Система гемостаза

Диагностика и методы исследования

Равновесие между свертывающими и противосвертывающими процессами в крови – необходимое условие существования нашего организма. Нарушение этого равновесия приводит к тяжелым последствиям: кровотечению или тромбообразованию. Поддерживается данный баланс системой гемостаза – одной из важнейших функциональных систем организма, которая решает две «противоположные» задачи:

• поддерживает жидкое состояние крови в обычных условиях;

• останавливает кровотечение при повреждении сосуда.

Свёртывающая система крови (гемостаз) нужна для остановки кровотечения, чтобы избежать значительных кровопотерь при повреждении сосудов. Механизмы гемостаза реализуются при любом повреждении эндотелия сосудистой стенки, вызванном физическими, гемодинамическими, химическими факторами, а также воспалительными процессами, действием иммунных комплексов, нарушением метаболизма (атеросклероз, коллагенозы) и др.

Свертывание крови является жизненно необходимым: мутации в генах основных белков свертывания, как правило, летальны. Система гемостаза удерживает абсолютное первенство среди множества систем нашего организма как главная непосредственная причина летальных исходов: люди болеют разными болезнями, но умирают почти всегда от нарушений системы свертывания крови.

Если причина известна, почему же с ней нельзя бороться? Разумеется, бороться можно и нужно: постоянно создаются новые методы диагностики и терапии нарушений системы свертывания. Но проблема заключается в том, что свертывание крови — крайне сложный и во многом еще загадочный биохимический процесс, который запускается при повреждении кровеносной системы и ведет к превращению жидкой плазмы крови в студенистый сгусток, который как пробка затыкает рану и останавливает кровотечение.

Система гемостаза состоит из десятков белков, которые взаимодействуют в сотнях реакций друг с другом, со стенками сосудов, с клетками крови. Нарушения этой системы крайне опасны и могут привести к кровотечению, тромбозу или другим патологиям, которые совместно отвечают за львиную долю смертности и инвалидности в современном мире. Здесь мы рассмотрим устройство этой системы и расскажем о самых современных методах ее исследования.

I. Система свертываемости крови

По современным представлениям, в остановке кровотечения задействованы:
1) сосудисто-тромбоцитарный гемостаз (первичный), в котором принимают участие стенки сосудов, тромбоциты и, отчасти, эритроциты;

2) плазменный гемостаз (вторичный) - когда в процесс свертывания крови включаются белки плазмы (плазменные факторы свертывания крови).

Такое деление гемостаза достаточно условно, так как в организме эти два звена свертывающей системы крови тесно взаимосвязаны.

1. Первичный гемостаз (сосудисто-тромбоцитарный)
Обеспечивает остановку кровотечения из мелких сосудов и сосудов с низким артериальным давлением.

Триггер – повреждение сосудистой стенки и обнажение волокон коллагена - запускает события, которые следуют одно за другим следующим образом.

Реакция кровеносного сосуда
1) Спазм – моментальное рефлекторное сужение сосуда.

Реакция тромбоцитов
2) Адгезия – тромбоциты, благодаря наличию рецепторов к коллагену, прилипают к внутренней стенке сосуда в месте повреждения. Такая стабилизация не дает току крови смывать сгусток тромбоцитов со стенки сосуда. 

3) Активация - форма тромбоцитов изменяется, на их поверхности образуются отростки.

4) Агрегация - тромбоциты в большом количестве слипаются, набухают и образуют все более крупный агрегат - рыхлый тромбоцитарный сгусток.

Таким образом, место повреждения сосуда закрывается очень плотной многослойной пробкой (белый тромб), который формируется в течение 3-5 минут. Обычно этого достаточно, чтобы остановить кровотечение у здорового человека при повреждении мелких сосудов. 

Таким образом, первичный гемостаз обусловлен сужением сосудов и их механической закупоркой агрегатами тромбоцитов.

	Единичный тромбоцит в активированном состоянии с отростками
	Тромбоцитарный сгусток

2. Вторичный гемостаз (плазменный, коагуляция)

Первичный белый тромб - это только временное решение, так как достаточно резкого движения или даже незначительных колебаний артериального давления (например, при физическом напряжении), чтобы сорвать тромбоцитарную пробку с места повреждения сосудистой стенки. Необходим дополнительный механизм, который укрепит скопление тромбоцитов и плотно свяжет его с краями раны. Начинается вторичный гемостаз, или собственно свертывание крови - коагуляция.

При свертывании крови запускается каскад реакций, превращающих растворенный в плазме белок фибриноген в нерастворимый фибрин, который формирует подобие тонкой сетки. Сеть фибрина захватывает находящиеся рядом лейкоциты и эритроциты, формирует красный тромб, уплотняет его и прикрепляет к краям раны. Коагуляция, или свертывание крови, останавливает кровотечение из крупных сосудов и предотвращает его возобновление. В коагуляционном каскаде реакций участвуют особые белки плазмы — факторы свертывания крови, которые обозначаются римскими цифрами в порядке их открытия (например, фактор II, VII и т.д.). Таким образом, в норме скорость свертывания крови зависит от взаимодействия целого ряда различных факторов.

3. Фибринолиз (растворение сгустка крови)
Система фибринолиза восстанавливает проходимость сосудов после ремонта места повреждения сосудистой стенки. Расщепление фибрина происходит под действием специального фермента - плазмина - с образованием продуктов деградации фибрина (ПДФ). Процесс фибринолиза длится от дней до недель, в зависимости от размера и выраженности повреждения сосуда.

II. Алгоритм диагностики нарушений системы гемостаза

Нарушения в системе свертываемости могут приводить к серьезным, с угрозой жизни, кровотечениям и тромбозам. 

Которые, в конечном итоге, являются прямой или косвенной причиной наступления более половины всех летальных исходов: например, тромбозы при травме, сепсисе, онкологическом заболевании, хирургическом вмешательстве и др. 

Поэтому своевременная точная оценка состояния системы гемостаза – одна из важнейших задач медицины.

1. Скрининг

Первоначально выполняются исследования, отражающие состояние целых звеньев системы гемостаза.

Для этого существует стандартный набор тестов, традиционно называемых скрининговыми:
• время кровотечения

• протромбиновое время (ПВ)

• международное нормализованное отношение (МНО)

• активированное частичное тромбопластиновое время (АЧТВ)

• тромбиновое время (ТВ)

• концентрация фибриногена

• растворимые фибрин-мономерные комплексы (РФМК)

• Д-димер

Диагностическая значимость скрининга:
• нормальные результаты – нет значительных изменений в системе гемостаза

• аномальные результаты – показывают направленность нарушений в системе гемостаза

Протромбиновое время (ПВ) - один из основных базовых тестов в повседневной клинической практике; используется для определения времени свертывания и расчета МНО. Кровь собирают в пробирку с цитратом натрия, который действует как антикоагулянт: связывает ионы кальция, без которых кровь не свертывается. Избыток кальция возвращает цитратной плазме способность к свёртыванию. Далее к плазме с кальцием добавляется тканевой фактор (III фактор свертывания), и измеряется время образования сгустка.
Международное нормализованное отношение (МНО) - результаты ПВ зависят от активности используемого в тесте реагента тромбопластина. Чтобы уйти от этой зависимости и стандартизовать измерения ПВ, был введён показатель МНО, который рассчитывается как отношение (ПВ пациента/ПВ норма)МИЧ. Где МИЧ – это международный индекс чувствительности тромбопластина, показывающий его активность для данной партии реагента.
Активированное частичное тромбопластиновое время (АЧТВ) – представляет собой время, за которое формируется сгусток в образце плазмы крови, после добавления к ней специальных активаторов этого процесса. Таким образом, оценивается степень воздействия факторов свертывания крови на образование тромба.
Фибриноген (по Клаусу) - количественный анализ фибриногена - базовый тест оценки системы гемостаза. Фибриноген (I фактор свертывания) в крови находится в растворенном состоянии и под воздействием тромбина превращается в нерастворимый фибрин (полимеризация). Наиболее распространенный метод определения фибриногена - определение по Клаусу. Он основан на измерении времени, необходимого для образования нерастворимого полимера фибрина в разведенной плазме после добавлении большого количества тромбина. Показатель превращения фибриногена в фибрин: чем фибриногена больше, тем интенсивнее свертывание; если его слишком мало, то сгусток (тромб) образуется недостаточного размера и не может остановить кровотечение.
Тромбиновое время (ТВ) – используется для определения времени превращения фибриногена в фибрин и оценки антикоагулянтной активности крови. Превращение фибриногена в фибрин происходит в цитратной плазме после добавления в неё тромбина и кальция. При этом скорость образования фибринового сгустка зависит, главным образом, от количества и функциональной полноценности фибриногена и присутствия в крови антикоагулянтов.

III. Методы исследования системы свертывания

	Клоттинговый (англ. «сlot» – сгусток) – в пробе запускается процесс свертывания, и определяется время образования сгустка (механическим или оптическим способом).
	Хромогенный – в пробу добавляются субстраты, специфичные к определенному белку системы гемостаза. Когда в процессе свертывания нарабатывается искомый белок, он отщепляет от субстрата хромогенную часть, и по интенсивности хромогенного излучения определяют концентрацию и кривую наработки искомого белка. Доступно только для оптического способа измерения.
	Иммунотурбидиметрический – анализируемый белок связывается с взвешенными в пробе частицами, после чего по интенсивности светорассеяния взвеси определяют концентрацию искомого белка. Доступно только для оптического способа измерения.

IV. Способы исследования системы свертывания

1) Механический способ – время образование сгустка определяется по изменению вязкости реакционной смеси:
• в реакционную кювету помещается металлический шарик;

• вокруг кюветы создаётся вращающееся магнитное поле;

• шарик вращается в магнитном поле со строго фиксированной скоростью или совершает колебательные движения с фиксированной амплитудой;

• при формировании сгустка вязкость пробы растет, движение шарика замедляется;

• прибор регистрирует изменение скорости движения шарика;

• остановка шарика приводит к автоматической остановке секундомера коагулометра.

ВАЖНО! Результат механического измерения не зависит от оптической плотности пробы, поэтому в качестве образца можно использовать как цитратную плазму, так и цельную кровь, в том числе, капиллярную.

ВАЖНО! Благодаря тому, что оптическая плотность пробы не влияет на результат механического измерения, можно исследовать «сложные» пробы (иктеричные, липемичные и гемолизные), без их отбраковки и повторных назначений. Доступно только для механического способа измерения.
Механика прощает ошибки преаналитического этапа.

Что такое иктеричность?
Иктеричная проба окрашена в ярко-желтый цвет из-за высокой концентрации билирубина в крови, которая чаще всего обусловлена различными заболеваниями печени, а также приемом некоторых лекарственных препаратов. Высокая концентрация билирубина в пробе может исказить значение лабораторного показателя. Предсказать иктеричность образца, как правило, невозможно. При этом не всегда возможно и скорректировать повышенный уровень билирубина в крови пациента. Чтобы выполнить анализ иктеричной пробы и получить достоверный результат, необходимо использовать соответствующие способы и оборудование, которые позволяют исследовать иктеричную пробу без определения оптической плотности – на механических коагулометрах.

Что такое липемия?
Липемичная проба имеет желтовато-белый цвет из-за высокой концентрации липидов (жиров) в крови. Чаще всего липемия обусловлена приемом жирной пищи незадолго до сдачи крови, а также некоторыми нарушениями обмена веществ, в частности, обмена жиров. Высокая концентрация жиров в крови может исказить значение лабораторного показателя. Как избежать влияния липемии на результат? Если нарушены правила подготовки к сдаче анализов, кровь можно пересдать. Но если липемия обусловлена нарушениями метаболизма, «улучшить» образец невозможно в принципе. Чтобы выполнить анализ такой пробы и получить корректный результат, необходимо использовать соответствующие способы и оборудование (без определения оптической плотности), которые позволяют исследовать мутную пробу.

ВАЖНО! Если аномальная окраска плазмы обусловлена, например, приемом лекарств, то новое взятие образца ситуацию с качеством пробы не улучшит. Для таких пациентов получение результата возможно только механическим способом. Таким образом, только механика даст корректный результат для «сложной» пробы, качество которой улучшить слишком затратно или вообще невозможно.

ВАЖНО! Особенности механических коагулометров позволяют успешно применять их для оценки гемостаза как в рутинном скрининге, так и в педиатрической практике и при контроле лечения непрямыми антикоагулянтами.

2) Оптический способ - детекция сгустка по изменению оптической плотности пробы:

• Исходная плазма прозрачна

• Формирование сгустка уменьшает
светопропускание через кювету

• Уменьшение светопропускания фиксируется
оптической системой прибора

ВАЖНО! Результат оптического измерения зависит от оптической плотности пробы, поэтому в качестве образца нельзя использовать цельную кровь, можно использовать только плазму. По этой же причине сложные пробы отбраковываются, а используемые реагенты должны быть прозрачными.

Оптический способ имеет лучшую чувствительность при замедленном образовании сгустка, при низком уровне фибриногена, на фоне антикоагулянтной терапии и в случае, если колебания шарика рвут слабые нити фибрина. С другой стороны, при скрининговых исследованиях (область использования полуавтоматических коагулометров) доля пациентов с такими особенностями свертывающей системы очень мала. Они обычно наблюдаются в специализированных клиниках, с другим парком оборудования и набором тестов. Поэтому вышеупомянутая особенность оптического метода не дает какого-либо ключевого преимущества в сравнении с механическим методом в области применения полуавтоматических коагулометров.

Анализаторы для оценки гемостаза можно разделить две группы: полуавтоматические коагулометры и полностью автоматизированные аналитические системы. 

Анализаторы гемостаза подразделяют, по способу регистрации момента образования сгустка, на оптические и механические. При этом надо помнить, что нет оптико-механического способа определения сгустка: выпускаются коагулометры оптико-механического типа, в которых технически осуществлена возможность проводить оценку гемостаза механическим или оптическим методом, который выбирает оператор. 

Напомним, что на рынке РФ представлены также оптические коагулометры, позволяющие проводить исследование гемостаза хромогенными методами. Однако, трудоемкость выполнения, низкая селективность хромогенных субстратов (которые могут реагировать с другими продуктами реакции), высокая стоимость анализа, а также небольшое количество выполняемых соответствующих тестов накладывают ограничения на массовое применение данного метода.

Одноканальные коагулометры не  следует  даже рассматривать, так как их функционал  ограничен,  а  производительность крайне мала.

Однако на некоторых коагулометрах производители устанавливают специальные защитные системы, не позволяющие использовать реагенты и расходные материалы сторонних компаний. В таких приборах предусмотрено использование специальных информационных карт, которые поставляются с наборами реагентов. Цель введения таких карт – защитить анализатор от несанкционированного использования не предназначенных для данного прибора реагентов. Например, полуавтоматический коагулометр «КоаТест-4» (НПЦ Астра, Россия) имеет закрытую систему по кюветам и реагентам. На сегодняшний день он адаптирован под реагенты фирмы РЕНАМ. Такая «закрытость» неудобна для лаборатории как с точки зрения привязанности к одному производителю (задержки поставок реагентов), так и с экономической точки зрения (невозможно перейти на менее затратные материалы). В целом, цена закрытого коагулометра ниже, но стоимость «родных» реагентов обычно достаточно высокая.