Как тромбоциты ускоряют свёртывание крови

Разрушение собственных митохондрий помогает тромбоцитам в тысячи раз ускорить реакцию свёртывания крови.

Тромбоциты нужны для того, чтобы останавливать кровотечение – слипаясь вместе, они образуют своеобразную «затычку» в месте повреждения кровеносного сосуда.

Этот процесс называется гемостаз (от греч. haimatos – кровь, stasis – остановка), и, кроме тромбоцитарного механизма, у гемостаза есть другая форма, с участием белковых факторов свёртывания крови – в результате сложной цепочки реакций в проблемном месте возникает прочная белковая сеть, задерживающая кровоток.

Обе формы гемостаза взаимосвязаны: белки свёртывания крови учитывают состояние тромбоцитов, и, если тромбоциты сигнализируют о каких-то проблемах, о том, что кровеносный сосуд повреждён, реакция свёртывания ускоряется.

Хотя сейчас уже много известно и про устройство тромбоцитов, и про сложную последовательность реакций свёртывания, исследователи до сих пор продолжают открывать важные детали гемостаза. Очевидно, что для того, чтобы тромбоциты начали формировать тромб, их нужно активировать.

Активированных тромбоцитов есть два вида: простые (агрегирующие) и сверхактивированные (прокоагулянтные). Простые агрегирующие тромбоциты отчасти похожи на амёбы – они образуют выпячивания мембраны, похожие на ножки, которые помогают им лучше сцепляться друг с другом, и становятся более плоскими, как бы растекаясь по поверхности. Такие клетки формируют основное тело тромба.

Сверхактивированные тромбоциты ведут себя иначе: они становятся сферическими и увеличиваются в несколько раз, становясь похожими на воздушные шарики. Они не просто укрепляют тромб, но и стимулируют реакцию свёртывания, почему их и называют протокоагулянтными. Но как одни тромбоциты становятся простыми, а другие – сверхактивированными?

Авторы статьи в Journal of Thrombosis and Haemostasis говорят, что тут всё дело в митохондриях. Как мы знаем, митохондрии – это силовые станции клетки, где с помощью кислорода происходит выработка и запасание энергии в той форме, которая годится для употребления во внутриклеточных молекулярно-биохимических процессах. Однако, по словам Михаила Пантелеева, профессора кафедры медицинской физики физического факультета МГУ и ведущего автора вышеупомянутой статьи, тромбоцитам митохондрии нужны не столько для получения энергии, сколько для быстрого самоубийства, в результате которого они и приобретают сверхактивированную форму.

Речь идёт о митохондриальном некрозе – особой форме клеточной смерти, модель которой Пантелеев с коллегами описали в недавней статье в Molecular BioSystems; теперь же этот механизм удалось показать экспериментально. Суть его в том, что митохондрии вбирают в себя кальций, и в какой-то момент, когда кальция становится слишком много, митохондрии разрушаются, выплёскивая в цитоплазму и кальций, и активные формы кислорода – побочный продукт реакций получения энергии, которые обладают высокой окислительной активностью. В результате в тромбоците распадается внутриклеточный белковый скелет, и клетка сильно увеличивается в объеме, превращаясь в шар.

В таком шарообразном тромбоците активируются ферменты, которые перегруппировывают особые липидные молекулы в клеточной мембране, в результате чего на её внешнюю сторону прилипают факторы свёртывания крови. На модифицированную мембрану сверхактивированных тромбоцитов прилипают ферменты свёртывания, которые тоже в свою очередь активируются, так что реакция свёртывания ускоряется в 1000 – 10 000 раз.

Но из-за чего митохондрии оказываются насыщены кальцием? Из-за молекул-активаторов, которые взаимодействуют с тромбоцитом, сообщая ему, что случилось повреждение сосуда. К таким активаторам относится аденозиндифосфат (АДФ), соединительнотканный белок коллаген и тромбин, один из факторов свёртывания. Все трое, взаимодействуя с тромбоцитом, вызывают колебания кальция в цитоплазме. Когда концентрация активаторов доходит до определённого уровня, кальциевые колебания запускают разрушение митохондрий, и далее всё происходит так, как мы только что описали.

Практические аспекты полученных результатов очевидны каждому: чем больше подробностей мы узнаём про свёртывание крови, тем скорее мы научимся управлять этим процессом, ускоряя или замедляя его в соответствии с медицинскими показаниями.