فرآیند انعقاد خون یکی از مهم‌ترین فرآیندهای بدن است، زیرا در هنگام وارد شدن آسیب به رگ‌های سیستم گردش خون از خون‌ریزی بیش از حد جلوگیری می‌کند. پلاکت‌ها و پروتئین‌های پلاسما به منظور توقف خون‌ریزی با یکدیگر همکاری می‌کنند و لخته‌ای را در محل آسیب تشکیل می‌دهند که مسیر خروج خون را مسدود می‌کند. با توجه به میزان اهمیت این فرآیند در این مطلب از مجله فرادرس یاد می‌گیریم که انعقاد خون چیست و روند منعقد شدن خون به چه صورت است.

برای تسلط کامل بر تمام نکات، با فاکتورهای انعقادی و کوفاکتورهای مسیر انعقاد خون نیز آشنا می‌شویم تا در گام بعد به سراغ ترکیباتی برویم که وظیفه تنظیم مسیر انعقاد خون را بر عهده دارند و به این ترتیب مطمئن می‌شویم که در انتهای مطلب دیدی کامل نسبت به این موضوع خواهیم داشت که در بدن مهره‌داران شیوه انعقاد خون چیست. در بخش پایانی نیز با بررسی روند تجزیه لخته خونی یاد می‌گیریم که پس از بهبود آسیب سرنوشت لخته ساخته شده در فرآیند انعقاد خون چیست.

انعقاد خون چیست؟

«انعقاد خون» (Blood Clotting) فرآیندی است که در هنگام آسیب رگ‌های خونی به راه می‌افتد تا مانع خون‌ریزی و از دست رفتن خون بدن شود. رگ‌ها که جزوی از دستگاه گردش خون بدن هستند، مانند لوله‌هایی عمل می‌کنند که امکان حرکت خون بین بخش‌های مختلف بدن را فراهم کرده‌‌اند. زمانی که آسیبی به رگ‌ها وارد شود، خون از فضای درونی رگ خارج می‌شود که با توجه به شدت و محل آسیب می‌تواند خطرات بسیار زیادی داشته باشد، به عنوان مثال در صورتی که رگ‌های داخلی بدن آسیب ببینند، خون‌ریزی داخلی رخ می‌دهد که حتی می‌تواند کشنده باشد.

فرآیند انعقاد خون در زیست‌شناسی دهم در کنار دیگر مباحث پایه آموزش داده می‌شود که یادگیری آن‌ها می‌تواند برای دانش‌آموزان این پایه کمی چالش برانگیز باشد، به همین دلیل پیشنهاد می‌دهیم در مسیر یادگیری از فیلم آموزش زیست‌شناسی ۱ فرادرس استفاده کنید که نکات کنکوری مربوط به هر مبحث را نیز پوشش داده است. لینک این فیلم آموزشی به منظور دسترسی سریع‌تر در کادر زیر درج شده است.

فرآیند انعقاد خون یکی از حفاظت شده‌ترین فرآیندهای زیست‌شناسی است، یعنی مسیر آن در بین گونه‌های مختلف جانداران شباهت‌های زیادی دارد. میزان حفاظت شده بودن یک فرآیند حاکی از اهمیت بالای آن برای حیات است. در تمام پستانداران فرآیند انعقاد خون دارای دو جزء زیر است.

• اجزای سلولی: پلاکت‌ها
• اجزای پروتئینی: فاکتورهای انعقادی

آسیب عروق باعث به راه افتادن واکنشی در رگ‌های خونی می‌شود که پلاکت‌ها و فاکتورهای انعقادی موجود در خون را فعال می‌کنند. سپس پلاکت‌ها و پروتئین‌های انعقادی در محل زخم با یکدیگر همکاری می‌کنند تا لخته خون تشکیل شود و به این ترتیب خون‌ریزی کنترل می‌شود. با کنترل خون‌ریزی به وسیله این زخم‌پوش طبیعی بدن، فرآیندهای ترمیمی به راه می‌افتند تا آسیب بافتی به سرعت بهبود یابد.

پس از ترمیم دیواره رگ دیگر نیازی به حضور لخته خون نیست و جریان خون باید به شرایط اولیه بازگردد، به همین دلیل با استفاده از فرآیند انحلال فیبرین، لخته خون تجزیه و در خون حل می‌شود تا همه چیز به شرایط طبیعی خود بازگردد.

خون‌ایستی چیست؟

خون‌ایستی یا «هموستاز» (Hemostasis) مکانیسمی است که باعث توقف خون‌ریزی در بدن می‌شود. این فرآیند با استفاده از فعالیت‌ آنزیم‌های متفاوتی باعث تشکیل لخته خون در طی فرآیند انعقاد خون می‌شود اما پیش از آن به کمک اثرات ترکیباتی خاص دیواره عروق را منقبض می‌کند تا با کاهش حجم خون عبوری از محل آسیب، میزان خون‌ریزی نیز کاهش یابد.

سپس در حین تجمع پلاکت‌های خون، آبشارهای انعقادی به راه می‌افتند تا از رشته‌های فیبرین ساختاری تورمانند تشکیل شود که نتیجه آن در هم تنیدگی پلاکت‌ها و رشته‌های فیبرین و تشکیل لخته خون خواهد بود. این لخته خون محل زخم را می‌پوشاند و برای سیستم ترمیمی بدن فرصتی ایجاد می‌کند که بافت آسیب دیده را بازسازی کند.

لخته خون چیست؟

«لخته خون» (Blood clots) جرمی نیمه‌جامد یا ژل‌مانند به رنگ قرمز است که در سرخرگ‌ها یا سیاهرگ‌ها تشکیل شده و جلوی خون‌ریزی را می‌گیرند. لخته‌های خونی از پلاکت‌ها و «فیبرین» (Fibrin) تشکیل شده‌اند. پلاکت‌ها قطعات سلولی بی‌رنگی هستند که توسط مغز قرمز استخوان ساخته می‌شوند و فیبرین نیز یکی از پروتئین‌های خون است که از فیبرینوژن به وسیله اثر ترومبین روی فیبرینوژن تولید می‌شود.

پلاکت‌ها و رشته‌های فیبرین در محل آسیب وارد شده به بافت رگ‌های خونی محکم به یکدیگر می‌چسبند تا مانند سدی در مقابل خون‌ریزی عمل کنند. رنگ قرمز لخته‌های خون نیز به دلیل گیر افتادن گلبول‌های قرمز خون در جرم نیمه‌جامدی است که پلاکت‌ها و فیبرین تشکیل می‌دهند.

لخته‌های خون اکثر مواقع پس از ترمیم بافت آسیب دیده تجزیه یا در خون حل می‌شوند. گاهی نیز لخته‌ها مسیر عبور خون در رگ‌ها را مسدود می‌کنند که به این دسته از لخته‌ها «آمبولی» (Emboli) می‌گوییم. تشکیل لخته‌های خون در محل‌هایی که آسیبی به بافت رگ‌ها وارد نشده است، باعث ایجاد مشکلاتی جدی در بدن می‌شود، برای آشنایی بیشتر با شدت خطر آمبولی تعدادی از آسیب‌هایی که به اندام‌های مختلف وارد می‌شود را در ادامه مثال می‌زنیم.

• سیاهرگ‌های پا‌ها و دست‌ها: منجر به ترومبوز سیاهرگ‌ عمقی می‌شود.
• سرخرگ‌های ریه: منجر به آمبولی ریه می‌شود.
• قلب: منجر به ایجاد حمله قلبی می‌شود.
• مغز: مانع خون‌رسانی به مغز می‌شود که نتیجه آن سکته مغزی است.

یادگیری زیست‌ شناسی با فرادرس

تا اینجای این مطلب به طور کلی متوجه شدیم که انعقاد خون چیست، با بررسی این روند زیستی می‌توان به سادگی متوجه شد که مطالعه فرآیند‌های زیست‌شناسی شامل آشنایی با مولکول‌ها، سلول‌ها و اثرات متفاوتی است که هر کدام از آن‌ها بر دیگری دارند. با توجه به این گستردگی بخش‌های مختلف زیست‌شناسی، محققان می‌توانند به روش‌های متفاوتی هر فرآیند را مطالعه کنند، به عنوان مثال بیوشیمی با بررسی ساختار و عملکرد مولکول‌ها به ما در درک مسیر‌های مولکولی کمک می‌کند، اما فیزیولوژی تمرکز بیشتری بر تاثیر کلی فرآیند بر عملکرد بافت، اندام یا سلول دارد.

با توجه به این توضیحات می‌توان گفت که یادگیری مباحث مختلف زیست‌شناسی می‌تواند چالش‌های بسیاری داشته باشد، اما علم‌آموزان با دسترسی به فیلم‌های آموزشی که طبق برنامه‌ای کاربردی تهیه شده باشند، می‌توانند هر موضوع زیستی را به نحوی یاد بگیرند که تمام ابعاد مرتبط با آن پوشش داده شده باشد. فرادرس با تمرکز بر همین نکته فیلم‌های آموزشی جامعی را تهیه و منتشر کرده است که در ادامه تعدادی از آن‌ها را معرفی می‌کنیم.

فرآیند انعقاد خون

انعقاد خون فرآیندی است که در طی آن خون از حالت مایع به ترکیبی ژلاتینی تبدیل می‌شود. هدف از تشکیل این ترکیب ژلاتینی که به آن «لخته خون» می‌گوییم نیز جلوگیری از خون‌ریزی است. یکی از نکاتی که باید در مورد فرآیند انعقاد خون به یاد داشت این است که انعقاد خون بخشی از مکانیسم هموستاز یا خون‌ایستی بدن است. خون‌ایستی فرایندی طبیعی است که برای قطع خون‌ریزی و بهبود زخم ایجاد شده انجام می‌شود و تشکیل لخته خون نیز نتیجه‌ سلسله‌ای از واکنش‌های آنزیمی است که به محض ایجاد زخم به راه می‌افتند. این فرآیند به دو مرحله زیر تقسیم می‌شود.

• پاسخ سلولی: تجمع پلاکت‌ها
• پاسخ مولکولی: پلیمرازیسیون پروتئین فیبرین برای تشکیل شبکه تورمانند

فاکتورهای ترشح شده در مرحله پاسخ سلولی به فعال شدن پاسخ مولکولی کمک می‌کنند و به این ترتیب فرآیند انعقاد خون به‌طور دقیقی مرحله به مرحله پیش می‌رود.

دلیل اهمیت انعقاد خون به فعالیت خون در بدن برمی‌گردد که مسئول رساندن اکسیژن و موادغذایی به سلول‌های بدن است، بنابراین خون جزئی بسیار مهم برای تداوم حیات بدن است و از دست دادن حجم زیادی از آن می‌تواند مهلک باشد، به همین دلیل بدن با استفاده از فرآیند انعقاد خون از خود محافظت می‌کند. به طور معمول فرآیند انعقاد خون تحت کنترل مهارکننده‌های متعددی قرار دارد که از ایجاد لخته خون در شرایطی جلوگیری می‌کنند که آسیبی به بدن وارد نشده است. این فرآیند حساس در دو موقعیت دچار اختلال می‌شود که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌کنیم.

1. افزایش فعالیت انعقادی فاکتورهای انعقادی
2. کاهش فعالیت مهارکنندگان طبیعی فرآیند انعقاد خون

فعال‌سازی

زمانی که به عروق خونی آسیبی وارد می‌شود، سلول‌های اندوتلیالی که دیواره درونی عروق را تشکیل می‌دهند، ترکیبات مختلفی، مانند اندوتلین و ترومبوکسان آزاد می‌کنند که خاصیت انقباضی دارند و به این ترتیب با ایجاد زخم شاهد انقباض عروق هستیم.

این ترکیبات روی ماهیچه‌های صاف دیواره رگ‌ها تاثیر می‌گذارند تا با انقباضات خود موجب تنگ‌ شدن عروق خونی شوند که نتیجه آن نیز کاهش جریان خون در محل آسیب و محدود شدن میزان خون‌ریزی است. توجه داشته باشید که مرحله فعال‌سازی جزوی از مکانیسم خون‌ایستی است که پیش از به راه افتادن مراحل انعقاد خون، به کاهش خون عبوری از محل آسیب کمک می‌کند.

پاسخ سلولی یا تجمع پلاکت‌ها

آسیب به لایه اپی‌تلیال دیواره رگ‌های خونی باعث آغاز فرآیند انعقاد خون می‌شود. در مرحله پاسخ سلولی پلاکت‌ها به‌طور مستقیم به کلاژن موجود در بافت‌ها متصل می‌شوند و برای این اتصال از دو گیرنده سطحی و یک نوع گلیکوپروتئین خاص استفاده می‌کنند. اتصال پلاکت‌ها به کلاژن توسط «عامل فون ویلبراند» (Von Willebrand Factor) تحریک می‌شود، دو نوع سلولی که در ادامه نام می‌بریم قادر به تولید و ترشح عامل فون ویلبراند هستند.

• سلول‌های اندوتلیال
• پلاکت‌ها

ایجاد آسیب در رگ‌ها به پلاکت‌ها القا می‌کند که باید به کلاژن‌های موجود در ماتریکس خارج سلولی متصل شوند، بنابراین پلاکت‌ها قادر خواهند بود که به کمک رشته‌های کلاژن در محل زخم ثابت باقی بمانند. به این اتفاق «تجمع پلاکتی» (Platelet Aggregation) می‌گوییم. پلاکت‌ها در حالت غیرفعال کروی شکل هستند، اما زمانی که فعال می‌شوند تغییر فرم داده و به شکل یک ستاره دیده می‌شوند.

تشدید پاسخ

در درون پلاکت‌ها گرانول‌هایی وجود دارند که مولکول‌های خاصی در آن‌ها ذخیره شده‌اند، با فعال شدن پلاکت‌ها به منظور تشدید پاسخ سلولی این گرانول‌ها موادی که ذخیره کرده‌اند را به پلاسمای خون آزاد می‌کنند. در ادامه محتویات مولکولی این گرانول‌ها را نام می‌بریم.

• ADP
• سروتونین
• «فاکتور فعال کننده پلاکت» (Platelet-Activating Factor | PAF)
• عامل فون ویلبراند
• «فاکتور پلاکت ۴» (Platelet Factor 4 | PF4)
• «ترومبوکسان A۲»

این فاکتورهای آزاد شده از پلاکت‌ها روی پلاکت‌های غیرفعال اثر گذاشته و باعث فعال‌سازی آن‌ها می‌شوند. قدرت پلاکت‌ها در فعال‌سازی پلاکت‌های دیگر باعث افزایش پاسخ‌ آن‌ها به خون‌ریزی و آسیب وارد شده می‌شود که همین فرآیند را با عنوان تشدید پاسخ می‌شناسیم. آزادسازی مواد درون گرانول‌ها روندی را در پلاکت‌ها به راه می‌‌اندازد که نتیجه نهایی آن افزایش تمایل پلاکت برای اتصال به فیبرینوژن است. در ادامه گام به گام با این روند آشنا می‌شویم.

1. محتویات گرانولی آبشار گیرنده متصل به پروتئین G را فعال می‌کند.
2. غلظت کلسیم در سیتوزول پلاکت افزایش می‌یابد.
3. کلسیم «پروتئین کیناز C» را فعال می‌کند تا این آنزیم نیز «فسفولیپاز A۲» را فعال کند.
4. فسفولیپاز A۲ یکی از گلیکوپروتئین‌های تراغشایی موجود در غشای پلاکت را تغییر می‌دهد و به این ترتیب تمایل پلاکت برای اتصال به فیبرینوژن افزایش می‌یابد.

پاسخ مولکولی یا آبشار انعقادی

پاسخ مولکولی یا آبشار انعقادی مجموعه‌ای از واکنش‌هایی است که پی در پی انجام می‌شوند و محصول واکنش ۱ بر انجام واکنش ۲ اثر می‌گذارد، سپس محصول واکنش ۲ واکنش ۳ را به پیش می‌برد و به همین ترتیب واکنش‌‌ها انجام می‌شوند تا لخته خون تشکیل شود. بنابراین می‌توان گفت که مرحله پاسخ مولکولی در فرآیند انعقاد خون باعث تولید شبکه‌ای توری می‌شود که از پلیمرهای پروتئین فیبرین ساخته شده است.

همانند مسیر سلولی، مسیر مولکولی نیز با فاز ابتدایی به راه می‌افتد و سپس طی یک فاز تشدید پاسخ آن چند برابر می‌شود. پلیمرازیسیون فیبرین نتیجه همگرایی دو آبشار کاتالیتیکی است که آن‌ها را با نام‌های زیر می‌شناسیم.

1. مسیر داخلی یا «مسیر فعال‌سازی تماسی» (Contact Activation Pathway)
2. مسیر خارجی یا «مسیر فاکتور بافتی» (Tissue Factor Pathway)

این مسیر‌ها از تعدادی واکنش‌های پشت سر هم تشکیل شده‌اند که در طی آن‌ها یک زیموژن (پیش‌ساز آنزیم غیرفعال) و کوفاکتور گلیکوپروتئینی آن فعال می‌شوند تا مولکول فعالی را بسازند که واکنش بعدی مسیر را پیش می‌برد تا در نهایت پس از طی شدن تمام واکنش های مسیر، فیبرین ساخته شود.

پس از آن که ترومبین فرآیند تولید فیبرین از فیبرینوژن را تکمیل کرد، فرم فعال فاکتور سیزده با اعمال اثر خود روی رشته‌های فیبرین باعث می‌شود که اتصالات عرضی بین این رشته‌ها افزایش یابد که نتیجه آن تشکیل لخته خون نهایی است. لخته خون با سد کردن مسیر خون‌ریزی مانند زخم‌پوشی عمل می‌کند که به بدن فرصت ترمیم بافت آسیب دیده را می‌دهد. در نهایت این لخته خون پس از تکمیل فرآیند ترمیم زخم، توسط «آنزیم‌های فیبرینولیتیک» (Fibrinolytic Enzymes) تجزیه می‌شود.

 مسیرهای فعال‌سازی انعقاد خون

برای فعال‌سازی فرآیند انعقاد خون دو مسیر متفاوت وجود دارد که یکی از آن‌ها پاسخ سریع‌تری به خون‌ریزی می‌دهد در حالی که دومی با وجود کند بودن، می‌تواند پاسخ گسترده‌تری به خون‌ریزی‌ بدهد.

1. «مسیر خارجی» (The Extrinsic Pathway): در مسیر خارجی فاکتورهای یک (I)، دو (II)، هفت (VII) و ده (X) ایفای نقش می‌کنند. این مسیری قادر به پاسخ‌گویی سریع به خون‌ریزی است.
2. «مسیر داخلی» (The Intrinsic Pathway): در مسیر داخلی فاکتورهای انعقادی یک (I) ، دو (II)، نه (IX)، ده (X)، یازده (XI) و دوازده (XII) ایفای نقش می‌کنند. پاسخ مسیر داخلی با سرعت کمتری نسبت به مسیر خارجی ایجاد می‌شود.

این دو مسیر به روش‌های متفاوتی پیش ‌می‌روند تا فاکتور ده را تولید کنند، پس از فعال شدن فاکتور ده تنها یک مسیر برای آبشار انعقادی وجود دارد که به آن «مسیر مشترک» (Common pathway) می‌گوییم، بنابراین هر دو مسیر خارجی و داخلی به مسیر مشترک ختم می‌شوند. در معرفی فاکتورهای هر مسیر نیز سه فاکتور را برای هر دو معرفی کردیم که در اصل مربوط به بخش مسیر مشترک هستند. این سه فاکتور موارد زیر هستند.

• فاکتور یک: فیبرینوژن
• فاکتور دو:پروترومبین
• فاکتور ده: فاکتور استوارت-پراور

مسیر خارجی انعقاد خون چیست؟

برای فعال‌سازی مسیر داخلی، سلول‌های آسیب دیده شروع به بیان یک پروتئین سطحی می‌کنند که آن را با عنوان «فاکتور بافتی» (Tissue Factor | TF) می‌شناسیم. در گام بعد این پروتئین به فاکتور هفت انعقاد خون متصل شده و آن را فعال می‌کند. هترودایمر فاکتور بافتی-فاکتور ۷ (TF-7) که حاصل اتصال این دو پروتئين است، پروتئازی است که با هدف قرار دادن فاکتور ده، آن را تبدیل به فاکتور ده فعال می‌کند تا ادامه فرآیند انعقادی در مسیر مشترک طی شود.

برای بررسی روند فعالیت مسیر خارجی در آزمایش‌های تشخیصی از آزمایش «زمان پروترومبین» (Prothrombin Time | PT) استفاده می‌شود.

مسیر داخلی انعقاد خون چیست؟

مسیر داخلی انعقاد خون را با عنوان «مسیر تماسی» نیز می‌شناسیم. این مسیر نسبت به مسیر خارجی طولانی‌تر است و با فعال‌سازی فاکتور دوازده انعقاد خون شروع می‌شود. فاکتور دوازده به طور طبیعی در جریان خون وجود دارد و در صورتی که خون وارد فضای بین بافتی شود، به کلاژن موجود در بافت متصل شده و به این ترتیب فعال می‌شود. فاکتور دوازده زمانی که فعال باشد یک سرین پروتئاز است که می‌تواند فاکتور ۱۱ را فعال کند. در ادامه مسیر فعال‌سازی‌ها به شرح زیر خواهد بود.

• فاکتور یازده، فاکتور نه را فعال می‌کند.
• فاکتور نه پس از فعال‌سازی، به فاکتور ده غیرفعال متصل می‌شود و آن را فعال می‌کند.

به چنین روندی که یک فاکتور پس از فعال‌سازی، به عنوان فعال‌کننده فاکتور بعدی ایفای نقش می‌کند «آبشار فعال‌سازی» می‌گوییم. در آبشارهای فعال‌سازی با تبدیل شدن فرم غیرفعال یک مولکول به فرم فعال، این مولکول فعال شده می‌تواند روی تعدادی زیادی مولکول پایین‌دست خود اثر بگذارد و به این ترتیب در بررسی آبشار فعال‌سازی هرچه به سمت پایین‌ آبشار حرکت می‌کنیم، غلظت فاکتورهای موجود در خون بیشتر می‌شود.

برای بررسی روند فعالیت مسیر داخلی در آزمایش‌های تشخیصی از آزمایش «زمان نسبی ترومبوپلاستین» (Partial Thromboplastin Time | PTT) استفاده می‌شود.

مسیر مشترک در فرآیند انعقاد خون چیست؟

فاکتور ده نقطه‌ تلاقی دو مسیر خارجی و داخلی است، زیرا هر دو مسیر به نحوی پیش می‌روند که فاکتور ده تولید شود. این فاکتور با اتصال به فاکتور پنج آن را فعال می‌کند، هترودایمر تشکیل شده نیز با عنوان «پروترومبیناز» (Prothrombinase) شناخته می‌شود. این نام از قابلیت این هترودایمر در تبدیل پروترومبین (فاکتور دو) به ترومبین نشات گرفته است. ترومبین فعالیت‌های متنوعی دارد که در ادامه به دو مورد از مهم‌ترین وظایف آن اشاره می‌کنیم.

• فعالیت پروتئولیتیکی دارد و فیبرینوژن (فاکتور ۱) را هدف قرار می‌دهد تا مولکول‌های محلول فیبرین و مولکول‌های کوچک «فیبرینوپپتیدها» (Fibrinopeptides) را تولید کند.
• فعال کردن فاکتور ۱۳ که می‌تواند بین مولکول‌های محلول فیبرین پیوند کوالانسی ایجاد کند و ساختاری توری‌شکل از آن‌ها بسازد که نامحلول است و آن را با عنوان «لخته» می‌شناسیم.

فاکتور انعقادی چیست؟

«فاکتورهای انعقادی» (Clotting Factors) به ترکیباتی گفته می‌شود که در پلاسما حضور و در فرآیند انعقاد خون فعالیت دارند. نام‌گذاری این فاکتورها بر اساس ترتیب زمانی کشف آن‌ها صورت گرفته است و اسامی آن‌ها به شرح زیر است.

1. «فاکتور یک» (Factor I): «فیبرینوژن» (Fibrinogen)
2. «فاکتور دو» (Factor II): «پروترومبین» (Prothrombin)
3. «فاکتور سه» (Factor III): «ترومبوپلاستین بافتی» (Tissue Thromboplastin) یا «فاکتور بافتی» (Tissue Factor | TF)
4. «فاکتور چهار» (Factor IV): «کلسیم یونیزه» (Ionized Calcium)
5. «فاکتور پنج» (Factor V): «پرواکسلرین» (Proaccelerin)
6. «فاکتور هفت» (Factor VII): «پروکانورتین» (Proconvertin)
7. «فاکتور هشت» (Factor VIII): «عامل ضد هموفیلی» (Antihemophilic Factor)
8. «فاکتور نه» (Factor IX): «جزء ترومبوپلاستین پلاسما» (Plasma Thromboplastin Component)
9. «فاکتور ده» (Factor X): «فاکتور استوارت-پراور» (Stuart-Prower Factor)
10. «فاکتور یازده» (Factor XI): «پیش‌ساز ترومبوپلاستین پلاسمایی» (Plasma Thromboplastin Antecedent)
11. «فاکتور دوازده» (Hageman factor): «فاکتور هاگمن» (Hageman Factor)
12. «فاکتوز سیزده» (Factor XIII): «فاکتور تثبیت کننده فیبرین» (Fibrin-Stabilizing Factor)

در این لیست جای فاکتور شش خالی است، زیرا این فاکتور به عنوان جزئی از یک فاکتور دیگر کشف شده است و دارای عملکردی مستقل نیست. بیشتر فاکتورهای انعقادی و ضدانعقادی بجز فاکتور سه، فاکتور چهار و فاکتور هشت در کبد تولید می‌شوند. سلول‌های کبد با استفاده از ویتامین K فاکتورهای دو، هفت، نه و ده را می‌سازند، به همین دلیل دسترسی بدن به میزان کافی از این ویتامین ضروری است.

زیموژن‌ها و سرین پروتئازها

اکثر فاکتورهای انعقادی پیش‌سازهای آنزیم‌های پروتئولیتیکی هستند که آن‌ها را با عنوان «سرین پروتئاز‌ها» (Serine Proteases) می‌شناسیم و پیش از فعال‌سازی به آن‌ها «زیموژن‌ها» (Zymogens) می‌گوییم. این آنزیم‌ها به صورت غیرفعال در گردش خون وجود دارند، بنابراین نام‌هایی که با آن‌ها آشنا شدیم مربوط به فرم غیرفعال هر فاکتور یا زیموژن‌ها است. زمانی که فرآیند فعال‌سازی آنزیم‌ها شروع می‌شود، کنار اسم هر فاکتور حرف «a» اضافه می‌شود. در ادامه با اختصاص دادن بخش‌هایی مجزا اطلاعات بیشتری در مورد تعدادی از مهم‌ترین فاکتورهای انعقادی به دست می‌آوریم.

برای آن که این فرآیند را با نام‌های تخصصی مرور کنیم باید بگوییم که در هنگام شروع آبشار انعقادی هر سرین پروتئاز به عنوان آنزیمی عمل می‌کند که زیموژن پایین دست خود را فعال کرده و سرین پروتئاز بعدی مسیر را تولید می‌کند تا در نهایت فیبرینوژن فعال شود. در ادامه لیستی از فاکتورهای انعقادی که جزو دسته سرین پروتئازها هستند و فاکتورهایی که در این دسته جای نمی‌گیرند را به کمک یک جدول ارائه می‌دهیم.

فیبرینوژن

فیبرینوژن گلیکوپروتئینی سنتز شده توسط کبد است که حضور آن برای فرآیند انعقاد خون ضروری به حساب می‌آید. این پروتئین پیش‌ساز فیبرین است که در نهایت میزان استحکام لخته خون را تعیین می‌کند. با توجه به اهمیت فیبرینوژن، این پروتئین پیوسته در کبد تولید می‌شود تا در گردش خون در جریان باشد. فرآیند تبدیل فیبرینوژن به فیبرین توسط ترومبین صورت می‌گیرد که خود از پروترومبین مشتق شده است.

پروترومبین

پروترومبین یکی از پروتئین‌های پلاسما است که توسط کبد ساخته می‌شود. این پروتئین ساختاری ناپایدار دارد و به پروتئین‌های کوچک‌تری تبدیل می‌شود که «ترومبین» (Thrombin) نامیده می‌شوند. ترومبین قادر به ایجاد التهاب است و این اثر التهابی را به کمک فعال‌سازی گیرنده‌های فعال‌کننده پروتئاز موجود روی سلول‌های زیر پیاده می‌کند.

• مونوسیت‌ها
• لنفوسیت‌ها
• اندوتلیوم
• سلول‌های دندریتیک

فاکتور بافتی

فاکتور بافتی یا فاکتور سه یک گلیکوپروتئین انعقادی متصل به غشا است که در بافت «ساب‌اندوتلیال» (Subendothelial) و فیبروبلاست‌ها وجود دارد. نکته‌ای که باید در مورد فاکتور بافتی به یاد داشت این است که تا پیش از آسیب دیدن عروق خونی این فاکتور در معرض خون نیست. برای فعال‌سازی فاکتور بافتی دو روش وجود دارد که در ادامه با آن‌ها آشنا می‌شویم.

1. آسیب فیزیکی: فاکتور بافتی دیواره عروق فعال می‌شود.
2. آسیب عروقی مستقیم یا آسیب عملکردی: فعال‌سازی فاکتور بافتی موجود روی مونوسیت‌ها که با عنوان «فاکتور بافتی در جریان» شناخته می‌شود. ازجمله دلایل این آسیب‌ها می‌توان به هیپوکسی (کاهش اکسیژن)، بیماری سپسیس و التهاب اشاره کرد.

پلاکت چیست؟

«پلاکت‌ها» ( platelets) که آن‌ها را با نام «ترومبوسیت‌ها» (Thrombocytes) نیز می‌شناسیم، قطعات سلولی کوچکی هستند که آن‌ها را در خون می‌بینیم و در فرآیند انعقاد خون نقشی اساسی دارند. به بیان دیگر پلاکت‌ها زخم‌پوش‌‌های طبیعی بدن برای متوقف کردن خون‌ریزی نواحی آسیب‌دیده هستند. تنها یک قطره از خون انسان دارای صدها هزار پلاکت است که باید میزان آن تنظیم باشد، زیرا همان‌طور که کمبود پلاکت‌های خون خطراتی در پی دارد، در هنگام افزایش حجم پلاکت نیز بدن را با خطر لخته شدن بی‌دلیل خون مواجه می‌کند.

پلاکت‌ها از بزرگ‌ترین سلول‌های موجود در مغز استخوان ساخته می‌شوند که «مگاکاریوسیت‌» (Megakaryocyte) نام دارند. در حقیقت پلاکت‌ها مانند جوانه‌هایی از مگاکاریوسیت‌ها جدا می‌شوند و به همین دلیل آن‌ها را قطعات سلولی می‌دانیم. پلاکت‌ها را علاوه بر خون و مغز استخوان می‌توان در طحال نیز دید، به بیان دقیق‌تر حدود یک سوم پلاکت‌های بدن در طحال ذخیره شده‌اند اما کار طحال تنها ذخیره پلاکت‌ها نیست، بلکه پلاکت‌های پیر و آسیب دیده را نیز فیلتر می‌کند.

پلاکت‌ها دارای هسته سلولی نیستند، مهم‌ترین اجزای ساختاری آن‌ها را می‌توان مواردی دانست که در ادامه نام می‌بریم.

1. غشای پلاسمایی
2. سیستم کانالیکولی باز
3. اسکلت سلولی
4. میکروتوبول‌ها
5. میتوکندری
6. لیزوزوم
7. گرانول‌ها
8. پراکسی‌زوم

این سلول‌ها ترشح‌کننده پروتئین‌هایی هستند که در فرآیند انعقاد خون و تجمع پلاکتی نقش دارند، بسیاری از این ترکیبات در گرانول‌های پلاکت‌ها ذخیره شده‌اند و با رسیدن پیام‌های ناشی از خون‌ریزی، آزاد می‌شوند. در صورتی که تمایل به کسب اطلاعات بیشتر و کامل‌تر در مورد ساختار، نحوه تولید و عملکرد پلاکت‌ها دارید، پیشنهاد می‌دهیم که مطلب «پلاکت چیست؟ – به زبان ساده» از مجله فرادرس را مطالعه کنید.

کوفاکتورهای مسیر انعقاد خون

برای فعالیت درست و بهینه مسیر انعقاد خون ترکیبات زیادی مورد نیاز هستند که کمبود هر کدام از آن‌ها می‌تواند اختلالاتی جدی در فرآیند انعقاد خون به وجود آورد. ویتامین K، کلسیم و فسفولیپیدها از جمله همین کوفاکتورها هستند که در ادامه با نقش آن‌ها آشنا می‌شویم و یاد می‌گیریم که اهمیت هر یک از آن‌ها در مسیر انعقاد خون چیست.

کلسیم و فسفولیپیدها

کلسیم و فسفولیپیدها برای فعالیت کمپلکس‌های پروترومبیناز و «تناز» (Tenase) ضروری هستند. کلسیم به عنوان میانجی برای اتصال ریشه‌‌های گاما-کربوکسیل فاکتورهای انعقادی Xa و IXa به دو سطح زیر فعالیت می‌کند.

• فسفولیپیدهای سطح پلاکت‌ها
• میکروویزیکول‌های پیش‌انعقادی آزاد شده از پلاکت‌ها

کلسیم در مراحل دیگر آبشار انعقادی نیاز است به عنوان مثال یون‌های کلسیم در فعال‌سازی کامل چندین فاکتور انعقادی، مانند فاکتور سیزده نقش دارند.

ویتامین K

ویتامین K یکی از فاکتورهای ضروری برای انعقاد خون است، زیرا به آنزیم «گاما-گلوتامیل کربوکسیلاز» موجود در سلول‌های کبدی کمک می‌کند که گروه کربوکسیل را به گروه جانبی آمینواسیدهای گلوتامیک اسید موجود در مولکول‌های زیر اضافه کند.

• فاکتور دو
• فاکتور هفت
• فاکتور نه
• فاکتور ده
• پروتئین S
• پروتئین C
• پروتئین Z

برای اضافه شدن گروه گاما-کربوکسیل به گروه جانبی گلوتامات موجود در فاکتورهای انعقادی غیرفعال، ویتامین K اکسید می‌شود. آنزیم دیگری نیز وجود دارد که آن را با نام «ویتامین K اپوکسید ردوکتاز» (Vitamin K Epoxide Reductase| VKORC) می‌شناسیم، این آنزیم ویتامین K را احیا کرده و به حالت فعال برمی‌گرداند.

یادگیری زیست‌شناسی مولکولی با فرادرس

زیست‌شناسی مولکولی یکی از شاخه‌های زیست‌شناسی است که فرآیندهای سلولی و خارج سلولی را از نظر مولکول‌های دخیل در آن‌ها بررسی می‌کند. در اصل مولکول‌های زیستی به چهار دسته اصلی لیپیدها، کربوهیدرات‌ها، پروتئین‌ها و نوکلئیک اسیدها تقسیم می‌شوند که هر یک از این دسته‌ها در واکنش‌های متابولیسمی و کاتابولیسمی متعددی حضور دارند که برای مطالعه حیات نیازمند تسلط بر آن‌ها و جزئیات مربوط به هر کدام هستیم.

در این مطلب از مجله فرادرس یاد گرفتیم که انعقاد خون چیست و دیدیم که تشکیل لخته خون علاوه بر همکاری سلول‌های مختلف مثل سلول‌های دیواره رگ‌ها و پلاکت‌ها حاصل فعالیت مولکول‌های متعددی مانند فاکتورهای انعقادی است. یکی از بزرگ‌ترین چالش‌ها در روند یادگیری زیست‌شناسی تسلط بر همین مسیرهای مولکولی است، بنابراین توصیه می‌کنیم که برای تسهیل فرآیند یادگیری از فیلم‌های آموزشی استفاده کنید که با استفاده از تصاویر کاربردی مسیرها و چرخه‌های مولکولی را به ترتیبی مشخص آموزش دهند.

در ادامه تعدادی از دوره‌هایی که فرادرس در زمینه زیست‌شناسی مولکولی تهیه و منتشر کرده است را معرفی می‌کنیم.

تنظیم‌کنندگان مسیر انعقاد خون

تا این بخش به طور کامل یاد گرفتیم که انعقاد خون چیست و با فاکتورهای انعقاد خون نیز آشنا شدیم، اما ما می‌دانیم که در شرایط طبیعی بدون وارد شدن آسیب نباید لخته خون در بدن تشکیل شود، بنابراین در این قسمت قصد پرداختن به مولکول‌هایی را داریم که با تنظیم مسیر انعقاد خون اجازه تشکیل بی‌دلیل لخته خون را نمی‌دهند.

مکانیسم‌های متعددی مسئول بررسی فرآیند فعال‌سازی پلاکت‌ها و آبشارهای انعقادی هستند، زیرا بهم خوردن تعادل این فرآیند می‌تواند منجر به افزایش شانس لخته‌سازی در شرایطی شود که نیازی به تشکیل لخته خون نیست. با توجه به خطرات بسته شدن عروق به دلیل لخته‌های خونی، مولکول‌هایی وظیفه تنظیم کردن مسیر انعقاد خون را برعهده گرفته‌اند که در ادامه آن‌ها را نام می‌بریم.

• پروتئین C
• پروتئین S
• «آنتی‌ترومبین» (Antithrombin)
• «مهارکننده مسیر فاکتور بافتی» (Tissue Factor Pathway Inhibitor | TFPI)
• «پلاسمین» (Plasmin)
• «پروستاسیکلین» (Prostacyclin | PGI2)

در ادامه با این عوامل تنظیمی بیشتر آشنا می‌شویم و یاد می‌گیریم روش هر کدام برای کنترل انعقاد خون چیست، اما پیش از آن با استفاده از تصویر زیر روند اثرگذاری آن‌ها را بررسی می‌کنیم.

پروتئین C و پروتئین S

پروتئین C اصلی‌ترین ضدانعقاد طبیعی بدن است که در اصل یک آنزیم سرین پروتئاز وابسته به ویتامین K است و توسط ترومبین به «پروتئین C فعال» (Activated Protein C | APC) تبدیل می‌شود. پروتئین C فعال به همراه پروتئین S و فسفولپید‌ها به عنوان کوفاکتور، فاکتورهای انعقادی زیر را تخریب می‌کنند.

• فاکتور پنج فعال
• فاکتور هشت فعال

کمبود فعالیت یا کمبود مقدار این دو پروتئین می‌تواند منجر به «ترومبوفیلیا» (Thrombophilia) شود که وضعیتی را توصیف می‌کند که یک نفر مستعد ایجاد لخته‌های خون است.

آنتی‌ترومبین

آنتی‌ترومبین یک مهارکننده سرین پروتئاز است که سرین پروتئازهایی که در ادامه نام می‌بریم را تجزیه می‌کند.

• ترومبین
• فاکتور نه فعال
• فاکتور ده فعال
• فاکتور یازده فعال
• فاکتور دوازده فعال

این عامل مهاری همیشه فعال است اما اتصال آن به فاکتورهای نام برده شده در حضور هپاران سولفات افزایش می‌یابد.

مهارکننده مسیر فاکتور بافتی

مهارکننده مسیر فاکتور بافتی پروتئینی ضدانعقادی است که پاسخ انعقادی را در مراحل اولیه آن، یعنی پیش از تولید ترومبین مهار می‌کند.

پلاسمین

پلاسمین توسط تجزیه یک پروتئين پلاسمایی به نام «پلاسمینوژن» (Plasminogen) در کبد تولید می‌شود. این برش توسط «فعال‌‌کننده پلاسمینوژن بافتی» ( Tissue Plasminogen Activator | t-PA) ایجاد می‌شود که توسط سلول‌های اندوتلیال ترشح می‌شود. پلاسمین جلوی تشکیل فیبرین اضافی را می‌گیرد و این وظیفه را با تخریب پروتئین فیبرین انجام می‌دهد.

پروستاسیکلین

پروستاسیکلین توسط سلول‌های اندوتلیوم ترشح می‌شود و گیرنده‌های متصل به پروتئین G روی سطح پلاکت‌ها را فعال می‌کند. سپس این گیرنده‌ها به وسیله پروتئین‌ G، آدنیلیل سیکلاز را فعال می‌کنند که آنزیم تولید کننده «AMP حلقوی» (cAMP) است. cAMP با استفاده از کاهش سطح کلسیم در سیتوزول مانع فعالسازی پلاکت‌ها می‌شود. پروستاسیکلین با این عملکرد در حقیقت مانع آزادسازی گرانول‌هایی می‌شود که توانایی فعال کردن پلاکت‌های دیگر و به راه انداختن آبشارهای انعقادی را دارند.

انحلال فیبرین

بررسی این که انعقاد خون چیست برای مطالعه کامل این فرآیند کافی نیست، زیرا بدن پس از بهبود زخم باید لخته خون ایجاد شده را از بین ببرد تا محل آسیب به شرایط قبل بازگردد و جریان خون در رگی که آسیب دیده بود به راه بیفتد. در حین انحلال فیبرین یا «فیبرینولیز» (Fibrinolysis)، فیبرین قطعه قطعه شده و در نهایت لخته خون به طور کامل تجزیه می‌شود.

برای بررسی روند انحلال در ابتدا باید با ترکیباتی آشنا شویم که توسط سلول‌های اندوتلیال دیواره رگ‌ها ترشح می‌شوند، این ترکیبات «فعال‌کننده‌‌های پلاسمینوژن بافتی» نام دارند. در ادامه ضمن توضیح اثر این ترکیبات شیوه تجزیه خون را نیز توضیح می‌دهیم.

1. فعال‌کننده‌ها از سلول‌های اندوتلیال آزاد می‌شوند.
2. فعال‌کننده‌‌های پلاسمینوژن بافتی با اثرگذاری روی پلاسمینوژن، آن را به پلاسمین تبدیل می‌کنند.
3. پلاسمین فیبرین موجود در لخته خون را هیدرولیز می‌کند.

نکته‌ای که در مورد ترشح فعال‌کننده‌های پلاسمینوژن بافتی وجود دارد این است که روند ترشحی بسیار کندی دارند و همین موضوع به بدن فرصت کافی برای بهبود آسیب وارد شده به رگ را می‌دهد.

جمع‌بندی

در این مطلب از فرادرس به طور کامل یاد گرفتیم انعقاد خون چیست و با روند ساخته شدن لخته‌های خونی آشنا شدیم. انعقاد خون بخشی از مکانیسم خون‌ایستی یا هموستاز بدن است که به منظور قطع خون‌ریزی به راه می‌افتد. هدف فرآیند انعقاد خون ایجاد لخته‌ خون است که از به کمک تجمع پلاکت‌ها و واکنش‌های انعقادی ساخته می‌شود. در ادامه به کمک یک جدول تمام اتفاقاتی که در فرآیند انعقاد خون رخ می‌دهند را خلاصه‌ می‌کنیم.