Система гемостаза – сложная и многоуровневая система, которая выполняет функцию предотвращения потери крови. Кроме работы специальных клеток крови – тромбоцитов – и сосудистой стенки, чрезвычайно важным этапом остановки кровотечения является локальный переход плазмы крови из жидкого состояния в гелеобразное. Этот процесс исследователи давно разложили на составляющие части. Выделили главную реакцию – преобразование фибриногена в фибрин, а также все предшествующие этому реакции и взаимодействия, выявили все белки, участвующие в этом процессе.

Однако до конца 90-хх годов картина все-таки была неполной. Несмотря на постепенное открытие всех компонентов свертывания и выделение «внешнего» и «внутреннего» путей (классическая теория гемостаза, 1969), оставалось непонятным, зачем для образования фибрина нужен такой сложный каскад со множеством обратных связей, часть реакций в котором, казалось, не имеет физиологического смысла. Полная картина стала возможна только после появления современной клеточной теории гемостаза (Атауллаханов Ф. 1995, Hoffman M. 2001) [1-4]. Было показано, что весь каскад, кроме образования фибрина и активации свертывания, имеет регуляторное значение. Его целью является образование нужного количества фибрина строго в нужном месте и в нужное время. Пространственная локализация сгустка оказалось принципиально важной характеристикой процесса свертывания.



Основные реакции плазменной системы свертывания крови [5].

Свертывание крови представляет собой сложный каскад ферментативных реакций. Их разделяют на 3 фазы: инициацию, распространение и остановку коагуляционного процесса; свертывание активируется тканевым фактором, а процесс распространения вглубь сосуда регулируется реакциями, формирующими положительные и отрицательные обратные связи. Активатор свертывания - белок клеточных мембран тканевый фактор - локализован в зоне повреждения и так же локально образует комплекс с фактором VIIа. Далее благодаря работе положительных обратных связей и диффузии активных факторов процесс свертывания распространяется от места повреждения вглубь сосуда уже без контакта с активатором.



In vivo рост тромба от локального повреждения стенки сосуда [6].
Цветовые обозначения:
Тканевой фактор Фибрин Тромбоциты Тромбоциты + Фибрин


В то же время в традиционных клинических тестах свертывания, которые в большинстве своем были разработаны в середине прошлого века, активаторы добавляются в объем плазмы крови и активно с ней перемешиваются. Так как в этих тестах используется излишне сильная активация, то исследуется только состояние одного из путей свертывания, в то время как состояние каскада в целом, включая регуляторные реакции, не может быть оценена.
 
В лаборатории физической биохимии ГНЦ РАМН под руководством доктора биологических наук, профессора Ф.Атауллаханова был разработан метод и сконструирован первый лабораторный прибор для фундаментальных исследований пространственной динамики свертывания плазмы крови. Именно тогда впервые были реализованы идеи, которые легли в основу принципиально нового диагностического метода для оценки свертывающей системы - метода Тромбодинамика.

In vitro рост сгустка от поверхности активатора в тесте Тромбодинамика. Слева – схематическое изображение кюветы, справа – видео роста сгустка в области регистрации.

Метод Тромбодинамика основан на непосредственном наблюдении роста фибринового сгустка в плазме крови после помещения в измерительную емкость с плазмой специальной вставки-активатора. Вставка, на торце которой находится иммобилизованный тканевый фактор, имитирует поврежденный сосудистый эпителий. Наблюдение ведется оптическим методом. Аналогично ситуации in-vivo, свертывание активируется на поверхности, несущей тканевый фактор, и распространяется вглубь объема плазмы уже без прямого контакта с ним, а благодаря свойствам самого каскада свертывания. Это позволяет одновременно и независимо регистрировать нарушения на всех стадиях процесса. Именно с помощью метода Тромбодинамика, например, было показано, что при классических гемофилиях, когда генетически дефектен один из факторов свертывания, нарушения происходят в фазе роста сгустка, но не в фазе активации свертывания [7-8].
 
С 2010 года метод Тромбодинамика вышел за пределы фундаментальных научных лабораторий, был реализован в первом диагностическом приборе и с 2013 года используется в целом ряде российских лечебных учреждений для диагностики функционирования свертывающей системы крови.
 

[1] Пространственные аспекты динамики свертывания крови. III. Рост тромба in vitro. Атауллаханов Ф.И., Волкова Р.И., Гурия Г.Т., Сарбаш В.И. // Биофизика. – 1995. – 40(6). – 1320-8.

[2] Dynamics of clot growth induced by thrombin diffusing into nonstirred citrate human plasma. Sinauridze EI, Volkova RI, Krasotkina YV, Sarbash VI, Ataullakhanov FI. // BiochimBiophysActa. – 1998 Nov 27 – 1425(3). – 607-16.

[3] Hoffman M., Monroe D.M. A cell-based model of hemostasis // Thromb. Haemost. – 2001. – vol.85(6) – P.958-965.

[4] Практическая коагулология / Пантелеев МА, Васильев СА, Синауридзе ЕИ, Воробьев АИ, Атауллаханов ФИ (под ред. Воробьева АИ). – Москва, «Практическая медицина», 2010. – 192 стр. ISBN: 978-5-98811-165-8.

[5] Panteleev M.A., Balandina A.N., Lipets E.N. etal. Task oriented modular decomposition of biological networks: trigger mechanism in blood coagulation // Biophys. J. 2010. V.98. 9.P.1751—1761.

[6] Falati S., Gross P., Merrill-Skoloff G., Furie BC., Furie B. Real-time in vivo imaging of platelets, tissue factor and fibrin during arterial thrombus formation in the mouse. // Nature Medicine 2002 Oct;8(10):1175-81.

[7] Атауллаханов Ф.И., Воробьев А.И., Бутылин А.А., Синауридзе Е.И., Ованесов М.В. Парадокс гемофилии и рост сгустка в пространстве.// Новое в трансфузиологии. 2003, вып.35, с. 5-14.

[8] Атауллаханов Ф.И., Воробьев А.И., Бутылин А.А., Синауридзе Е.И., Ованесов М.В. Почему дефициты факторов внутреннего пути свертывания приводят к гемофилии. // Проблемы гематологии и переливания крови 2003;(1):7-13.

Открыть