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第二节 纤溶系统与血栓溶解
在正常情况下,为了保证血管通畅,组织损伤后形成的止血栓会在完成止血任务后,逐步溶解,这一过程依赖于纤维蛋白溶解系统,简称纤溶系统。
纤溶系统的主要功能是使纤维蛋白凝块溶解,它主要包括血纤蛋白溶解酶原(简称纤溶酶原)、纤溶酶、纤溶酶原激活物、纤溶抑制物和纤维蛋白(原)降解产物。首先无活性的纤溶酶原在特异性激活物的作用下转化为有活性的纤溶酶,然后纤溶酶分解纤维蛋白(原)成可溶性纤维蛋白(原)降解产物。因此,纤溶过程主要分为纤溶酶原的激活和纤维蛋白(原)的降解两个阶段(图1-3)。
图1-3 纤溶系统激活与抑制示意图
纤溶酶原的激活
纤溶酶原是纤溶酶的非活性前体,其主要功能是在各种纤溶酶原激活物的作用下,发生有限水解,裂解成纤溶酶。
纤溶酶原激活物可分为内激活物、外激活物和外源性激活物,其中内激活物主要包括凝血相关因子,如FⅫa、FⅪa、高分子量激肽原(HNWK)、激肽释放酶。外激活物主要包括组织型纤溶酶原激活物(tissue-type plasminogen activator,t-PA)和尿激酶型纤溶酶原激活物(urokinase-type plasminogen activator,u-PA)。外源性激活物主要包括链激酶、尿激酶、重组t-PA。
纤溶酶原的激活可根据纤溶酶原激活物的不同分为三种途径:
■内激活途径:当血液与异物表面接触而激活FⅫ时,一方面启动内源性凝血途径,另一方面也通过FⅫa激活激肽释放酶,进而降解纤溶酶原为纤溶酶,此途径为内激活途径。因此FⅫa、激肽释放酶是体外循环时的主要纤溶酶原激活物。
■外激活途径:外激活物t-PA和u-PA使纤溶酶原转为纤溶酶的过程称为外激活途径。两者是纤溶酶原的基本激活物,该途径也是原发性纤溶的理论基础。同样为了达到凝血与抗凝的平衡,该途径还受到纤溶酶原激活物抑制物(plasminogen activator inhibitor,PAI)的抑制,PAI主要包括PAI-1、PAI-2、PAI-3、PAI-4,其中PAI-1的活性占99%,起主要作用。t-PA与纤维蛋白的结合,可导致t-PA对纤溶酶原的亲和力大大增加,激活纤溶酶原的效应可增加1 000倍,这一特性确保了纤维蛋白生成的同时,t-PA介导的纤溶系统即刻启动,也有利于将纤溶局限在形成的血栓局部。u-PA的活性以及对纤维蛋白的亲和力均低于t-PA,不需纤维蛋白活化。
■外源性激活途径:外源性激活物(链激酶、尿激酶、重组t-PA)进入体内后,可激活纤溶酶原,降解产生纤溶酶。该途径是药物依赖途径,主要用于药物溶栓。
纤维蛋白与纤维蛋白原的降解
纤溶酶是由纤溶酶原活化、裂解产生的具有胰蛋白酶活性的丝氨酸蛋白酶,其最敏感的底物是纤维蛋白和纤维蛋白原。
在纤溶酶的作用下,纤维蛋白和纤维蛋白原可被分解为许多可溶性小肽,这些降解产物统称为纤维蛋白(原)降解产物(fibrin degradation products,FDP)。FDP通常不再发生凝固,其中部分小肽还具有抗凝血作用。
纤溶酶活性强,但特异性低,除了可以降解纤维蛋白(原)外,还可以水解各种凝血因子(FⅡ、FⅤ、FⅧ、FⅩ、FⅫ)、降解血小板膜糖蛋白Ⅰb(platelet membrane glycoprotein Ⅰb,GPⅠb)、血小板膜糖蛋白Ⅱb/Ⅲa(platelet membrane glycoproteinⅡb/Ⅲa,GPⅡb/Ⅲa)、分解血浆蛋白、补体等。因此,当纤溶系统亢进时,正常机体可因凝血因子的大量分解和纤维蛋白降解产物的抗凝作用而产生出血倾向。
纤溶抑制物
体内有多种物质抑制纤溶系统的活性,大致上,可以将这些物质分为纤溶酶原激活物抑制物以及纤溶酶抑制物。
纤溶酶原激活物抑制物
纤溶酶原激活物抑制物(plasminogen activator inhibitor,PAI)以PAI-1为主,还包括PAI-2、PAI-3、PAI-4。
PAI-1主要由血管内皮细胞产生,它的主要作用是通过与t-PA和u-PA结合而使之灭活。血中的PAI-1只占总量的10%,大部分贮存在血小板α颗粒中。因此,血小板被激活后可迅速释放PAI-1,显著增加血栓局部的PAI-1浓度,从而维持纤维蛋白凝块的稳定性,促进血栓形成。
PAI-2的活性只有PAI-1的1/10左右。在妊娠后期,血浆中PAI-2的含量高达100µg/L。所以,PAI-2可能是造成孕妇妊娠期易发高凝状态的原因之一。
纤溶酶抑制物
α 2-抗纤溶酶(α 2-antiplasmin,α 2-AP)是最重要的纤溶酶抑制物,主要由肝脏合成,少量由巨核细胞合成并储存在血小板α颗粒中,并可在血小板被激活时释放出来。
α 2-AP通过与纤溶酶结合成复合物而抑制纤溶酶的活性,同时还能抑制激肽释放酶等丝氨酸蛋白酶的活性。
在血液循环中,游离的纤溶酶一旦出现,α 2-AP就会与其形成复合物,快速使其灭活,因此,纤溶酶在血流中的半衰期很短,约0.1~0.5s。在血凝块中,α 2-AP在F a的催化下可与纤维蛋白原结合,从而抑制纤溶酶的产生,进一步抑制纤溶酶对纤维蛋白的降解。
除α 2-AP外,凝血酶活化纤溶抑制物(thrombin activatable fibrinolysis inhibitor,TAFI)、α 2-巨球蛋白、富含组氨酸糖蛋白、凝血酶反应素、C 1抑制物也都属于纤溶酶抑制物。主要纤溶物质及其作用见表1-3。
表1-3 纤溶物质一览表