untersucht, nicht nur einzelne Reaktionen.

Wie man die Gerinnung erforscht?

Um die Koagulation zu untersuchen, werden verschiedene Modelle erstellt - experimentelle und mathematische. Was genau erlauben sie dir zu bekommen?

Einerseits scheint die beste Annäherung für das Studium des Objekts das Objekt selbst zu sein. In diesem Fall eine Person oder ein Tier. Auf diese Weise können Sie alle Faktoren berücksichtigen, einschließlich des Blutflusses durch die Gefäße, Wechselwirkungen mit den Wänden der Blutgefäße und vieles mehr. In diesem Fall überschreitet die Komplexität der Aufgabe jedoch vernünftige Grenzen. Gerinnungsmodelle ermöglichen es, das Untersuchungsobjekt zu vereinfachen, ohne seine wesentlichen Merkmale zu übersehen.

Versuchen wir, eine Vorstellung davon zu bekommen, welche Anforderungen diese Modelle erfüllen müssen, um den In-vivo-Gerinnungsprozess korrekt widerzuspiegeln..

Im experimentellen Modell sollten die gleichen biochemischen Reaktionen vorhanden sein wie im Körper. Es sollten nicht nur Proteine ​​des Gerinnungssystems vorhanden sein, sondern auch andere Teilnehmer am Gerinnungsprozess - Blutzellen, Endothel und Subendothel. Das System muss die räumliche Heterogenität der Gerinnung in vivo berücksichtigen: Aktivierung durch das geschädigte Endothel, Ausbreitung aktiver Faktoren, Vorhandensein von Blutfluss.

Die Berücksichtigung von Gerinnungsmodellen kann natürlich mit In-vivo-Gerinnungsstudien beginnen. Die Grundlage fast aller Ansätze dieser Art besteht darin, dem Versuchstier kontrollierten Schaden zuzufügen, um eine hämostatische oder thrombotische Reaktion hervorzurufen. Diese Reaktion wird mit verschiedenen Methoden untersucht:

  • Beobachtung der Blutungszeit;
  • Analyse von Plasma, das einem Tier entnommen wurde;
  • Autopsie des eingeschläferten Tieres und histologische Untersuchung;
  • Echtzeit-Thrombusbeobachtung mittels Mikroskopie oder Kernspinresonanz (Abb. 4).

Abbildung 4. In-vivo-Thrombusbildung in einem laserinduzierten Thrombosemodell. Dieses Bild stammt aus historischen Arbeiten, in denen Wissenschaftler erstmals die Entwicklung des Thrombus „live“ beobachten konnten. Zu diesem Zweck wurde ein Konzentrat fluoreszenzmarkierter Antikörper gegen Gerinnungsproteine ​​und Blutplättchen in das Blut der Maus injiziert, und indem wir das Tier unter die Linse eines konfokalen Mikroskops (das dreidimensionales Scannen ermöglicht) stellten, wählten wir eine Arteriole aus, die unter optischer Beobachtung unter der Haut zugänglich war, und beschädigten das Endothel mit einem Laser. Antikörper begannen sich dem wachsenden Thrombus anzuschließen und ermöglichten die Beobachtung.

Die klassische Einstellung eines In-vitro-Gerinnungsexperiments besteht darin, dass Blutplasma (oder Vollblut) in einem Behälter mit einem Aktivator gemischt wird, wonach der Gerinnungsprozess überwacht wird. Gemäß der Beobachtungsmethode können experimentelle Techniken in die folgenden Typen unterteilt werden:

  • Beobachtung des Gerinnungsprozesses selbst;
  • Beobachtung von Änderungen der Konzentration von Gerinnungsfaktoren über die Zeit.

Der zweite Ansatz liefert unvergleichlich mehr Informationen. Wenn man die Konzentration aller Faktoren zu einem beliebigen Zeitpunkt kennt, kann man theoretisch vollständige Informationen über das System erhalten. In der Praxis ist die Untersuchung von sogar zwei Proteinen gleichzeitig teuer und mit großen technischen Schwierigkeiten verbunden..

Schließlich ist die Koagulation im Körper nicht gleichmäßig. Die Bildung eines Gerinnsels beginnt an der beschädigten Wand, breitet sich unter Beteiligung aktivierter Blutplättchen am Plasmavolumen aus und hört auf, das Gefäßendothel zu verwenden. Es ist unmöglich, diese Prozesse mit klassischen Methoden angemessen zu untersuchen. Der zweite wichtige Faktor ist das Vorhandensein eines Blutflusses in den Gefäßen.

Das Bewusstsein für diese Probleme hat seit den 1970er Jahren zur Entstehung einer Vielzahl von experimentellen In-vitro-Durchflusssystemen geführt. Es war etwas mehr Zeit erforderlich, um die räumlichen Aspekte des Problems zu verstehen. Erst in den 1990er Jahren begannen die Methoden, räumliche Heterogenität und Diffusion von Gerinnungsfaktoren zu berücksichtigen, und erst im letzten Jahrzehnt wurden sie in wissenschaftlichen Laboratorien aktiv eingesetzt (Abb. 5)..

Abbildung 5. Räumliches Wachstum eines Fibringerinnsels unter normalen und pathologischen Bedingungen. Die Koagulation in einer dünnen Schicht Blutplasma wurde durch an der Wand immobilisierten Gewebefaktor aktiviert. Auf den Fotos befindet sich der Aktivator links. Grauer Expansionsstreifen - ein wachsendes Fibringerinnsel.

Neben experimentellen Ansätzen zur Untersuchung von Hämostase und Thrombose werden auch mathematische Modelle verwendet (diese Forschungsmethode wird häufig in silico genannt [8]). Die mathematische Modellierung in der Biologie ermöglicht es uns, tiefe und komplexe Beziehungen zwischen biologischer Theorie und Erfahrung herzustellen. Das Experiment hat bestimmte Grenzen und ist mit einer Reihe von Schwierigkeiten behaftet. Darüber hinaus sind einige theoretisch mögliche Experimente aufgrund der Einschränkungen der experimentellen Technologie nicht durchführbar oder unerschwinglich teuer. Die Simulation vereinfacht die Experimente, da die notwendigen Bedingungen für In-vitro- und In-vivo-Experimente vorab ausgewählt werden können, unter denen der interessierende Effekt beobachtet wird.

Regulierung des Gerinnungssystems

Figure 6. Beitrag der externen und internen Tenase zur Bildung eines Fibringerinnsels im Weltraum. Wir haben ein mathematisches Modell verwendet, um zu untersuchen, inwieweit sich der Einfluss des Gerinnungsaktivators (Gewebefaktor) im Raum ausdehnen kann. Dazu haben wir die Verteilung des Faktors Xa berechnet (der die Verteilung des Thrombins bestimmt, der die Verteilung des Fibrins bestimmt). Die Animation zeigt die Verteilung des durch externe Tenase (Komplex VIIa - TF) oder interne Tenase (Komplex IXa - VIIIa) erzeugten Faktors Xa sowie die Gesamtmenge an Faktor Xa (schattierter Bereich). (Das Insert zeigt dasselbe auf einer größeren Konzentrationsskala.) Es ist ersichtlich, dass der auf dem Aktivator erzeugte Faktor Xa aufgrund der hohen Inhibitionsrate im Plasma nicht weit vom Aktivator durchdringen kann. Im Gegenteil, der Komplex IXa - VIIIa wirkt weit vom Aktivator entfernt (da Faktor IXa langsamer gehemmt wird und daher einen größeren Abstand zur effektiven Diffusion vom Aktivator aufweist) und gewährleistet die Ausbreitung von Faktor Xa im Raum.

Machen wir den nächsten logischen Schritt und versuchen wir, die Frage zu beantworten: Wie funktioniert das oben beschriebene System??

Kaskadenkoagulationssystem

Beginnen wir mit der Kaskade - einer Kette von Enzymen, die sich gegenseitig aktivieren. Ein einzelnes Enzym, das mit einer konstanten Geschwindigkeit arbeitet, ergibt eine lineare Abhängigkeit der Produktkonzentration von der Zeit. In einer Kaskade von N Enzymen hat diese Abhängigkeit die Form t N, wobei t die Zeit ist. Damit das System effektiv funktioniert, ist es wichtig, dass die Antwort so „explosiv“ ist, da dies den Zeitraum minimiert, in dem das Fibringerinnsel noch instabil ist.

Koagulationsauslösung und die Rolle positiver Rückkopplungen

Wie im ersten Teil des Artikels erwähnt, sind viele Gerinnungsreaktionen langsam. Somit sind die Faktoren IXa und Xa selbst sehr schlechte Enzyme und erfordern effiziente Cofaktoren (Faktoren VIIIa bzw. Va) für ein effizientes Funktionieren. Diese Cofaktoren werden durch Thrombin aktiviert: Eine solche Vorrichtung wird, wenn das Enzym seine eigene Produktion aktiviert, als positive Rückkopplungsschleife bezeichnet.

Wie wir experimentell und theoretisch gezeigt haben, bildet die positive Rückkopplung der Faktor V-Aktivierung durch Thrombin eine Aktivierungsschwelle - die Eigenschaft des Systems besteht nicht darin, auf eine kleine Aktivierung zu reagieren, sondern schnell zu reagieren, wenn eine große auftritt. Diese Fähigkeit zum Umschalten scheint für die Einschränkung sehr wertvoll zu sein: Dies hilft, einen „falschen Betrieb“ des Systems zu verhindern.

Die Rolle des internen Pfades in der räumlichen Dynamik der Koagulation

Eines der faszinierenden Rätsel, die Biochemiker viele Jahre nach der Entdeckung der wichtigsten Gerinnungsproteine ​​plagten, war die Rolle von Faktor XII bei der Blutstillung. Sein Mangel wurde in den einfachsten Gerinnungstests festgestellt, was die für die Gerinnselbildung erforderliche Zeit verlängerte. Im Gegensatz zum Faktor XI-Mangel war er jedoch nicht von Gerinnungsstörungen begleitet.

Eine der plausibelsten Möglichkeiten, die Rolle des internen Pfades zu entschlüsseln, wurde von uns unter Verwendung räumlich heterogener experimenteller Systeme vorgeschlagen. Es wurde festgestellt, dass positive Rückkopplungen gerade für die Ausbreitung der Gerinnung von großer Bedeutung sind. Die effektive Aktivierung von Faktor X durch eine externe Tenase auf dem Aktivator hilft nicht, ein Gerinnsel weit vom Aktivator entfernt zu bilden, da Faktor Xa im Plasma schnell gehemmt wird und nicht weit vom Aktivator entfernt werden kann. Aber Faktor IXa, der um eine Größenordnung langsamer gehemmt wird, ist dazu durchaus in der Lage (und Faktor VIIIa, der durch Thrombin aktiviert wird, hilft). Und wo es für ihn schwer zu erreichen ist, beginnt Faktor XI, der ebenfalls durch Thrombin aktiviert wird, zu wirken. Das Vorhandensein von Schleifen positiver Rückkopplung hilft somit, eine dreidimensionale Struktur des Bündels zu erzeugen.

Protein C-Weg als möglicher Mechanismus zur Lokalisierung der Thrombusbildung

Die Protein C-Aktivierung mit Thrombin selbst ist langsam, aber dramatisch beschleunigt, wenn Thrombin an das von Endothelzellen synthetisierte Transmembranprotein Thrombomodulin bindet. Aktiviertes Protein C kann die Faktoren Va und VIIIa zerstören und das Gerinnungssystem um Größenordnungen verlangsamen. Der Schlüssel zum Verständnis der Rolle dieser Reaktion sind räumlich heterogene experimentelle Ansätze. Unsere Experimente deuteten darauf hin, dass es das räumliche Wachstum eines Blutgerinnsels stoppt und dessen Größe begrenzt.

Zusammenfassen

In den letzten Jahren ist die Komplexität des Gerinnungssystems allmählich weniger rätselhaft geworden. Die Entdeckung aller wesentlichen Komponenten des Systems, die Entwicklung mathematischer Modelle und die Verwendung neuer experimenteller Ansätze ermöglichten es, den Schleier der Geheimhaltung zu öffnen. Die Struktur der Gerinnungskaskade wird entschlüsselt, und jetzt wurde, wie wir oben gesehen haben, für fast jeden wesentlichen Teil des Systems die Rolle identifiziert oder vorgeschlagen, die sie bei der Regulierung des gesamten Prozesses spielt.

Abbildung 7 zeigt den modernsten Versuch, die Struktur des Gerinnungssystems zu überarbeiten. Dies ist die gleiche Schaltung wie in Abb. 1, wobei die farbigen Teile die Teile des Systems hervorheben, die für verschiedene Aufgaben verantwortlich sind, wie oben erläutert. Nicht alles in dieser Schaltung ist gut etabliert. Zum Beispiel bleibt unsere theoretische Vorhersage, dass die Aktivierung von Faktor VII durch Faktor Xa eine Koagulation ermöglicht, auf Flussraten in einer Schwellenwertweise zu reagieren, im Experiment unbestätigt..

Abbildung 7. Der modulare Aufbau des Gerinnungssystems: Die Rolle einzelner Gerinnungsreaktionen für die Funktionsweise des Systems.

Möglicherweise ist dieses Bild noch nicht vollständig. Die Fortschritte in diesem Bereich in den letzten Jahren lassen jedoch hoffen, dass die verbleibenden ungelösten Abschnitte des Gerinnungsmusters in absehbarer Zukunft eine bedeutende physiologische Funktion erhalten. Und dann können wir über die Geburt eines neuen Konzepts der Blutgerinnung sprechen, das das alte Kaskadenmodell ersetzte, das jahrzehntelang der Medizin treu diente..

Der Artikel wurde unter Beteiligung von A.N. Balandina und F.I. Ataullakhanova und wurde ursprünglich in "Nature" veröffentlicht [10].

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