Многие белки крови являются ферментами. Внешний и внутренний пути свертывания крови Задания для аудиторной работы

Во внешнем пути свертывания крови участвуют тромбопластин (тканевой фактор, фактор III), проконвертин (фактор VII), фактор Стюарта (фактор X), проакцелерин (фактор V), а также Са 2+ и фосфолипиды мембранных поверхностей, на которых образуется тромб (рис. 32). Гомогенаты многих тканей ускоряют свёртывание крови: это действие называют тромбопластиновой активностью. Вероятно, она связана с наличием в тканях какого-то специального белка. Факторы VII и X - проферменты. Они активируются путём частичного протеолиза, превращаясь в протеолитические ферменты - факторы VIIа и Xа соответственно. Фактор V – это белок, который при действии тромбина превращается в фактор V", который не является ферментом, но активирует фермент Xа по аллостерическому механизму; активация усиливается в присутствии фосфолипидов и Са 2+ .

Рис. 32. Схема свертывания крови

В плазме крови постоянно содержатся следовые количества фактора VIIа. При повреждении тканей и стенок сосуда освобождается фактор III – мощный активатор фактора VIIа; активность последнего увеличивается более чем в 15000 раз. Фактор VIIа отщепляет часть пептидной цепи фактора X, превращая его в фермент - фактор Xа. Сходным образом Xа активирует протромбин; образовавшийся тромбин катализирует превращение фибриногена в фибрин, а также превращение предшественника трансглутаминазы в активный фермент (фактор XIIIа). Под влиянием тромбина от фибриногена отщепляются 2 пептида А и 2 пептида В. Фибриноген превращается в хорошо растворимый фибрин-мономер, который быстро полимеризуется в нерастворимый фибрин-полимер при участии фибринстабилизирующего фактора XIII (трансглутаминаза) в присутствии ионов Са 2+ (рис. 33). Этот каскад реакций имеет положительные обратные связи, усиливающие конечный результат. Фактор Xа и тромбин катализируют превращение неактивного фактора VII в фермент VIIа; тромбин превращает фактор V в фактор V", который вместе с фосфолипидами и Са 2+ в 10 4 –10 5 раз повышает активность фактора Xа. Благодаря положительным обратным связям скорость образования самого тромбина и, следовательно, превращения фибриногена в фибрин нарастают лавинообразно, и в течение 10-12 с кровь свертывается.

Фибриновый тромб прикрепляется к матриксу в области повреждения сосуда при участии белка фибронектина. Вслед за образованием нитей фибрина происходит их сокращение, для чего необходима энергия АТФ и фактор 8 тромбоцитов (тромбостенин).

Свертывание крови по внутреннему механизму происходит значительно медленнее и требует 10-15 мин. Этот механизм называют внутренним, потому что для него не требуется тромбопластин (тканевой фактор) и все необходимые факторы содержатся в крови (рис. 32). Внутренний механизм свёртывания также представляет собой каскад последовательных активаций проферментов. Начиная со стадии превращения фактора X в Xа, внешний и внутренний пути одинаковы. Как и внешний путь, внутренний путь свертывания имеет положительные обратные связи: тромбин катализирует превращение предшественников V и VIII в активаторы V" и VIII", которые в конечном итоге увеличивают скорость образования самого тромбина.

Внешний и внутренний механизмы свертывания крови взаимодействуют между собой. Фактор VII, специфичный для внешнего пути свёртывания, может быть активирован фактором XIIа, который участвует во внутреннем пути свертывания. Это превращает оба пути в единую систему свёртывания крови.

Кровотечение из капилляров и мелких сосудов останавливается уже при образовании тромбоцитной пробки. Для остановки кровотечения из более крупных сосудов необходимо быстрое образование прочного тромба, чтобы свести к минимуму потерю крови. Это достигается каскадом ферментных реакций с механизмами усиления на многих ступенях.

Различают три механизма активации ферментов каскада:

1. Частичный протеолиз.

2. Взаимодействие с белками-активаторами.

3. Взаимодействие с клеточными мембранами.

Ферменты прокоагулянтного пути (факторы II, VII, IX и X) содержат
γ-карбоксиглутаминовую кислоту. Эта аминокислота образуется из глутаминовой кислоты в результате посттрансляционной модификации указанных белков. Превращение глутамильного остатка в остаток
γ-карбоксиглутаминовой кислоты катализируется ферментом, коферментом которого служит витамин К.

Реакции, в которых участвуют факторы II, VII, IX и X, активируются ионами Са 2+ и фосфолипидами: радикалы γ-карбоксиглутаминовой кислоты образуют центры связывания Са 2+ на этих белках. Перечисленные факторы, а также факторы V" и VIII" прикрепляютя к бислойным фосфолипидным мембранам и друг к другу при участии ионов Са 2+ , и в таких комплексах происходит активация факторов II, VII, IX и X. Ион Са 2+ активирует также и некоторые другие реакции свёртывания: декальцинированная кровь не свертывается.

В отсутствие витамина К образуются факторы II, VII, IX, и X, не содержащие γ-карбоксиглутаминовых остатков. Такие проферменты не могут превращаться в активные ферменты. Недостаточность витамина К проявляется повышенной кровоточивостью, подкожными и внутренними кровоизлияниями.

У людей с наследственными дефектами трансглутаминазы кровь свертывается так же, как у здоровых, однако тромб получается хрупкий, поэтому легко возникают вторичные кровотечения.

При повышенной свертываемости крови могут образоваться внутрисосудистые тромбы, закупоривающие неповрежденные сосуды (тромботические состояния, тромбофилии).

Наследственные дефекты белков, участвующих в свёртывании крови, проявляются повышением кровоточивости .

Гемофилии – заболевания из группы наследственных коагулопатий, обусловленные дефицитом факторов свертывания плазмы крови и характеризующиеся повышенной склонностью к геморрагиям.

Гемофилия А вызвана отсутствием фактора VIII. Она составляет подавляющее большинство (около 85%) случаев синдрома. Ген фактора VIII локализован в X- хромосоме; повреждение этого гена проявляется как рецессивный признак, поэтому заболевание наследуется по рецессивному признаку по женской линии. У мужчин, имеющих одну X-хромосому, наследование дефектного гена приводит к гемофилии. Признаки болезни обычно обнаруживаются в раннем возрасте: малейшие повреждения приводят к кровотечениям. Наблюдаются также спонтанные носовые кровотечения, внутрисуставные кровоизлияния. Ввиду постоянных и длительных кровотечений у детей с гемофилией наблюдается анемия различной степени выраженности.

Гемофилия В. Гемофилия В обусловлена мутациями гена фактора IX, который, как и ген фактора VIII, локализован в половой хромосоме. Мутации рецессивны, следовательно, гемофилией В болеют в основном мужчины. Данный вид гемофилии составляет около 13% случаев заболевания.

Основной метод лечения - заместительная терапия. Для остановки кровотечения при гемофилии А вводят свежую донорскую кровь, содержащую фактор VIII, или препараты фактора VIII, при гемофилии В - препараты фактора IX.

Фибринолиз. В течение нескольких дней после образования тромба происходит его рассасывание. В этом процессе принимает участие ферментная система, расщепляющая фибриновый сгусток на мелкие растворимые фрагменты. Основным компонентом этой системы является протеолитический фермент плазмин. Плазмин гидролизирует в фибрине пептидные связи, образованные остатками аргинина и триптофана, в результате чего образуются растворимые пептиды. В циркулирующей крови плазмин находится в виде предщественника – плазминогена. Пламиноген может активироваться комплексом фактора XIIа с калликреином, имеющимся в тромбе, а также белковым активатором тканевого типа, синтезируемым в эндотелии сосудов, и ферментом урокиназой, образующейся в юкстогломерулярном комплексе почек. Плазмин может активироваться и в циркулирующей крови без повреждения сосудов. Там плазмин быстро инактивируется белковым ингибитором α 2 - антиплазмином, в то время как внутри тромба он защищён от действия ингибитора.

Урокиназа находит применение для растворения тромбов или предупреждения их образования при тромбофлебитах, тромбоэмболии легочных сосудов, инфаркте миокарда, хирургических вмешательствах. Известны две молекулярные формы этого активатора.

Противосвертывающая система представлена набором белков плазмы, ингибирующих протеолитические ферменты. Ее основная функция - сохранять кровь в жидком состоянии в неповреждённых сосудах и ограничивать процесс тромбообразования.

Белок плазмы антитромбин III создает 75% всей антикоагулянтной активности плазмы крови. Он ингибирует все протеиназы, участвующие в свёртывании крови, кроме фактора VIIа. Антитромбин III не действует на факторы, находящиеся в составе комплексов с фосфолипидами, а только на те, которые находятся в плазме в растворенном состоянии. Таким образом, он устраняет ферменты, попадающие в кровоток из места образования тромба, и предотвращает распространение свертывания крови на неповрежденные участки кровеносного русла.

Известен генетический дефект, при котором концентрация антитромбина III в крови вдвое меньше, чем в норме; у таких людей часто наблюдаются тромбозы.

Гепарин – сульфатированный полисахарид, усиливающий ингибирующее действие антитромбина III: он индуцирует конформационные измененияв молекуле антитромбина III, которые повышают сродство ингибитора к тромбину и другим факторам. После соединения этого комплекса с тромбином гепарин освобождается и может присоединяться к другим молекулам антитромбина III. Таким образом, действие гепарина сходно с действием катализаторов.

Гепарин применяют как антикоагулянт при лечении тромботических состояний.

В плазме крови есть и другие белки – ингибиторы протеиназ, которые также могут уменьшать вероятность внутрисосудистого свёртывания крови. Таким белком является α 2 - макроглобулин, который ингибирует многие протеиназы, и не только те, которые участвуют в свертывании крови.
α 2 -Макроглобулин содержит участки пептидной цепи, которые являются субстратами многих протеиназ; протеиназы присоединяются к этим участкам, гидролизируют в них некоторые пептидные связи, в результате чего изменяется конформация α 2 -макроглобулина, и он захватывает фермент, подобно капкану. Фермент при этом не повреждается: в комплексе с ингибитором он способен гидролизировать низкомолекулярные пептиды, но для крупных молекул активный центр фермента не доступен. Комплекс α 2 -макроглобулина с ферментом быстро удаляется из крови: время его полужизни в крови около 10 мин. При массивном поступлении в кровоток активированных факторов свертывания крови мощность противосвертывающей системы может оказаться недостаточной, и появляется опасность тромбозов.

Контрольные вопросы

1. Перечислите функции белков плазмы крови.

2. Как может измениться уровень альбуминов плазмы при поражении печени? Почему?

3. По какому принципу классифицируют ферменты плазмы крови? Какие из них имеют важное диагностическое значение?

4. Рассмотрите механизм транспорта кислорода и углекислого газа кровью.

5. Назовите важнейшие буферные системы крови.

6. Какие заболевания приводят к развитию метаболического ацидоза?

7. Изложите современные представления о свертывании крови.

8. Какое значение имеет витамин К в синтезе факторов свертывания крови?

9. Какие механизмы приводят к активации ферментов каскада свертывания крови?

10. Что такое антикоагулянтный путь?

11. Охарактеризуйте функционирование противосвертывающей системы крови.

12. Каковы причины развития гемофилий А и В? В чем их отличия?

Основные ингибиторы факторов свертывания представлены в табл. 1.3.

Таблица 1.3. Наиболее важные ингибиторы факторов свертывания

Антитромбин III (АТ III). Антитромбин III - самый важный плазматический ингибитор активированных факторов свертывания. Это гликопротеид, состоящий из 432 аминокислот. Его основная мишень - тромбин, а также ф.Xa и ф.IXa. Эффективность ингибирования потенцируется гепарином и присутствием отрицательно заряженного гликозамингликана на поверхности эндотелиоцитов.

Продукт взаимодействия тромбина и АТ III – неактивный комплекс тромбин/антитромбин III (ТАТ), который в течение нескольких минут выводится печенью из циркуляции.

Дефицит АТ III - фактор риска развития тромбоэмболической болезни. Наследственный дефицит (качественный или количественный) встречается редко (1:10000). Приобретенный дефицит наблюдается часто - это прямой эффект терапии низкомолекулярными или нефракционированным гепарином. Для коррекции дефицита АТ III возможна заместительная терапия препаратом очищенного рекомбинантного антитромбина или с помощью свежезамороженной плазмы.

Кофактор II гепарина. В присутствии высоких доз гепарина (>1 ед/мл) кофактор II гепаринаингибирует тромбин, а также химотрипсин и катепсин H (физиологическая значимость этой реакции не изучена). Не ингибирует ф.Xa и ф.IXa. Около 1% пациентов с тромбозом имеют дефицит кофактора II гепарина. Его активность увеличивается при лечении оральными антикоагулянтами.

Ингибитор тканевого фактора (ИТФ). ИТФ - основной ингибитор активации свертывания по внешнему пути. Ингибирует ф.Xa и комплекс ТФ/ф.VIIa (не способен ингибировать свободный ф.VIIa). Выпуск ИТФ - побочный эффект гепаринотерапии, который вносит вклад в ее клиническую эффективность. Образование тромбина также вызывает выделение в кровоток ИТФ - по принципу отрицательной обратной связи тромбин останавливает свое собственное производство.

Система протеина С. В состав системы протеина С входят: протеин С, протеин S, тромбомодулин, рецептор протеина С на эндотелиальных клетках, С4-связывающий протеин.

Протеин С - витамин-K-зависимый плазменный белок, который синтезируется в печени. Активируется тромбином, соединенным с тромбомодулином. Активированный протеин C инактивирует ф.Va и ф.VIIIa в присутствии кальция на поверхности тромбоцита. Протеин S и ф.V (в неактивированной форме) - кофакторы в этой реакции.

Рецептор протеина С на эндотелиальных клетках - трансмембранный протеин, связанный с эндотелиоцитами. Взаимодействует с интактным протеином C в присутствии Ca 2+ , тромбина и тромбомодулина. Блокирует инактивацию ф.Va, не влияя на инактивацию активированного протеина C. Обнаружена также растворимая форма рецептора в плазме – она взаимодействует с нейтрофилами и играет роль в адгезии лейкоцитов и модуляции воспаления.

Протеин S - витамин-K-зависимый протеин, который синтезируется в печени. Циркулирует в плазме в свободной форме и частично связан с C4b –связывающим протеином. Только свободная форма протеина S эффективна как кофактор для активированного протеина C. Последний в сочетании со свободным протеином S инактивирует ф.VIIIa и ф.Va, реакция зависит от кальция и тромбоцитов.

C4b-связывающий протеин - мультимерный плазменный белок, содержащий семь субъединиц, отходящих от центрального ядра. При его присоединении к протеину S ингибируется кофакторная активность последнего. C4b-связывающий протеин – белок острой фазы (повышается при воспалении, при стероидной терапии), поэтому увеличение уровня C4b-связывающего протеина ведет к дефициту протеина S (снижается концентрация его свободной формы).

Тромбомодулин – специфический трансмембранный белок, который содержится в значительном количестве на поверхности интактного эндотелия. Он в 1000 раз ускоряет активацию протеина C по сравнению с одним тромбином, формируя с ним комплекс (1:1). Помимо этого, при присоединении к тромбину активируется свертывающая функция тромбомодулина (включая активацию ф.V, ф.VIII и ф.XIII). Комплекс тромбин-тромбомодулин активирует также тромбин-активированный ингибитор фибринолиза. В норме тромбомодулин связан с мембраной эндотелиоцитов и практически отсутствует в кровотоке. Появление тромбомодулина в крови, даже в незначительной концентрации, свидетельствует о повреждении эндотелиальных клеток.

Иногда наблюдается резистентность к активированному протеину С. Она может быть наследственной или приобретенной. Наследственная встречается при мутации ф.V Лейдена, мутации протромбина 20210 G-A; приобретенная – при воспалении или беременности (частично вызвано увеличением уровня C4b-связывающего протеина, что ведет к функциональному дефициту протеина S), антифосфолипидном синдроме.

Также различают качественный (тип I) или количественный (тип II) дефицит протеина C и протеина S. Гетерозиготный дефицит протеина C связан с семикратным, а дефицит протеина S – с пятикратным увеличением риска венозного тромбоза.

ФИБРИНОЛИЗ

Сформированный тромб - естественная герметизация повреждения, предотвращающая кровотечение. Но при длительном сроке существования тромба возникает риск снижения кровотока в поврежденных областях и некроза окружающих тканей. Для избежания этого в процессе ферментативных реакций происходит активизация фибринолитической системы, в результате чего образуется мощный фермент плазмин, который растворяет сгусток. Образовавшиеся в результате деградации фибрина продукты, являясь ингибиторами полимеризации фибрина и агрегации тромбоцитов, предотвращают дальнейшее свертывание крови. Помимо своей основной функции - лизиса сгустка – фибринолиз принимает участие в деградации коллагена, ангиогенезе, метастазировании опухолей, апоптозе и т.д.

Система фибринолиза включает факторы, ингибиторы и проферменты (табл. 1.4). Центральный фермент – плазминоген – является предшественником сериновой протеазы плазмина. Важнейшие активаторы плазминогена: тканевой активатор плазминогена (t-РА) и урокиназа.

Активация фибринолиза тканевым активатором плазминогена (t-PA). Эндотелиоциты синтезируют и выпускают в кровоток t-РА; остановка кровотока или формирование фибрина повышают секрецию и синтез t-РА. Активатор имеет высокое сродство к фибрину, он же, особенно частично деградированный, служит кофактором для активации плазминогена посредством t-РА. Таким образом, плазминоген, связанный с фибрином, становится чувствительным к аутопротеолитическому воздействию плазмина (реакция положительной обратной связи).

Плазмин раскалывает фибрин, при этом, образуются продукты деградации фибрина (ПДФ) различных молекулярных размеров. Диагностическую значимость имеет наименьший из ПДФ - D-димер, повышенная концентрация которого указывает на формирование фибрина и последующий его лизис. Плазмин может также расщеплять фибриноген. Продукты деградации нарушают агрегацию тромбоцитов, полимеризацию фибрина и действуют как антикоагулянты. При гиперфибринолизе кровотечение, скорее всего, обусловлено присутствием ПДФ, а не пониженным уровнем фибриногена.

Активация плазминогена урокиназой. Урокиназа активируется при запуске внутреннего пути коагуляции (ф.Xlla, калликреин), а также плазмином (положительная обратная связь). Значимость зависимого от урокиназы пути фибринолиза полностью не понятна, однако при дефиците прекалликреина, ф.XII или высокомолекулярного кининогена наблюдаются тромбозы.

Таблица 1.4. Наиболее важные компоненты фибринолитической системы

Ингибиторы фибринолиза. Основными ингибиторами фибринолиза являются: α 2 -антиплазмин, ингибитор активатора плазминогена 1 типа и тромбин-активируемый ингибитор фибринолиза.

α 2 -антиплазмин в физиологических условиях является быстрым инактиватором плазмина. α 2 -антиплазмин имеет сродство к фибрину и поперечно связан с ним и ф.XIIIa в формирующемся сгустке. На поверхности фибрина плазмин гораздо менее доступен для взаимодействия с α 2 -антиплазмином - ингибирование происходит в 50 раз медленнее, чем в плазме. Дефицит α 2 -антиплазмина связан с геморрагическими осложнениями. Приобретенный дефицит встречается намного чаще, чем наследственный.

Ингибитор активатора плазминогена 1 типа (PAI-1) является ингибитором t-РА и урокиназы. Синтезируется эндотелиоцитами; обнаружен в плазме и тромбоцитах. В плазме стабилизируется, связываясь с витронектином. Синтез PAI-1 стимулируется липополисахаридами эндотоксинов, провоспалительными цитокинами (интерлейкин -1 или фактор некроза опухоли) и тромбином. PAI-1является острофазным белком и может значительно повышаться при воспалении и тромбозах. Наследственный дефицит PAI-1 встречается редко и проявляется кровотечениями.

Тромбин-активируемый ингибитор фибринолиза (TAFI) - один из наиболее мощных ингибиторов. Активируется высокой концентрацией тромбина (большей, чем требуется для формирования фибрина). Активация TAFI тромбином значительно ускоряется в присутствии тромбомодулина. Протеин S, наоборот, ингибирует эту активацию. Активированный TAFI защищает фибриновый сгусток от лизиса, что значительно удлиняет время этого процесса. TAFI играет важную роль в контроле воспалительного ответа, поэтому повышение его уровня при воспалении может усиливать протромботическое состояние, способствуя развитию ДВС.

Гиперфибринолиз. Чрезмерное образование плазмина - гиперфибринолиз - опасная клиническая ситуация, которая связана с высоким риском развития кровотечения (табл. 1.5). Типичные скрининговые исследования не чувствительны в распознавании гиперфибринолиза. Немедленно обнаружить продолжающийся гиперфибринолиз возможно лишь с помощью тромбоэластографии (или электрокоагулографии).

Таблица 1.5. Гиперфибринолиз и его последствия

Причинами гиперфибринолиза могут быть политравма, сепсис, ДВС-синдром и другие состояния. Врожденный или приобретенный дефицит одного из ингибиторов фибринолиза также может индуцировать гиперфибринолиз. Препараты выбора для коррекции данного состояния – апротинин, транексаминовая и e-аминокапроновая кислоты.

Суммируя все вышесказанное, на рис. 1.1 представлена интегральная схема свертывания крови.

Список литературы

1. Андреенко Г.В. Фибринолиз (биохимия, физиология, патология). М: Изд. МГУ; 1979.

2. Балуда В. П., Балуда М. В., Деянов И. И., Тлепшуков И. К. Физиология системы гемостаза. М: Медицина; 1995.

3. Баркаган З.С. Геморрагические заболевания и синдромы. М: Медицина; 1988.

4. Гаврилов О.К. Теория системной регуляции агрегатного состояния крови. Терапевтический архив 1982; 8:133-136.

5. Заболотских И.Б., Синьков С.В. Основы гемостазиологии (справочник). Краснодар: изд-во КГМА; 2002.

6. Зубаиров Д.М. Биохимия свертывания крови. М: Медицина; 1978.

7. Кудряшов Б.А. Биологические проблемы регуляции жидкого состояния крови и ее свертывания. М: Медицина; 1975.

8. Кузник Б.И., Скипетров В.П. Форменные элементы крови, сосудистая стенка, гемостаз и тромбоз. М: Медицина; 1974.

9. Ляпина Л.А. Физиологические функции гепарина. Успехи современной биологии 1987; 1:66-80.

10. Маркосян А.А. Физиология свертывания крови. М: Медицина; 1966.

11. Раби К. Локализованная и рассеянная внутрисосудистая коагуляция. Пер. с франц. М: Медицина; 1974.

12. Скипетров В.П. Тканевое звено физиологической системы регуляции агрегатного состояния крови и клеточных структур. Успехи физиологических наук 1986; 3:65-79.

13. Фермилен Ш., Ферстрате М. Гемостаз. Пер. с франц. М: Медицина; 1984.

14. Чиркова Л.Д. Клиническое значение структурно-функциональной взаимосвязи гемостаза и кининогенеза. Анестезиология и реаниматология 1986; 3:64-69.

15. Шитикова А.С. Тромбоцитарный гемостаз. СПб: ГМУ; 2000.

16. Bertina R. Molecular risk factors for thrombosis. Thromb Haemost 1999; 82:601-609.

17. Born G.V.R. Ideas on the mechanism of platelet aggregation. Ann. N. Y. Acad. Sci. 1972; 201:4-8.

18. Collen D. The plasminogen (fibrinolysis system). Thromb Haemost 1999; 82:259-270.

19. Colman R. Biological functions of high molecular kininogen. Thromb Haemost 1999; 82:1568-1577.

20. Coppola F. Comparison of two immunoassays for the complement protein C4b-binding protein in health and disease. Int J Clin Lab Res 1995; 25:88-92.

21. De Visser M.C.H., Rosendahl F.R., Bertina R.M. A re­duced sensitivity for activated protein С in the absence of factor V Leiden increases the risk of venous thrombosis. Blood 1999; 93:1271-1276.

22. Engelmann B., Luther T., Muller I. Intravascular tissue factor pathway - a model for rapid initiation of coagulation within the blood vessel. Thromb Haemost 2003; 89(l):3-8.

23. Ginsburg D. Molecular Genetics of von Willebrand factor. Thromb Haemost 1999; 82:585-591.

24. Goerge J.N., Shattil S. The clinical importance of ac­quired abnormalities of platelet function. N Engl J Med 1991; 324:27-39.

25. Kolde H.J. Haemostasis. Physiology, pathology, diagnostics. Basel: Pentapharm Ltd; 2004.

26. Mallelt S.V., Cox D.J.A. Thrombelastography. Br J An­esthesia 1992; 69:307-313.

27. Muzbeck L., Yee V.C., Hevessy Z. Blood coagulation factor XIII: Structure and function. Thromb Res 1999; 94:271-305.

28. Ruggeri Z.V. Structure and function of von Willebrand factor. Thromb Haemost 1999; 82:576-584.

29. Seegers W.H. Heparin: structure, function and clinical implications. New York–London: Plenum Press.; 1975. 195-215.

30. Tollefsen D.M. Insight into the mechanism of action of hcparin cofactor II. Thromb Haemost 1995; 74:1209-1214.

31. Tripodi A., Manucci M. Markers of activated coagu­lation and their usefulness in the clinical labora­tory. Clin Chem 1996; 42:684-689.

32. Vorweg M., Hartmann B., Knuttgen D. et al. Management of fulminant fibrinolysis during abdominal aortic surgery. J Cardiothorac Vase Anesth 2001; 15(6):764-767.

Как хорошо, когда такая неприятность, как порез или укол, заживают быстро и без проблем. Мы не придаем значения тому, сколько энергии, веществ и систем задействовано в том, чтоб обеспечить целостность нашего организма.

Что такое свертывающая система крови?

В медицинской науке свертывающая система крови носит название «гомеостаз». Это процесс, обеспечивающий жидкое состояние крови, а также препятствующий потере большого ее количества. Кровь для людей - это источник жизни, так как с ее помощью приходят в клетки все полезные вещества. Она не только питает организм, но и защищает его. Этой жидкости в организме не так уж много, поэтому каждый прокол или порез, нарушающий целостность сосудов, мог бы заканчиваться плачевно. Но на помощь приходит свертывающая система, точнее ее фермент, вызывающий Называется он созвучно с самими частичками этой жидкости тромбоцитами.

Эта система уникальна, так как находится в жидкой крови на протяжении всех сосудов. Как только сосуд нарушился, сразу же в работу вступают различные вещества и механизмы, закрывающие отверстие в сосуде. Эта система не только сворачивает кровь, но и препятствует этому с помощью отдельных веществ. В норме все процессы сбалансированы, за счет чего полноценно осуществляется задача крови даже при поврежденных сосудах.

Антикоагуляция крови

Задача этой системы состоит в том, чтобы регулировать свертывание крови. Ведь если этот процесс не регулировать, это приведет к нарушению важной защитной функции. Противосвертывающая система направлена на предотвращение образования тромбов на протяжении всех сосудов, чтобы тромбин действовал только на поврежденных участках. Кроме этого, антикоагулянты постоянно поддерживают жидкое состояние всей крови, противодействуя тенденции к вязкости и загущения этой жидкости.

На физиологическом уровне гепарин, антитромбин, протеины, ингибиторы разных факторов (антикоагулянты этой системы) угнетают образование фибрина, ингибируют агрегацию эритроцитов, тромбоцитов и сдерживают продуцирование организмом тромбопластина. Но все же, как называется фермент и в чем заключается его действие?

Зачем нужно растворение тромбов в свертывающей системе?

Третьей составляющей всего масштабного процесса работы системы свертывания крови является фибринолитическая система. Ее функция заключается в том, чтобы растворять уже существующие тромбы. Этот процесс необходим тогда, когда основная задача выполнена, и поверхность сосуда восстановлена. Гемостаз благополучно завершается, если эти три составляющие системы свертывания крови действуют сбаланстировано. В противном случае происходит нарушение в этом процессе - может возникнуть кровоточивость или чрезмерное тромбообразование. Такой "перекос" в работе наблюдается при заболеваниях печени, легких, новообразованиях, ИБС, ревматизме и других патологиях.

С чего начинается свертывание крови?

Свертывание - это изменение, превращение жидкой крови в сгусток желейной структуры. Благодаря этой функции, организм спасает себя от потери крови. При повреждении маленького сосуда образуется тромб (когда начинает действовать фермент, вызывающий свертываемость крови), выполняющий роль пробки, что способствует остановке кровотечения.

Сворачивание крови происходит благодаря специальной системе, под которой понимают ингибиторы свертывания, утилизирующие факторы. Фермент, который вызывает свертывание крови, образуется постоянно. Ингибиторы работают в непрерывном режиме по фазам:

• 1 фаза. Начинает действовать гепарин и антипротромбиназа.
• 2 фаза. В работу вступают ингибиторы тромбина (фибриноген, фибрин, претромбин I и II, гидролитические продукты тромбина).

Во время многих болезней в организме образуются дополнительные ингибиторы. Для многих остается загадкой то, какой фермент вызывает свертываемость крови. Ведь в этом процессе задействовано столько микроэлементов и веществ. Но все они выполняют строго свои функции, если этот фермент потеряет свои кровеостанавливающие способности, то даже малейшее повреждение сосуда приведет к смертельному кровотечению.

Фермент, вызывающий свертываемость крови

Мы разобрались в том, для чего нам нужна свертывающая система, теперь немного вникнем в ее физиологические механизмы. Как называется фермент, вызывающий свертывание крови? Главным в этом процессе является тромбин из семейства трипсина. В ходе химических реакций он действует на фибриноген и образует его в фибрин. Фермент, вызывающий свертывание крови, интенсивно регулирует фибринолиз и тромбообразование, сосудистый тонус. Образование фермента происходит при воспалительных процессах.

Из протромбина возникает тромбин на последнем этапе свертывания. Тромбин способствует активации V, VIII, XIII Он обладает гормональными свойствами, проявляющимися при контакте с тромбоцитами и Во время соединения с тромбомодулином этот фермент перестает сворачивать кровь.

Фазы гемостаза: какую роль играет фермент свертывания крови

Особенностью гемостаза является закрывание поврежденного сосуда. Нити фибрина способствуют образованию тромба, впоследствии чего кровь приобретает вяжущие свойства. Как называется фермент, который вызывает свертывание крови? Название очень похоже на слово "тромб" - тромбин. Он всегда готов к работе, и при нарушениях начинает интенсивно действовать. Гемостаз разделен на несколько фаз:

1. Фаза возникновения протромбиназы. На этом этапе образуются тканевой и кровяной ферменты, процесс их возникновения протекает с различной скоростью. Образование кровяной протромбиназы напрямую зависит от тканевой протромбиназы (тканевой фермент активирует факторы образования кровяного фермента). В этой же фазе происходит внешний и внутренний механизм гемокоагуляции.
2. Фаза образования тромбина. На этой фазе мы получаем ответ на вопрос о том, какой фермент вызывает свертывание крови. Протромбин расщепляется на части и образуется тромбинактивирующее вещество, которое стимулирует следующие фазы и реализует акцелерин.
3. Фаза возникновения фибрина. Тромбин (фермент, вызывающий свертывание крови) воздействует на фибриноген, происходит отщепление аминокислот.
4. Эта фаза особенна тем, что происходит полимеризация фибрина и образование сгустка.
5. Фибринолиз. На этой фазе гемокоагуляция завершается.

"Внешнее" свертывание

Этот механизм происходит очень сложно и поэтапно. Сначала поврежденные участки контактируют с кровью, активируя III фактор тромбопластин. После чего он преобразует VII (проконвертин) в VII-А (конвертин). В результате этой реакции возникает комплекс Ca++ + III + VIIIa, активирующий Х-фактор, а тот преобразуется в Ха. Вследствие всех процессов возникает другой комплекс, обладающий всеми функциями тканевой протромбиназы. Присутствие Va показывает нахождение тромбина, активирующего V-фактор. Именно тканевая протромбиназа превращает протромбин в тромбин. Этот фермент вызывает свертывание крови, активизируя факторы V и VIII, которые нужны при появлении кровяной протромбиназы.

"Внутреннее" свертывание крови

Вместе с внешним запускается внутреннее свертывание. Контактируя с неровной частью сосуда, активизируется XII фактор (XII - XIIa). В этот же момент образуется гемостатический гвоздь. Активный XII фактор активирует XI, впоследствии возникает XIIa + Ca++ + XIa + III, который влияет на IX и образует видоизмененный комплекс. Он активизирует Х, и после этого появляется Xa + Va + Ca ++ + III, являющийся кровяной протромбиназой. Здесь другой фермент вызывает свертывание крови. Разделение на "внешнее" и "внутреннее" очень условно и используется только в научных кругах для удобства, так как эти процессы очень тесно связаны между собой.

Роль факторов свертывания в этом процессе

Мы уже говорили о том, что процесс свертывания крови не обходится без определенных веществ, именуемых факторами. Эти вещества по своей сути - плазменные белки, которые в медицинской науке принято называть факторами.

• Фибрин и фибриноген. Фибриноген сворачивается при действии тромбина.
• Тромбин и протромбин. Протромбин является гликопротеидом, его вполне достаточно в крови, чтобы преобразовать фибриноген в фибрин. Тромбин - это фермент, вызывающий свертываемость крови, в ней видны только его следы.
• Тромбопластин. Обладает фосфолипидной структурой, в начале неактивен. Является основным участником начальной фазы.
• Са++. Принимает активное участие в механизме гомеостаза.
• Проакцелерин и акцелерин (АС-глобулин). Задействованы в двух фазах свертывания. Ускоряют множество ферментных процессов.
• Проконвертин и конвертин. Это белок бета-глобулиновой фракции. Активизирует тканевую протомбиназу.
• Антигемофилический глобулин А (АГГ-А). Участник кровяной протромбиназы. Если нет этого белка, то развивается гемофилия. Его небольшое количество в крови, но он жизненно важен для человека.
• Антигемофилический глобулин В (АГГ-В, Кристмас-фактор). Катализатор и активатор Х-фактора.
• Фактор Коллера, Стьюард-Прауэр-фактор. Участники протромбиназы.
• Фактор Розенталя, плазменный предшественник тромбопластина (ППТ). Ускоряет процесс возникновения протромбиназы.
• Фактор контакта, Хагеман-фактор. Являются толчком механизма свертывания. Задействованы в активации других факторов.
• Фибринстабилизатор Лаки-Лоранда. Нужен при получении нерастворимого фибрина.

Все перечисленные факторы нужны для правильного свертывания, когда этот процесс происходит быстро и качественно, не приводя организм человека к чрезмерной потере крови.

Механизм образования тромбов

Восстановление поврежденных сосудов не происходит кое-как, в нем задействовано много веществ, которые действуют упорядочено, выполняя свои функции. Суть этого процесса состоит в том, чтобы происходило необратимое свертывание белков и форменных клеток крови. Тромбы крепятся к сосудистой стенке, если тромб присоединился к сосуду, то дальнейшее его отсоединение не происходит.

Когда сосуд повреждается, то из него выделяются вещества, способствующие торможению процессов свертывания. Тромбоциты изменяются и разрушаются, вследствие чего уходят в кровь прокоагулянты: тромбопластин и тромбин, фермент, вызывающий свертывание крови. Под его действием фибриноген становится фибрином, который имеет вид сетки и является основой тромба. Эта сеточка в течение некоторого времени становится плотной. На этом этапе образование тромбов заканчивается, кровь остановлена.

Время свертывания как показатель работы фермента

Время от момента повреждения и до занимает от двух до четырех минут. Фермент вызывает свертывание крови в течение 10 минут. Это время будет соответствовать действительности в том случае, если нет никаких нарушений в основных системах, задействованных в процессе. Но есть такие болезни, при которых процесс свертывания замедляется или вообще невозможен. Такими опасными патологиями являются гемофилия, сахарный диабет и некоторые другие.

Участие нервной системы в этом процессе

Когда возникает повреждение, то организм посылает болевой сигнал в мозг. Боль изменяет процессы. Такой вид раздражителя помогает ускорить свертывание. К болевым факторам прибавляется страх, который еще больше увеличивает свертываемость и действие тромбина. Если боль действует короткое время, фермент свертывания крови тромбин работает так, что возвращение к норме происходит намного быстрее, при этом участвует только рефлекторный механизм. Продолжительная боль подключает гуморальный механизм и свертывание крови, заживление тканей происходят намного медленнее.

При воздействии на симпатические нервы или после укола адреналина свертываемость увеличивается. Тогда как действие на парасимпатические нервы замедляет эти процессы. Отделы работают вместе и поддерживают друг друга. После остановки крови, повышается деятельность парасимпатической системы, что способствует активности противосвертывания.

в помощь гемостазу

Все органы, входящие в эндокринную систему, очень важны по своим функциям. Гормоны очень сильно действуют на системы организма. Ускоряют процесс свертывания крови такие гормоны, как АКТГ, СТГ, адреналин, кортизон, тестостерон, прогестерон. Замедляющее действие на гемостаз оказывают: тиреотропный и эстрогены. При нарушении функционирования гормонов возможны изменения в этом процессе и могут быть серьезные осложнения, которые необходимо обсуждать со специалистом.

Это единая система, которая выполняет следующие функции:

поддержание крови в сосудах в жидком состоянии;

осуществление гемостаза (предотвращение больших кровопотерь).

Гемостаз — сложный ферментативный процесс, в результате которого образуется кровяной сгусток.

Система свертывания крови — это многокомпонентная система, в состав которой входят белки, фосфолипиды, обломки клеточных мембран и ионы кальция.

Компоненты системы свертывания крови принято называть факторами. Факторы бывают тканевыми, плазменными и тромбоцитарными. Тканевые и плазменные факторы обозначаются римскими цифрами, а тромбоцитарные — арабскими. Если фактор является активным, то за цифрой ставится буква "а". Например, переход неактивного двенадцатого фактора в активный можно обозначить так: фXII ———> фXIIa (неактивный) (активный).

Большинство белков системы свертывания крови обладает ферментативной активностью. Все факторы свертывания крови, кроме фXIII, являются сериновыми протеиназами, которые катализируют реакции ограниченного протеолиза.

В ходе реакций свертывания крови все белки-ферменты сначала выступают в роли субстрата, а затем — в роли фермента. Среди белков, участвующих в свертывании крови, есть такие, которые не обладают ферментативной активностью, но специфически ускоряют протекание ферментативной реакции. Они называются параферментами. Это фV и фVIII.

Большинство факторов свертывания крови синтезируется в неактивной форме в виде проферментов. Проферменты активируются и их действие направлено на протекание прямой реакции свертывания крови — на превращение фибриногена в фибрин, которой является основой кровяного сгустка.

Есть два механизма свертывания крови — внешний и внутренний.

Внешний механизм запускается с участием внешних (тканевых) факторов, Внутренний — при участии факторов, источником которых служит сама кровь, плазма, собственно ферменты и форменные элементы крови. Различаются внешний и внутренний механизмы только начальными стадиями до активации протромбина ф.II). Пследующие стадии протекают одинаково и в том, и в другом случаях.

Начальные стадии внешнего механизма.

Для пуска внешнего механизма необходим первичный сигнал: повреждение тканей (клеток), оказавшихся в контакте с кровью, или эндотелия сосуда. При этом разрушаются клеточные мембраны и из клеток высвобождается тканевой тромбопластин (фIII). Он активирует фVII.

Активация фVII, а также все последующие реакции до активации протромбина протекают на матрице, которая состоит из липопротеиновых осколков клеточных мембран. В ходе активации фVII происходит конформационная перестройка его молекулы, в результате формируется активный центр этого белка-фермента.

Активный фVIIa образует комплекс с тканевыми фосфолипидами и ионом кальция. Этот комплекс обладает протеолитической активностью и вызывает активацию фактора X.

Активный фактор Xа тоже обладает протеолитической активностью и активирует протромбин.

Начальные стадии внутреннего механизма.

Начальные стадии внутреннего механизма называются "контактная фаза" или "контактная стадия". Происходит контакт фXII с чужеродной поверхностью (например, игла шприца, лезвие ножа, стекло). В результате происходит конформационная перестройка фXII и он активируется — переходит в фXIIa.

Активация фXII, а также последующие реакции внутреннего механизма, так же, как и при внешнем механизме, протекают на матрице — тромбопластине, который освобождается при разрушении тромбоцитов.

XIIa действует на XI, превращая его в XIa.

XIa действует на фIX (обязательно в присутствии ионов кальция!), и переводит его в фIXa.

IXa образует комплекс с тромбоцитарными фосфолипидами, ионами кальция и параферментом — фVIIIa. В составе этого комплекса фIXa обладает протеолитической активностью и переводит фX в фXa.

Следующие стадии, начиная с активации протромбина (фII), протекают одинаково для обоих механизмов свертывания крови.

Протромбин — белок, который синтезируется в печени. Для синтеза протромбина необходим витамин "К". Реакция синтеза протромбина катализируется комплексом, состоящим из активного фXa, фосфолипидов, иона кальция и парафермента Va. В ходе этой реакции резко уменьшается сродство данного комплекса к матрице и активный тромбин,или фIIa, освобождается с матрицы и гидролизует пептидные связи между аргинином и глутаминовой кислотой в молекуле своего субстрата — фибриногена, превращая его в фибрин-мономер.

На следующей стадии мономеры фибрина спонтанно агрегируют с образованием регулярной полимерной структуры "мягкого" сгустка растворимого фибрин-полимера. При этом происходит захват фибрин-полимером компонентов крови — формируется тромб (сгусток).

Сначала сгусток рыхлый и мягкий, связи между молекулами фибрин-полимера слабые (нековалентные). Но затем под действием активного фXIIIa (фибриназа) (фXIII активируется фактором IIa — тромбином) происходит прочная ковалентная "сшивка" молекул фибрин-полимера. Образуются межмолекулярные связи между карбоксильными группами глутамина и аминогруппами лизина: так растворимый фибрин-полимер переходит в нерастворимый фибрин-полимер.

После образования нитей фибрина происходит их сокращение (ретракция кровяного сгустка), которое происходит с затратой АТФ.

Процесс тромбообразования постоянно контролируется антитромбином III — ингибитором сериновых протеиназ.

Кроме того, протекание большинства реакций свертывания крови на матрице обеспечивает:

высокую эффективность процесса;

локальность процесса — процесс свертывания протекает только в месте повреждения (это предотвращает процесс диссеминированного внутрисосудистого свертывания (ДВС-синдром).

Скорость свертывания крови зависит не только от работы системы свертывания, но и от присутствия естественных антикоагулянтов — веществ, предотвращающих свертывание крови.

Антикоагулянты.

Естественные антикоагулянты синтезируются в тканях и поступают в кровь, где препятствуют активации факторов свертывания крови. К ним относятся гепарин, антитромбин-III и -2-макроглобулин.

Гепарин предотвращает активацию некоторых факторов, но непосредственно на них не действует. Гепарин способен активировать антитромбин-III. Обладая высоким отрицательным зарядом, гепарин связывается с катионными участками антитромбина- III. В результате изменяется конформация антитромбина- III и он приобретает способность инактивировать сериновые протеиназы.

2-макроглобулин — эндогенный ингибитор протеаз, в том числе многих ферментов, участвующих в работе системы свертывания крови и фибринолиза (тромбин, плазмин).

Работа параферментов контролируется системой протеина С. Протеин С — это гликопротеин, который содержит карбоксиглутаминовую кислоту, его синтез зависит от витамина "К". Существует в крови в виде профермента, активируется тромбином. Активный протеин С активирует фV и фVIII, переводя их в фVa и фVIIIa путем ограниченного протеолиза. В плазме крови есть эндогенный ингибитор протеина С.

Считается, что система свертывания крови работает всегда: одновременно происходит образование и растворение фибриновых сгустков благодаря тому, что работа системы свертния крови уравновешивается работой системы фибринолиза. Фибринолиз — это расщепление фибринполимера на отдельные пептиды, которое катазируется плазмином. Плазмин — сериновая протеиназа, способен гидролизовать фибрин, фибриноген и др. Сам плазмин образуется из плазминогена под действием активатора плазминогена. Тканевой активатор плазминогена неактивен до тех пор, пока не вступит в контакт с фибрином. Контактируя с фибрином, он приобретает способность активировать плазминоген. Когда фибрин будет гидролизован плазмином, активатор плазминогена теряет свою активность.

Функциональные особенности системы свертывания крови и фибринолиза.

1. Это многокомпонентная система, в которой продукт предыдущей реакции служит ферментом для следующей.
2. Система свертывания крови — это разветвленная мультиферментная система, работающая по принципу каскадности (усиление первично слабого сигнала).
3. Оба механизма свертывания сливаются на уровне активации протромбина — это единая система, потому что активация одного механизма приводит к включению другого. Например: активация фXII на поверхности коллагеновых волокон приводит к активации фVII.
4. Система сааморегулируется по принципу обратной связи. Наблюдается положительная обратная связь на начальных стадиях работы системы, что позволяет многократно усиливать первично слабый сигнал (факторы X и VII). Отрицательная обратная связь чаще встречается на конечных стадиях (цель — самоограничение процесса: тромбин и протромбин)
5. На автономную регуляцию процесса накладывается нейрогормональная. Адреналин вызывает освобождение тромбопластина и тканевого активатора плазминогена из эндотелия сосудов, а также превращение фXII в фXIIa.
6. Система свертывания крови представляет собой каскад реакций, а ферменты фибринолиза находятся вне этого каскада. Смысл: система фибринолиза и система свертывания крови работают у нас в организме постоянно, но с чрезвычайно низкой скоростью. В норме у человека уравновешены процессы свертывания и фибринолиза. Это обеспечивает постоянную готовность организма ответить на действие различных повреждающих факторов. В случае травмы организм может очень быстро усилить работу системы свертывания крови. При этом система фибринолиза не может обеспечить значительного прироста активности плазмина и он не успевает гидролизовать фибрин. Благодаря этому осуществляется гемостаз.

В последнее время научные исследования в этой области стали помогать в лечении больных.

В период Великой Отечественной войны группой ученых под руководством Палладина был синтезирован викасол — водорастворимый аналог витамина К.

Некоторое время назад был синтезирован антивитамин К. Он используется для лечения больных со склонностью к тромбообразованию.

Сейчас разработаны препараты фXIII и фIX для лечения больных.

Недавно из мочи выделена урокиназа. Этот фермент катализирует превращение плазминогена в плазмин, который обладает высокой протеолитической активностью.

Ферменты (лат. fermentare – вызывать брожение, синоним «энзимы») – специфические вещества белковой природы, вырабатываемые клетками и тканями живых организмов. Ферменты относятся к группе биокатализаторов, общим свойством которых является способность изменять скорость химических процессов, свойственных живому организму.

Ферментативный катализ лежит в основе всех проявлений жизни. Разнообразие физиологических функций (проводимость нерва, сокращение мышцы, рост, секреция и др.) обеспечивается ферментативными процессами.

Практически все метаболические реакции, протекающие в организме, являются ферментативными. Ферментативные процессы были известны в далекой древности и использовались в хлебопечении, сыроварении, для получения спиртных напитков.

Ферменты являются белками, простыми или сложными. Молекулярный вес их колеблется в широких пределах: от нескольких тысяч до миллиона. По аминокислотному составу ферменты не отличаются от белков, не обладающих ферментативным действием. Активность ферментов обусловлена специфическим расположением аминокислот в белковой молекуле.

Факторы, влияющие на активность фермента: температура, вид субстрата (объекта воздействия фермента), рН среды, наличие активаторов и ингибиторов (ингибиторы – вещества, подавляющие активность ферментов).

Разные ферменты имеют максимальную активность при различных величинах рН. Оптимум рН обычно лежит в пределах, близких к нейтральной среде; для некоторых протеолитических ферментов (то есть ферментов, участвующих в расщеплении белков) – в сильно кислой или щелочной области.

Скорость ферментативной реакции зависит от природы фермента, который может обладать низкой или высокой активностью. При прочих равных условиях начальная скорость ферментативной реакции пропорциональна концентрации фермента. Повышение температуры, как правило, увеличивает активность фермента, но при дальнейшем повышении температуры может наступить его инактивация.

Одним из характерных и весьма важных в биологическом отношении свойств ферментов является их высокая специфичность, заключающаяся в том, что каждый фермент действует только на одно вещество или несколько сходных по своему строению веществ и не действует на другие соединения. Специфичность фермента определяется его белковым составом. Одни ферменты обладают высокой специфичностью, другие малоспецифичны.

Протеолитические ферменты, выделяющиеся в желудочно-кишечный тракт, находятся в виде так называемых проферментов (зимогенов), что исключает возможность самопереваривания тканей, вырабатывающих данные ферменты. В неактивном состоянии продуцируются и ферменты, участвующие в процессе свертывания крови.

В основе многих заболеваний лежат нарушения нормального функционирования ферментативных процессов. К настоящему времени идентифицировано около 1000 различных ферментов, из которых более 50 уже нашли применение в лабораторной диагностике.

Большинство ферментов, катализирующих химические реакции, протекающие в живом организме, находятся в клеточной среде, тем не менее на основании анализов внеклеточных жидкостей (особенно плазмы или сыворотки крови) можно сделать заключение об изменениях, происходящих внутри клеток разных органов и тканей.

Повышенное или пониженное содержание ферментов – чрезвычайно тонкий и чувствительный показатель состояния организма. Изменения активности ферментов в биологических жидкостях может быть обусловлено рядом причин.

Повышение активности может быть результатом ускорения процессов синтеза фермента (например, щелочной фосфатазы при рахите, гепатите), некроза клеток (например, креатинфосфокиназы, аспартатаминотрансферазы при инфаркте миокарда), понижения выведения (например, щелочной фосфатазы при закупорке желчевыводящих путей), повышения проницаемости клеточных мембран (например, аланин– и аспартатаминотрансфераз при вирусном гепатите).

Понижение ферментативной активности вызывается уменьшением числа клеток, секретирующих фермент, недостаточностью синтеза, увеличением выведения фермента, торможением его активности ингибитором.

Основной принцип диагностики – выбор оптимального спектра ферментов, изменение активности которых характерно для патологии определенных органов или тканей. Определение ряда сывороточных ферментов помогает в диагностике заболеваний печени, желчевыводящих путей, поджелудочной железы, скелетной мускулатуры. Использование ферментных тестов при инфаркте миокарда особенно необходимо в тех случаях, когда затруднена интерпретация электрокардиограммы. Исследование ферментов помогает диагностировать некоторые заболевания крови, злокачественные новообразования (опухоли).

Для интерпретации результатов, полученных при исследовании, важно знать нормальные величины активности изучаемого фермента. Кроме того, иногда необходимо учитывать возраст и пол, характер питания, интенсивность физической нагрузки.

Сывороточные ферменты могут значительно менять свою активность под влиянием препаратов, ряда веществ (например, алкоголя). Лаборатория, производящая исследование, обязательно должна указывать пределы колебаний нормальных величин активности фермента, поскольку его определение может осуществляться различными методами.

Аминотрансферазы (АЛТ, ACT)

Аминотрансферазы – аланинаминотрансфераза (АЛТ), аспартатаминотрансфераза (ACT). АЛТ присутствует в очень больших количествах в печени и почках, в меньших – в скелетных мышцах и сердце. ACT распределена во всех тканях тела. Наибольшая активность имеется в печени, сердце, скелетных мышцах и эритроцитах.

Норма АЛТ (АлАТ):

Норма АСТ (АсАТ):

Повышение активности – физиологическое – прием лекарственных препаратов: аскорбиновая кислота, кодеин, морфий, эритромицин, гентамицин, линкомицин, холинергические препараты;

Повышение активности – патологическое – острый вирусный гепатит (ACT до 150-1000 Ед/л, АЛТ до 300-1000 Ед/л), хронический гепатит, цирроз печени, опухоли печени и метастазы в печень, инфекционный мононуклеоз, инфаркт миокарда (при этом активность ACT выше чем активность АЛТ), легочная эмболия, опоясывающий лишай (Herpes zoster), полиомиелит, малярия, лептоспироз;

Снижение активности – снижение содержания в организме витамина В6, повторные процедуры гемодиализа, почечная недостаточность, беременность.

Гамма-глутамилтрансфераза

Гамма-глутамилтрансфераза или гамма-глутамилтранспептидаза (гамма-ГТ, ГГТ, GGT, Gamma-glutamyltransferase) – фермент, участвующий в обмене аминокислот. Анализ ГГТ применяется в диагностике заболеваний печени и других органов желудочно-кишечного тракта.

Норма:

Для мужчин до 32 Ед/л;

Для женщин до 49 Ед/л.

Причины изменения нормальных показателей:

Повышение активности ГГТ – в основном при заболеваниях печени и желчевыводящих путей, при алкогольной интоксикации и хроническом алкоголизме, при приеме эстрогенов, пероральных контрацептивов;

Снижение активности ГГТ – при циррозе печени.

Амилаза

Амилаза (α-амилаза) – фермент, ответственный за разложение крахмала до мальтозы. В организме человека а-амилаза содержится в различных органах и тканях.

Норма: 25–100 Ед/л

Причины изменения нормальных показателей:

Повышение активности – острый панкреатит, вирусный гепатит, эпидемический паротит («свинка»), лекарственные препараты – кортикостероиды, салицилаты, тетрациклин;

Снижение активности – гепатиты, токсикозы беременных, недостаточная функция поджелудочной железы.

Амилаза панкреатическая

Амилаза панкреатическая – фермент, секретирующийся клетками поджелудочной железы.

Норма:

Мужчины – до 50 Ед/л;

Женщины – до 50 Ед/л;

Беременность от 1-й до 40-йнедели – до 50 Ед/л.

Причины изменения нормальных показателей:

Повышение активности – панкреатит (обычно – острый), прием алкоголя, лекарственных препаратов – глюкокортикоидов, пероральных контрацептивов, наркотических средств, мочегонных препаратов, реже – острая хирургическая патология, протекающая с перитонитом;

Снижение активности – недостаточность поджелудочной железы, при хроническом панкреатите и тяжелых формах острого панкреатита – неблагоприятный признак.

Лактат

Лактат (лактатдегидрогеназа, ЛДГ) – фермент, участвующий в процессе окисления глюкозы и образовании молочной кислоты. ЛДГ содержится почти во всех органах и тканях человека, особенно много его в мышцах. При полноценном снабжении тканей кислородом соль молочной кислоты (лактат) не разрушается и выводится. В условиях недостатка кислорода – накапливается, вызывает чувство мышечной усталости, нарушает процесс тканевого дыхания.

Анализ биохимии крови на ЛДГ проводят для диагностики заболеваний миокарда (сердечной мышцы), печени, опухолевых заболеваний.

Норма:

Дети до 1 месяца – 150–785 Ед/л;

Дети 1–6 месяцев – 160–435 Ед/л;

Дети 7-12 месяцев – 145–365 Ед/л;

Дети 1–2 лет – 86-305 Ед/л;

Дети 3-16 лет – 100–290 Ед/л;

Взрослые – 120–240 Ед/л;

Беременность 1-40-я неделя – до 240 Ед/л.

Причины изменения нормальных показателей:

Повышение активности – заболевания печени (вирусный и токсический гепатит, желтуха, цирроз печени), инфаркт миокарда и инфаркт легкого, заболевания кровеносной системы (анемия, острый лейкоз), травмы скелетных мышц, острый панкреатит, заболевания почек (гломерулонефрит, пиелонефрит), злокачественные опухоли различных органов, недостаточное снабжение кислородом тканей (кровотечение, сердечная недостаточность, дыхательная недостаточность, анемия);

Повышение активности происходит также при беременности, у новорожденных и при физической нагрузке, после приема алкоголя и некоторых лекарственных веществ (кофеин, инсулин, аспирин);

Снижение активности ЛДГ диагностического значения не имеет.

Креатинкиназа

Креатинкиназа (креатинфосфокиназа) – фермент, содержащийся в скелетных мышцах, реже – в гладких мышцах (матке, ЖКТ) и головном мозге. Поэтому определение креатинфосфокиназы крови широко применяется в ранней диагностике инфаркта миокарда.

Норма:

Причины изменения нормальных показателей:

Повышение активности – инфаркт миокарда, миокардит, миокардиодистрофия, сердечная недостаточность, столбняк, гипотиреоз, «белая горячка» (алкогольный делирий), опухоли мочевого пузыря, молочной железы, кишечника, легкого, простаты, печени;

Снижение активности – при уменьшении мышечной массы и малоподвижном образе жизни.

Фосфатаза щелочная

Биохимический анализ крови на щелочную фосфатазу проводят для диагностики заболеваний костной системы, печени, желчевыводящих путей и почек.

Норма щелочной фосфатазы в крови:

Женщины – до 240 Ед/л;

Мужчины – до 270 Ед/л;

У детей показатели выше (до 600 Ед/л) в связи с активным процессом роста костей.

Причины изменения нормальных показателей:

Повышение активности – в случае застоя желчи при заболеваниях печени, поражения печени, вызванные лекарствами (хлорпромазин, метилтестостерон), заболевания костей, заболевания паращитовидных желез, рахит, воздействие лекарственных препаратов (сульфаниламиды, бутадион, эритромицин, тетрациклин, линкомицин, новокаинамид, пероральные контрацептивы, передозировка аскорбиновой кислоты);

Повышение активности физиологическое – в последнем триместре беременности и после менопаузы;

Снижение активности – гипотиреоз, нарушения роста костей, недостаток цинка, магния, витамина В12 или С (цинга) в пище, анемии. Во время беременности снижение активности щелочной фосфатазы происходит при недостаточности развития плаценты.

Липаза

Определение липазы составляет основу диагностики панкреатита одновременно с анализом уровня а-амилазы в крови. При остром панкреатите уровень липазы в крови увеличивается через несколько часов после острого приступа до 200 раз.

Норма липазы для взрослых – от 0 до190 Ед/мл.

Причины изменения нормальных показателей:

Повышение активности – панкреатиты любого происхождения, перитонит, ожирение, сахарный диабет, подагра, прием барбитуратов.

Снижение активности – онкологические заболевания (кроме рака поджелудочной железы), избыток жиров в питании.

Холинэстераза

Показания к назначению анализа:

Подозрение на отравление фосфорорганическими инсектицидами (например, дихлофос и другие);

Оценка функций печени при имеющейся печеночной патологии;

Оценка риска осложнений при хирургических вмешательствах, исследование чувствительности пациента к действию миорелаксантов (при общем наркозе).

Норма: 5300-12900 Ед/л.

Причины изменения нормальных показателей:

Повышение активности – алкоголизм, артериальная гипертония, маниакально-депрессивный психоз, нефроз, ожирение, рак молочной железы, сахарный диабет, столбняк;

Повышение активности может происходить на начальных сроках беременности;

Снижение активности – заболевания печени (цирроз, гепатит, метастатический рак печени), инфаркт миокарда, острое отравление инсектицидами, онкологические заболевания;

Снижение активности может происходить на поздних сроках беременности, после хирургических вмешательств и при применении некоторых лекарственных препаратов (пероральные контрацептивы, анаболические стероиды, глюкокортикоиды).

С-пептид

С-пептид (Insulin C-peptide, Connecting peptide) – это фрагмент молекулы проинсулина, в результате отщепления которого образуется инсулин.

Показания к назначению анализа: диагностика сахарного диабета.

Норма:

В сыворотке крови – 0,7–4,0 нг/л;

В моче – 15,5-28,0 нг/л.

Причины изменения нормальных показателей:

Повышение показателей – опухоль, продуцирующая инсулин, обострение хронического панкреатита, избыточный синтез инсулина;

Снижение показателей – сахарный диабет I типа, снижение содержания инсулина в крови вследствие воспалительного процесса (краснуха), стрессовая реакция, избыточное введение инсулина.