Funkcja fizjologiczna płytek krwi

Płytki krwi (trombocyty) to małe fragmenty cytoplazmy uwalniane z cytoplazmy dojrzałych megakariocytów w szpiku kostnym.Chociaż megakariocyty stanowią najmniejszą liczbę komórek krwiotwórczych w szpiku kostnym, stanowiąc zaledwie 0,05% całkowitej liczby komórek jądrzastych szpiku kostnego, wytwarzane przez nie płytki krwi są niezwykle ważne dla funkcji hemostatycznej organizmu.Każdy megakariocyt może wytworzyć 200-700 płytek krwi.

Liczba płytek krwi u zdrowego dorosłego człowieka wynosi (150–350) × 109/l.Płytki krwi pełnią funkcję utrzymywania integralności ścian naczyń krwionośnych.Gdy liczba płytek krwi spadnie do 50 × Gdy ciśnienie krwi spadnie poniżej 109/l, niewielki uraz lub jedynie podwyższone ciśnienie krwi może spowodować plamy zastoju krwi na skórze i błonie podśluzowej, a nawet dużą plamicę.Dzieje się tak dlatego, że płytki krwi mogą w dowolnym momencie osadzić się na ścianie naczyń, wypełniając luki pozostawione przez oddzielenie komórek śródbłonka, i mogą łączyć się w komórki śródbłonka naczyń, co może odgrywać ważną rolę w utrzymaniu integralności komórek śródbłonka lub naprawie komórek śródbłonka.Gdy płytek krwi jest za mało, funkcje te są trudne do spełnienia i pojawia się tendencja do krwawień.Płytki krwi krążącej są na ogół w stanie „stacjonarnym”.Kiedy jednak naczynia krwionośne ulegają uszkodzeniu, płytki krwi ulegają aktywacji poprzez kontakt powierzchniowy i działanie pewnych czynników krzepnięcia.Aktywowane płytki krwi mogą uwalniać szereg substancji niezbędnych w procesie hemostazy i pełnić funkcje fizjologiczne, takie jak adhezja, agregacja, uwalnianie i adsorpcja.

Megakariocyty wytwarzające płytki krwi pochodzą również z hematopoetycznych komórek macierzystych w szpiku kostnym.Hematopoetyczne komórki macierzyste najpierw różnicują się w komórki progenitorowe megakariocytów, znane również jako megakariocyty tworzące kolonię (CFU Meg).Chromosomy w jądrze komórki progenitorowej mają na ogół 2-3 ploidalność.Kiedy komórki progenitorowe są diploidalne lub tetraploidalne, komórki te mają zdolność do proliferacji, więc jest to etap, w którym linie megakariocytów zwiększają liczbę komórek.Kiedy komórki progenitorowe megakariocytów dalej różnicowały się w megakariocyty ploidalne o wielkości 8-32, cytoplazma zaczęła się różnicować, a układ błon wewnętrznych stopniowo się uzupełniał.Wreszcie substancja błonowa dzieli cytoplazmę megakariocytu na wiele małych obszarów.Kiedy każda komórka zostanie całkowicie oddzielona, ​​staje się płytką krwi.Jedna po drugiej płytki krwi odpadają z megakariocytów przez szczelinę między komórkami śródbłonka ściany zatoki żyły i dostają się do krwioobiegu.

Posiadający zupełnie inne właściwości immunologiczne.TPO to glikoproteina wytwarzana głównie przez nerki, o masie cząsteczkowej około 80 000-90 000.Kiedy liczba płytek krwi w krwiobiegu spada, wzrasta stężenie TPO we krwi.Funkcje tego czynnika regulacyjnego obejmują: ① wzmaganie syntezy DNA w komórkach progenitorowych i zwiększanie liczby poliploidów komórkowych;② Stymuluj megakariocyt do syntezy białka;③ Zwiększ całkowitą liczbę megakariocytów, co skutkuje zwiększoną produkcją płytek krwi.Obecnie uważa się, że proliferacja i różnicowanie megakariocytów są regulowane głównie przez dwa czynniki regulacyjne na dwóch etapach różnicowania.Te dwa regulatory to czynnik stymulujący tworzenie kolonii megakariocytów (Meg CSF) i trombopoetyna (TPO).Meg CSF jest czynnikiem regulacyjnym, który działa głównie na stadium komórek progenitorowych, a jego rolą jest regulacja proliferacji komórek progenitorowych megakariocytów.Kiedy całkowita liczba megakariocytów w szpiku kostnym maleje, wzrasta produkcja tego czynnika regulacyjnego.

Po wejściu płytek krwi do krwiobiegu pełnią funkcje fizjologiczne tylko przez pierwsze dwa dni, ale ich średnia długość życia może wynosić 7-14 dni.W fizjologicznych działaniach hemostatycznych same płytki krwi rozpadają się i po agregacji uwalniają wszystkie substancje czynne;Może także integrować się z komórkami śródbłonka naczyń.Oprócz starzenia i niszczenia, płytki krwi mogą być również zużywane podczas ich funkcji fizjologicznych.Starzejące się płytki krwi gromadzą się w śledzionie, wątrobie i płucach.

1. Ultrastruktura płytek krwi

W normalnych warunkach płytki krwi mają postać lekko wypukłych krążków po obu stronach, o średniej średnicy 2-3 µm.Średnia objętość wynosi 8 µM3.Płytki krwi to komórki jądrzaste, które pod mikroskopem optycznym nie mają określonej struktury, ale pod mikroskopem elektronowym można zaobserwować złożoną ultrastrukturę.Obecnie strukturę płytek krwi ogólnie dzieli się na otaczający obszar, obszar zolu-żelu, obszar organelli i obszar specjalnego układu błonowego.

Normalna powierzchnia płytek krwi jest gładka, z widocznymi małymi wklęsłymi strukturami i stanowi otwarty układ kanalikowy (OCS).Otaczający obszar powierzchni płytek krwi składa się z trzech części: warstwy zewnętrznej, błony jednostkowej i obszaru podbłonowego.Płaszcz składa się głównie z różnych glikoprotein (GP), takich jak GP Ia, GP Ib, GP IIa, GP IIb, GP IIIa, GP IV, GP V, GP IX itp. Tworzy różnorodne receptory adhezyjne i może łączyć na TSP, trombinę, kolagen, fibrynogen itp. Kluczowe znaczenie ma udział płytek krwi w krzepnięciu i regulacji układu odpornościowego.Błona jednostkowa, zwana także błoną plazmatyczną, zawiera cząsteczki białka osadzone w dwuwarstwie lipidowej.Liczba i rozmieszczenie tych cząstek są związane z adhezją płytek krwi i funkcją krzepnięcia.Membrana zawiera Na+-K+-ATPazę, która utrzymuje różnicę stężeń jonów wewnątrz i na zewnątrz membrany.Strefa podbłonowa znajduje się pomiędzy dolną częścią membrany jednostkowej a zewnętrzną stroną mikrotubuli.Obszar podbłonowy zawiera włókna podbłonowe i aktynę, które są związane z adhezją i agregacją płytek krwi.

Mikrotubule, mikrofilamenty i włókna podbłonowe występują również w obszarze zolowo-żelowym płytek krwi.Substancje te stanowią szkielet i układ skurczowy płytek krwi, odgrywając ważną rolę w deformacji płytek krwi, uwalnianiu cząstek, rozciąganiu i kurczeniu skrzepu.Mikrotubule składają się z tubuliny, która stanowi 3% całkowitego białka płytek krwi.Ich główną funkcją jest utrzymanie kształtu płytek krwi.Mikrofilamenty zawierają głównie aktynę, która jest białkiem występującym najczęściej w płytkach krwi i stanowi 15–20% całkowitego białka płytek krwi.Włókna podbłonowe to głównie składniki włókien, które mogą pomóc białku wiążącemu aktynę i aktynie w sieciowaniu w wiązki.Zakładając obecność Ca2+, aktyna współpracuje z protrombiną, kontraktyną, białkiem wiążącym, koaktyną, miozyną itp., aby zakończyć zmianę kształtu płytek krwi, utworzenie pseudopodium, skurcz komórek i inne działania.

Tabela 1 Glikoproteiny błony głównej płytek krwi

Obszar Organelli to obszar, w którym w płytkach krwi znajduje się wiele rodzajów Organelli, co ma istotny wpływ na funkcjonowanie płytek krwi.Jest to także ośrodek badawczy współczesnej medycyny.Najważniejszymi składnikami obszaru Organelli są różne cząstki, takie jak cząstki α, cząstki gęste (cząstki δ) i lizosomy (cząstki λ itp.), szczegóły można znaleźć w Tabeli 1.Granulki α to miejsca przechowywania w płytkach krwi, które mogą wydzielać białka.W każdej płytce krwi znajduje się więcej niż dziesięć cząstek α.Tabela 1 wymienia jedynie stosunkowo główne składniki i zgodnie z poszukiwaniami autora stwierdzono, że α W granulkach obecnych jest ponad 230 poziomów czynników pochodzenia płytkowego (PDF).Stosunek gęstych cząstek α ​​Cząstki są nieco mniejsze, mają średnicę 250-300 nm, a w każdej płytce znajduje się 4-8 gęstych cząstek.Obecnie stwierdzono, że 65% ADP i ATP jest magazynowanych w gęstych cząsteczkach w płytkach krwi, a 90% 5-HT we krwi jest również magazynowane w gęstych cząsteczkach.Dlatego gęste cząstki mają kluczowe znaczenie dla agregacji płytek krwi.Zdolność do uwalniania ADP i 5-HT jest również wykorzystywana klinicznie do oceny funkcji wydzielania płytek krwi.Ponadto w regionie tym znajdują się także mitochondria i lizosomy, które w tym roku są także gorącym punktem badawczym w kraju i za granicą.Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny 2013 przyznano trzem naukowcom: Jamesowi E. Rothmanowi, Randy’emu W. Schekmanowi i Thomasowi C. Südhofowi za odkrycie tajemnic mechanizmów transportu wewnątrzkomórkowego.Istnieje również wiele nieznanych obszarów metabolizmu substancji i energii w płytkach krwi za pośrednictwem ciał wewnątrzkomórkowych i lizosomów.

Specjalny obszar systemu membranowego obejmuje OCS i gęsty system rurowy (DTS).OCS to kręty system rurociągów utworzony przez powierzchnię płytek krwi zatapiającą się we wnętrzu płytek krwi, znacznie zwiększającą powierzchnię płytek krwi stykających się z osoczem.Jednocześnie jest to kanał zewnątrzkomórkowy, przez który różne substancje przedostają się do płytek krwi i uwalniają różne cząstki stałe z płytek krwi.Rurociąg DTS nie jest połączony ze światem zewnętrznym i jest miejscem syntezy substancji w komórkach krwi.

2. Fizjologiczna funkcja płytek krwi

Główną fizjologiczną funkcją płytek krwi jest udział w hemostazie i zakrzepicy.Czynność funkcjonalną płytek krwi podczas fizjologicznej hemostazy można z grubsza podzielić na dwa etapy: hemostazę początkową i hemostazę wtórną.Płytki krwi odgrywają ważną rolę na obu etapach hemostazy, ale specyficzne mechanizmy ich funkcjonowania wciąż się różnią.

1) Początkowa funkcja hemostatyczna płytek krwi

Skrzep powstający podczas początkowej hemostazy to głównie biały skrzep, a reakcje aktywacji, takie jak adhezja, deformacja, uwalnianie i agregacja płytek krwi, są ważnymi mechanizmami w procesie pierwotnej hemostazy.

I. Reakcja adhezji płytek krwi

Adhezja pomiędzy płytkami krwi i powierzchniami niepłytkowymi nazywana jest adhezją płytek krwi i jest pierwszym krokiem w uczestniczeniu w prawidłowych reakcjach hemostatycznych po uszkodzeniu naczyń i ważnym krokiem w patologicznej zakrzepicy.Po uszkodzeniu naczynia płytki krwi przepływające przez to naczynie są aktywowane przez powierzchnię tkanki pod śródbłonkiem naczyń i natychmiast przylegają do odsłoniętych włókien kolagenowych w miejscu uszkodzenia.Po 10 minutach lokalnie zdeponowane płytki krwi osiągnęły maksymalną liczbę, tworząc białe skrzepy krwi.

Do głównych czynników biorących udział w procesie adhezji płytek krwi zalicza się glikoproteinę błony płytek krwi Ⅰ (GP Ⅰ), czynnik von Willebranda (czynnik vW) oraz kolagen w tkance podśródbłonkowej.Głównymi rodzajami kolagenu obecnymi w ścianie naczyń są typy I, III, IV, V, VI i VII, spośród których kolageny typu I, III i IV odgrywają najważniejszą rolę w procesie adhezji płytek krwi w warunkach płynięcia.Czynnik vW jest pomostem łączącym płytki krwi z kolagenem typu I, III i IV, a specyficzny dla glikoproteiny receptor GP Ib na błonie płytek krwi jest głównym miejscem wiązania kolagenu płytek krwi.Ponadto glikoproteiny GP IIb/IIIa, GP Ia/IIa, GP IV, CD36 i CD31 na błonie płytek krwi również uczestniczą w adhezji do kolagenu.

II.Reakcja agregacji płytek krwi

Zjawisko przylegania płytek krwi do siebie nazywa się agregacją.Reakcja agregacji zachodzi wraz z reakcją adhezji.W obecności Ca2+, glikoproteina błonowa płytek krwi GPIIb/IIIa i fibrynogen agregują razem rozproszone płytki krwi.Agregację płytek krwi można wywołać dwoma różnymi mechanizmami: jednym są różne induktory chemiczne, a drugi jest spowodowany naprężeniem ścinającym w warunkach płynięcia.Na początku agregacji płytki krwi zmieniają kształt z krążka na kształt kulisty i wystają pseudostopki, które wyglądają jak małe ciernie;Jednocześnie degranulacja płytek krwi odnosi się do uwalniania substancji aktywnych, takich jak ADP i 5-HT, które pierwotnie były zmagazynowane w gęstych cząsteczkach.Uwolnienie ADP, 5-HT i produkcja niektórych prostaglandyn są bardzo ważne dla agregacji.

ADP jest najważniejszą substancją wpływającą na agregację płytek krwi, zwłaszcza endogennym ADP uwalnianym z płytek krwi.Dodanie niewielkiej ilości ADP (stężenie 0,9) do zawiesiny płytek krwi μ poniżej mol/l) może szybko spowodować agregację płytek krwi, ale szybko ulega depolimeryzacji;Jeśli dodane zostaną umiarkowane dawki ADP (1,0) μ Przy około mol/L, wkrótce po zakończeniu pierwszej fazy agregacji i fazy depolimeryzacji następuje druga nieodwracalna faza agregacji, która jest spowodowana endogennym ADP uwalnianym przez płytki krwi;Dodanie dużej ilości ADP szybko powoduje nieodwracalną agregację, która bezpośrednio przechodzi w drugą fazę agregacji.Dodawanie różnych dawek trombiny do zawiesiny płytek krwi może również powodować agregację płytek krwi;I podobnie jak w przypadku ADP, w miarę stopniowego zwiększania dawki, odwracalną agregację można zaobserwować dopiero od pierwszej fazy do pojawienia się dwóch faz agregacji, a następnie bezpośrednio do drugiej fazy agregacji.Ponieważ blokowanie uwalniania endogennego ADP za pomocą adenozyny może hamować agregację płytek krwi spowodowaną przez trombinę, sugeruje to, że działanie trombiny może być spowodowane wiązaniem trombiny z receptorami trombiny na błonie komórkowej płytek krwi, co prowadzi do uwolnienia endogennego ADP.Dodatek kolagenu może również powodować agregację płytek krwi w zawiesinie, ale ogólnie uważa się, że jedynie nieodwracalna agregacja w drugiej fazie jest spowodowana endogennym uwalnianiem ADP powodowanym przez kolagen.Substancje, które na ogół mogą powodować agregację płytek krwi, mogą zmniejszać poziom cAMP w płytkach krwi, podczas gdy te, które hamują agregację płytek krwi, zwiększają cAMP.Dlatego obecnie uważa się, że spadek cAMP może powodować wzrost Ca2+ w płytkach krwi, sprzyjając uwalnianiu endogennego ADP.ADP powoduje agregację płytek krwi, co wymaga obecności Ca2+ i fibrynogenu oraz zużycia energii.

Rola płytek krwi Prostaglandyny Fosfolipidy błony komórkowej płytek krwi zawierają kwas arachidonowy, a komórki płytkowe zawierają kwas fosfatydowy A2.Kiedy płytki krwi ulegają aktywacji na powierzchni, aktywowana jest również fosfolipaza A2.W wyniku katalizy fosfolipazy A2 kwas arachidonowy oddziela się od fosfolipidów w błonie komórkowej.Kwas arachidonowy może tworzyć duże ilości TXA2 w wyniku katalizy cyklooksygenazy płytkowej i syntazy tromboksanu.TXA2 zmniejsza cAMP w płytkach krwi, powodując silną agregację płytek krwi i efekt zwężenia naczyń.TXA2 jest również niestabilny, więc szybko przekształca się w nieaktywny TXB2.Ponadto normalne komórki śródbłonka naczyń zawierają syntazę prostacykliny, która może katalizować wytwarzanie prostacykliny (PGI2) z płytek krwi.PGI2 może zwiększać poziom cAMP w płytkach krwi, dlatego ma silne działanie hamujące agregację płytek krwi i zwężenie naczyń.

Adrenalina może przechodzić przez α 2. Za pośrednictwem receptora adrenergicznego może powodować dwufazową agregację płytek krwi w stężeniu (0,1 ~ 10) μ Mol/L.Trombina w niskich stężeniach (<0,1 μw mol/l, pierwsza faza agregacji płytek krwi jest spowodowana głównie przez PAR1; przy wysokich stężeniach (0,1-0,3) μw mol/l, druga faza agregacji może być indukowana przez PAR1 i PAR4 Do silnych induktorów agregacji płytek krwi zalicza się także czynnik aktywujący płytki krwi (PAF), kolagen, czynnik vW, 5-HT itp. Agregację płytek krwi można również wywołać bezpośrednio poprzez działanie mechaniczne bez żadnego induktora. Mechanizm ten działa głównie w przypadku zakrzepicy tętniczej, np. miażdżyca.

III.Reakcja uwolnienia płytek krwi

Kiedy płytki krwi poddawane są fizjologicznej stymulacji, gromadzą się w gęstych cząsteczkach α. Zjawisko wydalania wielu substancji zawartych w cząsteczkach i lizosomach z komórek nazywa się reakcją uwalniania.Funkcję większości płytek krwi osiąga się poprzez biologiczne działanie substancji powstałych lub uwolnionych podczas reakcji uwalniania.Prawie wszystkie induktory powodujące agregację płytek krwi mogą powodować reakcję uwalniania.Reakcja uwalniania zwykle zachodzi po pierwszej fazie agregacji płytek krwi, a substancja uwolniona w reakcji uwalniania indukuje drugą fazę agregacji.Induktory wywołujące reakcje uwalniania można z grubsza podzielić na:

I.Słaby induktor: ADP, adrenalina, noradrenalina, wazopresyna, 5-HT.

II.Induktory średnie: TXA2, PAF.

iii.Silne induktory: trombina, enzym trzustkowy, kolagen.

2) Rola płytek krwi w krzepnięciu krwi

Płytki krwi uczestniczą głównie w różnych reakcjach krzepnięcia poprzez fosfolipidy i glikoproteiny błonowe, w tym w adsorpcji i aktywacji czynników krzepnięcia (czynników IX, XI i XII), tworzeniu kompleksów sprzyjających krzepnięciu na powierzchni błon fosfolipidowych oraz promowaniu tworzenia protrombiny.

Błona komórkowa na powierzchni płytek krwi wiąże się z różnymi czynnikami krzepnięcia, takimi jak fibrynogen, czynnik V, czynnik XI, czynnik XIII itd. α Cząsteczki zawierają również fibrynogen, czynnik XIII i niektóre czynniki płytkowe (PF), w tym PF2 i PF3 promują krzepnięcie krwi.PF4 może neutralizować heparynę, podczas gdy PF6 hamuje fibrynolizę.Gdy płytki krwi ulegają aktywacji na powierzchni, mogą przyspieszyć proces powierzchniowej aktywacji czynników krzepnięcia XII i XI.Szacuje się, że powierzchnia fosfolipidów (PF3) dostarczana przez płytki krwi przyspiesza aktywację protrombiny 20 000 razy.Po połączeniu czynników Xa i V z powierzchnią tego fosfolipidu można je także zabezpieczyć przed hamującym działaniem antytrombiny III i heparyny.

Kiedy płytki krwi agregują, tworząc skrzep hemostatyczny, proces krzepnięcia już nastąpił lokalnie, a płytki krwi odsłoniły dużą ilość powierzchni fosfolipidowych, zapewniając wyjątkowo korzystne warunki dla aktywacji czynnika X i protrombiny.Kiedy płytki krwi są stymulowane przez kolagen, trombinę lub kaolin, sfingomielina i fosfatydylocholina na zewnątrz błony płytek krwi zamieniają się z fosfatydyloetanoloaminą i fosfatydyloseryną wewnątrz, co powoduje wzrost stężenia fosfatydyloetanoloaminy i fosfatydyloseryny na powierzchni błony.Powyższe grupy fosfatydylowe odwrócone na powierzchni płytek krwi biorą udział w tworzeniu pęcherzyków na powierzchni błony podczas aktywacji płytek krwi.Pęcherzyki oddzielają się i przedostają do krwioobiegu, tworząc mikrokapsułki.Pęcherzyki i mikrokapsułki są bogate w fosfatydyloserynę, która pomaga w tworzeniu i aktywacji protrombiny oraz bierze udział w procesie promowania krzepnięcia krwi.

Po agregacji płytek krwi, ich α. Uwalnianie różnych czynników płytkowych w cząsteczkach sprzyja tworzeniu i wzrostowi włókien krwi oraz zatrzymuje inne komórki krwi, tworząc skrzepy.Dlatego też, chociaż płytki krwi stopniowo się rozpadają, zatorowość hemostatyczna może nadal wzrastać.Płytki krwi pozostawione w skrzepie krwi mają pseudopodia, które sięgają do sieci włókien krwi.Białka kurczliwe w tych płytkach krwi kurczą się, powodując cofanie się skrzepu krwi, wyciskając surowicę i tworząc stały czop hemostatyczny, mocno uszczelniając szczelinę naczyniową.

Aktywując płytki krwi i układ krzepnięcia na powierzchni, aktywuje także układ fibrynolityczny.Uwolniona zostanie plazmina i jej aktywator zawarte w płytkach krwi.Uwalnianie serotoniny z włókien krwi i płytek krwi może również powodować uwalnianie aktywatorów przez komórki śródbłonka.Jednak ze względu na rozpad płytek krwi i uwolnienie PF6 oraz innych substancji hamujących proteazy, nie ulegają one działaniu fibrynolitycznemu podczas tworzenia się skrzepów krwi.

（Treść tego artykułu została przedrukowana i nie udzielamy żadnej wyraźnej ani dorozumianej gwarancji co do dokładności, wiarygodności ani kompletności treści zawartych w tym artykule i nie ponosimy odpowiedzialności za opinie zawarte w tym artykule, prosimy o zrozumienie.)