Дипломная работа по биохимии на тему Алгоритм контроля гемостаза при сердечно-сосудистых заболеваний

1.1. Понятие гемостаза, его компоненты
«Гемостаз – это естественный для организма способ остановки кровотечения после повреждения сосуда, обеспечивающий целостность кровеносной системы. Этот важнейший механизм представляет собой последовательность систематических действий, которые останавливают кровотечение из поврежденного кровеносного сосуда и способствуют его последующему восстановлению» [7].
Этот процесс можно кратко описать как четыре основных действия:
1. Сужение сосудов: это немедленное сужение кровеносных сосудов, которое приводит к уменьшению притока крови к поврежденному участку.
2. Образование тромбоцитарной пробки: в месте повреждения тромбоциты слипаются, активируются и образуют временную пробку, которая закрывает небольшие разрывы в поврежденном сосуде.
3. Распространение тромба. На этом этапе тромбоцитарная пробка укрепляется фибрином, в результате чего образуется стабильный тромб. Этот этап происходит в ходе каскада коагуляции – серии реакций с участием ферментов, которые завершаются образованием фибрина, нерастворимого белка.
4. «Прекращение свертывания крови и фибринолиз. Процесс гемостаза строго контролируется противоположными механизмами, которые препятствуют чрезмерному свертыванию крови (тромбозу) и обеспечивают разрушение тромбов по мере восстановления тканей (фибринолиз). Нарушения гемостаза могут привести как к кровотечению, так и к аномальному образованию тромбов» [8].
«Тромбоциты, прилипшие к месту повреждения, активируются за счет локального высвобождения агонистов, таких как тромбоксан А2 и серотонин, а также под воздействием высокого напряжения сдвига. Процесс активации тромбоцитов заключается в высвобождении гранулированных веществ в плазму для усиления гемостатической реакции. К таким веществам относятся ряд белков, таких как тромбоцитарный фактор 4, β–тромбоглобулин, тромбоспондин, фибронектин и тромбоцитарный фактор роста. Эти белки играют важную роль в заживлении сосудов, а также в дальнейшей активации и привлечении тромбоцитов. При активации тромбоциты претерпевают внутренние изменения, в результате которых гранулы перемещаются в центр и сливаются с плазматической мембраной тромбоцитов, высвобождая свое содержимое» [9].
«Тромбоциты слипаются в сгусток за счет образования поперечных связей фибриногена, который связывается с активированными рецепторами гликопротеина на соседних тромбоцитах. Кульминацией адгезии и активации тромбоцитов является образование тромбоцитарной пробки в месте повреждения. Этот процесс координируется сложными взаимодействиями между рецепторами гликопротеина, растворимыми медиаторами» [17].
«Фибриноген играет ключевую роль в агрегации, связываясь с рецепторами GPIIb/IIIa на отдельных тромбоцитах и тем самым соединяя их. Его бивалентность позволяет ему образовывать поперечные связи между соседними тромбоцитами, что играет важную роль в формировании тромбоцитарной пробки» [17].
«Различные растворимые медиаторы усиливают агрегацию на этапе высвобождения (в основном АДФ и тромбоксан А2), и хотя изначально тромбоцитарная пробка довольно хрупкая, активация процесса свертывания крови и образование тромбина превращают фибриноген в фибрин. Фибрин образует сеть, которая превращает тромбоцитарную пробку в более прочный сгусток» [19].
«Агрегация тщательно контролируется, чтобы предотвратить чрезмерное свертывание крови. Оксид азота (NO), выделяемые эндотелиальными клетками, препятствуют агрегации тромбоцитов и способствуют расширению сосудов» [19,].
«Каскад коагуляции – важнейший аспект гемостаза, который укрепляет первичную тромбоцитарную пробку и приводит к образованию постоянного сгустка. Этот каскад представляет собой последовательность реакций, управляемых ферментами, которые превращают растворимый фибриноген в нерастворимые нити фибрина. Внутренний путь свертывания начинается, когда кровь взаимодействует с отрицательно заряженными поверхностями, такими как коллаген в месте повреждения или на искусственных объектах, например катетерах или аппаратах искусственного кровообращения. Он включает в себя последовательную активацию факторов свертывания XII, XI, IX и VIII. Внешний путь запускается в результате внешних повреждений, которые приводят к утечке крови из сосудистой системы, и связан с тканевым фактором или тканевым тромбопластином» [19].
«В ходе физиологического процесса фибринолиза фибрин в кровяных сгустках постепенно растворяется. Этот механизм является неотъемлемой частью заживления ран и необходим для поддержания проходимости мелких кровеносных сосудов. Он зависит от плазминогена – профермента, который встраивается в формирующуюся фибриновую матрицу и впоследствии превращается в плазмин, воздействующий на фибрин и образующий продукты деградации фибрина (ПДФ), в том числе D–димер. В клинической практике уровень D–димера часто измеряют для диагностики венозных тромбоэмболических заболеваний, таких как тромбоэмболия легочной артерии» [19].
Таким образом, гемостаз представляет собой свойство организма останавливать кровотечение при повреждении стенки сосудов. гемостаз состоит из трех механизмов – сосудисто–тромбоцитарный гемостаз, коагуляционный гемостаз (свертывание крови) и фибринолиз.
1.2. Особенности гемостаза у пациентов с сердечно–сосудистыми заболеваниями
Анализ литературы по теме исследования показывает, что гемостаз может нарушаться при многих заболеваниях сердечно–сосудистой системы.
«Так, артериальная гипертензия – это синдром повышения артериального давления на фоне гипертонической болезни (эссенциальная артериальная гипертензия) или симптоматическая артериальная гипертензия, которая связана с каким–то заболеванием, т.е. носит вторичный характер» [8].
«При артериальной гипертензии часто наблюдаются нарушения гемостаза. В частности, отмечается, что резкое повышение артериального давления ведет к активации системы гемостаза. Это проявляется в повышении уровня фибриногена, активизации тромбоцитов, их агрегации, образовании микротромбов, депрессии фибринолитической, антикоагулянтной системы. Как следствие у пациентов с артериальной гипертензией часто происходят тромбоэмболические нарушения» [1].
«Атеросклероз представляет собой системное заболевание, которое связано с поражением всех слоев артерий, сопровождается развитием очагов воспаления, отложением липидных атеросклеротических бляшек, кальцификацией, фиброзом тканей с последующим стенозом, окклюзией сосудов. Это приводит к гемодинамическим нарушениям» [9].
«Давно известно, что воспаление и гемостаз – взаимосвязанные патофизиологические процессы, которые существенно влияют друг на друга. В рамках этой двунаправленной связи воспаление приводит к активации системы гемостаза, которая, в свою очередь, также существенно влияет на воспалительную активность. Таким образом, система гемостаза действует согласованно с воспалительным каскадом, создавая цикл «воспаление – гемостаз», в котором каждый активированный процесс способствует другому, и эти две системы функционируют по принципу положительной обратной связи. Тесная взаимосвязь между иммунной и гемостатической системами проявляется на уровне всех компонентов гемостатической системы, включая эндотелиальные клетки сосудов, тромбоциты, каскад свертывания плазмы, физиологические антикоагулянты и фибринолитическую активность. Во время воспалительной реакции медиаторы воспаления, в частности провоспалительные цитокины, играют ключевую роль в воздействии на гемостатическую систему, вызывая ее нарушения посредством ряда механизмов, включая дисфункцию эндотелиальных клеток, повышение реактивности тромбоцитов, активацию каскада свертывания плазмы, нарушение функции физиологических антикоагулянтов и подавление фибринолитической активности. Воспаление играет важную роль в развитии атеросклероза, включая образование жировых полосок, дестабилизацию бляшки и последующий тромбоз. Поскольку воспаление связано как с атеросклерозом, так и с нарушением гемостаза, то эти два состояния также патологически связаны, при атеросклерозе наблюдаются и нарушения гемостаза» [3].
«Ишемическая болезнь сердца представляет собой хроническое нарушение питания сердца по причине нарушения проводимости коронарных артерий сердца» [8].
«Показано, что биомаркеры свертывания крови, такие как фибриноген, D–димер и фактор Виллебранда, повышены у пациентов с ишемической болезнью сердца. Гиперкоагуляция особенно опасна для пациентов с ишемической болезнью сердца, у которых нарушения гемостаза могут играть ключевую роль в переходе от стабильных атеросклеротических заболеваний сосудов к опасным для жизни атеротромботическим осложнениям, таким как инфаркт миокарда и инсульт» [6].
«Аритмия – это группа патологий, при которых нарушается нормальный ритм сердца» [10].
«Часто при аритмиях наблюдается нарушение системы гемостаза, в частности, активизация системы свертывания крови, что проявляется в повышении уровня таких маркеров как комплекс тромбин–антитромбин III, β–тромбоглобулин, Д–димер. Из–за нарушения функций эндотелия наблюдается рост фактора фон Виллебранда, повышается фибриноген и тканевый активатор плазминогена» [16].
«Пороки сердца представляет собой группу патологических изменений в строении сердца, при которых наблюдаются дефекты как стенки органа, так и клапанного аппарата, перегородок, крупных сосудов сердца» [9].
«Нарушения свертываемости крови являются серьезным осложнением и причиной смертности у пациентов с некорригированными пороками сердца. Обычно это происходит из–за хронической гипоксии, сердечной недостаточности, которые сопровождают пороки сердца. Эти патологии приводят к компенсаторному эритроцитозу, гипервязкости, тромбоцитопении, подавлению агрегации тромбоцитов, дефициту факторов, фибринолизу. Кроме того, у пациентов с цианотическими врождёнными пороками сердца наблюдается значительная склонность к кровотечениям из–за избыточной выработки микрочастиц тромбоцитов и напряжения сдвига, вызванного повышенной вязкостью крови. В большинстве случаев нарушения свёртываемости крови протекают в лёгкой форме и бессимптомно, однако в тяжёлых случаях могут привести к серьёзным осложнениям, таким как нарушение мозгового кровообращения, потеря конечностей из–за ишемии и диссеминированное внутрисосудистое свёртывание, которые могут усугубить течение болезни. Последствия могут сохраняться даже после коррекции пороков сердца» [4].
«Миокардит – это воспаление сердечной мышцы, которое может быть вызвано различными факторами, такими как инфекции, аутоиммунные реакции, воздействие токсинов и побочные реакции на лекарственные препараты» [10].
«Доказано, что сердечная недостаточность, вызванные вирусным миокардитом, связаны с повышенным риском тромбоза. Сообщалось о повышенной частоте отложения фибрина в желудочках и образования тромбов при остром миокардите, о том, что острое, но непродолжительное воспаление в сердце приводит к повышенной экспрессии тканевого фактора, что провоцирует тромбоз. В хронической фазе сердечной недостаточности другие параметры, такие как реактивность тромбоцитов и застой крови, могут способствовать повышению риска тромботических осложнений, как это наблюдается у пациентов с хронической дилатационной кардиомиопатией» [5].
Итак, у пациентов с заболеваниями сердечно–сосудистой системы наблюдаются многочисленные нарушения в системе гемостаза. Нарушения в свёртывающей, антисвертывающей, фибринолитической системах проявляются в форме гипер– и гипокоагулопатий с депрессией, либо с чрезмерной активацией фибринолиза. Данные нарушения могут иметь очень тяжелые последствия, вплоть до гибели пациента. Как следствие, очень важна системе мониторинга системы гемостаза, что достигается различными средствами лабораторного контроля.
1.3. Современные лабораторные методы контроля гемостаза у пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями
Как отмечалось ранее, лабораторные анализы для оценки гемостаза у пациентов, страдающих сердечно–сосудистыми заболеваниями, играют критически важную роль, учитывая высокую вероятность нарушений в системе свертывания крови у этой категории больных и серьезность потенциальных последствий таких дисфункций. Далее рассмотрим ключевые методы исследований, используемые для изучения системы гемостаза при патологиях сердечно–сосудистой системы.
1. «Тромбопластиновое время, активированое частичное тромбопластиновое время (АЧТВ). Суть метода заключается в измерении времени, за которое происходит свертывание плазмы в условиях, когда стандартизирована не только контактная, но и фосфолипидная (тромбопластиновая) активация факторов свертывания. Для этого в плазму добавляется смесь каолина и кефалина (активатор тромбопластина), а также хлорид кальция, и с помощью секундомера фиксируется время образования сгустка. В норме показатель АЧТВ обычно находится в диапазоне 35–45 секунд» [13].
2. «Протромбиновое время (протромбиновый индекс). Данное исследование предполагает определение времени рекальцификации плазмы после добавления к ней тканевого тромбопластина, полученного из тканей человека или кролика, что инициирует процесс свертывания по внешнему пути. Тканевый тромбопластин, взаимодействуя с фактором VII и ионами кальция, активирует фактор X, входящий в состав «проактиватора протромбина». Нормальные значения протромбинового времени составляют 12–18 секунд, однако на результат значительное влияние оказывает активность использованного в исследовании тканевого тромбопластина. В связи с этим, для более точной оценки данного параметра одновременно исследуют плазму пациента и плазму донора по идентичной методике и рассчитывают протромбиновый индекс по формуле: (протромбиновое время донора/протромбиновое время пациента) × 100%» [ 22].
3. «Международное нормализованное отношение (МНО) было разработано для решения проблемы различий в чувствительности тромбопластиновых реагентов, применяемых в разных лабораториях при определении протромбинового времени. Для стандартизации результатов в качестве референсного материала был установлен эталонный образец тромбопластина, полученного из мозга человека. Современные тромбопластиновые реагенты разных производителей проходят калибровку по отношению к данному эталону, что позволяет определить коэффициент для пересчета результатов протромбинового времени, полученных в различных лабораториях. Эта система калибровки носит название «международное нормализованное отношение». В здоровом состоянии МНО обычно равно 1,0. Этот показатель является важным инструментом для контроля эффективности терапии непрямыми антикоагулянтами» [22].
4. «Тромбиновое время – это метод лабораторной диагностики, который позволяет оценить скорость образования фибрина из фибриногена под воздействием тромбина. Суть метода заключается в измерении времени, необходимого для свертывания плазмы после добавления в нее тромбина с известной активностью. Тромбин вызывает трансформацию фибриногена в фибрин, минуя участие других факторов свертывания. В норме тромбиновое время колеблется в пределах 15–18 секунд» [22].
5. «Фибриноген. Метод состоит в определении содержания фибриногена по скорости образования сгустка плазмы крови при добавлении в нее избытка тромбина. Нормальным показателем является 2,0–4,0 г/л [22].
6. «D–димер. Данное вещество – это растворимый продукт расщепления фибрина, выступает маркером активации системы свертывания крови, фибринолиза. D–димер определяется средствами иммуноферментного анализа плазмы крови. Нормальным считается показатель менее 243 нг/мл. У беременных в 1 триместре нормальным является показатель менее 286 нг/мл, 2 триместре – менее 457 нг/мл, 3 триместре – 644 нг/мл» [13].
7. «Антитромбин III. Исследование проводится средствами кинетического колориметрического исследования путем инактивации Fxa, использования хромогеного субстрата. В норме показатель составляет 83–128%» [13].
Таким образом, в целом существующие на данный момент методы контроля гемостаза крайне важны для современной медицины, их использование требует комплексного подхода, учета индивидуальных особенностей пациентов. По этой причине активно разрабатываются современные, новые тест–системы.