第八章　凝血及抗凝血平衡功能紊乱与心血管疾病

第一节　正常机体的凝血与抗凝血平衡

正常机体的血液之所以在血管内循环，是因为其凝血及抗凝血功能处于动态平衡，从而确保机体各器官组织新陈代谢和生命活动的正常。机体血管受损后，血小板会因受损部位激活因素的刺激而出现聚集，继而凝集成块，即形成血小板凝块。损伤较轻时，受损局部的血液凝固而迅速止血；与此同时，抗凝血功能使血液凝固和血栓形成局限在一定范围内，以保持正常的血液循环。一般条件下，血液凝固包括：①激活内源性和/或外源性凝血途径，凝血酶形成；②纤维蛋白凝血块形成。当上述凝固环节被致病因素广泛作用而激活时，便可触发广泛的微血栓形成，并导致一系列复杂的临床合并症。

一、机体的止血与凝血过程

（一）止血过程

小血管损伤时，神经反射可迅速引起血管收缩，并可持续20~30min，血管收缩一方面可以使血流减慢，减少失血；另一方面可使凝血因子活化和血小板聚集于损伤部位而促进凝血块的形成。止血的具体过程如下：

（1）血小板聚集：

机体血管受损后，血小板会因受损部位激活因素的刺激而出现聚集，继而凝集成块，起到初步止血作用，即一期止血。

（2）血栓形成：

血小板凝块形成后可间接使凝血酶原活化形成凝血酶，将邻近血浆中的可溶性的纤维蛋白原变为不溶性的纤维蛋白，并交织成网，使血细胞与血小板凝块缠结成血凝块，即血栓。伸入纤维蛋白网内的血小板突起中的微丝（肌动蛋白）和肌球蛋白会通过收缩使血凝块收紧，使血栓变得更坚实，从而加固止血栓，即二期止血。

（3）止血加强：

最后，局部纤维组织增生，并长入血凝块，达到永久性止血。

（二）凝血过程

机体正常的止血、凝血过程依赖于血管壁的完整结构及功能、正常的血浆凝血因子活性与有效的血小板数量和质量。

凝血是止血功能的重要组成部分，它是指血液由流动状态变为凝胶状态的过程。它是一系列凝血因子相继被酶解激活的过程，最终生成凝血酶，继而将纤维蛋白原降解成纤维蛋白。凝血系统由多种凝血因子组成，迄今为止，参与凝血的因子共有12个。其中用罗马数字编号的有12个（从Ⅰ~，其中因子Ⅵ并不存在）。凝血过程分内源性凝血途径和外源性凝血途径。

1.内源性凝血途径

内源性凝血途径是指血液中的凝血因子从Ⅻ激活开始，一直到因子Ⅹ（FⅩ）被激活的过程。当血管壁发生损伤致使内皮下组织暴露，带负电荷的内皮下胶原与血液中的FⅫ接触并结合后，随即在激肽释放酶和前激肽释放酶的参与下被活化为Ⅻa（即活化的FⅫ）。继而FⅫa将FⅪ激活成FⅪa，在Ca2+的参与下，FⅪa又激活了FⅨ 成Ⅸa。在Ca2+和磷脂（phospholipid，PL）共同参与下，FⅨa与FⅧa结合形成1∶1的复合物，激活FⅩ成为FⅩa，即凝血活酶（图8-1）。临床上常通过检测活化部分凝血活酶时间（APTT）来反映体内内源性凝血途径的状况。

2.外源性凝血途径

外源性凝血途径有血液以外的凝血因子参与止血，它是从组织因子（FⅢ）进入血液后开始启动，直至FⅩ被激活成凝血活酶的凝血过程。组织因子是存在于多种细胞质膜中的一种特异性跨膜蛋白。当组织细胞损伤后该因子被释放，通过Ca2+的参与，它与FⅦ 形成1∶1的复合物，其中的FⅦ很快被FⅩa激活为FⅦa。相对于内源性凝血途径，外源性凝血反应迅速，所需时间短。外源性凝血途径主要受组织因子途径抑制物（tissue factor pathway inhibitor，TFPI）调节。TFPI是一种糖蛋白，正常存在于血浆、血小板和血管内皮细胞中，它通过与Ⅹa或Ⅶa-Ⅲ-Ⅹa结合形成复合物来抑制它们的活性。临床上以凝血酶原时间测定来反映外源性凝血途径的状况。

血管外层的平滑肌细胞、成纤维细胞、星形细胞、足状突细胞、周细胞等虽然不与血液直接接触，但可恒定表达组织因子，因此当血管壁一旦受损，组织因子会被释放入血，可立即启动外源性凝血过程而产生止血效应。血液中的单核细胞、中性粒细胞以及与血浆直接接触的血管内皮细胞，以及有可能接触血液的组织巨噬细胞等，并不表达组织因子。因此，虽然血液中可能有少量FⅦa，但由于血管内没有组织因子释放，凝血过程并不能启动。

内源凝血途径和外源凝血途径互相密切配合，也可相互活化。外源性凝血系统激活而启动的凝血阶段只有少量的凝血酶产生，其浓度不足以维持整个凝血过程。维持凝血过程所需高浓度凝血酶的产生主要与下列因素有关：①Ⅶa-TF除激活FⅩ以外，还可激活FⅨ，使FⅨa与FⅧ a、PL-Ca2+形成因子Ⅹ激活物，从而产生更多的凝血酶，起放大效应；②外源性凝血系统启动后产生的少量凝血酶可激活FⅪ，也可激活FⅧ和FⅤ，这些凝血因子的激活，可通过内源性凝血系统产生高浓度凝血酶；③凝血过程中形成的纤维蛋白可包绕、结合凝血酶，防止凝血酶被血液中存在的抗凝血酶Ⅲ所抑制。由此可见，内源性凝血系统和外源性凝血系统的互相密切配合，在启动并维持凝血过程中具有十分重要的作用（图8-1）。

3.凝血的共同途径

从因子Ⅹ被激活至纤维蛋白形成，是内源、外源凝血的共同凝血途径，主要包括凝血酶生成和纤维蛋白生成两个阶段。

（1）凝血酶生成：

即FⅩa、FⅤa在Ca2+和磷脂膜的存在下组成凝血酶原复合物，即凝血活酶，将凝血酶原转变为凝血酶。

（2）纤维蛋白生成：

纤维蛋白原被凝血酶降解为纤维蛋白单体，并交联形成稳定的纤维蛋白凝块，这一过程可分为三个阶段，即纤维蛋白单体的生成，纤维蛋白单体的聚合，纤维蛋白的交联。纤维蛋白原含有三对多肽链，其中纤维蛋白肽A（fibrin peptide A，FPA）和纤维蛋白肽B（fibrin peptide B，FPB）带较多负电荷，凝血酶将带负电荷多的FPA和FPB水解后除去，转变成纤维蛋白单体。从纤维蛋白质分子中释放出的FPA和FPB可以反映凝血酶的活化程度，因此FPA和FPB的浓度测定也可用于临床高凝状态的预测。纤维蛋白单体生成后即以非共价键结合，形成能溶于尿素或氯乙酸中的纤维蛋白多聚体，又称为可溶性纤维蛋白。纤维蛋白生成后，可促使凝血酶对FⅩⅢ 的激活，在FⅩⅢa与Ca2+的参与下，相邻的纤维蛋白发生快速共价交联，形成不溶的稳定的纤维蛋白凝块。纤维蛋白与凝血酶有高亲和力，因此纤维蛋白生成后即能吸附凝血酶，这样不仅有助于局部血凝块的形成，而且可以避免凝血酶向循环中扩散。

二、机体的抗凝血功能

机体的抗凝系统包括细胞抗凝系统和体液抗凝系统。两者相辅相成，共同承担机体在生理条件下的抗凝效应或病理状态下的抗血栓作用，从而维持血液的流动性。正常时，凝血系统一旦被激活，抗凝和纤溶系统也相继激活，这既可保证有效止血，又可防止凝血的扩大化和血液的正常流动。

（一）细胞抗凝系统

单核吞噬细胞系统和肝细胞具有非特异性抗凝作用。前者指单核吞噬细胞系统对凝血因子及其激活动，以及可溶性纤维蛋白单体等的吞噬、清除作用。而后者则指肝细胞摄取并灭活已活化的凝血因子。

（二）体液抗凝系统

生理情况下机体的抗凝系统及其功能如下：

（1）丝氨酸蛋白酶抑制物和肝素的作用：

血浆中丝氨酸蛋白酶抑制物类物质，如抗凝血酶Ⅲ（antithrombin-Ⅲ，AT-Ⅲ）、补体C1抑制物、α₁抗胰蛋白酶、α₂抗纤溶酶、α₂巨球蛋白、肝素辅因子Ⅱ等。由于诸多凝血因子（FⅡ、FⅦ、FⅧ、FⅩ、FⅪ、FⅫ、F）的活性中心均含有丝氨酸残基，即均属丝氨酸蛋白酶，故丝氨酸蛋白酶抑制物可抑制其活性，产生抗凝作用。AT-Ⅲ是分子量为60 000的单链糖蛋白，主要由肝脏和血管内皮细胞产生，可使FⅦa、FⅪa、FⅩa等灭活。但其单独灭活作用很慢，如与肝素或血管内皮表达的硫酸乙酰肝素结合，则使灭活速度加快约1 000倍。目前认为，在体内，首先是凝血酶与血管内皮细胞表面的肝素样物质结合为一复合物，然后AT-Ⅲ再与该复合物反应并灭活凝血酶等。此外，肝素也可刺激血管内皮细胞释放组织因子途径抑制物（TFPI）等抗凝物质，从而抑制凝血过程。

（2）凝血调节蛋白-蛋白C系统：

蛋白C（protein C，PC）是由肝脏合成并以酶原形式存在于血液中的蛋白酶类物质。凝血酶可特定地从蛋白C高分子链的N端将其分解成为一个由12个氨基酸组成的活性多肽，即激活的蛋白C（activated protein C，APC）。APC可水解FⅤa和FⅧa，既阻碍了FⅩ激活物（由FⅧa和FⅨa构成）的形成，又可抑制由FⅤa和FⅩa构成的FⅡ激活物的形成。此外，APC可在血管内皮细胞上完成以下作用：①限制FⅩa与血小板的结合；②使PAI灭活；③使纤溶酶原激活物释放，起到抗凝作用。血管内皮细胞或血小板膜上有另一种蛋白质——蛋白S作为细胞膜上APC受体与APC协同，促进APC清除FⅡ激活物中的FⅩa等。目前认为蛋白S是作为APC的辅酶而发挥作用的。

凝血调节蛋白（thrombomodulin，TM）是内皮细胞膜上凝血酶受体之一，与凝血酶结合后可降低其凝血活性，同时却大大加强了其激活PC的作用。因此，TM是使凝血酶由促凝转向抗凝的重要的血管内凝血抑制因子（图8-2）。

（3）TFPI：

是一种糖蛋白，主要由血管内皮细胞合成。血浆中TFPI包括游离型和结合型两种。一般认为体内起抗凝作用的是游离型TFPI。TFPI主要通过与FⅩa结合成FⅩa-TFPI复合物，并抑制FⅩa的活性；在Ca2+的作用下，与FⅦa-TF结合从而使FⅦa-TF失去活性。肝素可使血浆中TFPI明显增多，可能与肝素刺激血管内皮细胞表达肝素样物质并释放TFPI有关。

（三）纤溶系统功能

生理情况下纤溶系统及其功能：纤溶系统主要包括纤溶酶原激活物（plasminogen activator，PA）、纤溶酶原（plasminogen，PLG）、纤溶酶（plasmin）、纤溶酶原激活物抑制因子（plasminogen activator inhibitor，PAI）成分。纤溶酶是活性很强的蛋白酶，其主要功能是使纤维蛋白凝块溶解，保持血流通畅；另外，也参与组织的修复和血管的再生等。纤溶酶原主要在肝、骨髓、嗜酸性粒细胞和肾脏合成，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：内源性激活途径和外源性激活途径。①内源性激活途径：可产生血浆激肽释放酶原（prekallikrein，PK）-FⅪ-高分子激肽原-FⅫa复合物，其中PK被FⅫa分解为激肽释放酶。激肽释放酶、FⅫa、FⅪa以及产生的凝血酶均可使纤溶酶原转变为纤溶酶；②外源性激活途径：组织和内皮细胞合成的组织型纤溶酶原激活物（tissue plasminogen activator，t-PA）和肾合成的尿激酶（urokinase plasminogen activator，u-PA）也可使纤溶酶原转变为纤溶酶。

纤溶系统激活而生成的纤溶酶，不仅可使纤维蛋白（原）分解为纤维蛋白（原）降解产物，还能水解凝血酶、FⅤ、FⅧ和FⅫ而具有抗凝作用。体内还存在抑制纤溶系统活性的物质，主要有：①PAI-1，可抑制t-PA和u-PA，主要由内皮细胞和血小板产生；②补体C1抑制物，抑制激肽释放酶和FⅫa对纤溶酶原的激活；③α₂抗纤溶酶（α₂纤溶酶抑制物），抑制纤溶酶活性；④α₂巨球蛋白，抑制纤溶酶，也可抑制FⅡa、激肽释放酶等。

三、血管与血细胞在凝血中的作用

（一）血管内皮细胞在凝血、抗凝及纤溶过程中的作用

血管内皮细胞是覆盖在全身血管内腔表面的连续单层扁平细胞，其主要功能是屏障作用，同时具有重要的内分泌功能，可合成和释放多种血管活性因子。

1.抗凝与促纤溶作用

抗凝和促凝是血管内皮细胞具有的两种特性。在生理情况下，内皮细胞的功能以抗凝作用为主、促纤溶为辅，其作用具体体现如下。①屏障作用：完整的单层内皮细胞可把血液中的血小板、凝血因子与内皮下有促凝作用的胶原纤维分隔开来。②抗血小板黏附、聚集作用：通过合成前列环素（PGI₂）、NO和ADP酶等物质，抑制血小板的黏附、聚集。③合成抗凝物质：内皮细胞合成的凝血调节蛋白（TM）与凝血酶结合，变成蛋白C活化因子，继而与由内皮细胞合成的蛋白S协同作用，灭活凝血因子Ⅴ和Ⅷ；内皮细胞还合成肝素样分子，可与抗凝血酶Ⅲ结合，灭活凝血酶、凝血因子Ⅹ和Ⅸ等。④溶解纤维蛋白：内皮细胞合成t-PA，可促使纤维蛋白溶解，清除沉着于内皮细胞表面的纤维蛋白。

2.促凝作用

当内皮细胞的结构一旦被破坏，则上述的抗凝作用无法正常发挥，从而表现出明显的促凝作用；此外，还可通过暴露内皮细胞下的胶原，或释放TF而启动内源性或外源性凝血系统。

（二）血细胞与凝血

1.血小板与凝血过程

血小板直接参与凝血过程，发挥重要的凝血作用。其参与凝血的过程分黏附与聚集、活化与释放。

（1）血小板的黏附与聚集：

当细菌毒素、创伤等原因使血管内皮细胞受损而暴露内皮下胶原后，血小板膜上的糖蛋白GPIb/Ⅸ通过血管性假血友病因子与胶原结合，使血小板黏附于血管内皮细胞。同时胶原作为血小板的激活剂使黏附的血小板激活。活化的糖蛋白GPⅡb/Ⅲa是血小板膜上的纤维蛋白原受体，纤维蛋白原为二聚体可与两个相邻的血小板膜上GPⅡb/Ⅲa相结合产生“搭桥”作用，使血小板聚集（图8-3）。

能诱导血小板聚集的激活剂除胶原纤维以外，还有凝血酶、肾上腺素、ADP、血栓素A₂（thromboxane A₂，TXA₂）、PAF等，其中PAF为迄今发现的最强的血小板聚集因子。

（2）血小板的活化与释放：

激活剂与血小板表面相应的受体结合可发生血小板释放反应。不同激活剂激活血小板的途径可能不同。例如，TXA₂、凝血酶等可通过G蛋白介导激活磷脂酶C，分解质膜中的磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸（PIP2），生成二酰甘油（DG）及三磷酸肌醇（IP3）。其中IP3使内质网中储存的Ca2+释放，通过钙调蛋白的作用使肌球蛋白收缩。肌球蛋白的收缩一方面可使血小板伸出伪足，另一方面可引起血小板的释放反应。其中可释放致密颗粒中的ADP、5-羟色胺等，α颗粒中的纤维蛋白原、凝血酶敏感蛋白（thrombospondin）、纤维连接蛋白等黏附性蛋白，并进一步激活血小板，产生黏附作用。

在IP3产生上述变化的同时，血小板膜中的PIP2被分解产生的DG，则可激活血小板中的蛋白激酶C，进一步使蛋白磷酸化，调节血小板功能。

此外，血小板激活也可使血小板的磷脂酶A2激活，可使血小板膜磷脂裂解产生花生四烯酸，再经环加氧酶作用生成PGG2/PGH2，进一步生成TXA₂。TXA₂有较强的促进血小板聚集作用（图8-4）。

总之，凝血酶、胶原等作为激活剂，与血小板膜相应受体结合后，通过G蛋白介导作用，血小板内产生第二信使（cAMP、IP3、DG等）发挥生理效应，产生一系列变化，其中包括使血小板膜糖蛋白GPⅡb/Ⅲa复合物激活，从而使血小板聚集。GPⅡb/Ⅲa是黏附分子中的整合素家族中的一种，是止血或血栓形成中具有重要作用的黏附分子之一。GPⅡb/Ⅲa在与纤维蛋白原结合后，可进一步引起血小板结构变化，实现血小板细胞骨架蛋白的再构筑，引起血小板的扁平及伸展和血小板聚集等。活化后的血小板表面会出现磷脂酰丝氨酸或肌醇磷脂等带负电荷的磷脂，通过与带正电荷的Ca2+的凝血因子Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ及凝血酶原等（都含有Ca2+结合氨基酸）结合，使这些凝血因子在血小板磷脂表面浓缩、局限、激活，导致大量凝血酶产生。继而形成纤维蛋白网，网罗其他血细胞形成凝血块。其中血小板有伪足伸入网中，借助于血小板中肌球蛋白的收缩，使凝血块回缩，逐渐形成较坚固的止血栓（图8-4）。

在表面接触激活血小板和凝血系统的同时，纤溶系统也被激活。血小板所含纤溶酶及其激活物将被释放出来，且血小板释放的5-羟色胺等也能促使内皮细胞释放激活物。但是由于血小板解体，同时释放出PF6和另一些抑制蛋白酶的物质，所以在形成血栓时，不致受到纤溶活动的干扰。

2.白细胞与凝血过程

白细胞内富含促凝物质，当各种病因引起白细胞增多并伴随破坏时，其释放入血的促凝物质生成增多；同时由于白细胞增多可使血流阻力增加，血液黏度随之升高；活化的白细胞可释放多种细胞因子损伤血管并导致血管壁通透性增加，使血浆外渗、血液浓缩进而处于高凝状态。能够引起白细胞增多或者激活的情况多见于感染、白血病等。

3.红细胞与凝血过程

红细胞膜富含磷脂，是凝血因子激活过程中不可缺少的介质。当红细胞破坏增多时可使血液中红细胞碎片增加，从而提供丰富的磷脂造成大量凝血因子被激活，导致血液高凝。与此同时，血液中因此而增多的ADP可诱导血小板大量聚集从而促使血栓形成。红细胞增多常见于真性红细胞增多症，红细胞大量破坏常见于急、慢性溶血，其中急性溶血常导致弥散性血管内凝血发生。