anatomi och fysiologi II

blodplättar är nyckelspelare i hemostas, processen genom vilken kroppen förseglar ett brutet blodkärl och förhindrar ytterligare blodförlust., Även om bristning av större kärl vanligtvis kräver medicinsk intervention, är hemostas ganska effektiv vid hantering av små, enkla sår. Det finns tre steg i processen: vaskulär spasm, bildandet av en blodplättsplugg och koagulering (blodkoagulering). Misslyckande av något av dessa steg kommer att resultera i blödning-överdriven blödning.

vaskulär Spasm

När ett kärl är avhugget eller punkterat, eller när kärlväggen är skadad uppträder vaskulär spasm. I vaskulär spasm kontraherar den glatta muskeln i kärlens väggar dramatiskt., Denna släta muskel har både cirkulära lager; större kärl har också längsgående lager. De cirkulära skikten tenderar att begränsa blodflödet, medan de längsgående skikten, när de är närvarande, drar tillbaka kärlet i den omgivande vävnaden, vilket ofta gör det svårare för en kirurg att lokalisera, klämma och binda av ett avhugget kärl. Det vaskulära spasmsvaret tros utlösas av flera kemikalier som kallas endoteliner som frigörs av kärlfoderceller och av smärtreceptorer som svar på kärlskada., Detta fenomen varar vanligtvis i upp till 30 minuter, även om det kan vara i timmar.

bildning av Trombocytpluggen

i det andra steget möter blodplättar, som normalt flyter fritt i plasma, området för kärlbrott med den exponerade underliggande bindväven och kollagenfibrer. Blodplättarna börjar klumpa ihop, bli spikade och klibbiga och binda till det exponerade kollagenet och endotelfodret. Denna process assisteras av ett glykoprotein i blodplasman som kallas von Willebrand-faktor, vilket hjälper till att stabilisera den växande trombocytpluggen., När blodplättar samlas, släpper de samtidigt kemikalier från sina granuler i plasma som ytterligare bidrar till hemostas., Bland de ämnen som frigörs av blodplättarna är:

• adenosindifosfat (ADP), vilket hjälper ytterligare blodplättar att hålla sig vid skadestället, förstärka och expandera trombocytpluggen
• serotonin, som upprätthåller vasokonstriktion
• prostaglandiner och fosfolipider, vilket också upprätthåller vasokonstriktion och hjälper till att aktivera ytterligare koagulationskemikalier, som diskuterats nästa

en trombocytplugg kan tillfälligt försegla en liten öppning i ett blodkärl. Plug bildning, i huvudsak, köper kroppen tid medan mer sofistikerade och hållbara reparationer görs., På liknande sätt bär även moderna örlogsfartyg fortfarande ett sortiment av träpluggar för att tillfälligt reparera små överträdelser i sina skrov tills permanenta reparationer kan göras.

koagulering

de mer sofistikerade och mer hållbara reparationerna kallas kollektivt koagulering, bildandet av blodpropp. Processen karakteriseras ibland som en kaskad, eftersom en händelse uppmanar nästa som i ett vattenfall på flera nivåer., Resultatet är produktionen av en gelatinös men robust blodpropp som består av ett nät av fibrin—ett olösligt filamentöst protein härrörande från fibrinogen, plasmaproteinet introducerade tidigare—där blodplättar och blodkroppar fångas. Figur 1 sammanfattar de tre stegen av hemostas.

Figur 1. (a) en skada på ett blodkärl initierar processen med hemostas. Blodkoagulering innebär tre steg. För det första begränsar vaskulär spasm blodflödet. Därefter bildas en trombocytplugg för att tillfälligt försegla små öppningar i kärlet., Koagulering möjliggör sedan reparation av kärlväggen när läckaget av blod har slutat. B) syntesen av fibrin i blodproppar innefattar antingen en inneboende väg eller en extrinsisk väg, som båda leder till en gemensam väg. (credit A: Kevin MacKenzie)

koagulationsfaktorer involverade i koagulering

i koagulationskaskaskaden, kemikalier som kallas koagulationsfaktorer (eller koagulationsfaktorer) snabba reaktioner som aktiverar ännu fler koagulationsfaktorer., Processen är komplex, men initieras längs två grundläggande vägar:

• den extrinsiska vägen, som normalt utlöses av trauma.
• den inneboende vägen, som börjar i blodet och utlöses av inre skador på kärlväggen.

båda dessa sammanfogas till en tredje väg, kallad den gemensamma vägen (se Figur 1b). Alla tre vägar är beroende av de 12 kända koagulationsfaktorerna, inklusive Ca2 + och vitamin K (Tabell 1). Koagulationsfaktorer utsöndras främst av levern och blodplättarna., Levern kräver det fettlösliga vitamin K för att producera många av dem. Vitamin K (tillsammans med biotin och folat) är något ovanligt bland vitaminer eftersom det inte bara konsumeras i kosten utan också syntetiseras av bakterier som bor i tjocktarmen. Kalciumjonen, som anses vara faktor IV, härrör från kosten och från nedbrytningen av ben. Några nya bevis tyder på att aktivering av olika koagulationsfaktorer uppträder på specifika receptorställen på trombocyter.

de 12 koagulationsfaktorerna numreras i till XIII enligt ordningen för deras upptäckt., Faktor VI troddes en gång vara en distinkt koagulationsfaktor, men anses nu vara identisk med faktor V. snarare än att numrera de andra faktorerna, fick faktor VI förbli som platshållare och även en påminnelse om att kunskap förändras över tiden.

Extrinsic Pathway

snabbare svar och mer direkt extrinsic pathway (även känd som vävnadsfaktorvägen) börjar när skador uppstår på omgivande vävnader, såsom i en traumatisk skada. Vid kontakt med blodplasma, de skadade extravaskulära cellerna, som är extrinsiska till blodomloppet, frigör faktor III (tromboplastin). Sekventiellt tillsätts Ca2 + sedan faktor VII (prokonvertin), som aktiveras av faktor III, och bildar ett enzymkomplex., Detta enzymkomplex leder till aktivering av Faktor X (Stuart–Prower factor), vilket aktiverar den gemensamma vägen som diskuteras nedan. Händelserna i den extrinsiska vägen är färdiga på några sekunder.

inneboende väg

den inneboende vägen (även känd som kontaktaktiveringsvägen) är längre och mer komplex. I detta fall är de faktorer som är inblandade inneboende till (närvarande inom) blodomloppet., Vägen kan föranledas av skador på vävnaderna, som härrör från interna faktorer som arteriell sjukdom; det är dock oftast initierat när faktor XII (Hageman factor) kommer i kontakt med främmande material, såsom när ett blodprov sätts i ett glas provrör. I kroppen aktiveras faktor XII vanligtvis när det stöter på negativt laddade molekyler, såsom oorganiska polymerer och fosfat som tidigare producerats i serien av inneboende vägreaktioner., Faktor XII sätter igång en serie av reaktioner som i sin tur aktiverar faktor XI (antihemolytic faktor C eller plasma thromboplastin föregångare) så faktor IX (antihemolytic faktor B eller plasma thromboplasmin). Under tiden ökar kemikalier som frigörs av blodplättarna graden av dessa aktiveringsreaktioner. Slutligen, faktor VIII (antihemolytic faktor A) från trombocyter och endotelceller kombinerar med faktor IX (antihemolytic faktor B eller plasma thromboplasmin) för att bilda ett enzym komplexa som aktiverar faktor X (Stuart–Prower faktor eller thrombokinase), vilket leder till den gemensamma vägen., Händelserna i den inneboende vägen är färdiga om några minuter.

gemensam väg

både de inneboende och extrinsiska vägarna leder till den gemensamma vägen, där fibrin produceras för att försegla kärlet. När faktor X har aktiverats antingen genom den inneboende eller extrinsiska vägen omvandlar enzymet protrombinas faktor II, det inaktiva enzymet protrombin, till det aktiva enzymet trombin. (Observera att om enzymet trombin normalt inte var i inaktiv form, skulle blodproppar bildas spontant, ett tillstånd som inte överensstämmer med livet.,) Därefter omvandlar trombin faktor I, den olösliga fibrinogenen, till de lösliga fibrinproteinsträngarna. Faktor XIII stabiliserar sedan fibrinkoageln.

fibrinolys

den stabiliserade blodproppen påverkas av kontraktila proteiner i blodplättarna. Eftersom dessa proteiner kontraherar, drar de på fibrin-trådarna, vilket ger koaglets kanter tätare ihop, något som vi gör vid åtdragning av lösa skosnören (se Figur 1a). Denna process vrider också ur blodproppen en liten mängd vätska som kallas serum, vilket är blodplasma utan dess koagulationsfaktorer.,

för att återställa normalt blodflöde när kärlet läker, måste blodproppen så småningom avlägsnas. Fibrinolys är den gradvisa nedbrytningen av blodproppen. Återigen finns det en ganska komplicerad serie reaktioner som involverar faktor XII och proteinkataboliserande enzymer. Under denna process omvandlas det inaktiva proteinet plasminogen till den aktiva plasmin, som gradvis bryter ner koagulatets fibrin. Dessutom frigörs bradykinin, en vasodilator, och reverserar effekterna av serotonin och prostaglandiner från blodplättarna., Detta gör att glatt muskulatur i kärlens väggar kan slappna av och hjälper till att återställa cirkulationen.

antikoagulantia i Plasma

antikoagulantia är något ämne som motsätter sig koagulering. Flera cirkulerande plasma antikoagulantia spelar en roll för att begränsa koagulationsprocessen till skadeområdet och återställa ett normalt, koaguleringsfritt tillstånd av blod. Till exempel inaktiverar ett kluster av proteiner kollektivt kallat protein C-systemet koagulationsfaktorer som är involverade i den inneboende vägen., TFPI (vävnadsfaktorvägshämmare) hämmar omvandlingen av den inaktiva faktorn VII till den aktiva formen i den extrinsiska vägen. Antitrombin inaktiverar faktor X och motsätter sig omvandlingen av protrombin (faktor II) till trombin i den gemensamma vägen. Och som tidigare nämnts frigör basofiler heparin, ett kortverkande antikoagulant som också motsätter sig protrombin. Heparin finns också på ytorna av celler som kantar blodkärlen. En farmaceutisk form av heparin administreras ofta terapeutiskt, till exempel hos kirurgiska patienter som riskerar blodproppar.,

koagulationsrubbningar

antingen otillräcklig eller överdriven produktion av trombocyter kan leda till allvarlig sjukdom eller dödsfall. Som tidigare diskuterats resulterar ett otillräckligt antal blodplättar, kallad trombocytopeni, typiskt i blodets oförmåga att bilda blodproppar. Detta kan leda till överdriven blödning, även från mindre sår.,

en annan orsak till blodproppssvikt är otillräcklig produktion av funktionella mängder av en eller flera koagulationsfaktorer. Detta är fallet i den genetiska sjukdomen hemofili, som faktiskt är en grupp av relaterade sjukdomar, den vanligaste av dessa är hemofili A, som står för cirka 80 procent av fallen. Denna sjukdom resulterar i oförmåga att syntetisera tillräckliga mängder faktor VIII. hemofili B är den näst vanligaste formen, som står för cirka 20 procent av fallen. I detta fall finns det en brist på faktor IX., Båda dessa defekter är kopplade till X-kromosomen och överförs vanligtvis från en frisk (bärare) mamma till hennes manliga avkomma, eftersom män är XY. Kvinnor skulle behöva ärva en defekt gen från varje förälder för att manifestera sjukdomen, eftersom de är XX. patienter med hemofili blöder från även mindre inre och yttre sår och läcker blod i gemensamma utrymmen efter träning och i urin och avföring. Hemofili C är ett sällsynt tillstånd som utlöses av en autosomal (inte sex) kromosom som gör faktor XI nonfunctional., Det är inte ett sant recessivt tillstånd, eftersom även individer med en enda kopia av mutantgenen visar en tendens att blöda. Regelbundna infusioner av koagulationsfaktorer isolerade från friska givare kan bidra till att förhindra blödning hos hemofiliakatienter. Vid något tillfälle kommer genetisk terapi att bli ett lönsamt alternativ.

i motsats till de störningar som kännetecknas av koagulationssvikt är trombocytos, som också nämnts tidigare, ett tillstånd som kännetecknas av alltför stort antal blodplättar som ökar risken för överdriven koagulationsbildning, ett tillstånd som kallas trombos., En trombus (plural = trombi) är en aggregering av blodplättar, erytrocyter och till och med WBCs som typiskt fångas i en massa fibrin-strängar. Medan bildandet av en blodpropp är normalt efter den hemostatiska mekanismen som just beskrivits kan trombi bildas inom ett intakt eller endast något skadat blodkärl. I ett stort kärl kommer en trombus att hålla fast vid kärlväggen och minska blodflödet och kallas en väggtrombus. I ett litet kärl kan det faktiskt helt blockera blodflödet och kallas en ocklusiv trombus., Trombi orsakas oftast av kärlskador på endotelfodret, vilket aktiverar koagulationsmekanismen. Dessa kan innefatta venös stasis, när blod i venerna, särskilt i benen, förblir stationärt under långa perioder. Detta är en av farorna med långa flygplansflygningar i trånga förhållanden och kan leda till djup venetrombos eller ateroskleros, en ackumulering av skräp i artärer. Trombofili, även kallad hyperkoagulering, är ett tillstånd där det finns en tendens att bilda trombos. Detta kan vara familjär (genetisk) eller förvärvad., Förvärvade former inkluderar den autoimmuna sjukdomen lupus, immunreaktioner mot heparin, polycytemi vera, trombocytos, sicklecellsjukdom, graviditet, och även fetma. En trombus kan allvarligt hindra blodflödet till eller från en region och kommer att orsaka en lokal ökning av blodtrycket. Om flödet ska bibehållas måste hjärtat generera ett större tryck för att övervinna motståndet.

När en del av en trombus bryts fri från kärlväggen och går in i cirkulationen, kallas den som en embolus., En embolus som bärs genom blodomloppet kan vara tillräckligt stor för att blockera ett kärl som är kritiskt mot ett större organ. När det blir fångat kallas en embolus en emboli. I hjärtat, hjärnan eller lungorna kan en emboli följaktligen orsaka hjärtinfarkt, stroke eller lungemboli. Det här är medicinska nödsituationer.

bland de många kända biokemiska aktiviteterna av aspirin är dess roll som antikoagulant. Aspirin (acetylsalicylsyra) är mycket effektivt för att hämma aggregeringen av blodplättar., Det administreras rutinmässigt under hjärtinfarkt eller stroke för att minska de negativa effekterna. Läkare rekommenderar ibland att patienter i riskzonen för hjärt-kärlsjukdom tar en låg dos aspirin dagligen som förebyggande åtgärd. Aspirin kan emellertid också leda till allvarliga biverkningar, inklusive ökad risk för sår. En patient rekommenderas väl att konsultera en läkare innan du börjar någon aspirinbehandling.

en klass av läkemedel som kallas trombolytiska medel kan bidra till att påskynda nedbrytningen av en onormal blodpropp., Om ett trombolytiskt medel administreras till en patient inom 3 timmar efter en trombotisk stroke förbättras patientens prognos avsevärt. Vissa stroke orsakas emellertid inte av trombi, utan av blödning. Således måste orsaken bestämmas innan behandlingen börjar. Vävnadsplasminogenaktivator är ett enzym som katalyserar omvandlingen av plasminogen till plasmin, det primära enzymet som bryter ner blodproppar. Det frigörs naturligt av endotelceller men används också i klinisk medicin., Ny forskning fortskrider med hjälp av föreningar isolerade från giftet hos vissa arter av ormar, särskilt vipers och cobras, som så småningom kan ha terapeutiskt värde som trombolytiska medel.

Kapitel granskning

hemostas är den fysiologiska processen genom vilken blödning upphör. Hemostas innebär tre grundläggande steg: vaskulär spasm, bildandet av en blodplättsplugg och koagulering, där koagulationsfaktorer främjar bildandet av en fibrinpropp. Fibrinolys är den process där en blodpropp bryts ned i ett helande kärl. Antikoagulantia är ämnen som motsätter sig koagulering., De är viktiga för att begränsa omfattningen och varaktigheten av koagulering. Otillräcklig koagulering kan bero på för få blodplättar eller otillräcklig produktion av koagulationsfaktorer, till exempel i den genetiska störningen hemofili. Överdriven koagulering, kallad trombos, kan orsakas av alltför stort antal blodplättar. En trombus är en samling fibrin, blodplättar och erytrocyter som har ackumulerats längs ett blodkärls foder, medan en embolus är en trombus som har brutit sig fri från kärlväggen och cirkulerar i blodet.,

självkontroll

svara på frågorna nedan för att se hur bra du förstår de ämnen som omfattas av föregående avsnitt.