Секреты наследственности человека - Сергей Афонькин

Главными клетками, ответственными за сворачивание крови, являются тромбоциты. Впервые они были описаны в середине XIX века профессором гематологической клиники при Парижской Академии Наук доктором Александром Донне. В 1880 г. наш соотечественник В. П. Образцов доказал, что тромбоциты образуются из огромных клеток мегакариоцитов, буквально отшнуровываясь от их поверхности. Тромбоциты — округлые и самые маленькие клетки крови. Они редко достигают в диаметре 5 микрон — то есть одной двухсотой части миллиметра, — однако их значение трудно переоценить. Есть указания на то, что тромбоциты являются специальными «кормильцами» клеток, образующих внутреннюю поверхность кровеносных сосудов. Прикрепляясь к ним, они отдают питательные вещества, возможно, погибая при этом. Во всяком случае, общий запас тромбоцитов в нашей крови даже при отсутствии каких бы то ни было кровотечений, постоянно пополняется. До 15 % тромбоцитов возникают ежедневно. Однако, для нашего рассказа это сейчас не главное. Как следует из самого названия этих клеток, именно тромбоциты ответственны за образование тромбов при повреждении кровеносных сосудов. Происходит это следующим образом.

В результате разрыва кровеносного сосуда нарушается его эндотелий (эндотелиальная выстилка), то есть повреждаются клетки, которыми он «облицован» изнутри. Под выстилкой лежат длинные волокна основного белка соединительной ткани — коллагена, которому тромбоциты способны прилипать. Прочное прикрепление тромбоцитов к поверхности раны ведет сразу к нескольким важным последствиям. Внутри прикрепившихся тромбоцитов сжимается своеобразное кольцо из микротрубочек, в результате чего меняется форма клеток. На поверхности тромбоцитов начинают возникать многочисленные выросты. Таким образом, площадь поверхности тромбоцитов резко возрастает, что, безусловно, способствует их закреплению в ране. Во-вторых, на их поверхности появляются белки, которые нужны для прикрепления к ним новых тромбоцитов. Образно говоря, проникшие в рану тромбоциты подают сигнал «Сюда, к нам! Здесь нужна экстренная помощь». Из кинувшихся на подмогу тромбоцитов начинает выделяться биологически активное вещество — гормон серотонин. Под его воздействием за счет сокращения гладкой мускулатуры начинается локальная вазоконстрикция. Говоря попросту — местное сокращение сосудов (лат. vas — сосуд). Смысл этого при попытке организма прекратить кровотечение ясен и без комментариев. Наконец, прилипшие к ране тромбоциты выделяют вещество, стимулирующее деление клеток гладких мышц. Тоже понятно — края разрыва надо стянуть с помощью мускулатуры.

Если поврежденным оказался капилляр, нередко кучи навалившихся на место повреждения тромбоцитов оказывается вполне достаточно, чтобы закрыть место разрыва своими телами. Если же побежден более крупный сосуд, включается механизм образования фибриновой пробки. Происходит это следующим образом. Прикрепленные к ране тромбоциты выделяют специальное вещество — так называемый «фактор контакта», — который запускает целый каскад взаимодействий различных белков, участвующих в образовании тромба., Их насчитывается более десятка, и многие из них названы фамилиями пациентов, у которых гемофилия была связана с отсутствием в крови именно этого компонента. Так, например, существует факторы Коллера, Розенталя и Хагемана.

По мнению многих экспериментаторов, в начале XX века номенклатура факторов сворачивания крови была сравнима с Вавилонской башней. Каждый фактор, благодаря сочинениям разных авторов, мог иметь до двадцати синонимов! Порядок удалось навести лишь в начале пятидесятых годов XX века, создав в этой области единую терминологию, которая теперь принята во всем мире. Она включает 12 факторов, пронумерованных латышскими цифрами. Большинство из этих факторов являются сложно устроенными белками.

Первое впечатление от сложной схемы взаимодействий факторов, влияющих на свертываемость крови, точно выразил в одном из своих капитальных сочинений французский исследователь гемофилии Ж. Фермилен, написав следующее: «Сложность этой схемы может охладить интерес к изучению данной проблемы». Поэтому, не вдаваясь в тонкости, отметим лишь ее ключевые моменты. Белок, выделяющийся из тромбоцитов при контакте с раной, стимулирует фермент протромбиназу, которая в свою очередь активирует белок протромбин. В результате из протромбина получается тромбин, который воздействует на главный белок, необходимый, для образования тромба — фибриноген.

Его в нашем теле совсем мало — всего около 10 грамм, однако этот количества оказывается вполне достаточно, чтобы система сворачивания крови эффективно работала. Фибриноген — очень большой белок. В результате действия на него тромбина от фибриногена отщепляется пара участков, которые до этого скрывали места, необходимые для запуска процесса полимеризации. В результате возникает так называемый фибрин-мономер, способный активно соединяться с такими же молекулами мономеров в длинные неразветвленные цепи, на существование которых прозорливо указывал еще Аристотель, назвав основной компонент сгустка крови «волокниной». Мономеры фибрина напоминают строительные блоки конструктора Лего, из которых легко можно построить длинную балку. Образующиеся полимерные нити фибрина стабилизируются специальным белком, фибриназой, приобретая необходимую прочность. Таким образом, в ране образуется настоящая заплатка из густо переплетенных нитей фибрина. Строящиеся в ране нити фибрина угнетают активность тромбина. Смысл такого угнетения ясен: в противном случае активированный тромбин мог бы свернуть всю кровь в организме. Следовательно, этот фермент надо вовремя «выключить».

Ясно, что фибриновая пробка не может существовать бесконечно долго. Довольно скоро начавшие делиться клетки эндотелия и гладкой мускулатуры закрывают своими телами образовавшуюся брешь в стенке сосуда, и тогда сгусток начинает только мешать восстановившемуся кровотоку. Сгусток эффективно удаляет еще один белковый участник тромбогенезисной оперы фермент фибринолизин. Под его воздействием фибриновый тромб начинает распадаться, и вскоре полностью исчезает. Для того чтобы фибринолизин не слишком уж рьяно активничал и не растворял сгустки раньше времени, на него тоже есть управа в виде белка антифибринолизина. Кстати сказать, в крови умерших людей активность фибринолизина остается достаточно высокой на протяжении длительного времени. В результате этого трупная кровь не сворачивается, как это можно было бы ожидать, исходя из житейских рассуждений. Кстати, подобный эффект позволил в 1936 г. отечественным хирургам С С. Юдину и В. Н. Шамову разработать и внедрить в практику переливание пациентам крови трупов. В настоящее время такая методика не практикуется, однако ее применение возможно в экстремальных ситуациях дефицита донорской крови.

Избыточная сложность

Помимо 12 пронумерованных факторов, в процессе свертывания крови участвуют в общей сложности около 60 различных соединений. Как объяснить такую, на первый взгляд избыточную, сложность каскада белковых взаимодействий? Дело в том, что процесс образования тромбов очень важный, ответственный и во многом опасный. Только представьте себе, что кровь начнет самопроизвольно сворачиваться в капиллярах. Это же будет полная катастрофа! Или наоборот, ее сворачиваемость упадет ниже всякой критики. Тогда все люди поголовно станут гемофиликами! Не вызывает сомнения, что сама степень свертываемости должна меняться в зависимости от внешних и внутренних физиологических условий. Следовательно, процесс надо тонко регулировать.

Известно, например, что на процесс сворачивания крови оказывают влияние вегетативная нервная система, гормоны и головной мозг. В частности, под воздействием незначительного стресса свертываемость может уменьшаться. Логически такой эффект вполне обоснован. Обычно состояние стресса готовит организм к предстоящим физическим нагрузкам — учащается сердцебиение, увеличивается потоотделение, необходимое для охлаждения при беге или борьбе. Снижение свертываемости и, как следствие, увеличение «жидкостности» крови в этой ситуации будет способствовать ее лучшему и быстрому прохождению через самые тонкие капилляры. С другой стороны, эмоциональное возбуждение и страх перед предстоящей операцией способны увеличить свертываемость. Разумеется, эволюция не готовила человека заранее к полостным операциям, однако факт остается фактом — эмоции влияют на фибриногенез. Именно подобными эффектами можно, кстати, объяснить колдовские способности Григория Распутина, который был способен голосом и взглядом останавливать кровотечения у гемофилика царевича Алексея.

Хороший пример «мудрости» фибриногенеза дают опыты с избытком тромбина. Теоретически содержащегося всею в 10 мл крови протромбина должно оказаться достаточно, чтобы возникший из него тромбин превратил весь фибриноген тела человека в фибрин, то есть, чтобы свернулась вся кровь. На деле же в экспериментах на животных этого не происходит. Более того, инъекции изрядных доз тромбина не убыстряют, а во много раз замедляют свертываемость крови у подопытных крыс. Хотя молекулярный механизм этого явления еще до конца не ясен, логика его действия предельно понятна. Действительно, в нормальных условиях концентрация тромбина в крови не должна выходить за разумные рамки, и если, образно говоря, стрелку зашкаливает и концентрация тромбина подскакивает выше предельно допустимой. Включаются механизмы, тормозящие свертываемость. Другими словами, организм «понимает», что при резком скачке количества тромбина надо не кровь сворачивать, а нормализовывать механизм поступления тромбина в кровь, а заодно обезопасить себя or массового появления тромбов и сгустков, резко уменьшив свертываемость крови.