型、色、體、徵(永康堂‧張老師)

血凝、抗凝與纖維蛋白溶解 

　　血液離開血管數分鐘後，血液就由流動的溶膠狀態變成不能流動的膠凍狀凝塊，這一過程稱為血液凝固（blood coagulation）或血凝。在凝血過程中，血漿中的纖維蛋白源轉變為不溶的血纖維。血纖維交織成網，將很多血細胞網羅在內，形成血凝塊。血液凝固後1-2小時，血凝塊又發生回縮，並釋出淡黃色的液體，稱為血清。血清與血漿的區別，在於前者缺乏纖維蛋白原和少量參與血凝的其他血漿蛋白質，但又增添了少量血凝時由血小板釋放出來的物質。

　　血漿內具備了發生凝血的各種物質，所以將血液抽出放置於玻璃管內即可凝血。血漿內又有防止血液凝固的物質，稱為抗凝物質（anticoagulant）。血液在血管內能保持流動，除其他原因外，抗凝物質起了重要的作用。血管內又存在一些物質可使血纖維再分解，這些物質構成纖維蛋白溶解系統（簡稱纖溶系統）（fibrinloytic system）。

　　在生理止血中，血凝、抗凝與纖維蛋白溶解相互配合，既有效地防止了失血，又保持了血管內血流暢通。

（一）血液凝固 

　　凝血因數血漿與組織中直接參與凝血的物質，統稱為凝血因數（blood clotting factors），其中已按國際命名法用羅馬數字編了號的有12種（表3-4）。此外，還有前激肽釋放酶、高分子激肽原以及來自血小板的磷脂等直接參與凝血過程。除因數Ⅳ與磷脂外，其餘已知的凝血因數都是蛋白質，而且因數Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ以及前激肽釋放酶都是蛋白酶。這些蛋白酶都屬於內切酶，即每一種酶只能水解某兩種氨基酸所形成的肽鍵。因而不能將某一知肽鏈分解成很多氨基酸，而只能是對某一條肽鏈進行有限的水解。通常在血液中，因Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ都是無活性的酶原，必須通過有限水解在其肽鏈上一定部位切斷或切下一個片段，以暴露或形成活性中心，這些因數才成為有活性的酶，這個過程稱為啟動。被啟動的酶，稱為這些因數的「活性型」，習慣上於該因數代號的右下角加一「a」字來表示。如凝血酶原被啟動為凝血酶，即由因數Ⅱ變成因數Ⅱa。因數Ⅶ是以活性型存在於血液中的，但必須有因數Ⅲ（即組織凝血激酶）同時存在才能起作用，而在正常時因數Ⅲ只存在於血管外，所以通常因數Ⅶ在血流中也不起作用。

表3-4 按國際命名法編號的凝血因數

　　凝血過程凝血過程基本上是一系列蛋白質有限水解的過程，凝血過程一旦開始，各個凝血因數便一個啟動另一個，形成一個「瀑布」樣的反應鏈直至血液凝固。凝血過程大體

圖3-4凝血過程的三個階段簡圖

上可分為三個階段（圖3-4）：即因數χ啟動成χa；因數Ⅱ（凝血酶原）啟動成Ⅱa（凝血酶）；因數Ⅰ（纖維蛋白原）轉變成Ⅰa（纖維蛋白）。

　　因數χ的啟動可以通過兩種途徑。如果只是損傷血管內膜或抽出血液置於玻璃管內，完全依靠血漿內的凝血因數逐步使因數χ啟動從而發生凝血的，稱為徑內源性啟動途徑（intrinsic route）；如果是依靠血管外組織釋放的因數Ⅲ來參與因數χ的啟動的，稱為外源性啟動途徑（extrinxic route），如創傷出血後發生凝血的情況。

1、內源性途徑：

一般從因數Ⅻ的啟動開始。血管內膜下組織，特別是膠原纖維，與因數Ⅻ接觸，可使因數Ⅻ啟動成Ⅻa。Ⅻa可啟動前激肽釋放酶使之成為激肽釋放酶；後者反過來又能啟動因數Ⅻ，這是一種正回饋，可使因數Ⅻa大量生成。Ⅻa又啟動因數Ⅺ成為Ⅺa。由因數Ⅻ啟動到Ⅺa形成為止的步驟，稱為表面啟動。表面啟動過程還需有高分子激肽原*參與，但其作用機制尚不清楚。表面啟動所形成的Ⅺa再啟動因數Ⅸ生成Ⅸa，這一步需要有Ca2+（即因數Ⅳ）存在。Ⅸa再與因數Ⅷ和血小板3因數（PF3）及Ca2+組成因數Ⅷ複合物，即可啟動因數Χ生成Χa。血小板3因數可能就是血小板膜上的磷脂，它的作用主要是提供一個磷脂的吸附表面。因數Ⅸa和因數χ分別通過Ca2+而同時連接於這個磷脂表面，這樣，因數Ⅸa即可使因數χ發生有限水解而啟動成為χa。但這一啟動過程進行很緩慢，除非是有因數Ⅷ參與。因數Ⅷ本身不是蛋白酶，不能啟動因數х，但能使Ⅸa啟動因數χ的作用加快幾百倍。所以因數Ⅷ雖是一種輔助因數，但是十分重要。遺傳性缺乏因數Ⅷ將發生甲型血友病（hemophilia A），這時凝血過程非常慢，甚至微小的創傷也出血不止。先天性缺乏因數Ⅸ時，內源性途徑啟動因數χ的反應受阻，血液也就不易凝固，這種凝血缺陷稱為B型血友病（hemophilia B）。

2、外源性途徑：

由因數Ⅶ與因數Ⅲ組成複合物，在有Ca2+存在的情況下，啟動因數χ生成χa。因數Ⅲ，原名組織凝血激酶，廣泛存在於血管外組織中，但在腦、肺和胎盤組織中特別豐富。因數Ⅲ為磷脂蛋白質。Ca2+的作用就是將因數Ⅶ與因數χ都結合於因數Ⅲ所提供的磷脂上，以便因數Ⅶ催化因數χ的有限水解，形成χa。

　　Χa又與因數Ⅴ、PE3和Ca2+形成凝血酶原酶複合物，啟動凝血酶原（因數Ⅱ）生成凝血酶（Ⅱa）。在凝血酶原酶複合物中的PF3也是提供磷脂表面，因數Χa和凝血酶原（因數Ⅱ）通過Ca2+而同時連接於磷脂表面，χa催化凝血酶原進行有限水解，成為凝血酶（Ⅱa）。因數Ⅴ也是輔助因數，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的作用增快幾十倍。

　　因數χ與凝血酶原的啟動，都是在PF3提供的磷脂表面上進行的，可以將這兩個步驟總稱為磷脂表面階段。在這一階段中，因數Ⅱ（凝血酶原）、因數Ⅶ、因數Ⅸ和因數χ，都必須通過Ca2+連接於磷脂表面。因此，在這些因數的分子上必須有能與Ca2+結合的部位。現已知，因數Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、х都是在肝中合成。這些因數在肝細胞的核糖體處合成肽鏈後，還需依靠維生素K的參與，使肽鏈上某些谷氨酸殘基於γ位羧化成為γ-羧谷氨酸殘基，構成這些因數的Ca2+結合部位。因此，缺陷維生素K，將出現出血傾向。

　　凝血酶（thrombin）有多方面的作用。它可以加速因數Ⅶ複合物與凝血酶原酶複合物的形成並增加其作用，這也是正回饋；它又能啟動因數ⅩⅢ生成ⅩⅢa；但它的主要作用是催化纖維蛋白原的分解，使每一分子纖維蛋白原從N-端脫下四段小肽，轉變成為纖維蛋白單體（fibrin monomer）,然後互相連接，特別是在ⅩⅢa作用下形成牢固的纖維蛋白多聚體（fibrin polymers），即不溶於水的血纖維。上述凝血過程可見圖3-5表示。

　　一般來說，通過外源性途徑凝血較快，內源性途徑較慢，但在實際情況中，單純由一種途徑引起凝血的情況不多。

圖3-5血液凝固過程示意圖

S；血管內皮下組織 PF3：血小板3因數PK：前激肽釋放酶：1：因數Ⅷ複合物K：激肽釋放酶：2： 因數Ⅶ複合物 HK：高分子激肽原 3：凝血酶原酶複合物

　　在凝血的某些階段，內源性途徑與外源性途徑之間存在著功能的交叉，也就是說，這兩條途徑之間具有某些「變通」的途徑。例如，外源性的因數Ⅶa和Ⅲ可以形成複合物直接啟動因數Ⅸ，從而部分代替了因數Ⅺ和Ⅻa的功能。這一機制得以解釋為什麼在因數Ⅸ缺乏時的出血傾向，較因數Ⅺ和Ⅻ缺乏時更為嚴重。另一方面，內源性因數Ⅻ的裂解產物和因數Ⅸa也能啟動外源性的因數Ⅶ。

（二）抗凝系統的作用 

　　正常人1ml血漿含凝血酶原約300單位，在凝血時通常可以全部啟動。10ml血漿在凝血時生成的凝血酶就足以使全身血液凝固。但在生理止血時，凝血只限於某一小段血管，而且1ml血漿中出現的凝血酶活性很少超出8-10單位，說明正常人血漿中有很強的抗凝血酶活性。

　　現在已經查明，血漿中最重要的抗凝物質是抗凝血酶Ⅲ（antithrombinⅢ）和肝素，它們的作用約占血漿全部抗凝血酶活性的75%。抗凝血酶Ⅲ是血漿中一種絲氨酸蛋白酶抑制物（serine protease inhibitor）。因數 Ⅱa、Ⅶ、Ⅸa、χa、Ⅻa的活性中心均含有絲氨酸殘基，都屬於絲氨酸蛋白酶（serine protease）。抗凝血酶Ⅲ分子上的精氨酸殘基，可以與這些酶活性中心的絲氨酸殘基結合，這樣就「封閉」了這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，可以與一分子凝血酶結合形成複合物，從而使凝血酶失活。

　　肝素是一種酸性粘多糖，主要由肥大細胞和嗜鹼性粒細胞產生，存在於大多數組織中，在肝、肺、心和肌組織中更為豐富。

　　肝素在體內和體外都具有抗凝作用，肝素抗凝的主要機制在於它能結合血漿中的一些抗凝蛋白，如抗凝血酶Ⅲ和肝素輔助因數Ⅱ（heparin cofactorⅡ）等，使這些抗凝蛋白的活性大為增強。當肝素與抗凝血酶Ⅱ的某一個ε-氨基賴氨酸殘基結合，則抗凝血酶Ⅲ與凝血酶的親和力可增強100倍，使兩者結合得更快，更穩定，使凝血酶立即失活。當肝素與肝素輔助因數Ⅱ結合而啟動後者時，被啟動的肝素輔助因數Ⅱ特異性地與凝血酶結合成複合物，從而使凝血酶失活，在肝素的啟動作用下，肝素輔助因數滅活凝血酶的速度可以加快約1000倍。

　　肝素還可以作用血管內皮細胞，使之釋放凝血抑制物和纖溶酶原啟動物，從而增強對凝血的抑制和纖維蛋白的溶解。此外，肝素能啟動血漿中的脂酶，加速血漿中乳糜微粒的清除，因而減輕脂蛋白對血管內皮的損傷，有助於防止與血脂有關的血栓形成。

　　天然肝素是一種分子量不均一的混合物，分子量為3000-57000不等。這種不均一是生物合成過程有差異所致。不同分子量肝素的生物作用也不完全相同。一般將分子量在7000以下肝素稱為低分子量肝素。低分子量肝素只與抗凝血酶Ⅱ結合，而分子量較大的肝素除了能與抗凝血酶Ⅲ結合外，還能與血小板結合，結果不僅抑制血小板表面凝血酶的形成，而且抑制血小板的聚集與釋放。由於分子量較大的肝素抗凝作用的環節較多，作用較為複雜，易引起出血傾向，而低分子時肝素具有半衰期較長，抗凝效果好和引起出血傾向少等優點，因而更適於作為外源性抗凝劑。

　　從化學本質看，凝血過程是一系列酶促反應鏈，其中主鏈是一系列絲氨酸蛋白酶的作用。組成抗凝系統的一類物質是血漿中存在的多種絲氨酸蛋白酶抑制物。上述抗凝血酶Ⅲ是其中最為重要的一種。屬於絲氨酸蛋白酶抑制物的抗凝物質還有能抑制補體第1成分和因數Ⅻa、Ⅺa、的C1抑制物（C1inhibitor），廣譜的蛋白酶抑制物a2-巨球蛋白（a2-macroglobulin）等。抗凝系統中的另一類物質是輔因數抑制物，這類抑制物通過對凝血輔因數如因數Ⅴ和Ⅷ活性的抑制而呈現抗凝作用。下述的蛋白質C和凝血酶調製素都是屬於這類抗凝物質。

　　蛋白質 C（protein C）是近年來引起注意的另一種具有抗凝作用的血漿蛋白，分子量為62000，它由肝合成，並有賴於維生素K的存在。蛋白質C以酶原形式存在於血漿中，蛋白質C在凝血酶的作用下發生有限的酶解過程，從分子上裂解下一個小肽後即具有活性。啟動的蛋白質C與血管內皮表面存在的輔因數凝血酶調製素（thrombomodulin）結合成複合物，在Ca2+存在的條件下這種複合物使蛋白質C的啟動過程大大加快。

啟動的蛋白質C具有多方面的抗凝血、抗血栓功能，主要的作用包括：

①滅活凝血因數Ⅴ和Ⅷ。這種滅活也是一種酶解過程，即是把因數Ⅴ和Ⅷ的重鏈進行水解，使他們與磷脂的結合力降低。這種滅活反應需要有Ca2+的存在，反應的速度是很快的；

②限制因數Χa與血小板結合。存在於血小板表面的因數Ⅴa是因數Χa的受體。當因數Χa與這種受體結合後，可使因數Χa的活性大為增強。由於啟動的蛋白質C能使因數Ⅴa滅活，使因數Χa與血小板的結合受到阻礙，結果可使因數Χa啟動凝血酶原的作用大為減弱；

③增強纖維蛋白的溶解。啟動的蛋白質C能刺激溶酶原啟動物的釋放，從而增強纖溶活性。啟動的蛋白質C的這一作用只有在內皮細胞存在的情況下才能呈現。維生素K缺乏或患肝病可使蛋白質C的合成減少；某些病理情況造成血管內皮廣泛損傷時使凝血酶調製減少，這種減少轉而使蛋白質C的啟動受阻。不論是蛋白質C減少或活化受阻都增加了形成血栓的傾向。

體外延緩或阻止血液凝固的因素：

①降低溫度，當反應系統的溫度降低至10℃以下時，很多參與凝血過程的酶的活性下降，因些可延緩血液凝固，但不能完全阻止凝血的發生；

②光滑的表面，也稱不濕表面，可減少血小板的聚集和解體，減弱對凝血過程的觸發，因而延緩了凝血酶的形成。例如，將血液盛放在內表面塗有矽膠或石蠟的容器內，即可延緩血凝，

③去Ca2+，由於血液凝固的多個環節中都需要Ca2+的參加，因此如在體外向血液中加入某些能與鈣結合形成不易解離但可溶解的絡合物，從而減少了血漿中的Ca2+，防止了血液凝固。由於少量枸櫞酸鈉進入血液迴圈不致產生毒性，因此常用它作抗凝劑來處理輸血用的血液。此外，實驗室中可使用草酸銨、草酸鉀和螯合劑乙二胺四乙酸（ECTA）作抗凝劑，它們能與Ca2+結合不易溶解的複合物。但它們對機體有害，因而不能進入體內。

（三）纖維蛋白溶解 

　　在生理止血過程中，小血管內的血凝塊常可成為血栓，填塞了這一段血管。出血停止、血管創傷癒合後，構成血栓的血纖維可逐漸溶解，先形成一些穿過血栓的通道，最後可以達到基本暢通。血纖維溶解的過程，稱為纖維蛋白溶解（簡稱纖溶）。

　　纖維蛋白溶解（纖溶）系統包括四種成分，即纖維蛋白溶解酶原（plasminogen）（纖溶酶原，血漿素原）、纖維蛋白溶解酶（plasmin）（纖溶酶，血漿素）、纖溶原啟動物與纖溶抑制物。纖溶的基本過程可分兩個階段，即纖溶酶原的啟動與纖維蛋白（或纖維蛋白原）的降解（圖3-6）。

圖3-6纖維蛋白溶解系統

1、纖溶酶原啟動纖溶酶原很可能是在肝、骨髓、嗜酸性粒細胞與腎中合成的；在正常成年人每100ml血漿中約含10-20mg纖溶酶原，嬰兒較少，婦女晚期妊娠時增多。

　　纖溶酶原啟動物分佈廣而種類多，主要有三類：

第一類為血管啟動物，在小血管內皮細胞中合成後釋放於血中，以維持血漿內啟動物濃度於基本水準。血管內出現血纖維凝塊時，可使內皮細胞釋放大量啟動物。所釋放的啟動物大都吸附於血纖維凝塊上，進入血流的很少。肌肉運動、靜脈阻斷、兒茶酚胺與組胺等也可使血管內皮細胞合成和釋放的啟動物增多。

第二類為組織啟動物，存在於很多組織中，主要是在組織修復、傷口癒合等情況下，在血管外促進纖溶。腎合成與分泌的尿激酶就屬於這一類啟動物，活性很強，有助於防止腎小管中纖維蛋白沉著。

第三類為依賴於因數Ⅻ的啟動物，例如前激肽釋放酶被Ⅻa啟動後，所生成的激肽釋放酶即可啟動纖溶酶原。這一類啟動物可能使血凝與纖溶互相配合並保持平衡。

　　血漿中的啟動物的半衰期約13分鐘，通常迅速被肝清除。

　　纖溶酶原的啟動也是有限水解的過程，在啟動物的作用下，脫下一段肽鏈成為纖溶酶。

2、纖維蛋白（與纖維蛋白原）的降解 纖溶酶和凝血酶一樣，也是蛋白酶，但是它對纖維蛋白原的作用與凝血酶不同。凝血酶只是使纖維蛋白原從其中兩對肽鏈的N-端各脫下一個小肽，使纖維蛋白原轉變成纖維蛋白。纖溶酶卻是水解肽鏈上各單位的賴氨酸-精氨酸鍵，從而逐步將整個纖維蛋白或纖維蛋白原分割成很多可溶的小肽，總稱為纖維蛋白降解產物。纖維蛋白降解產物一般不能再出現凝固，而且其中一部分有抗血凝的作用。

　　纖溶酶是血漿中活性最強的蛋白酶，但特異性較小，可以水解凝血酶、因數Ⅴ、因數Ⅷ、啟動因數Ⅻa；促使血小板聚集和釋放5-羥色胺、ADP等；還能啟動血漿中的補體系統；但它的主要作用是水解纖維蛋白原和纖維蛋白。血管內出現血栓時，纖溶主要局限於血栓，這可能是由於血漿中有大量抗纖溶物質（即抑制物）存在，而血栓中的纖維蛋白卻可吸附或結合較多的啟動物所致。正常情況下，血管內膜表面經常有低水準的纖溶活動，很可能血管內也經常有低水準的凝血過程，兩者處於平衡狀態。

3、抑制物及其作用血液中存在的纖溶抑制物主要是抗纖溶酶（antiplasmin）　，但其特異性不大，例如，a2-巨球蛋白能普遍抑制各種內切酶，包括纖溶酶、胰蛋白酶、凝血酶、激肽釋放酶等。每一分子a2-巨球蛋白可結合一分子纖溶酶，然後迅速被吞噬細胞清除。血漿中a1-抗胰蛋白酶也對纖溶酶有抑制作用，但作用較慢，然而它分子量小，可滲出血管，控制血管外纖溶活動。看來這些抑制物的作用，是廣泛控制在血凝與纖溶兩個過程中起作用的一些酶類。這對於將血凝與纖溶局限於創傷部位，有重要意義。

（四）表面啟動與血液的其他防衛功能

　　血管損傷後暴露出內膜下組織，通過表面啟動使因數Ⅻ啟動成因數Ⅻa，因數Ⅻa 又啟動肽釋放酶成為激肽釋放酶，而激肽釋放酶又可啟動因數Ⅻ，從而形成一個正回饋環，可形成足夠的Ⅻa 和激肽釋放酶。這樣，不但同時啟動了血凝和纖溶系統，也啟動了補體系統和激肽系統（圖3-7）。補體啟動的一些產物和激肽都是作用很強的趨化因數，能吸收吞噬細胞到受損傷的部位，產生非特異性免疫反應；這樣使生理止血功能與免疫功能相配合，有效的保護機體，減少創傷帶來的損害。

圖3-7表面啟動也血液各種防衛功能關係示意圖

PK：前激肽釋放酶：Pn：纖溶酶原：K：激肽釋放酶：Pn：纖溶酶

HK：高分子激肽原 CI：補體 Kn：激肽 Ⅻ與Ⅻa，因數Ⅻ及其啟動型