凝血酶激活

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凝血酶激活血液离开血管数分钟后，血液就由流动的溶胶状态变成不能流动的胶冻状凝块，这一过程称为血液凝固（bloodcoagulation）或血凝。在凝血过程中，血浆中的纤维蛋白源转变为不溶的血纤维。血纤维交织成网，将很多血细胞网罗在内，形成血凝块。血液凝固后1-2小时，血凝块又发生回缩，并释出淡黄色的液体，称为血清。血清与血浆的区别，在于前者缺乏纤维蛋白原和少量参与血凝的其他血浆蛋白质，但又增添了少量血凝时由血小板释放出来的物质。  　　血浆内具备了发生凝血的各种物质，所以将血液抽出放置于玻璃管内即可凝血。血浆内又有防止血液凝固的物质，称为抗凝物质（anticoagulant）。血液在血管内能保持流动，除其他原因外，抗凝物质起了重要的作用。血管内又存在一些物质可使血纤维再分解，这些物质构成纤维蛋白溶解系统（简称纤溶系统）（fibrinloyticsystem）。  　　在生理止血中，血凝、抗凝与纤维蛋白溶解相互配合，既有效地防止了失血，又保持了血管内血流畅通。  　　（一）血液凝固  　　凝血因子血浆与组织中直接参与凝血的物质，统称为凝血因子（bloodclottingfactors），其中已按国际命名法用罗马数字编了号的有12种（表3-4）。此外，还有前激肽释放酶、高分子激肽原以及来自血小板的磷脂等直接参与凝血过程。除因子Ⅳ

1与磷脂外，其余已知的凝血因子都是蛋白质，而且因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ以及前激肽释放酶都是蛋白酶。这些蛋白酶都属于内切酶，即每一种酶只能水解某两种氨基酸所形成的肽键。因而不能将某一知肽链分解成很多氨基酸，而只能是对某一条肽链进行有限的水解。通常在血液中，因Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ都是无活性的酶原，必须通过有限水解在其肽链上一定部位切断或切下一个片段，以暴露或形成活性中心，这些因子才成为有活性的酶，这个过程称为激活。被激活的酶，称为这些因子的“活性型”，习惯上于该因子代号的右下角加一“a”字来表示。如凝血酶原被激活为凝血酶，即由因子Ⅱ变成因子Ⅱa。因子Ⅶ是以活性型存在于血液中的，但必须有因子Ⅲ（即组织凝血激酶）同时存在才能起作用，而在正常时因子Ⅲ只存在于血管外，所以通常因子Ⅶ在血流中也不起作用。  　　按国际命名法编号的凝血因子  编号同义名  因子Ⅰ纤维蛋白原（fibrinogen）  因子Ⅱ凝血酶原(prothrombin)  因子Ⅲ组织凝血激素(tissuethromboplastin)  因子ⅣCa2+  因子Ⅴ前加速素(proaccelerin)  因子Ⅶ前转变素(proconvertin)  因子Ⅷ抗血友病因子(antihemophilicfactor,AHF)  因子Ⅸ血浆凝血激酶(plasmathromboplastincomponent,PTC)  

2因子ⅩStuart-Prower因子  因子Ⅺ血浆凝血激酶前质(plasmathromboplastinantecedent,PTA)  因子Ⅻ接触因子(contactfactor)  因子ⅩⅢ纤维蛋白稳定因子(fibrin-stabilizingfactor)  凝血过程凝血过程基本上是一系列蛋白质有限水解的过程，凝血过程一旦开始，各个凝血因子便一个激活另一个，形成一个“瀑布”样的反应链直至血液凝固。凝血过程大体上可分为三个阶段（图3-4）：即因子χ激活成χa；因子Ⅱ（凝血酶原）激活成Ⅱa（凝血酶）；因子Ⅰ（纤维蛋白原）转变成Ⅰa（纤维蛋白）。  因子χ的激活可以通过两种途径。如果只是损伤血管内膜或抽出血液置于玻璃管内，完全依靠血浆内的凝血因子逐步使因子χ激活从而发生凝血的，称为径内源性激活途径（intrinsicroute）；如果是依靠血管外组织释放的因子Ⅲ来参与因子χ的激活的，称为外源性激活途径（extrinxicroute），如创伤出血后发生凝血的情况。  　　1．内源性途径一般从因子Ⅻ的激活开始。血管内膜下组织，特别是胶原纤维，与因子Ⅻ接触，可使因子Ⅻ激活成Ⅻa。Ⅻa可激活前激肽释放酶使之成为激肽释放酶；后者反过来又能激活因子Ⅻ，这是一种正反馈，可使因子Ⅻa大量生成。Ⅻa又激活因子Ⅺ成为Ⅺa。由因子Ⅻ激活到Ⅺa形成为止的步骤，称为表面激活。表面激活过程还需有高分子激肽原*参与，但其作用机制尚不清楚。表面激活所形成的Ⅺa再激活因子Ⅸ生成Ⅸa，这一步需要有Ca2+（即因子Ⅳ

3）存在。Ⅸa再与因子Ⅷ和血小板3因子（PF3）及Ca2+组成因子Ⅷ复合物，即可激活因子Χ生成Χa。血小板3因子可能就是血小板膜上的磷脂，它的作用主要是提供一个磷脂的吸附表面。因子Ⅸa和因子χ分别通过Ca2+而同时连接于这个磷脂表面，这样，因子Ⅸa即可使因子χ发生有限水解而激活成为χa。但这一激活过程进行很缓慢，除非是有因子Ⅷ参与。因子Ⅷ本身不是蛋白酶，不能激活因子х，但能使Ⅸa激活因子χ的作用加快几百倍。所以因子Ⅷ虽是一种辅助因子，但是十分重要。遗传性缺乏因子Ⅷ将发生甲型血友病（hemophiliaA），这时凝血过程非常慢，甚至微小的创伤也出血不止。先天性缺乏因子Ⅸ时，内源性途径激活因子χ的反应受阻，血液也就不易凝固，这种凝血缺陷称为B型血友病（hemophiliaB）。  2．外源性途径由因子Ⅶ与因子Ⅲ组成复合物，在有Ca2+存在的情况下，激活因子χ生成χa。因子Ⅲ，原名组织凝血激酶，广泛存在于血管外组织中，但在脑、肺和胎盘组织中特别丰富。因子Ⅲ为磷脂蛋白质。Ca2+的作用就是将因子Ⅶ与因子χ都结合于因子Ⅲ所提供的磷脂上，以便因子Ⅶ催化因子χ的有限水解，形成χa。  　　Χa又与因子Ⅴ、PE3和Ca2+形成凝血酶原酶复合物，激活凝血酶原（因子Ⅱ）生成凝血酶（Ⅱa）。在凝血酶原酶复合物中的PF3也是提供磷脂表面，因子Χa和凝血酶原（因子Ⅱ）通过Ca2+而同时连接于磷脂表面，χa催化凝血酶原进行有限水解，成为凝血酶（Ⅱa）。因子Ⅴ

4也是辅助因子，它本身不是蛋白酶，不能催化凝血酶原的有限水解，但可使χa的作用增快几十倍。  　　因子χ与凝血酶原的激活，都是在PF3提供的磷脂表面上进行的，可以将这两个步骤总称为磷脂表面阶段。在这一阶段中，因子Ⅱ（凝血酶原）、因子Ⅶ、因子Ⅸ和因子χ，都必须通过Ca2+连接于磷脂表面。因此，在这些因子的分子上必须有能与Ca2+结合的部位。现已知，因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、х都是在肝中合成。这些因子在肝细胞的核糖体处合成肽链后，还需依靠维生素K的参与，使肽链上某些谷氨酸残基于γ位羧化成为γ-羧谷氨酸残基，构成这些因子的Ca2+结合部位。因此，缺陷维生素K，将出现出血倾向。  　　凝血酶（thrombin）有多方面的作用。它可以加速因子Ⅶ复合物与凝血酶原酶复合物的形成并增加其作用，这也是正反馈；它又能激活因子ⅩⅢ生成ⅩⅢa；但它的主要作用是催化纤维蛋白原的分解，使每一分子纤维蛋白原从N-端脱下四段小肽，转变成为纤维蛋白单体（fibrinmonomer）,然后互相连接，特别是在ⅩⅢa作用下形成牢固的纤维蛋白多聚体（fibrinpolymers），即不溶于水的血纤维。上述凝血过程可见图3-5表示。  　　一般来说，通过外源性途径凝血较快，内源性途径较慢，但在实际情况中，单纯由一种途径引起凝血的情况不多。  在凝血的某些阶段，内源性途径与外源性途径之间存在着功能的交叉，也就是说，这两条途径之间具有某些“变通”的途径。例如，外源性的因子Ⅶa和Ⅲ可以形成复合物直接激活因子Ⅸ，从而部分代替了因子Ⅺ和Ⅻa的功能。这一机制得以解释为什么在因子Ⅸ

5缺乏时的出血倾向，较因子Ⅺ和Ⅻ缺乏时更为严重。另一方面，内源性因子Ⅻ的裂解产物和因子Ⅸa也能激活外源性的因子Ⅶ。  　　（二）抗凝系统的作用  　　正常人1ml血浆含凝血酶原约300单位，在凝血时通常可以全部激活。10ml血浆在凝血时生成的凝血酶就足以使全身血液凝固。但在生理止血时，凝血只限于某一小段血管，而且1ml血浆中出现的凝血酶活性很少超出8-10单位，说明正常人血浆中有很强的抗凝血酶活性。  　　现在已经查明，血浆中最重要的抗凝物质是抗凝血酶Ⅲ（antithrombinⅢ）和肝素，它们的作用约占血浆全部抗凝血酶活性的75%。抗凝血酶Ⅲ是血浆中一种丝氨酸蛋白酶抑制物（serineproteaseinhibitor）。因子Ⅱa、Ⅶ、Ⅸa、χa、Ⅻa的活性中心均含有丝氨酸残基，都属于丝氨酸蛋白酶（serineprotease）。抗凝血酶Ⅲ分子上的精氨酸残基，可以与这些酶活性中心的丝氨酸残基结合，这样就“封闭”了这些酶的活性中心而使之失活。在血液中，每一分子抗凝血酶Ⅲ，可以与一分子凝血酶结合形成复合物，从而使凝血酶失活。  　　肝素是一种酸性粘多糖，主要由肥大细胞和嗜碱性粒细胞产生，存在于大多数组织中，在肝、肺、心和肌组织中更为丰富。  　　肝素在体内和体外都具有抗凝作用，肝素抗凝的主要机制在于它能结合血浆中的一些抗凝蛋白，如抗凝血酶Ⅲ和肝素辅助因子Ⅱ（heparincofactorⅡ

6）等，使这些抗凝蛋白的活性大为增强。当肝素与抗凝血酶Ⅱ的某一个ε-氨基赖氨酸残基结合，则抗凝血酶Ⅲ与凝血酶的亲和力可增强100倍，使两者结合得更快，更稳定，使凝血酶立即失活。当肝素与肝素辅助因子Ⅱ结合而激活后者时，被激活的肝素辅助因子Ⅱ特异性地与凝血酶结合成复合物，从而使凝血酶失活，在肝素的激活作用下，肝素辅助因子灭活凝血酶的速度可以加快约1000倍。  　肝素还可以作用血管内皮细胞，使之释放凝血抑制物和纤溶酶原激活物，从而增强对凝血的抑制和纤维蛋白的溶解。此外，肝素能激活血浆中的脂酶，加速血浆中乳糜微粒的清除，因而减轻脂蛋白对血管内皮的损伤，有助于防止与血脂有关的血栓形成。  　　天然肝素是一种分子量不均一的混合物，分子量为3000-57000不等。这种不均一是生物合成过程有差异所致。不同分子量肝素的生物作用也不完全相同。一般将分子量在7000以下肝素称为低分子量肝素。低分子量肝素只与抗凝血酶Ⅱ结合，而分子量较大的肝素除了能与抗凝血酶Ⅲ结合外，还能与血小板结合，结果不仅抑制血小板表面凝血酶的形成，而且抑制血小板的聚集与释放。由于分子量较大的肝素抗凝作用的环节较多，作用较为复杂，易引起出血倾向，而低分子时肝素具有半衰期较长，抗凝效果好和引起出血倾向少等优点，因而更适于作为外源性抗凝剂。  　　从化学本质看，凝血过程是一系列酶促反应链，其中主链是一系列丝氨酸蛋白酶的作用。组成抗凝系统的一类物质是血浆中存在的多种丝氨酸蛋白酶抑制物。上述抗凝血酶Ⅲ

7是其中最为重要的一种。属于丝氨酸蛋白酶抑制物的抗凝物质还有能抑制补体第1成分和因子Ⅻa、Ⅺa、的C1抑制物（C1inhibitor），广谱的蛋白酶抑制物a2-巨球蛋白（a2-macroglobulin）等。抗凝系统中的另一类物质是辅因子抑制物，这类抑制物通过对凝血辅因子如因子Ⅴ和Ⅷ活性的抑制而实现抗凝作用。下述的蛋白质C和凝血酶调制素都是属于这类抗凝物质。  　　蛋白质C（proteinC）是近年来引起注意的另一种具有抗凝作用的血浆蛋白，分子量为62000，它由肝合成，并有赖于维生素K的存在。蛋白质C以酶原形式存在于血浆中，蛋白质C在凝血酶的作用下发生有限的酶解过程，从分子上裂解下一个小肽后即具有活性。激活的蛋白质C与血管内皮表面存在的辅因子凝血酶调制素（thrombomodulin）结合成复合物，在Ca2+存在的条件下这种复合物使蛋白质C的激活过程大大加快。激活的蛋白质C具有多方面的抗凝血、抗血栓功能，主要的作用包括：①灭活凝血因子Ⅴ和Ⅷ。这种灭活也是一种酶解过程，即是把因子Ⅴ和Ⅷ的重链进行水解，使他们与磷脂的结合力降低。这种灭活反应需要有Ca2+的存在，反应的速度是很快的；②限制因子Χa与血小板结合。存在于血小板表面的因子Ⅴa是因子Χa的受体。当因子Χa与这种受体结合后，可使因子Χa的活性大为增强。由于激活的蛋白质C能使因子Ⅴa灭活，使因子Χa与血小板的结合受到阻碍，结果可使因子Χa激活凝血酶原的作用大为减弱；③增强纤维蛋白的溶解。激活的蛋白质C能刺激溶酶原激活物的释放，从而增强纤溶活性。激活的蛋白质C的这一作用只有在内皮细胞存在的情况下才能实现。维生素K

8缺乏或患肝病可使蛋白质C的合成减少；某些病理情况造成血管内皮广泛损伤时使凝血酶调制减少，这种减少转而使蛋白质C的激活受阻。不论是蛋白质C减少或活化受阻都增加了形成血栓的倾向。  　　体外延缓或阻止血液凝固的因素：①降低温度，当反应系统的温度降低至10℃以下时，很多参与凝血过程的酶的活性下降，因些可延缓血液凝固，但不能完全阻止凝血的发生；②光滑的表面，也称不湿表面，可减少血小板的聚集和解体，减弱对凝血过程的触发，因而延缓了凝血酶的形成。例如，将血液盛放在内表面涂有硅胶或石蜡的容器内，即可延缓血凝，③去Ca2+，由于血液凝固的多个环节中都需要Ca2+的参加，因此如在体外向血液中加入某些能与钙结合形成不易解离但可溶解的络合物，从而减少了血浆中的Ca2+，防止了血液凝固。由于少量枸橼酸钠进入血液循环不致产生毒性，因此常用它作抗凝剂来处理输血用的血液。此外，实验室中可使用草酸铵、草酸钾和螯合剂乙二胺四乙酸（ECTA）作抗凝剂，它们能与Ca2+结合不易溶解的复合物。但它们对机体有害，因而不能进入体内。第一种：向一份人血标记本中加入3.8%的柠檬酸钠作为抗凝剂，3000r/min（离心力为2500g）离心15min，得血浆，加入钙离子使得血浆中的钙浓度保持为10mmol/L，放置1h后，使钙离子促进凝血酶原转化为凝血酶‘

9第二种方法：血浆中除了加入钙离子外，还加入胰酶促进凝血酶原转化为凝血酶。准备做血浆中凝血酶的提取，用的是柠檬酸钡吸附法，得到粗品后，为将凝血酶激活，需加入氯化钙(2.0mol/L)，如何才能使最终的钙离子浓度为0.1mol/L？1、凝血酶原激活用2％Na2COs溶液将凝血酶原溶液的pH调至7.1，加入0.25mol／LCaCl2溶液，使Ca2+终浓度为0.03mol／L，再用2％Na2C03溶液将凝血酶原溶液的pH调至7.1，室温静置2h，过滤即得凝血酶溶液。1．4凝血酶原的激活和分离凝血酶将上述三种滤膜收集液，在25℃条件下，分别溶于500ml的0．9％NaCl溶液中，加入1mol／LCaCl2溶液10ml，搅拌15min，在4℃静置1．5h，置于4000r／min离心10min，弃去沉淀。上清液移入瓷桶中，加入等量的预冷至4℃的丙酮，搅拌，静置，离心，除杂质，收集沉淀，即得白色的凝血酶。2．4．3凝血酶原的激活条件试验2．4．3．1Ca2+浓度对凝血酶活力的影响取12％Bacl，组凝血酶原溶液适量，分成数份，加入cacl，至不同终浓度，于37cC激活1h，测定凝血酶活性。

102．4．3．2ca2+激活时间对凝血酶活力的影响取12％Bacl2组凝血酶原溶液适量，加入cacl2溶液使其终浓度达到2．4．3．1项中凝血酶活性最高组所用的cacl，终浓度，37℃水浴，于不同时间取样测定凝血酶活性。故用cacl，激活牛凝血酶原的最适浓度为0．05mol／L