Статья на конкурс «био/мол/текст»: Механизм остановки кровотечений необходим для выживания организма, однако, несмотря на историю исследования, насчитывающую десятилетия, многие детали этой системы остаются неясными. Восемь лет назад о свертывании крови «Биомолекуле» рассказал Михаил Пантелеев. С тех пор в этой области накопилось много новых данных. В этой статье мы расскажем, как молодой коллектив ученых из МГУ приоткрыл завесу тайны сразу над двумя загадочными явлениями в сложной системе формирования артериального тромба, показав, как в нем перемещаются умирающие клетки.
Главная функция тромбоцитов
Как известно, эти кровяные клетки принимают активное участие в процессе свертывания, то есть в гемостазе. В этом и заключается основная функция тромбоцитов. Для организма человека данный процесс является одним из первостепенных. Он позволяет предотвратить значительную кровопотерю во время серьезного повреждения. Благодаря этой функции тромбоцитов человека, стенки сосудов становятся прочнее. Тельца за короткое время закупоривают место повреждения. По сути, эти кровяные клетки играют роль первичной пробки сосудов.
Свертывание происходит в результате взаимодействия ферментов, белков и еще около 40-ка компонентов. Это очень сложный биологический механизм, в котором главную роль играют тромбоциты, протромбин и фибриноген. Взаимодействие этих элементов происходит в плазме крови.
Понятие о тромбоцитах
Пластинки бывают овальной или круглой формы. Когда они достигают поверхностей, на которых нет эпителиального слоя, то активизируется образование особенных отростков. Эти ветви предназначаются для остановки появляющегося кровотечения и закрытия ран, их длина больше размера тромбоцита в 5—9 раз.
Внутри гранул пластин содержатся тромбоцитарные ферменты, разрушающие оболочки бактерий и защищающие организм от вредных микроорганизмов. Отростки служат для ускорения перемещения в кровяном потоке путем прилипания к чужеродным телам, нити захватывают элементы, переваривают их. Защитный барьер создается при склеивании с другими тромбоцитами, то есть происходит свертывание крови.
Важной функцией тромбоцитов является поставка питательных микроэлементов к эндотелиальному слою. Продолжительность их жизни составляет от 7 до 12 суток, затем происходит разрушение в печени, легких и селезенке.
Формы тромбоцитов в крови:
- дегенеративные разновидности — содержатся в количестве до 0,2%;
- стереотипы раздражения — составляют от 0,8 до 2,3%;
- юные клетки — от 0 до 0,8%;
- зрелые формы — от 90,2 до 95%;
- старые пластинки — от 2,3 до 5,7%.
Инактивированные элементы представляют собой сплюснутые шаровидные формы, в которых полуоси находятся одна к другой в соотношении 2:8. Такая особенность применяется в случае распознавания оптических характеристик тромбоцитов и при регенерации параметров способом проточной цитометрии.
Строение клеток
Микроскопические исследования показывают, что перемена формы клетки при активации связывается с трансформацией кольца трубочек. Это явление вызывается преобразованием количества кальций-ионов.
Строение тромбоцитов неоднородное, присутствует гетерогенность, при этом конструкция содержит несколько слоев:
- наружная поверхность представлена трехслойной мембраной, в толще которой содержится фосфолипаза А, рецепторы сцепления с другими элементами и тканями;
- липидный слой является скоплением гликопротеинов и помогает пластинкам находиться в склеенном состоянии длительное время;
- микротрубочки в виде клеточного каркаса помогают сокращаться структуре для выброса содержимого тромбоцита за его пределы;
- область органелл представлена в строении разнообразными компонентами и факторами, которые способствуют заживлению ран.
В ранние периоды исследований отсутствовала фотографическая техника и не было однозначной терминологии, поэтому время начальных наблюдений за тромбоцитами точно не установлено. Есть информация, что первое изучение вел изобретатель микроскопа нидерландец ван Левенгук. В Англии сейчас клетки называются кровяными пластинками, термин ввел Биццоцеро в 181 году. Ему же приписывается открытие взаимосвязи элементов с гомеостазом и тромбоцитозом. В русском языке плоские кровяные клетки называются тромбоцитами, иногда используется название бляшка Боццоцеро.
Формирование и жизненный цикл
Их образование и созревание начинается в теле красного мозга в области тазовых костей и позвонков. Губчатая субстанция воспроизводит стволовые клетки, неспособные к процессу дифференциации и не разделяющиеся на определенные типы.
Тромбоциты проходят несколько степеней при формировании:
- стволовые клетки превращаются в элементы мегакариоцитарного ряда;
- начинается образование мегакариобласта — большого образования сетчатой структуры без гранул, с 2—3 круглыми ядрами;
- получившийся протромбоцит превращается в промегакариоцит и происходит формирование тромбоцита.
Преобразования происходят в результате воздействия генетических факторов. Недостаток клеток ведет к увеличению длительности кровотечения, повышенный объем элементов становится причиной формирования сгустков и закупорки сосудов. В результате перекрытия каналов может возникнуть инфаркт, инсульт, легочная эмболия или сосудистая пробка в других органах тела человека.
Неполноценность тромбоцитов или их недостаток носит наименование тромбоцитопатии. Низкий общий показатель количества пластинок при анализе вызывает последствие в виде тромботической пурпуры, при которой развивается ишемия разных органов или гемолитическая анемия, увеличивается число закупорок в сосудах после кровотечений.
Функции элементов
Тромбоциты формируют первичную пробку для затягивания раны поврежденного сосуда и ускоряют реакцию свертывания плазмы. Особенность пластинок в том, что они играют значимую роль в заживлении и восстановлении тканей, при этом выделяют полипептидные молекулы для роста и деления клеток. Тромбоциты быстро активируются при необходимости и переходят в новое необратимое состояние.
Пластины преобразовываются под действием возбудителей:
- основного белка соединительной ткани — коллагена;
- главного белка системы свертывания — тромбина;
- аденозинмонофосфата, продуцируемого поврежденными клетками — АДФ;
- активатора второго ряда, синтезируемого тромбоцитами для налаживания вазоконстрикции — тромбоксана А2.
Измененные плоские клетки крепятся к поврежденной поверхности, формируют пробку в результате прилипания к стенкам и друг другу. В результате обновляется форма пластинок, происходит экспрессия фосфатидилсерина и Р-селектина.
В обычном состоянии тромбоцитарная мембрана не поддерживает процедуру свертывания крови, при этом фосфолипиды находятся на ее внутреннем слое. Активация плоских элементов вызывает возбуждение белковых молекул скрамблазы, которые перебрасывают фосфолипиды на внешнюю оболочку. В итоге выравнивается концентрация фосфатидилсерина в обоих слоях. В процессе изменяются трансмембранные белки экзогенного слоя, которые ускоряют свертывание путем характерного сцепления факторов.
Функции тромбоцитов
Для чего нужны тромбоциты? Основная функция тромбоцитов – своевременная свертываемость крови, но на этом их работа не заканчивается. Если в организме нормальное количество этих элементов, то они не меняют свое строение и величину. Как только в кровеносную систему попадают патогенные микроорганизмы, клетки начинают отпускать до десятка отростков. Отростки настолько велики, что превышают размер тромбоцитов в 5-10 раз. За счет такого щита патогенные микроорганизмы перестают попадать в кровеносную систему.
Ученые выделяют четыре функции тромбоцитов:
- Обеспечение целостности тканей в организме (ангиотрофическая функция). Когда тромбоциты взаимодействуют или разрушаются, происходит активная выработка биологических веществ. За счет этой функции начинается выделение факторов роста. Эти элементы крови дополнительно восстанавливают и укрепляют ткани и стенки сосудов.
- Сужение сосудов. Когда происходит повреждение сосуда, то тромбоциты первые приходят на помощь. Они выполняют гемостатическую функцию. Роль тромбоцитов заключается в создании тромбоцитарной пробки, которая перекроет поврежденное отверстие в сосуде. Такая пробка перекрывает вытекание крови, сужает проход сосуда, где разрушаются его клетки.
- Борьба с инородными микроорганизмами. Строение тромбоцитов настолько уникально, что они способны прикрепляться к различным бактериям. Своими отростками они захватывают патогенного возбудителя и не дают ему выполнить свою функцию. Со временем этот элемент крови выводится вместе с захваченным микроорганизмом за счет активной работы печени и селезенки. В результате риск негативного воздействия внешних факторов снижается, а сопротивляемость к различным болезням повышается.
- Восстановление целостности сосудов. Срок жизни тромбоцитов небольшой, но они успевают восстанавливать поврежденные стенки сосудов. Низкий уровень тромбоцитов в крови может говорить о повышенном риске появления внутренних кровотечений, так как они не в полной мере участвуют в укреплении сосудов.
Тромбоцитарные элементы входят в перечень основных показателей анализа крови, так как их повышение или понижение может быть вызвано рядом заболеваний.
Конкурс «био/мол/текст»-2019
Эта работа опубликована в номинации «Своя работа» конкурса «био/мол/текст»-2019.
Генеральный спонсор конкурса и партнер номинации «Сколтех» — Центр наук о жизни Сколтеха.
Партнер номинации — Российский научный фонд.
Спонсор конкурса — : крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.
Спонсором приза зрительских симпатий выступила компания BioVitrum.
«Книжный» спонсор конкурса — «Альпина нон-фикшн»
Специалистам и неспециалистам хорошо известно зловещее слово «тромбоз». Слово «тромб» традиционно воспринимается как что-то опасное. Однако не все тромбы представляют угрозу. При повреждении сосудистой стенки организм должен быстро сформировать что-то наподобие затычки, которая не даст крови вытекать из артерии или вены. Таким образом, формирование затычек, или, говоря научным языком, гемостатических тромбов, является ключевой задачей, которую решает система гемостаза человека (и, разумеется, не только человека). Однако иногда эта система дает сбой, и повреждение сосуда приводит к формированию массивного внутрисосудистого тромба, который практически полностью блокирует кровоток. Если этот процесс происходит в крупной артерии, питающей кровью жизненно-важный орган, такой тромб может стать причиной серьезных осложнений и даже смерти. Инфаркт миокарда и ишемический инсульт являются, пожалуй, самыми известными и распространенными осложнениями, вызванными артериальным тромбозом, которые сегодня являются наиболее частой причиной смерти и инвалидности людей в развитых странах [1].
Почему в некоторых случаях в ответ на повреждение система гемостаза срабатывает избыточно и формирует смертельно опасную пробку в сосуде? Несмотря на многие десятилетия исследований, данный вопрос остается без ответа. Отсутствие понимания механизмов, которые регулируют формирование тромба, приводит к тому, что сегодня не существует надежного способа предотвращения тромбоза: прием существующих антитромботических препаратов связан с достаточно высоким риском возникновения кровотечений — в том числе опасных для жизни.
Тромбоциты — это…
Тромб — это сгусток крови (в переводе с греческого языка), основой которого являются тромбоциты.
Тромбоцит же представляет собой маленькую, бесцветную, кровяную пластинку сферической формы (бляшки Биццоцеро). Формируются пластинки из плазменной структуры (мегакариоцитов – плазменных клеток) костного мозга. Тромбоциты не имеют ядра, но снабжены обильным количеством гранул (более 200).
Ценность грануляций обусловлена высоким содержанием особых компонентов тромбоцитарного роста (тромбоксана, тромбина, аденозиндифосфората и пр.факторов), обеспечивающих образование аминокислот и ферментов (что это такое?), разрушающих мембраны бактериальных клеток, предотвращая проникновение в кровь болезнетворных патогенов.
Размер тромбоцитарных пластин варьируется в пределах их возраста (юного, среднего, зрелого), от 2-х до 5-ти мкм.
Однако при соприкосновении тромбоцита с поверхностью, не соответствующей внутреннему эндотелию сосудов или полости сердечного перикарда, пластинки активируются, выпуская до 10 ложноножек (отростков) в десятки раз превышающих размер самой пластинки.
Такая особенность позволяет тромбоцитам служить своеобразной «заплаткой», закрывающей при необходимости раневые поверхности сосудов, не допуская кровотечений.
- Высокие тромбоциты с РА — зачем беспокоиться — Артрит — 2021
Именно ложноножки обеспечивают продвижение пластин по кровеносной системе. Тромбоциты обладают способностью прилипания к инородным агентам, захватыванию их и уничтожению, формируют сгусток тромба путем агрегации (склеивания пластин между собой) для предотвращения геморрагических процессов (кровотечений).
» alt=»»>
Основная роль тромбоцитов – активное участие в процессе свертывания крови (гемостаза).
Они обеспечивают транспортную функцию, доставляя питательные компоненты к тканям (эндотелию), выстилающих внутреннюю полость сосудистых стенок. Они сохраняют жизнедеятельность до 10 дней, после чего разрушаются в различных органах (в селезенке, легких, либо печени).
Последние разработки японских ученых доказали, что мегакариоциты не единственные источники образования бляшек Бицоцерро (тромбоцитов). Им удалось получить тромбоциты из собственных стволовых клеток пациента.
Данные исследования повышают успешность проведения трансплантации, так как при наличии таких тромбоцитов не вызывается отторжения организмом донорских органов.
Как участвуют тромбоциты в процессе гемостаза можно рассмотреть на схеме:
Оценив по достоинству основные функции тромбоцитов, можно понять, чем чреват их дисбаланс в организме и какими могут быть негативные последствия.
Любой дисбаланс активности и количества тромбоцитов в медицине называется тромбоцитопатией.
- Снижение концентрации тромбоцитарных пластин называют тромбоцитопенией.
- А повышенную концентрацию – тромбоцитозом.
- Нарушение функции их активности диагностируют, как тромбостению.
Анализы крови
В категории качественных преобразований тромбоцитов выделяют недостаток или блокаду рецепторов мембран или отсутствие компактных гранул. Симптомы геморрагического диатеза возникают из-за сдвига в высвобождении сферосом, при нарушении продукции тромбоксана и простагландинов. Имеет значение аномалия и дефицит фактора Виллебранда, а также нарушение взаимообмена нуклеотидов и перемещения кальция.
В современной медицине применяются такие виды анализов крови:
- общий клинический;
- биохимическое исследование;
- определение степени свертываемости;
- проба по Сухареву.
Исследование крови рекомендуется в качестве первого шага при постановке диагноза. В результате лабораторных исследований выявляется патология и отражается истинное состояние тела человека.
Общий клинический
По итогам исследования проверяется уровень гемоглобина, число лейкоцитов, лимфоцитов, определяется коэффициент цвета, степень оседания эритроцитов (СОЭ), в общей картине показывается объем присутствующих тромбоцитов. На основании исследований определяется степень функционирования организма и выявляются отклонения от нормы.
Общий анализ назначается врачом для подтверждения или опровержения:
- появления воспалений;
- развития заболеваний кроветворных органов и систем;
- возникновения иммунных сбоев;
- аллергических реакций.
Анализ рекомендуется беременным женщинам, пациентам с варикозным расширением вен, заболеваниями сердца и сосудов. Исследование нужно при патологиях органов, аутоиммунных заболеваниях. Проведение анализа не требует сложной подготовки, для взятия крови больше подходит утреннее время перед завтраком.
Биохимическое исследование
Анализ информирует врача и дает развернутую таблицу показателей, поэтому требуется большой объем крови, который берется из вены. Биохимические показатели отражают функционирование большинства органов и степень развития болезни.
Проверка показывает:
- воспалительные процессы;
- показатели состояния системы крови;
- положение водно-солевого взаимообмена;
- объемы важных для жизни микроэлементов.
В результате определяется показатель белков, углеводов, проверяется уровень ферментов крови, концентрация билирубина. Расширенный биохимический анализ показывает нормальное или нет содержание микроэлементов. В результате исследуется азотистый обмен, устанавливается наличие мочевины, креатинина.
Определение свертываемости
В процессе исследования выявляется скорость формирования сгустка крови, агрегации тромбоцитов. Удлинение показателя ведет к лишним кровопотерям, а низкая активность плоских телец вызывает закупорки сосудов. Беременные женщины сдают анализ два раза, так как при родах очень важна своевременная свертываемость. Возникновение пробок опасно при варикозном заболевании тем, что вызывает появление тромбов. Коагулограмма назначается перед оперативным лечением, обширным переливанием крови.
Анализ проводится перед утренним питанием или спустя 8 часов после еды, не рекомендуется прием алкоголя. Из вены берется 1 мл крови, который делится на две пробирки. Образцы содержатся в условиях температуры +37˚С, при этом определяется время от сбора крови до начала этапа сворачивания.
Диагностика по Сухареву
В процессе изучается время загустевания крови до времени ее полной неподвижности. Развитие процедуры должно ограничиваться периодом в 35—120 секунд, а окончание процесса растягивается до 3,5−5,0 минут.
Пониженные показатели говорят об изменениях:
- анемии разного происхождения;
- беременности;
- неправильном функционировании тромбоцитов;
- излишнем увлечении кроверазжижающими медикаментами.
Ускоренная свертываемость свидетельствует о гормональных сбоях, развитии атеросклероза, инфекционных поражениях в организме. Для анализа используется трубка Панченкова, берется кровь из пальца, первая капля удаляется ватой. Капилляр наполняется до контрольного уровня и кладется горизонтально. Лаборант через 30 секунд переворачивает трубку, меняя стороны, при работе применяется секундомер.
О чем говорят повышенные тромбоциты
Увеличение концентрации бляшек Биццоцеро может предупредить о наличии в организме различных патологических процессов – развитии туберкулезной инфекции, рака крови (лейкозе), онкологических заболеваний различных органов, лимфоме Ходжкина.
- Подсчет тромбоцитов по Фонио – точен ли метод?
Тромбоцитоз (повышение тромбоцитов) – неизменный спутник:
- эритроцитоза;
- воспалительных кишечных и суставных патологий;
- хронической формы миелолейкоза;
- острого течения инфекционных заболеваний;
- внутрисосудистого гемолиза и анемии .
К увеличению количества тромбоцитов приводятсильные стрессы, общая интоксикация организма и кровопотери, что в конечном итоге может привести к развитию тромбоцитамии и несостоятельности функций стволовых клеток в костном мозге.
Как ни странно, но значительные кровопотери не снижают концентрацию тромбоцитарных пластин, а наоборот – увеличивают. Что обусловлено наличием компенсированных свойств организма, способного восполнять потери тромбоцитов.
Не важно по каким причинам тромбоциты выходят за границы нормативных значений. При такой ситуации необходима врачебная оценка с проведением соответствующей терапии.
Вспомогательные функции тромбоцитов
Помимо защитных свойств, у данных красных пластин есть и еще одна полезная способность. Заключается она в питании эндотелия кровеносной системы человека. Благодаря этой функции тромбоцитов сосуды получают жизненно важные микроэлементы, способствующие нормализации потока красных телец и общей работы внутренних органов. От этого свойства во многом зависит степень защиты организма (иммунитет). Также кровяные элементы активно участвуют в регенерации, то есть в заживлении тканей после повреждения. Данный эффект достигается ускоренным процессом деления и высвобождения из сосудов. Иными словами, тромбоциты выполняют функцию закупоривания всего участка повреждения. Мало того, они способствуют ускоренному росту пораженных клеток. Под этим процессом понимается деление полипептидных молекул.
Во время активации тромбоцитов происходит и рост фибробластов. Также в этот момент вырабатываются микрокомпоненты, отвечающие за трансформацию клеток и восстановление уровня инсулина.
