正常机体凝血与抗凝血平衡

第一节　正常机体凝血与抗凝血平衡

一、凝血系统及其功能

凝血系统由一系列凝血因子组成，其基本功能是血管受损引起出血时，通过血液凝固的酶促反应，使可溶性的纤维蛋白原变为不溶性的纤维蛋白，达到止血目的。所谓凝血因子是指血浆和组织中直接参与凝血过程的各种物质。主要有凝血因子Ⅰ（FⅠ即纤维蛋白原）、Ⅱ（FⅡ即凝血酶原）、Ⅲ（FⅢ即组织因子）、Ca^2＋（曾称为FⅣ）、Ⅴ（FⅤ）、Ⅶ（FⅦ）、Ⅷ（FⅧ）、Ⅸ（FⅨ）、Ⅹ（FⅩ）、Ⅺ（FⅪ）、Ⅻ（FⅫ）、ⅩⅢ（FⅩⅢ）。其中组织因子来自组织，其他除Ca^2＋外，多数凝血因子是在肝脏合成，并以酶原的形式存在于血浆中。

凝血过程是一系列凝血因子相继酶解激活的过程，故又称凝血瀑布反应。凝血过程的启动有两条途径：外源性凝血系统和内源性凝血系统。

（一）外源性凝血系统

目前认为，外源性凝血系统的激活在凝血过程中起主要作用。外源性凝血系统是由于损伤的组织、细胞释放组织因子并与凝血因子Ⅶ结合而开始的。组织因子（tissue factor，TF）是由263个氨基酸残基构成的跨膜糖蛋白，广泛存在于血管内皮以外的管壁组织细胞及各器官组织细胞，以肺、脑、胎盘等组织含量最为丰富。血管外层的平滑肌细胞、成纤维细胞、星形细胞、足状突细胞等不与血液接触的组织细胞，可恒定表达TF，一旦血管壁损伤，则可启动凝血系统产生止血作用。但是，与血浆直接接触的血管内皮细胞以及血液中的单核细胞、中性粒细胞以及有可能接触血液的组织巨噬细胞等，并不表达TF。因此，正常时没有TF释放入血，凝血过程则不能启动。

（二）内源性凝血系统

内源性凝血系统是通过激活FⅫ而启动的，正常情况下参与内源性凝血系统凝血过程的所有凝血因子都以非活性形式存在于血浆中。目前，该系统在生理性凝血过程中的作用遭到质疑。

FⅫ被激活的方式有接触激活和酶性激活。接触激活是指FⅫ与表面带有负电荷的物质（如胶原、内毒素、免疫复合物等）接触后而被激活。这是由于胶原等表面带有负电荷的物质与无活性的FⅫ接触后，使其FⅫ的分子构型发生变化，丝氨酸蛋白酶活性中心暴露，而成为有活性的Ⅻ因子（FⅫa）。FⅫa进一步使其他的凝血因子激活，从而启动了内源性凝血过程（见图8－1）。

酶性激活是指FⅫ在激肽释放酶、凝血酶、纤溶酶和胰蛋白酶等可溶性蛋白水解酶作用下被激活，FⅫa还可使激肽释放酶原（prekallikrein，PK）转变为激肽释放酶（kallikrein，K），后者以正反馈方式强化FⅫ的激活过程，从而加强内源性凝血系统的激活过程。

图8－1　血液凝固和纤维蛋白溶解过程

注：TF—组织因子；PL—细胞膜磷脂；PK—激肽释放酶原；K—激肽释放酶；HK—高分子激肽原；FDP—纤维蛋白降解产物。

某些原因可以同时导致外源性和内源性凝血系统的激活，例如，外伤等原因导致血管内皮细胞（vascular endothelial cell，VEC）损伤，可以通过TF表达增加而启动外源性凝血系统，又可通过暴露于内皮细胞下的胶原激活FⅫ而启动内源性凝血系统。外源性凝血系统和内源性凝血系统汇合于FⅩ，其后的凝血反应过程完全一致。

凝血过程可分为三个阶段。①形成由FⅩa、FⅤa、血小板磷脂及Ca^2＋等共同构成的凝血酶原激活物；②凝血酶原激活物将凝血酶原激活成为凝血酶；③凝血酶将纤维蛋白原（fibrinogen，Fbg）酶切成为纤维蛋白单体（fibrin monomer，FM），同时使FⅩⅢ活化以介导纤维蛋白（fibrin，Fbn）交联，导致血液凝固。凝血酶还可以使血小板活化，激活FⅪ、FⅧ、FⅤ和FⅩ等。可见，在凝血系统激活过程中，凝血酶是最关键的酶（图8－1）。

血小板虽然不属于凝血系统，但它直接参与凝血过程。当VEC损伤，暴露出基底膜胶原后，血小板通过纤维蛋白原搭桥间接与胶原结合，使血小板黏附；同时胶原作为血小板的激活剂使黏附的血小板激活。除胶原外，凝血酶、ADP、肾上腺素、血栓素A₂、血小板活化因子（PAF）等许多因素均可激活血小板，引起血小板的释放反应。它释放的ADP、5－羟色胺、纤维蛋白原等进一步激活血小板，促进血小板的黏附、聚集。活化的血小板表面出现带负电荷的磷脂，在Ca^2＋的参与下与凝血因子Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ及凝血酶原等结合，使这些凝血因子在血小板磷脂表面被浓缩、局限并被激活，从而产生大量凝血酶，进而形成纤维蛋白网，网罗其他血细胞形成血凝块。同时血小板有伪足伸入网中，通过血小板中肌动球蛋白收缩，使血块回缩，逐渐形成较坚固的血栓。因此，血小板被激活是血栓形成的重要机制之一。

二、抗凝系统及其抗凝血功能

体内的抗凝系统包括体液抗凝系统和细胞抗凝系统两部分。

（一）体液抗凝系统

体液抗凝系统主要指血浆中的抗凝物质，包括组织因子途径抑制因子（tissue factor pathway inhibitor，TFPI）、丝氨酸蛋白酶抑制物、蛋白C（protein C，PC）系统和肝素。

1．组织因子途径抑制因子

TFPI主要由VEC产生，其抗凝机制是：①TFPI与FXa结合，抑制FⅩa活性；②形成TF－FⅦa－TFPI－FXa四合体，灭活TF－FⅦa复合物。

2．丝氨酸蛋白酶抑制物

丝氨酸蛋白酶抑制物包括抗凝血酶Ⅲ（antithrombinⅢ，AT－Ⅲ）、肝素辅助因子Ⅱ（heparin cofactor－Ⅱ，HC－Ⅱ）、蛋白酶连接素－1、α₁－抗胰蛋白酶、α₂－巨球蛋白等。其中，AT–Ⅲ最重要，它可与属于丝氨酸蛋白酶的FⅦa、FⅨa、FⅩa、FⅪa等凝血因子的活性中心—丝氨酸残基结合，从而封闭这些因子的活性中心并使之失活，具有明显的抗凝作用。AT－Ⅲ主要由肝脏和VEC产生，其单独灭活作用很慢，如与肝素或VEC上表达的硫酸乙酰肝素结合，则其灭活速度增加约1 000倍。

3．蛋白C系统

PC系统主要包括PC、血栓调节蛋白（thrombomodulin，TM）、蛋白S（protein S，PS）及蛋白C抑制物（protein C inhibitor，PCI）。

蛋白C是在肝脏合成并以酶原形式存在于血液中的蛋白酶类物质。凝血酶与TM形成复合物，可将PC活化成激活的蛋白C（APC）。APC以血浆中游离的PS为辅助因子，可以灭活FⅤa和FⅧa，从而阻碍FⅩa和凝血酶的形成。此外，APC还有限制FⅩa与血小板的结合，以及使纤溶酶原激活物抑制物灭活，促进纤溶酶原激活物释放，从而起到抗凝作用。蛋白C的这一作用是在血管内皮细胞上完成的。

TM是内皮细胞膜上的凝血酶受体之一，与凝血酶结合后，可降低其凝血活性，增强其激活蛋白C的作用。

4．肝素

肝素主要由肥大细胞和嗜碱性细胞产生，在肝、心、肺及肌组织中含量丰富，但生理情况下血浆中含量甚微。肝素常用于体内、外抗凝，其抗凝机制主要是：①肝素与ATⅢ结合，可增强抗凝蛋白质的抗凝活性；②肝素可刺激VEC大量释放TFPI和其他抗凝物质。

（二）细胞抗凝系统

单核吞噬细胞系统可吞噬、清除血液中凝血酶、凝血酶原激活物、可溶性纤维蛋白单体、TF、内毒素等多种促凝物质。肝脏不仅能合成Fbg、凝血酶原、FⅤ、FⅦ、FⅨ和FⅩ等，还可灭活FⅨa、FⅩa、FⅫa和凝血酶等。此外，还可合成某些抗凝物质（如AT－Ⅲ、PC）和纤溶酶原（plasminogen，PLg）等。因此，肝脏在调节凝血与抗凝血平衡方面也起重要作用。

三、纤溶系统及其功能

纤溶系统由纤溶酶原、纤溶酶（plasmin，PLn）、纤溶酶原激活物（plasminogen activators，PAs）和纤溶酶原激活物抑制物（plasminogen activators inhibitor，PAI）等组成，其主要功能是使纤维蛋白凝块溶解，保证血流通畅。

纤溶酶原主要在肝、骨髓、嗜酸性粒细胞和肾脏等合成，可被纤溶酶原激活物水解为纤溶酶。

纤溶酶原激活物的形成有两条途径，即内源性激活途径和外源性激活途径。前者主要是内源性凝血系统激活时，产生血浆激肽释放酶原（PK）－FⅪ－高分子激肽原（HK）_－FⅫa复合物，其中PK被FⅫa分解为激肽释放酶。激肽释放酶、FⅫa、FⅪa以及凝血酶均可使纤溶酶原转变为纤溶酶。另一途径即所谓外源性激活途径，即组织和内皮细胞合成的组织型纤溶酶原激活物（tPA）和肾合成的尿激酶（uPA）。

纤溶系统激活后产生的PLn可以水解Fbn和Fbg，产生纤维蛋白（原）降解产物［fibrin（fibrinogen）degradation products，FDP／FgDP］，FDP具有强大的抗凝作用。此外，纤溶酶是活性很强的蛋白酶，也能水解凝血酶、FⅤ、FⅧ、FⅫ等，发挥抗凝作用。

四、血管内皮细胞的作用

血管内皮细胞（VEC）具有促凝和抗凝双重作用，在调节凝血与抗凝血平衡中起重要作用。在生理情况下，VEC主要表现为抗血栓形成特性，而在病理情况下，VEC主要表现为促进凝血、血栓形成的作用。VEC的抗疑和促进纤溶作用主要表现在以下方面。

1．形成物理屏障

完整的VEC将循环中的FⅫ、血小板与内皮下组织隔离，VEC正常时不表达TF，因此，不会使内、外源凝血系统激活而启动凝血过程。

2．产生及吸附多种抗凝物质

①VEC可以产生TFPI，可防止局部产生的凝血扩大化；②VEC表面表达的肝素样物质（如硫酸乙酰肝素等），可大量吸附AT－Ⅲ等，加强其抗凝作用；③VEC膜上表达TM，即可通过PC系统起抗凝作用，又可抑制凝血酶原活化并促进凝血酶灭活。

3．促进纤溶

VEC可产生并释放t－PA等纤溶酶原激活物，在细胞膜上表达大量的PLg受体和激肽原受体，促进纤溶过程。

4．抑制血小板聚集

VEC产生并释放PGI₂、NO、ADP酶（ADPase）等活性物质，这些物质具有舒张血管、抑制血小板的活化、聚集等作用，从而发挥抗凝作用。

VEC结构一旦破坏，则上述抗凝血作用发生障碍，凝血、抗凝血和纤溶间的平衡发生紊乱，表现出明显的促凝作用，容易导致血栓形成。