Физиологическая функция тромбоцитов

Тромбоциты (тромбоциты) представляют собой небольшие кусочки цитоплазмы, выделяющиеся из цитоплазмы зрелого мегакариоцита костного мозга.Хотя мегакариоциты представляют собой наименьшее количество гемопоэтических клеток в костном мозге, составляя лишь 0,05% от общего числа ядросодержащих клеток костного мозга, продуцируемые ими тромбоциты чрезвычайно важны для гемостатической функции организма.Каждый мегакариоцит может производить 200-700 тромбоцитов.

Количество тромбоцитов у здорового взрослого человека составляет (150–350) × 109/л.Тромбоциты выполняют функцию поддержания целостности стенок кровеносных сосудов.При снижении количества тромбоцитов до 50×. При артериальном давлении ниже 109/л незначительная травма или только повышение артериального давления могут вызвать пятна застоя крови на коже и подслизистой оболочке и даже крупную пурпуру.Это связано с тем, что тромбоциты могут оседать на сосудистой стенке в любое время, заполняя пробелы, образовавшиеся в результате отслойки эндотелиальных клеток, и могут сливаться с эндотелиальными клетками сосудов, что может играть важную роль в поддержании целостности эндотелиальных клеток или восстановлении эндотелиальных клеток.Когда тромбоцитов слишком мало, эти функции трудно выполнять и возникает склонность к кровотечениям.Тромбоциты в циркулирующей крови обычно находятся в «стационарном» состоянии.Но когда кровеносные сосуды повреждены, тромбоциты активируются посредством поверхностного контакта и действия определенных факторов свертывания крови.Активированные тромбоциты могут выделять ряд веществ, необходимых для процесса гемостаза, и осуществлять физиологические функции, такие как адгезия, агрегация, высвобождение и адсорбция.

Мегакариоциты, продуцирующие тромбоциты, также происходят из гемопоэтических стволовых клеток костного мозга.Гематопоэтические стволовые клетки сначала дифференцируются в клетки-предшественники мегакариоцитов, также известные как колониеобразующие единицы мегакариоциты (КОЕ Мег).Хромосомы в ядре стадии клетки-предшественника обычно имеют 2-3 плоидности.Когда клетки-предшественники диплоидны или тетраплоидны, клетки обладают способностью пролиферировать, поэтому на этом этапе количество клеток в линиях мегакариоцитов увеличивается.Когда клетки-предшественники мегакариоцитов далее дифференцировались в плоидные мегакариоциты 8-32, цитоплазма начала дифференцироваться, и эндомембранная система постепенно завершилась.Наконец, мембранное вещество разделяет цитоплазму мегакариоцита на множество мелких участков.Когда каждая клетка полностью отделяется, она становится тромбоцитом.Один за другим тромбоциты отпадают от мегакариоцита через щель между эндотелиальными клетками стенки синуса вены и попадают в кровоток.

Имеющие совершенно разные иммунологические свойства.ТПО представляет собой гликопротеин, вырабатываемый преимущественно почками, с молекулярной массой примерно 80 000–90 000.Когда тромбоциты в кровотоке уменьшаются, концентрация ТПО в крови увеличивается.К функциям этого регуляторного фактора относятся: ① усиление синтеза ДНК в клетках-предшественниках и увеличение количества клеточных полиплоидов;② Стимулировать мегакариоцит к синтезу белка;③ Увеличение общего количества мегакариоцитов, что приводит к увеличению производства тромбоцитов.В настоящее время считается, что пролиферация и дифференцировка мегакариоцитов регулируются в основном двумя регуляторными факторами на двух стадиях дифференцировки.Этими двумя регуляторами являются колониестимулирующий фактор мегакариоцитов (Meg CSF) и тромбопоэтин (ТПО).Meg CSF является регуляторным фактором, который в основном действует на стадии клеток-предшественников, и его роль заключается в регуляции пролиферации клеток-предшественников мегакариоцитов.Когда общее количество мегакариоцитов в костном мозге уменьшается, выработка этого регуляторного фактора увеличивается.

После попадания тромбоцитов в кровоток они выполняют физиологические функции только первые два дня, но средняя продолжительность их жизни может составлять 7-14 дней.При физиологической гемостатической активности тромбоциты сами распадаются и после агрегации высвобождают все активные вещества;Он также может интегрироваться в эндотелиальные клетки сосудов.Помимо старения и разрушения, тромбоциты также могут расходоваться во время выполнения своих физиологических функций.Стареющие тромбоциты поглощаются тканями селезенки, печени и легких.

1. Ультраструктура тромбоцитов

В норме тромбоциты представляют собой слегка выпуклые с обеих сторон диски средним диаметром 2-3 мкм.Средний объем составляет 8 мкМ3.Тромбоциты представляют собой ядросодержащие клетки без специфической структуры под оптическим микроскопом, но сложную ультраструктуру можно наблюдать под электронным микроскопом.В настоящее время структуру тромбоцитов обычно разделяют на окружающую область, золь-гель, область органелл и область специальной мембранной системы.

В норме поверхность тромбоцитов гладкая, с видимыми небольшими вогнутыми структурами и представляет собой открытую канальцевую систему (ОКС).Окружающая поверхность тромбоцитов состоит из трех частей: наружного слоя, единичной мембраны и подмембранной области.Оболочка в основном состоит из различных гликопротеинов (GP), таких как GP Ia, GP Ib, GP IIa, GP IIb, GP IIIa, GP IV, GP V, GP IX и др. Она образует разнообразные рецепторы адгезии и может соединять к TSP, тромбину, коллагену, фибриногену и т. д. Для тромбоцитов крайне важно участвовать в коагуляции и иммунной регуляции.Единичная мембрана, также известная как плазматическая мембрана, содержит белковые частицы, встроенные в липидный бислой.Количество и распределение этих частиц связаны с адгезией тромбоцитов и функцией коагуляции.Мембрана содержит Na+-K+-АТФазу, которая поддерживает разницу концентраций ионов внутри и снаружи мембраны.Субмембранная зона расположена между нижней частью единичной мембраны и внешней стороной микротрубочки.Подмембранная область содержит подмембранные нити и актин, которые связаны с адгезией и агрегацией тромбоцитов.

Микротрубочки, микрофиламенты и субмембранные нити также существуют в золь-гель области тромбоцитов.Эти вещества составляют скелет и систему сокращения тромбоцитов, играя важную роль в деформации тромбоцитов, высвобождении частиц, растяжении и сокращении сгустка.Микротрубочки состоят из тубулина, составляющего 3% от общего белка тромбоцитов.Их основная функция – поддержание формы тромбоцитов.Микрофиламенты в основном содержат актин, который является наиболее распространенным белком в тромбоцитах и ​​составляет 15–20% от общего белка тромбоцитов.Подмембранные филаменты представляют собой в основном компоненты волокон, которые могут помочь актин-связывающему белку и актину сшиваться в пучки.На основании присутствия Ca2+ актин взаимодействует с протромбином, контрактином, связывающим белком, коактином, миозином и т. д., осуществляя изменение формы тромбоцитов, образование псевдоподий, сокращение клеток и другие действия.

Таблица 1. Основные гликопротеины мембран тромбоцитов

Область органелл – это область, где в тромбоцитах содержится множество видов органелл, которые оказывают жизненно важное влияние на функцию тромбоцитов.Это также центр исследований современной медицины.Наиболее важными компонентами в области органелл являются различные частицы, такие как α-частицы, плотные частицы (δ-частицы) и лизосомы (λ-частицы и т. д.), подробности см. в Таблице 1.α-гранулы — это места хранения тромбоцитов, которые могут секретировать белки.В каждом тромбоците содержится более десяти α-частиц.В таблице 1 перечислены только относительно основные компоненты, и в соответствии с поиском автора было обнаружено, что в гранулах присутствует более 230 уровней тромбоцитарных факторов (PDF).Соотношение плотных частиц α Частицы немного меньше, диаметром 250-300 нм, в каждой пластинке содержится 4-8 плотных частиц.В настоящее время установлено, что 65% АДФ и АТФ хранится в плотных частицах тромбоцитов и 90% 5-НТ в крови также хранится в плотных частицах.Следовательно, плотные частицы имеют решающее значение для агрегации тромбоцитов.Способность высвобождать АДФ и 5-НТ также используется клинически для оценки функции секреции тромбоцитов.Кроме того, этот регион также содержит митохондрии и лизосомы, что в этом году также является горячей точкой исследований внутри страны и за рубежом.Нобелевская премия по физиологии и медицине 2013 года была присуждена трем учёным — Джеймсу Э. Ротману, Рэнди В. Шекману и Томасу Сюдхофу — за открытие тайн механизмов внутриклеточного транспорта.Существует также много неизвестных областей метаболизма веществ и энергии в тромбоцитах через внутриклеточные тельца и лизосомы.

Область специальной мембранной системы включает OCS и плотную трубчатую систему (DTS).OCS представляет собой извилистую систему трубопроводов, образованную поверхностью тромбоцитов, погружающейся внутрь тромбоцитов, что значительно увеличивает площадь поверхности тромбоцитов, контактирующих с плазмой.В то же время это внеклеточный канал для проникновения различных веществ в тромбоциты и высвобождения различного содержания частиц тромбоцитов.Трубопровод ДТС не связан с внешним миром и является местом синтеза веществ внутри клеток крови.

2. Физиологическая функция тромбоцитов.

Основная физиологическая функция тромбоцитов – участие в гемостазе и тромбообразовании.Функциональную активность тромбоцитов во время физиологического гемостаза можно условно разделить на два этапа: начальный гемостаз и вторичный гемостаз.Тромбоциты играют важную роль на обоих этапах гемостаза, но конкретные механизмы их функционирования по-прежнему различаются.

1) Исходная гемостатическая функция тромбоцитов

Тромб, образующийся во время начального гемостаза, в основном представляет собой белый тромб, и реакции активации, такие как адгезия, деформация, высвобождение и агрегация тромбоцитов, являются важными механизмами процесса первичного гемостаза.

I. Реакция адгезии тромбоцитов

Адгезия между тромбоцитами и нетромбоцитарными поверхностями называется адгезией тромбоцитов и является первым этапом участия в нормальных реакциях гемостаза после повреждения сосудов и важным этапом при патологическом тромбозе.После повреждения сосуда тромбоциты, проходящие через этот сосуд, активируются поверхностью ткани под эндотелием сосуда и немедленно прикрепляются к обнаженным коллагеновым волокнам в месте повреждения.Через 10 минут локально отложившиеся тромбоциты достигли максимального значения, образуя белые кровяные сгустки.

К основным факторам, участвующим в процессе адгезии тромбоцитов, относятся гликопротеин мембраны тромбоцитов Ⅰ (GP Ⅰ), фактор фон Виллебранда (фактор vW) и коллаген в субэндотелиальной ткани.Основными типами коллагена, присутствующими на сосудистой стенке, являются типы I, III, IV, V, VI и VII, среди которых наибольшее значение для процесса адгезии тромбоцитов в условиях течения имеют коллагены I, III и IV типов.Фактор vW представляет собой мостик, который соединяет адгезию тромбоцитов с коллагеном типов I, III и IV, а гликопротеинспецифический рецептор GP Ib на мембране тромбоцитов является основным местом связывания коллагена тромбоцитов.Кроме того, в адгезии к коллагену участвуют гликопротеины GP IIb/IIIa, GP Ia/IIa, GP IV, CD36 и CD31 на мембране тромбоцитов.

II.Реакция агрегации тромбоцитов

Явление слипания тромбоцитов друг с другом называется агрегацией.Реакция агрегации протекает с реакцией адгезии.В присутствии Ca2+ гликопротеин мембраны тромбоцитов GPIIb/IIIa и фибриноген агрегируют тромбоциты.Агрегация тромбоцитов может быть вызвана двумя различными механизмами: один — различными химическими индукторами, а другой — напряжением сдвига в условиях течения.В начале агрегации тромбоциты меняют форму с диска на шаровидную и выпячивают псевдоножки, похожие на небольшие шипы;В то же время под дегрануляцией тромбоцитов подразумевается высвобождение активных веществ, таких как АДФ и 5-НТ, которые изначально хранились в плотных частицах.Выпуск АДФ, 5-НТ и выработка некоторого количества простагландина очень важны для агрегации.

АДФ является наиболее важным веществом для агрегации тромбоцитов, особенно эндогенного АДФ, высвобождаемого из тромбоцитов.Добавление небольшого количества АДФ (концентрация 0,9) к суспензии тромбоцитов (менее моль/л) может быстро вызвать агрегацию тромбоцитов, но быстро деполимеризоваться;Если добавляются умеренные дозы АДФ (1,0) мк При около моль/л, вторая необратимая фаза агрегации возникает вскоре после окончания первой фазы агрегации и фазы деполимеризации, что вызвано эндогенным АДФ, высвобождаемым тромбоцитами;Если добавляется большое количество АДФ, это быстро вызывает необратимую агрегацию, которая непосредственно переходит во вторую фазу агрегации.Добавление различных доз тромбина к суспензии тромбоцитов также может вызвать агрегацию тромбоцитов;И подобно АДФ, по мере постепенного увеличения дозировки, можно наблюдать обратимую агрегацию только от первой фазы до появления двух фаз агрегации, а затем непосредственно переходить во вторую фазу агрегации.Поскольку блокирование высвобождения эндогенного АДФ с помощью аденозина может ингибировать агрегацию тромбоцитов, вызванную тромбином, это позволяет предположить, что эффект тромбина может быть вызван связыванием тромбина с рецепторами тромбина на мембране клеток тромбоцитов, что приводит к высвобождению эндогенного АДФ.Добавление коллагена также может вызывать агрегацию тромбоцитов в суспензии, но обычно считается, что только необратимая агрегация во второй фазе вызвана эндогенным высвобождением АДФ, вызванным коллагеном.Вещества, которые обычно вызывают агрегацию тромбоцитов, могут снижать уровень цАМФ в тромбоцитах, тогда как вещества, ингибирующие агрегацию тромбоцитов, повышают уровень цАМФ.Поэтому в настоящее время считается, что снижение цАМФ может вызвать увеличение Са2+ в тромбоцитах, способствуя высвобождению эндогенного АДФ.АДФ вызывает агрегацию тромбоцитов, что требует присутствия Са2+ и фибриногена, а также затрат энергии.

Роль тромбоцитов Простагландин Фосфолипид плазматической мембраны тромбоцитов содержит арахидоновую кислоту, а клетка тромбоцита содержит фосфатидную кислоту А2.Когда тромбоциты активируются на поверхности, также активируется фосфолипаза А2.Под действием фосфолипазы А2 арахидоновая кислота отделяется от фосфолипидов плазматической мембраны.Арахидоновая кислота может образовывать большое количество ТХА2 под катализом циклооксигеназы тромбоцитов и тромбоксансинтазы.TXA2 снижает уровень цАМФ в тромбоцитах, что приводит к сильной агрегации тромбоцитов и вазоконстрикционному эффекту.TXA2 также нестабилен, поэтому быстро трансформируется в неактивный TXB2.Кроме того, нормальные эндотелиальные клетки сосудов содержат простациклинсинтазу, которая может катализировать выработку простациклина (PGI2) тромбоцитами.PGI2 может увеличивать цАМФ в тромбоцитах, поэтому он оказывает сильное ингибирующее действие на агрегацию тромбоцитов и вазоконстрикцию.

Адреналин может проходить через α2. При посредничестве адренергических рецепторов может вызывать двухфазную агрегацию тромбоцитов с концентрацией (0,1~10) мкмоль/л.Тромбин при низких концентрациях (<0,1 мкмоль/л) первая фаза агрегации тромбоцитов в основном обусловлена ​​ПАР1; при высоких концентрациях (0,1-0,3) мкмоль/л вторая фаза агрегации может быть вызвана ПАР1 и ПАР4. К сильным индукторам агрегации тромбоцитов также относятся фактор активации тромбоцитов (PAF), коллаген, фактор vW, 5-НТ и т. д. Агрегация тромбоцитов также может быть индуцирована непосредственно механическим воздействием без какого-либо индуктора. Этот механизм в основном работает при артериальных тромбозах, таких как атеросклероз.

III.Реакция высвобождения тромбоцитов

Когда тромбоциты подвергаются физиологической стимуляции, они сохраняются в плотных частицах. Явление изгнания многих веществ в частицах и лизосомах из клеток называется реакцией высвобождения.Функция большинства тромбоцитов достигается за счет биологических эффектов веществ, образующихся или высвобождаемых в ходе реакции высвобождения.Практически все индукторы, вызывающие агрегацию тромбоцитов, могут вызывать реакцию высвобождения.Реакция высвобождения обычно происходит после первой фазы агрегации тромбоцитов, и вещество, высвобождаемое в результате реакции высвобождения, индуцирует вторую фазу агрегации.Индукторы, вызывающие реакции высвобождения, можно условно разделить на:

я.Слабые индукторы: АДФ, адреналин, норадреналин, вазопрессин, 5-НТ.

ii.Средние индукторы: TXA2, PAF.

iii.Сильные индукторы: тромбин, ферменты поджелудочной железы, коллаген.

2) Роль тромбоцитов в свертывании крови.

Тромбоциты в основном участвуют в различных реакциях коагуляции через фосфолипиды и мембранные гликопротеины, включая адсорбцию и активацию факторов свертывания крови (факторов IX, XI и XII), образование комплексов, способствующих коагуляции на поверхности фосфолипидных мембран, а также стимулирование образования протромбина.

Плазматическая мембрана на поверхности тромбоцитов связывается с различными факторами свертывания крови, такими как фибриноген, фактор V, фактор XI, фактор XIII и др. α Частицы также содержат фибриноген, фактор XIII и некоторые тромбоцитарные факторы (PF), среди которых PF2. и PF3 способствуют свертыванию крови.PF4 может нейтрализовать гепарин, а PF6 ингибирует фибринолиз.Когда тромбоциты активируются на поверхности, они могут ускорить процесс поверхностной активации факторов свертывания крови XII и XI.По оценкам, фосфолипидная поверхность (PF3), обеспечиваемая тромбоцитами, ускоряет активацию протромбина в 20 000 раз.После присоединения факторов Ха и V к поверхности этого фосфолипида они также могут быть защищены от ингибирующего действия антитромбина III и гепарина.

Когда тромбоциты агрегируют с образованием гемостатического тромба, процесс коагуляции уже произошел локально, и тромбоциты обнажают большое количество фосфолипидных поверхностей, обеспечивая чрезвычайно благоприятные условия для активации фактора Х и протромбина.Когда тромбоциты стимулируются коллагеном, тромбином или каолином, сфингомиелин и фосфатидилхолин на внешней стороне мембраны тромбоцитов меняются местами с фосфатидилэтаноламином и фосфатидилсерином внутри, что приводит к увеличению содержания фосфатидилэтаноламина и фосфатидилсерина на поверхности мембраны.Перевернутые выше фосфатидиловые группы на поверхности тромбоцитов участвуют в образовании везикул на поверхности мембраны при активации тромбоцитов.Везикулы отделяются и попадают в кровоток, образуя микрокапсулы.Везикулы и микрокапсулы богаты фосфатидилсерином, который помогает в сборке и активации протромбина и участвует в процессе стимулирования свертывания крови.

После агрегации тромбоцитов его α-высвобождение различных факторов тромбоцитов в частицах способствует образованию и увеличению волокон крови, а также захватывает другие клетки крови для образования сгустков.Поэтому, хотя тромбоциты постепенно распадаются, гемостатическая эмболия все же может увеличиваться.Тромбоциты, оставшиеся в сгустке крови, имеют псевдоподии, которые проникают в сеть волокон крови.Сократительные белки в этих тромбоцитах сокращаются, заставляя сгусток крови втягиваться, выдавливая сыворотку и превращаясь в твердую гемостатическую пробку, прочно закрывающую сосудистую щель.

Активируя тромбоциты и систему свертывания крови на поверхности, он также активирует фибринолитическую систему.Плазмин и его активатор, содержащиеся в тромбоцитах, будут высвобождены.Высвобождение серотонина из волокон крови и тромбоцитов также может привести к высвобождению активаторов эндотелиальными клетками.Однако из-за распада тромбоцитов и высвобождения PF6 и других веществ, ингибирующих протеазы, на них не влияет фибринолитическая активность при образовании тромбов.

(Содержание этой статьи перепечатано, и мы не предоставляем каких-либо явных или подразумеваемых гарантий точности, достоверности или полноты содержания, содержащегося в этой статье, и не несем ответственности за мнения в этой статье, пожалуйста, поймите.)