Các Rối Loạn Huyết Động, Bệnh Huyết Khối và Shock (Phần 3)

Cầm máu, các rối loạn chảy máu và huyết khối

Cầm máu bình thường

Chuỗi (thác) đông máu

Chuỗi phản ứng đông máu là một loạt các phản ứng enzyme khuếch đại dẫn đến sự lắng đọng của cục máu đông fibrin không hòa tan. Như sẽ thảo luận sau, sự phụ thuộc của quá trình hình thành cục máu đông vào các yếu tố khác nhau sẽ khác nhau trong ống nghiệm phòng thí nghiệm (in vitro) và trong mạch máu in vivo (trong cơ thể) (Hình 4.6). Tuy nhiên, quá trình đông máu in vitro và in vivo đều tuân theo cùng một nguyên tắc chung như sau.

fibrin-1 — **Hình 4.6** – Chuỗi đông máu trong phòng thí nghiệm và trong cơ thể (in vivo). (A) Đông máu được khỏi đầu trong phòng thí nghiệm bằng cách thêm phospholipids, calcium và chất tích điện âm như các hạt thủy tinh (con đường nội sinh) hoặc một nguồn yếu tố mô (con đường nội sinh). (B) Trong cơ thể, yếu tố mô là yếu tố khởi động chính của quá trình đông máu, mà được khuếch đại bởi các vòng phản hồi liên quan với thrombin (các đường nét đứt). Các polypeptides đỏ là các yếu tố bất hoạt, các polypeptides xanh lục đậm là các yếu tố hoạt hóa, và các polypeptides xanh lục nhạt tương ứng với các đồng yếu tố (các chất tăng cường phản ứng). Các yếu tố được đánh dấu sao(*) là phụ thuộc vitamin K cũng như là protein C và S (không được mô tả). Warfarin đóng vai trò như là một chất chóng đông bằng cách ức chế sự carboxyl hóa γ của các yếu tố đông máu phụ thuộc vitamin K. Vitamin K là một đồng yếu tố thiết yếu cho sự tổng hợp của tất cả các yếu tố đông máu phụ thuộc vitamin K này.

Chuỗi các phản ứng trong con đường này có thể được ví như một “điệu nhảy” trong đó các yếu tố đông máu được truyền từ đối tác này sang đối tác khác (Hình 4.7). Mỗi bước phản ứng liên quan đến một enzyme (một yếu tố đông máu được hoạt hóa), một cơ chất (một dạng tiền enzyme không hoạt hóa của một yếu tố đông máu) và một đồng yếu tố (một chất tăng tốc phản ứng). Các thành phần này được lắp ráp trên một bề mặt phospholipid tích điện âm, được cung cấp bởi các tiểu cầu được hoạt hóa. Việc lắp ráp các phức hợp phản ứng cũng phụ thuộc vào calcium, mà liên kết với các gốc glutamic acid được carboxyl hóa γ có trong các yếu tố II, VII, IX và X. Các phản ứng enzyme tạo ra glutamic acid được carboxyl hóa γ sử dụng vitamin K làm đồng yếu tố và bị đối kháng bởi các loại thuốc như coumadin, mà được sử dụng làm thuốc chống đông.

fibrin-2 — **Hình 4.7** – Sự minh họa sơ đồ của sự chuyển đổi yếu tố X thành yếu tố Xa, mà sau đó chuyển đổi yếu tố II (prothrombin) thành yếu tố IIa (thrombin) (xem Hình 4.6B). Phức hợp phản ứng ban đầu bao gồm một enzyme phân giải protein (yếu tố IXa), một cơ chất (yếu tố X) và một chất tăng cường phản ứng (yếu tố VIIa), tất cả được lắp ráp trên một bề mặt phospholipid tiểu cầu. Các ion calcium giữ các thành phần được lắp ráp với nhau và cần thiết cho phản ứng. Yếu tố Xa hoạt hóa trở thành protease cho phức hợp lân cận thứ hai trong chuỗi đông máu, chuyển cơ chất prothrombin (II) thành thrombin (IIa) sử dụng yếu tố Va như là yếu tố tăng cường phản ứng.

Dựa trên các xét nghiệm được thực hiện trong các phòng xét nghiệm lâm sàng, chuỗi phản ứng đông máu có thể được chia thành các con đường ngoại sinh và nội sinh (xem Hình 4.6A).

Xét nghiệm thời gian prothrombin (PT) đánh giá chức năng của các protein trong con đường ngoại sinh (các yếu tố VII, X, V, II [prothrombin] và fibrinogen). Tóm lại, yếu tố mô, phospholipids và calcium được thêm vào huyết tương và thời gian hình thành cục máu đông fibrin được ghi lại.

Xét nghiệm thời gian thromboplastin một phần (PTT) kiểm tra chức năng của các proteins trong con đường nội sinh (các yếu tố XII, XI, IX, VIII, X, V, II và fbrinogen). Trong xét nghiệm này, quá trình đông máu của huyết tương được bắt đầu bằng cách bổ sung các hạt tích điện âm (ví dụ: thủy tinh mài) kích hoạt yếu tố XII (yếu tố Hageman) cùng với phospholipids và calcium, và thời gian hình thành cục máu đông fibrin được ghi lại.

Mặc dù xét nghiệm PT và PTT rất hữu ích trong việc đánh giá chức năng của yếu tố đông máu ở bệnh nhân, nhưng chúng không tóm tắt lại các sự kiện dẫn đến đông máu trong cơ thể sống. Điểm này được thể hiện rõ nhất bằng cách xem xét các tác động lâm sàng của tình trạng thiếu hụt các yếu tố đông máu khác nhau. Thiếu hụt các yếu tố V, VII, VIII, IX và X có liên quan đến các rối loạn chảy máu từ trung bình đến nặng và tình trạng thiếu prothrombin có khả năng không phù hợp với sự sống. Ngược lại, sự thiếu hụt yếu tố XI chỉ liên quan đến chảy máu nhẹ, và những cá nhân bị thiếu hụt yếu tố XII không bị chảy máu và trên thực tế có thể dễ bị huyết khối. Ngược lại, có bằng chứng từ các mô hình thực nghiệm cho thấy rằng trong một số trường hợp, yếu tố XII có thể góp phần gây huyết khối. Những phát hiện nghịch lý này có thể bắt nguồn từ sự tham gia của yếu tố XII vào một số con đường, bao gồm con đường bradykinin gây viêm cũng như quá trình tiêu fibrin (sẽ thảo luận sau).

Dựa trên tác động của nhiều yếu tố thiếu hụt ở người, người ta tin rằng, trong cơ thể sống, phức hợp yếu tố VIIa/yếu tố mô là yếu tố hoạt hóa quan trọng nhất của yếu tố IX và phức hợp yếu tố IXa/yếu tố VIIIa là yếu tố hoạt hóa quan trọng nhất của yếu tố X (xem Hình 4.6B). Xu hướng chảy máu nhẹ thấy ở những bệnh nhân thiếu yếu tố XI có thể được giải thích là do khả năng của thrombin kích hoạt yếu tố XI (cũng như các yếu tố V và VIII), một cơ chế phản hồi khuếch đại chuỗi đông máu. Trong số các yếu tố đông máu, thrombin là quan trọng nhất, vì các hoạt động enzyme khác nhau của nó kiểm soát nhiều khía cạnh khác nhau của quá trình cầm máu và liên kết quá trình đông máu với tình trạng viêm và sửa chữa. Một số các hoạt động quan trọng nhất của thrombin là như sau:

Chuyển đổi fibrinogen thành fibrin liên kết chéo. Thrombin chuyển đổi trực tiếp fibrinogen hòa tan thành các đơn phân fibrin mà trùng hợp thành fibril không hòa tan và cũng khuếch đại quá trình đông máu, không chỉ bằng cách hoạt hóa yếu tố XI mà còn bằng cách hoạt hóa hai đồng yếu tố quan trọng: yếu tố V và VIII. Nó cũng ổn định nút cầm máu thứ phát bằng cách hoạt hóa yếu tố XIII, liên kết chéo cộng hóa trị với fibrin.

Hoạt hóa tiểu cầu. Thrombin là chất gây ra sự hoạt hóa và kết tập tiểu cầu mạnh thông qua khả năng hoạt hóa PAR-1 của nó, do đó liên kết chức năng tiểu cầu với quá trình đông máu.

Tác động gây viêm. PARs cũng được biểu hiện trên các tế bào viêm, nội mạc và các loại tế bào khác (Hình 4.8) và việc kích hoạt các thụ thể này bởi thrombin được cho là điều hòa cho các tác động gây viêm mà góp phần sửa chữa mô và hình thành mạch máu mới.

Tác động chống đông máu. Đáng chú ý là thông qua các cơ chế được mô tả sau này, khi gặp nội mô bình thường, thrombin sẽ chuyển từ chất gây đông máu thành chất chống đông máu; sự đảo ngược chức năng này ngăn ngừa cục máu đông lan rộng ra ngoài vị trí tổn thương mạch máu.

fibrin-3 — **Hình 4.8** – Vai trò của thrombin trong cầm máu và hoạt hóa tế bào. Thrombin đóng một vai trò thiết yếu trong việc tạo ra fibrin liên kết chéo (bằng cách phân tách fibrinogen thành fibrin và bằng cách hoạt hóa yếu tố VIII), cũng như là hoạt hóa một vài yếu tố đông máu khác (xem Hình 4.6B). Thông qua các thụ thể được hoạt hóa bởi protease (PARs, xem bài viết), thrombin cũng điều hòa một số hoạt động của tế bào. Nó cảm ứng trực tiếp sự kết tập tiểu cầu và sự sản xuất TxA2 và hoạt hóa các tế bào nội mô, mà đáp ứng bằng cách biểu hiện các phân tử bám dính và các chất điều hòa cytokines (như PDGF). Thrombin cũng hoạt hóa một cách trực tiếp các tế bào bạch cầu. ECM, chất nền ngoại bào; PDGF, yếu tố tăng trường có nguồn gốc tiểu cầu. Xem Hình 4.10 để biết thêm các hoạt động chống đông được điều hòa bởi thrombin.

Các yếu tố mà giới hạn quá trình đông máu

Một khi đã bắt đầu, quá trình đông máu phải được giới hạn tại vị trí tổn thương mạch máu để ngăn ngừa hậu quả có hại. Một yếu tố hạn chế là sự pha loãng máu đơn thuần; máu chảy qua vị trí tổn thương sẽ rửa trôi các yếu tố đông máu đã hoạt hóa, các yếu tố này sẽ nhanh chóng được gan loại bỏ. Yếu tố thứ hai là yêu cầu về phospholipids tích điện âm, như đã đề cập, chủ yếu được cung cấp bởi các tiểu cầu đã được hoạt hóa khi tiếp xúc với chất nền dưới nội mô tại các vị trí tổn thương mạch máu. Tuy nhiên, các cơ chế điều hòa ngược quan trọng nhất liên quan đến các yếu tố được biểu hiện bởi nội mô nguyên vẹn nằm cạnh vị trí tổn thương (sẽ mô tả sau).

Hoạt hóa chuỗi đông máu cũng khởi động chuỗi tiêu sợi huyết giúp hạn chế kích thước của cục máu đông và góp phần vào quá trình hòa tan cục máu đông sau này (Hình 4.9). Tiêu sợi huyết phần lớn được thực hiện thông qua hoạt động của enzyme plasmin, chất này phá vỡ fibrin và can thiệp vào quá trình trùng hợp của nó. Mức tăng cao của các sản phẩm phân hủy fibrinogen (thường được gọi là các sản phẩm phân tách fibrin), đáng chú ý nhất là D-dimer có nguồn gốc từ fibrin, là một dấu hiệu lâm sàng hữu ích của một số trạng thái huyết khối (được mô tả sau). Plasmin được tạo ra bởi quá trình dị hóa enzyme của tiền thân tuần hoàn không hoạt động là plasminogen, thông qua con đường phụ thuộc vào yếu tố XII (có thể giải thích mối liên quan giữa sự thiếu hụt yếu tố XII và huyết khối) hoặc bởi các chất hoạt hóa plasminogen. Chất hoạt hóa plasminogen quan trọng nhất là t-PA; nó được tổng hợp chủ yếu bởi nội mô và hoạt động mạnh nhất khi liên kết với fibrin. Đặc điểm này làm cho t-PA trở thành một chất điều trị hữu ích, vì hoạt động phân hủy fibrin của nó bị giới hạn mạnh ở các vị trí huyết khối nằm gần. Sau khi được hoạt hóa, plasmin tiếp theo được kiểm soát chặt chẽ bởi các yếu tố điều hòa ngược như chất ức chế α₂-plasmin, một protein huyết tương liên kết và ức chế nhanh chóng plasmin tự do.

**Hình 4.9** – Hệ thống tiêu fibrin (tiêu sợi huyết), minh họa các yếu tố hoạt hóa và ức chế plasminogen khác nhau (xem bài viết).

Các khái niệm then chốt

Các yếu tố đông máu

Đông máu xảy ra thông qua quá trình chuyển đổi enzyme tuần tự của một chuỗi các protein tuần hoàn và tổng hợp tại chỗ.

Yếu tố mô được hình thành tại vị trí tổn thương là tác nhân khởi đầu quan trọng nhất của chuỗi đông máu trong cơ thể.

Ở giai đoạn cuối cùng của quá trình đông máu, thrombin chuyển đổi fibrinogen thành fibrin không hòa tan, góp phần hình thành nút cầm máu cuối cùng.

Đông máu thường bị giới hạn ở các vị trí tổn thương mạch máu bằng cách:
- Giới hạn sự hoạt hóa enzyme đối với các bề mặt phospholipid do tiểu cầu hoặc nội mạc hoạt hóa cung cấp
- Chất ức chế tuần hoàn của các yếu tố đông máu, chẳng hạn như antithrombin III, mà có hoạt tính được tăng cường bởi các phân tử giống heparin được biểu hiện trên các tế bào nội mô
- Sự biểu hiện thrombomodulin trên các tế bào nội mô bình thường mà liên kết với thrombin và chuyển đổi nó thành chất chống đông
- Kích hoạt các con đường tiêu fibrin (ví dụ, bằng sự liên kết của t-PA với fibrin).

Nội mạc

Sự cân bằng giữa các hoạt động chống đông và gây đông của nội mô thường quyết định sự hình thành, lan truyền hay hòa tan cục máu đông có xảy ra hay không (Hình 4.10). Các tế bào nội mô bình thường biểu hiện nhiều yếu tố ức chế các hoạt động gây đông của tiểu cầu và các yếu tố đông máu và làm tăng quá trình tiêu sợi huyết. Các yếu tố này hoạt động phối hợp để ngăn ngừa huyết khối (thrombosis) và hạn chế đông máu tại các vị trí tổn thương mạch máu. Tuy nhiên, nếu bị tổn thương hoặc tiếp xúc với các yếu tố gây viêm, các tế bào nội mô sẽ mất nhiều đặc tính chống huyết khối. Ở đây, chúng ta sẽ hoàn thành việc thảo luận về cầm máu bằng cách tập trung vào các hoạt động chống huyết khối của nội mô bình thường; chúng ta sẽ quay lại “mặt tối” của các tế bào nội mô sau khi thảo luận về huyết khối.

Các đặc tính chống huyết khối của nội mô có thể được chia thành các hoạt động hướng đến tiểu cầu, các yếu tố đông máu và tiêu sợi huyết.

Tác động ức chế tiểu cầu. Một tác động rõ ràng của nội mạc còn nguyên vẹn là đóng vai trò như một hàng rào bảo vệ tiểu cầu khỏi vWF dưới nội mạc và collagen. Tuy nhiên, nội mạc bình thường cũng giải phóng một số yếu tố ức chế sự hoạt hóa và kết tập tiểu cầu. Trong số những yếu tố quan trọng nhất là prostacyclin (PGI2), nitric oxide (NO) và adenosine diphosphatase; adenosine diphosphatase làm thoái hóa ADP, đã được thảo luận như là một chất hoạt hóa mạnh của sự kết tập tiểu cầu. Yếu tố điều hòa chính của quá trình sản xuất NO và PGI2 dường như là dòng chảy; chính xác thứ gì cảm nhận dòng chảy thì vẫn chưa được chắc chắn, mặc dù những thay đổi về hình dạng tế bào và bộ khung xương tế bào có liên quan. PGI2 được sản xuất bởi COX-1, mà được biểu hiện liên tục bởi nội mạc “khỏe mạnh” trong điều kiện dòng chảy bình thường. NO là sản phẩm của nitric oxide synthase nội mạc eNOS.

Tác động chống đông máu. Nội mạc bình thường bảo vệ các yếu tố đông máu khỏi yếu tố mô trong thành mạch và biểu hiện nhiều yếu tố chủ động chống lại quá trình đông máu, đáng chú ý nhất là thrombomodulin, thụ thể protein C nội mô, các phân tử giống heparin và chất ức chế con đường yếu tố mô. Thrombomodulin và thụ thể protein C nội mô liên kết lần lượt với thrombin và protein C trong một phức hợp trên bề mặt tế bào nội mô. Khi liên kết trong phức hợp này, thrombin mất khả năng hoạt hóa các yếu tố đông máu và tiểu cầu, thay vào đó cắt và hoạt hóa protein C, một protease phụ thuộc vitamin K cần một đồng yếu tố, là protein S. Phức hợp protein C/protein S hoạt hóa là chất ức chế mạnh các đồng yếu tố đông máu Va và VIIIa. Các phân tử giống heparin trên bề mặt nội mô liên kết và hoạt hóa antithrombin III, mà sau đó ức chế thrombin và các yếu tố IXa, Xa, XIa và XIIa. Tính hữu ích lâm sàng của heparin và các thuốc liên quan dựa trên khả năng kích thích hoạt động của antithrombin III. Chất ức chế con đường yếu tố mô (TFPI), giống như protein C, cần protein S làm đồng yếu tố và, như tên gọi của nó, liên kết và ức chế phức hợp yếu tố mô/yếu tố VIIa.