การหามเลือด (HEMOSTASIS)

ผูนิพนธ

ชัชวาลย ศรีสวัสดิ์ พ.บ. (เกียรตินิยมอันดับ 1) คณะแพทยศาสตรศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล

Ph.D. (Biological Chemistry), University of Michigan, USA

ภาควิชาชีวเคมี คณะแพทยศาสตรศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล

2555

ii

ภาควิชาชีวเคมี คณะแพทยศาสตรศิริราชพยาบาล มหาวิทยาลัยมหิดล

อาคารศรีสวรินทิรา ชั้น 10 โรงพยาบาลศิริราช เลขที่ 2 ถนนวังหลัง แขวงศิริราช เขตบางกอกนอย กรุงเทพฯ 10700

E-book เร่ืองการหามเลือด (HEMOSTASIS) พิมพครั้งที่ 1 – 2554 พิมพครั้งที่ 2 – 2555 ผูนิพนธ – ผศ. ดร. นพ. ชัชวาลย ศรีสวัสด์ิ

ภาควิชาชีวเคมี คณะแพทยศาสตรศิริราชพยาบาล อาคารศรีสวรินทิรา ชั้น 10 โรงพยาบาลศิริราช

แขวงศิริราช เขตบางกอกนอย กรุงเทพมหานคร 10700 โทรศัพท: 0-241-99144 E-mail: chatchawan.sri@mahidol.ac.th รูปประกอบ – ชัชวาลย ศรีสวัสด์ิ รูปภาพปก – ปริย ปนแกว Download E-book ไดที ่http://www.si.mahidol.ac.th/department/biochemistry/home/md/lecture/Hemostasis_lecture_note.pdf

iii

สารบัญ หัวชอ หนา คํานํา iv การหามเลือด (Hemostasis) 1 กระบวนการสรางลิ่มเลือด (Coagulation process) 1 หลอดเลือดและโครงสรางของหลอดเลือด 1 เกล็ดเลือดและโครงสรางของเกล็ดเลือด 2 การยึดจับของเกล็ดเลือด (Platelet adhesion) 2 การกระตุนเกล็ดเลือด (Platelet activation) 3 การเกาะกลุมของเกล็ดเลือด (Platelet aggregation) 4 การสรางลิ่มเลือด (Blood clot formation) 4 กระบวนการยับยั้งการสรางลิ่มเลือด (Anticoagulation process) 9 กระบวนการสลายลิ่มเลือด (Fibrinolytic process) 10 กระบวนการยับยั้งการสลายลิ่มเลือด (Antifibrinolytic process) 11 บทบาทของเกล็ดเลือด เซลลเอนโดทีเลียม และตับในการหามเลือด 12 บทสรุป 14 เอกสารอางอิง 15 ดัชนี – Index 16

iv

คํานํา

ตําราชีวเคมี เรื่อง การหามเลือด (Hemostasis) ไดจัดทําขึ้นในรูปของ e-book สําหรับนักศึกษาแพทยศิริราชพยาบาลชั้นปที่ ๒ เพื่อใชประกอบการเรียนการสอนในรายวิชาชีวเคมี ศรชค ๒๑๑ ในหัวขอดังกลาว โดยไดเริ่มใชครั้งแรกในปการศึกษา ๒๕๕๔ และไดปรับปรุงแกไขเพิ่มเติมในปตอมา เพื่อทําใหบทเรียนที่คอนขางยุงยากซับซอน สามารถศึกษาเขาใจไดงายขึ้น และครอบคลุมเนื้อหาจําเปน โดยมีวัตถุประสงคที่จะปูพื้นฐานทางชีวเคมีเกี่ยวกับระบบการหามเลือดของรางกายในภาวะปกติ อันเปนพื้นฐานที่สําคัญของการศึกษาเกี่ยวกับภาวะผิดปกติ, กลไกการออกฤทธิ์ทางเภสัชวิทยาของยาหลายชนิด รวมทั้งการตรวจวินิฉัยทางพยาธิวิทยาคลินิกที่เกี่ยวของกับกระบวนการหามเลือด ในชั้นปที่ ๓ และชั้นคลินิกตอไป นอกจากนี้ ผูนิพนธยังหวังวา ตําราบทนี้สามารถเปนประโยชนในแงใหความรูพื้นฐานแกนักศึกษาทางดานวิทยาศาสตรสุขภาพหรือผูที่สนใจเกี่ยวกับการหามเลือดไมมากก็นอย

ทายที่สุดนี้ ผูนิพนธขอขอบพระคุณ ศ. พญ. นีโลบล เนื่องตัน ที่ใหคําแนะนําในการจัดทําตํารานี้ และถาคุณความดีหรือประโยชนใดๆที่จะเกิดขึ้นจากผลงานของตํารานี้ ผูนิพนธขออุทิศใหคณาจารยทุกทานที่ไดประสิทธิ์ประสาทวิชาทุกทาน

ชัชวาลย ศรีสวัสดิ์

1

การหามเลือด (HEMOSTASIS) การหามเลือด หรือ hemostasis เปนกระบวนการที่สําคัญในการปองกันไมใหรางกายสูญเสียเลือดออกจาก

ระบบไหลเวียนเมื่อมีการฉีกขาดของหลอดเลือด (1, 2) การหามเลือดจะประกอบดวยกลไกที่สําคัญ 2 ระบบ ไดแก 1. ระบบการแข็งตัวเปนล่ิมของเลือด (blood coagulation system) เปนระบบที่เกี่ยวของกับการสรางลิ่ม

เลือดเพื่อปองกันการสูญเสียเลือดจากระบบไหลเวียนเมื่อเกิดมีการฉีกขาดของหลอดเลือด ในระบบนี้จะมี 2 กระบวนการที่ทําหนาที่ตรงขามเพื่อรักษาสมดุลของการเกิดล่ิมเลือด ไดแก

1.1 กระบวนการสรางลิ่มเลือด (coagulation process) 1.2 กระบวนการยับยั้งการสรางลิ่มเลือด (anticoagulation process)

2. ระบบการสลายลิ่มเลือด (blood clot dissolution or fibrinolytic system) ซึ่งเกี่ยวของกับการสลายลิ่มเลือดที่อาจจะเกิดมากเกินไปหรือผิดตําแหนง เพื่อชวยปองกันไมใหเกิดล่ิมเลือดมากจนเกิดการอุดตันของระบบไหลเวียนเลือด ในระบบนี้จะมี 2 กระบวนการที่ทําหนาที่ตรงขามเพื่อรักษาสมดุลของการสลายลิ่มเลือดคลายระบบขางตน ไดแก

2.1 กระบวนการสลายลิ่มเลือด (fibrinolytic process) 2.2 กระบวนการยับยั้งการสลายลิ่มเลือด (antifibrinolytic process)

ทั้ง 2 ระบบจะทํางานรวมกันอยางมีประสิทธิภาพผานทางปฏิกิริยาเกี่ยวโยงและสัมพันธกัน เพื่อใหการหามเลือดของรางกายอยูในภาวะที่ปกติ การเสียสมดุลของระบบดังกลาวอาจทําใหเกิดความผิดปกติของการแข็งตัวของเลือดและพยาธิสภาพตางๆทางการแพทย เชน ทําใหมีเลือดออกงาย (bleeding หรือ hemorrhage) หรือภาวะเลือดแข็งตัวในหลอดเลือดงาย (thrombosis หรือ hypercoagulable state) ดังนั้นความเขาใจเกี่ยวกับกลไกของการหามเลือดจะทําใหเกิดความเขาใจในกลไกทางพยาธิสรีรวิทยาและแนวทางการรักษาของโรคตางๆที่เกิดจากความผิดปกติของการหามเลือดได ซึ่งในบทเรียนนี้จะไดอธิบายถึงการทํางานและกลไกของแตละกระบวนการที่ไดกลาวแลวขางตนดังนี้

กระบวนการสรางลิ่มเลือด (Coagulation process) เลือดเปนสารน้ําชนิดหนึ่งของรางกายที่อยูในสภาวะของเหลวและไหลเวียนอยูภายในหลอดเลือดซึ่งมีโครงสราง

ที่ประกอบดวยเซลลเอนโดทีเลียม (endothelial cell) ที่บุผนังหลอดเลือดและอยูชั้นในสุดที่สัมผัสกับเลือด ถัดออกมาจะเปนชั้นที่เรียกรวมๆวา subendothelial layer ที่ประกอบดวยสวนที่เปนเนื้อพื้น (ground substance หรือ extracellular matrix )เชน คอลลาเจน (collagen), โปรตีนยึดเหนี่ยวระหวางเซลล (cell adhesion protein) และสวนที่เปนเซลล เชน กลามเนื้อเรียบ, เซลลสรางเสนใย (fibroblast) ดังแสดงในรูปที่ 1 ในภาวะปกติ เลือดจะไมมีการเกิดเปนล่ิมเลือดทั้งๆที่มีองคประกอบของการเกิดล่ิมเลือดอยูพรอมเนื่องจากเซลลเอนโดทีเลียมมีฤทธิ์ในการยับยั้งการสรางลิ่มเลือด แตเมื่อมีการฉีกขาดของหลอดเลือด จะมีการทํางานของการหามเลือดในระยะแรกเกิดขึ้น เรียกวา primary hemostasis ซึ่งอาศัยการทํางานของหลอดเลือดและเกล็ดเลือด โดยหลอดเลือดจะมีการหดตัวโดยอัตโนมัติ (reflex vasoconstriction) จ า ก ก า ร ทํ า ง า น ข อ ง รูปที่ 1 โครงสรางของหลอดเลือด

2

กลามเนื้อเรียบที่อยูรอบหลอดเลือดผานกลไกทางระบบประสาทที่ยังไมทราบชัดเจน ทําใหเลือดไหลมาบริเวณนั้นนอยลงเพื่อลดการเสียเลือดจากระบบไหลเวียน

สวนเกล็ดเลือด (platelet หรือ thrombocyte) ซึ่งมีบทบาทใน primary hemostasis เชนกัน เปนองคประกอบของเลือดที่มีรูปรางคลายจาน (disc shape) ขนาด 2-4 µm ถูกสรางมาจากในไขกระดูกโดยเปนสวน cytoplasm ของเซลล megakaryocyte ที่หลุดออกมา ดังนั้น เกล็ดเลือดจึงเปนชิ้นสวนของเซลลที่ไมมีนิวเคลียส แตมี secretory vesicle หรือ granule ที่สะสมสารที่สําคัญในกระบวนการหามเลือด ซึ่งจะหลั่งออกมาเมื่อถูกกระตุน (รูปที่ 2)

รูปที่ 2 เกล็ดเลือดและโครงสรางของเกล็ดเลือด. ในกลองจุลทรรศนอิเล็กตรอน โครงสรางของเกล็ดเลือดสามารถแบงออกเปนสามสวนคือ: 1. peripheral zone ประกอบดวย membrane หรือ exterior coat ที่มี glycoprotein เปนสวนประกอบที่สําคัญ โดยทําหนาที่เปน platelet receptor ตางๆ เชน GP Ia/IIa, GP Ib/IX, GP IIb/IIIa; 2. sol-gel zone เปน cytoplasm ของเกล็ดเลือด ประกอบไปดวย cellular filament เชน microtubule, microfilament และ dense tubular system ที่มี ADP และแคลเซียมประกอบอยู รวมทั้งมี thrombosthenin ที่สามารถเกิดการยืดหดตัวได จึงทําหนาที่สําคัญ ในการเกิด shape change, pseudopod extension, internal contraction และ secretion ของเกล็ดเลือด; และ 3. organelle zone ที่ประกอบไปดวย dense granules, α granules,ไมโทคอนเดรีย, ไลโซโซม, เพอรออกซิโซม และ เซลลออรแกเนลลอื่นๆ เปนแหลงเก็บสารและเอนไซมตางๆ รวมทั้งเปนแหลงที่มีเมแทบอลิซึมของสารตางๆ ซ่ึงจะถูกปลอยออกมาทาง surface-connecting tubule เมื่อมีการกระตุนของเกล็ดเลือด

เกล็ดเลือดโดยทั่วไปจะมีอายุขัยในเลือดประมาณ 10 วัน และในคนปกติจะมีเกล็ดเลือดประมาณ 100,000-400,000 ตัวตอเลือด 1 mm3 ในภาวะปกติ เกล็ดเลือดจะไมเกาะกับผนังหลอดเลือดหรือเกาะกันเอง แตเมื่อมีการฉีกขาดของหลอดเลือด บริเวณนั้นจะไมมีเซลลเอนโดทีเลียมที่จะยับยั้งกระบวนการสรางลิ่มเลือด รวมทั้งเกิด exposure ของ subendothelial layer กับเลือด ทําใหเกล็ดเลือดเริ่มเขามายึดเกาะบริเวณดังกลาว นําไปสูการกระตุนและการเกาะกลุมของเกล็ดเลือดเปน platelet plug ทําหนาที่อุดบริเวณที่มีการฉีกขาด ทําใหเกิดการหามเลือดขึ้นในระยะแรก (3) โดยกลไกการเกิด platelet plug สามารถแบงเปน 3 ขั้นตอน ดังนี้

1. Platelet adhesion เปนขั้นตอนที่เกล็ดเลือดจะเขามายึดเกาะกับชั้น subendothelial ของหลอดเลือดที่จะถูก

เปดเผยขึ้นมาสัมผัสกับเลือดเมื่อมีการฉีกขาด เพื่อทําหนาที่ในการหามเลือด ขั้นตอนนี้จะเกิดขึ้นในระยะแรกและมีสําคัญมากสําหรับการทําหนาที่หามเลือดของเกล็ดเลือดโดยเฉพาะในหลอดเลือดแดง ซึ่งมีการไหลของเลือดสูง โดย platelet adhesion จะเกิดขึ้นผานทาง glycoprotein (GP) receptor ที่อยูบนผิวของเกล็ดเลือดยึดจับกับ cell adhesion molecule ของ subendothelial layer ซึ่ง GP receptor ของเกล็ดเลือดมีหลายชนิด โดยมีที่สําคัญ เชน GP Ia/IIa ซึ่งจับกับคอลลาเจน และ GP Ib/IX จับกับ von Willebrand factor (vWF) โดยในหลอดเลือดที่มีแรงเสียดทานของเลือดต่ํา เชน ในระบบไหลเวียนของเลือดดํา เกล็ดเลือดจะยึดเกาะกับโปรตีนคอลลาเจน, fibronectin, laminin ซึ่งเปนโปรตีนของ subendo- thelial extraceullar matrix แตในหลอดเลือดที่มีการไหลของเลือดดวยความเร็วสูง (high-shear) เชน ในระบบไหลเวียนของเลือดแดง การยึดเกาะของเกล็ดเลือดกับผนังหลอดเลือดที่ฉีกขาดจะอาศัยโปรตีน vWF ของเลือดมาชวย vWF เปน

3

multimeric protein ที่สรางจากเซลลเอนโดทีเลียมและเกล็ดเลือด ทําหนาที่เปน cell adhesion molecule โดย vWF ในเลือดจะทําหนาที่เปนสะพานเชื่อมระหวาง GPIb/IX บนผิวของเกล็ดเลือดกับคอลลาเจนของ subendothelial layer (รูปที่ 3) ทําใหชวยยึดเกล็ดเลือดใหเกาะติดบริเวณที่มีการฉีกขาดของหลอดเลือดไดดีขึ้น

รูปที่ 3 การยึดเกาะของเกล็ดเลือดกับช้ัน subendothelial ผานทาง glycoprotein receptor

2. Platelet activation เปนขั้นตอนที่เกล็ดเลือดจะถูกกระตุนจากเกล็ดเลือดปกติที่อยูในภาวะพักใหอยูในรูปที่ถูกกระตุนใหทําหนาที่ในการหามเลือด ขั้นตอนนี้เกิดขึ้นหลังจากมีการจับกันระหวางเกล็ดเลือดกับคอลลาเจน หรือ vWF ผานทาง GP receptor Ia/IIa หรือ Ib/IX ซึ่งผลของการจับกันของโมเลกุลผาน GP receptor เหลานี้ จะทําใหเกิดการสงทอดสัญญานภายในเกล็ดเลือด (intracellular signaling cascades) ผานทางเอนไซม phospholipase Cγ2 ซึ่งทําหนาที่เปล่ียน phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate ใหเปน Inositol 1,4,5-trisphosphate และ 1,2-diacylglycerol โดยสารตัวแรกจะทําใหมีการปลอยแคลเซียมจาก dense tubular system ของเกล็ดเลือด ทําใหระดับแคลเซียมภายในเกล็ดเลือดเพิ่มสูงขึ้น สวนสารตัวหลังจะกระตุน protein kinase C ซึ่งสามารถกระตุน effector molecule ตัวอื่นๆภายในเกล็ดเลือดตอไป (4, 5) ผลที่ไดทําใหเกิดการเปลี่ยนแปลงตางๆของเกล็ดเลือดในขณะที่ถูกกระตุนดังนี้ (รูปที่ 4)

รูปที่ 4 การเปลี่ยนแปลงที่เกิดกับเกล็ดเลือดเมื่อถูกกระตุน

2.1 เกิดการเปลี่ยนรูปรางของเกล็ดเลือดจากปกติที่มีรูปจานกลมไปเปนเซลลที่มี projection ยื่นออกไปที่ เรียกวา pseudopod ทําใหพื้นที่ผิวของเกล็ดเลือดเพิ่มขึ้น การเกาะกลุมของเกล็ดเลือดจึงดีขึ้น

2.2 เกิดการหลั่งสารที่เก็บสะสมใน granule ภายในเกล็ดเลือด เชน fibrinogen, fibronectin, และ vWF ถูกหลั่งมาจาก α-granule สวน Ca2+, serotonin, ADP ถูกหลั่งมาจาก dense granule สารเหลานี้มีบทบาทในการเกาะกลุมของเกล็ดเลือดและกระบวนการสรางลิ่มเลือด

4

2.3 เกิดการสังเคราะห thromboxane A2(TXA2) จาก phospholipid membrane ของเกล็ดเลือดซึ่งเปนสารที่มีฤทธิ์กระตุนเกล็ดเลือดและทําใหเกิดการเกาะกลุมของเกล็ดเลือด (platelet aggregation) เชนเดียวกับ ADP ที่หล่ังจาก α-granule รวมทั้งมีฤทธิ์ทําใหหลอดเลือดหดตัวดวย เพื่อชวยลดการเสียเลือดจากบริเวณที่มีการฉีกขาดของหลอดเลือด

2.4 เพิ่มการแสดงออกของของ phosphatidylserine ซึ่งเปน phospholipid ที่มีประจุสุทธิเปนลบที่ผิวของเกล็ดเลือด การเปลี่ยนแปลงนี้มีความสําคัญในกระบวนการสรางลิ่มเลือดที่จะเกิดตามมา

2.5 เกิดการกระตุนใหมีการเปลี่ยนแปลงทางโครงสรางของ GPIIb/IIIa ซึ่งเปน GP receptor ที่มีมากที่สุดบนผิวของเกล็ดเลือดใหเปล่ียนคุณสมบัติจาก inactive ไปเปน active receptor ซึ่งสามารถจับกับ fibrinogen และ vWF ไดอยางแข็งแรง ทําใหมีบทบาทสําคัญในการเกาะกลุมของเกล็ดเลือด

3. Platelet aggregation หลังจาก GPIIb/IIIa ถูกกระตุนใหเปล่ียนเปนรูปที่ active แลว fibrinogen และ vWF ในเลือดจะจับกับ GPIIb/IIIa บนเกล็ดเลือดและทําหนาที่เชื่อมโยงเกล็ดเลือดเขาดวยกัน ทําใหเกิดการเกาะกลุมของเกล็ดเลือดเกิดเปน platelet plug มาอุดบริเวณที่มีการฉีกขาดของหลอดเลือด (รูปที่ 5) ซึ่งเปนหนาที่ของเกล็ดเลือดใน primary hemostasis ที่จะเกิดขึ้นภายในเวลาเปนวินาทีเมื่อมีการเสียหายของหลอดเลือด กระบวนการนี้มีความสําคัญในการหามเลือดโดยเฉพาะในหลอดเลือดขนาดเล็ก เชน capillary, small arteriole และ venule

รูปที่ 5 การเกาะกลุมเกล็ดเลือดที่เกิดจากการจับกันระหวาง GP IIb/IIIa กับ fibrinogen/ vWF

อยางไรก็ตาม การหามเลือดโดย platelet plug นี้ อาจเพียงพอสําหรับการฉีกขาดของหลอดเลือดขนาดเล็ก แต

ถาการฉีกขาดเกิดที่หลอดเลือดขนาดใหญ platelet plug จะไมแข็งแรงเพียงพอ และอาจจะหลุดออกจากบริเวณดังกลาวได ดังนั้น การสรางลิ่มเลือด (blood clot formation) ซึ่งเกิดจากการเปลี่ยน fibrinogen เปน fibrin ทําใหเกิดล่ิมเลือดที่มีความแข็งแรงและสามารถหามเลือดไดดีกวา platelet plug จึงเขามามีบทบาทในระยะถัดมา เรียกการหามเลือดในระยะนี้วา secondary hemostasis โดยมีกลไกดังอธิบายตอไปนี้

การสรางลิ่มเลือด (Blood clot formation or secondary hemostasis)

การสรางลิ่มเลือดหรือ fibrin เกิดจากการทํางานของปจจัยการแข็งตัวของเลือด หรือ coagulation factor ทําใหได fibrin ที่จะตกตะกอนลงมารวมกับเม็ดเลือดแดงกลายเปนล่ิมเลือด (blood clot หรือ fibrin clot) ที่มีความแข็งแรงและหามเลือดไดอยางมีประสิทธิภาพ ปจจัยการแข็งตัวของเลือดในกระบวนการสรางลิ่มเลือดมีอยูหลายชนิด สามารถแบงออกไดตามหนาที่เปน 3 กลุม ดังนี้

5

- กลุมที่ 1 ทําหนาที่เปนเอนไซม โดย FII (prothrombin), FVII (proconvertin), FIX (Christmas factor), FX (Stuart-Prower factor), FXI (plasma thromboplastin antecedent), FXII (Hageman factor) และ prekallikrein (Fletcher factor) เปน serine protease สวน FXIII (fibrin stabilizing factor) เปนเอ็นไซมที่มี transglutaminase activity - กลุมที่ 2 ทําหนาที่เปน cofactor ไดแก FIII (tissue factor), Ca2+ (ซึ่งเคยเรียกวา FIV), FV (proaccelerin), FVIII (antihemophilic factor) และ high molecular weight kininogen (HMWK หรือ Fitzgerald factor)

- กลุมที่ 3 ทําหนาที่เปนสารตั้งตน ไดแก FI (fibrinogen)

ตารางที่ 1 ปจจัยการแข็งตัวของเลือด (6) Factor ช่ือพองอื่นๆ และ/หรือ ช่ือเดิม I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII XIII

Fibrinogen Prothrombin Thromboplastin, tissue extract, tissue factor Calcium Proaccelerin, labile factor, accelerator globulin (AcG) Accelerin แตปจจุบันทราบวาเปน activated form ของ factor V (Va) จึงไมมีการใชอีกตอไป Proconvertin, serum prothrombin conversion accelerator (SPCA), stable factor, autoprothrombin I Antihemophilic factor (AHF), antihemophilic globulin (AHG), platelet cofactor I, antihemophilic factor A Plasma thromboplastin component (PTC), Christmas factor, antihemophilic factor B, platelet cofactor II, autoprothrombin II Stuart–Prower factor Plasma thromboplastin antecedent (PTA) Hageman factor Fibrin stabilizing factor (FSF), Laki–Lorand factor (LLF), fibrinase

ปจจัยการแข็งตัวของเลือดถูกสรางในรูป inactive (zymogen) เมื่อมีการกระตุนการสรางลิ่มเลือด ปจจัยการ

แข็งตัวของเลือดเหลานี้จะเกิด proteolytic cleavage โดยพันธะ peptide ภายในโมเลกุลบางตําแหนงจะถูกตัด ทําใหเกิดเปน active form ที่มีฤทธิ์เปน protease ซึ่งจะไปทําใหเกิดการกระตุนปจจัยการแข็งตัวของเลือดตัวตอๆไปใน pathway ในทํานองเดียวกัน นอกจากนี้ ปจจัยการแข็งตัวของเลือดบางชนิด เชน FIII, FV และ FVIII จะทําหนาที่เปน cofactor สําหรับ FVII, FX และ FIX ตามลําดับ ทําให protease activity ของปจจัยการแข็งตัวของเลือดดังกลาวเพิ่มสูงมากขึ้น โดย cofactor เหลานี้บางตัว เชน FV และ FVIII จะถูกสรางออกมาในรูปของ procofactor ซึ่งจะตองถูกเปล่ียนเปนรูป active cofactor (Va และ VIIIa) คลายกับการกระตุนฤทธิ์ของปจจัยการแข็งตัวของเลือดอื่นๆที่กลาวมาแลวขางตน ทายที่สุด ผลของการกระตุนปจจัยการแข็งตัวของเลือดเหลานี้จะทําใหเกิด proteolytic cleavage ของ FI หรือ fibrinogen ที่ทําหนาที่

6

เปน precursor ของการสรางลิ่มเลือด ใหเกิดเปน fibrin และล่ิมเลือดตามลําดับ (7-9) โดยมีกลไกการทํางานที่อาจแบงออกไดเปน 4 ขั้นตอน ดังนี้

1. ขั้นตอนการกระตุน Factor X (Factor X activation) การกระตุนฤทธิ์ของ FX สามารถเกิดจากปจจัยการแข็งตัวของเลือดที่มาจาก intrinsic หรือ extrinsic pathway

ไดดังนี้ Intrinsic pathway เริ่มตนเมื่อ contact factor ในเลือดซึ่งไดแก FXII, prekallikrein, high molecular weight kininogen (HMK) ถูกตองกับพื้นผิวสัมผัสของ extracellular matrix (หรือ ผิวสัมผัสที่มีประจุลบ เชน kaolin หรือผิวแกวในหลอดทดลอง) ทําให FXII ถูกกระตุนเปน FXIIa โดยกลไกการกระตุนที่ยังไมทราบชัดเจน (10) นอกจากนี้ FXIIa ที่เกิดขึ้น สามารถเปลี่ยน prekallikrein ใหเปน kallikrein ซึ่งสามารถยอนกลับไปกระตุน FXII ใหเปน FXIIa เพิ่มมากขึ้นไดอีกดวย จากนั้น FXIIa จะไปเปลี่ยน FXI ใหเปน FXIa และ FXIa จะไปเปลี่ยน FIX ใหเปน FIXa ตอไปตามลําดับ ซึ่ง FIXa เมื่อรวมทํางานกับ FVIIIa ที่เปน cofactor สามารถเปลี่ยน FX เปน FXa ได (รูปที่ 6)

รูปที่ 6 การกระตุนฤทธิ์ของ Factor X ผานทาง intrinsic pathway

Extrinsic pathway เริ่มจาก FVII ภายในเลือดซึ่งในภาวะปกติจะอยูในรูปของ active form หรือ FVIIa ประมาณ 1-2 % ของ FVII ทั้งหมด เมื่อมีการฉีกขาดของหลอดเลือด FVII และ FVIIa จะมีโอกาสเขามาจับกับ FIII หรือ tissue factor ซึ่งเปนปจจัยการแข็งตัวของเลือดที่อยูบนผิวของเซลลภายนอกระบบเลือด (ดังนั้น การกระตุนผานกระบวนการนี้จึงเรียกวา extrinsic pathway) FIII มีฤทธิ์เปน cofactor ของ FVIIa ทําให FVIIa สามารถเปลี่ยน FX เปน FXa ได นอกจากนั้น FVIIa/III ยังสามารถยอนกลับมาเปลี่ยน VII/III มาเปน VIIa/III ใหมากขึ้น (autoactivation) ทําใหการกระตุน FX เปนไปไดดีขึ้น (รูปที่ 7)

รูปที่ 7 การกระตุนฤทธิ์ของ Factor X ผานทาง extrinsic pathway

2. ขั้นตอนการสราง thrombin (Thrombin generation) FXa ที่เกิดขึ้นทํางานรวมกับ FVa ซึ่งเปน cofactor จะเปลี่ยน FII หรือ prothrombin ใหเปน FIIa หรือ thrombin

7

3. ขั้นตอนการสราง fibrin (Fibrin formation) thrombin ที่เกิดขึ้นจะเปลี่ยน FI หรือ fibrinogen ใหกลายเปน fibrin monomer ซึ่งจะเขามารวมกันเปน fibrin

polymer เกิดเปน soft fibrin clot ที่ยังไมมีความแข็งแรง หลังจากนั้น FXIIIa ซึ่งเปนเอนไซมที่มี transglutaminase activity จะทําใหเกิด covalent crosslink ระหวาง fibrin monomer ทําใหได hard fibrin clot ซึ่งจะตกตะกอนลงมารวมกับเมด็เลือดแดงกลายเปนล่ิมเลือดที่มีความแข็งแรงและสามารถหามเลือดไดอยางมีประสิทธิภาพ ในปจจุบัน ไดมีการศึกษาทบทวนเกี่ยวกับกลไกของการกระตุนการเกิดล่ิมเลือดที่นาจะเกิดขึ้นจริงภายในรางกาย เนื่องจากพบวา ผูที่ขาด contact factor แตกําเนิดไมพบวามีภาวะเลือดออกผิดปกติซึ่ง cascade hypothesis ที่อธิบายขางตน ไมสามารถอธิบายได ดังนั้น จึงไดมีการเสนอสมมุตฐิานของกลไกดังกลาวขึ้นใหม เรียกวา cell-based model (11) ซึ่งอธิบายการเกิดล่ิมเลือดที่ประกอบดวย 3 ระยะ ดังนี้ (รูปที่ 8)

รูปที่ 8 Cell-based model ของกลไกการสรางลิ่มเลือด

ระยะเริ่มตนของการสรางลิ่มเลือด (Initiation phase) – การสรางลิ่มเลือดเริ่มตนขึ้นผานทางการกระตุนของ extrinsic pathway ทําใหได VIIa/III ที่สามารถกระตุนฤทธิ์ของ FX ใหเปน FXa จากนั้น FXa ที่เกิดขึ้น จะกระตุนการเปล่ียน prothrombin ใหเปน thrombin ได แตดวย activity ที่ต่ํามาก เนื่องจากในระยะเริ่มตนนี้ยังไมมี active form ของ FV ที่เปน cofactor สําหรับ FXa ซึ่งการที่มี FVa เปน cofactor รวมในการทํางานดวย จะทําให activity ของ Xa เพิ่มสูงขึ้นมากกวา 104-105 เทา นอกจากนี้ ยังพบวา VIIa/III ในระยะนี้ ยังสามารถกระตุนฤทธิ์ FIX ใน intrinsic pathway ไดเชนกัน

ระยะที่มีการขยายสัญญานของการสรางลิ่มเลือด (Amplification phase) – thrombin ปริมาณต่ําๆ ที่เกิดขึ้นในระยะเริ่มตน จะไปกระตุนใหปจจัยการแข็งตัวของเลือดหลายชนิดเปลี่ยนเปน active form ไดแก FXI, FVIII, FV และ FXIII ผลลัพธที่ไดคือจะมี FXIa เกิดขึ้น โดยที่ไมจําเปนตองถูกกระตุนผานทาง contact factor และ FXIa ที่ไดจะไปเปลี่ยน FIX ใหเปน FIXa รวมทั้งมีการสราง active form ของ FV และ FVIII เกิดมากขึ้นอีกดวย

ระยะที่มีการแพรขยายของการการสรางลิ่มเลือด (Propagation phase) – FIXa ที่เกิดขึ้นจะทํางานรวมกับ FVIIIa ซึ่งเกิดจากการถูกกระตุนฤทธิ์จาก thrombin ขางตน ไปกระตุน FX ใหเปน FXa ซึ่งการทํางานของ IXa/VIIIa จะมี activity สูงกวาของ VIIa/III ~50 เทา ทําใหการกระตุนฤทธิ์ของ FX เปนไปไดดียิ่งขึ้นกวาในระยะเริ่มตน ทําให IXa/VIIIa จะถูกใชเปนหลักในการกระตุน FX แทน VIIa/III ใน propagation phase นี้ ยิ่งไปกวานั้น FXa ที่เกิดขึ้นในระยะนี้สามารถ

8

เปล่ียน prothrombin ใหเปน thrombin ไดดีขึ้นไปอีก เนื่องจากมี FVa ที่เกิดขึ้นใน amplification phase มาชวยกระตุนการทํางาน สงผลใหกระบวนการสรางลิ่มเลือดเปนไปไดอยางรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ

ดังนั้น จากคําอธิบายของการสรางลิ่มเลือดโดยใช cell-based model ขางตน จะเห็นวา การกระตุนการสรางลิ่มเลือดผานทาง contact factor ไมมีความจําเปนภายในรางกาย ทําใหสามารถอธิบายไดวา เหตุใดผูที่ขาด contact factor จึงไมมีอาการเลือดออกผิดปกติ และสามารถอธิบายไดวา เหตุใด ผูปวย hemophilia ที่ขาด FVIII หรือ FIX จึงมีปญหาเลือดออกงายผิดปกติ ซึ่งใน model เกาที่อธิบายโดย cascade hypothesis ผูปวยเหลานี้ไมนาจะเกิดปญหาเนื่องจากยังมีการกระตุนผานทาง extrinsic pathway ที่ยังปกติอยู

4. การหดตัวของล่ิมเลือด (Clot retraction) ประมาณ 1-2 ชั่วโมงหลังจากเลือดแข็งตัวในหลอดแกว ล่ิมเลือดจะหดตัวบีบซีรัมออกมาในกระบวนการที่เรียกวา syneresis การหดตัวของลิ่มเลือดนี้เกิดจาก contractile protein ในเกล็ดเลือด คือ thrombosthenin หดตัวโดยอาศัยพลังงานจาก ATP (เชนเดียวกับ actin-myosin ในกลามเนื้อ) ดึงให fibrinในล่ิมเลือดหดตัวตามเปนผลใหล่ิมเลือดถูกบีบใหมีขนาดเล็กลง ถามีเกล็ดเลือดต่ํากวา 5,000 ตัว/mm3 มักจะไมมีการหดตัวของลิ่มเลือด

นอกจากนี้ วิตามินเคและแคลเซียมก็มีบทบาทที่สําคัญในการสรางลิ่มเลือดดวย ปจจัยการแข็งตัวของเลือดหลายตัว เชน FII, FVII, FIX และ FX (รวมทั้ง protein C และ protein S ในกระบวนการยับยั้งการสรางลิ่มเลือด) จะตองถูกดัดแปลงโดยกระบวนการ post-translational modification เพื่อทําใหสายขางของ glutamate residue (Glu) บางตัวถูกเปล่ียนเปน γ-carboxyglutamate (Gla) ซึ่งการดัดแปลงนี้ ตองอาศัยเอนไซม γ-glutamyl carboxylase ที่ตองพึ่ง reduced form ของวิตามินเค (KH2) เปน cofactor ในการทํางาน (รูปที่ 9 ซาย) ผลของการดัดแปลงนี้ ทําให Gla สามารถจับ Ca2+ ซึ่งจะสงผลตอการ folding ที่ถูกตองของโปรตีน และทําใหเกิดการจับของ Gla-containing coagulation factor กับ phosphatidylserine บนผิวของเกล็ดเลือดโดยผานทาง Ca2+ (รูปที่ 9 ขวา) ชวยใหปจจัยการแข็งตัวของเลือดหลายๆชนิดมากระจุกตัวหนาแนนอยูบนผิวของเกล็ดเลือด ทําให effective concentration และ enzymatic activity ของปจจัยการแข็งตัวของเลือดเหลานี้เพิ่มสูงขึ้น ปฏิกิริยาของกระบวนการสรางลิ่มเลือดจึงเกิดขึ้นไดเร็วและมีประสิทธิภาพ นอกจากนั้น การมาเกาะที่ผิวของเกล็ดเลือดยังชวยปองกันปจจัยการแข็งตัวของเลือดจากตัวยับยั้งที่อยูในเลือดไดอีกดวย ทั้งหมดนี้ เปนผลใหการเกิดล่ิมเลือดจะเกิดไดดีบริเวณที่มี platelet aggregation หรือ บริเวณที่มีหลอดเลือดมีการฉีกขาด ไมใชบริเวณหลอดเลอืดปกติ

รูปที่ 9 การดัดแปลง Glutamate (Glu) ใหเปน γ-carboxyglutamate (Gla) โดยอาศัยวิตามินเค(ซาย) และการยึดจับของ Gal-containing

coagulation factor กับ phosphatidylserine ซ่ึงมีประจุลบ (แสดงดวยสีแดง) บนผิวเยื่อหุมเซลลของเกล็ดเลือดผานทาง Ca2+ (ขวา)

9

จากบทบาทของวิตามินเคและแคลเซียมมตอกระบวนการสรางลิ่มเลือดดังที่ไดกลาวมาแลว ไดมีการนําความรูนี้มาใชประโยชนในทางการแพทยหลายประการ เชน มีการพัฒนายาที่เปน analog ของวิตามินเค (เชน dicumarol) ซึ่งจะทําใหการดัดแปลงของปจจัยการแข็งตัวของเลือดที่ตองใชวิตามินเคถูกยับยั้ง อันเปนผลจากการรบกวนการทํางานของวิตามินเคโดยสารดังกลาว เลือดจึงแข็งตัวเปนล่ิมไดยากขึ้น ทําใหเกิดผลทางการรักษาหรือปองกันภาวะที่เลือดแข็งตัวไดงาย หรือ การเติมสารบางชนิดลงไปในเลือด เชน ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA) หรือ citrate จะทําใหเลือดไมแข็งตัวเนื่องจาก สารดังกลาวสามารถ chelate Ca2+ ออกจากเลือด ปองกันไมให Ca2+ มีบทบาทตอการสรางลิ่มเลือดได (รูปที่ 10) ดังนั้น สารดังกลาวจึงถูกนํามาใชเปนสารกันเลือดแข็งอยางแพรหลาย

กระบวนการยับยั้งการสรางลิ่มเลือด (Anticoagulation process)

กระบวนการยับยั้งการสรางลิ่มเลือด จะทําหนาที่ถวงดุลการทํางานของกระบวนการสรางลิ่มเลือด เพื่อไมใหเกิดการสรางลิ่มเลือดมากเกินไป ซึ่งอาจจะทําใหเกิด thrombus อุดตันระบบไหลเวียนจนเปนอันตรายได (7, 8, 12) เซลลเอนโดทีเลียมที่สมบูรณ (healthy endothelial cell) มีบทบาทสําคัญในกระบวนการนี้ โดยจะทําหนาที่สรางหรือทํางานรวมกับตัวยับยั้งปจจัยการแข็งตัวของเลือด ซึ่งตัวยับยั้งที่สําคัญในกระบวนการนี้ไดแก

1. Tissue factor pathway inhibitor (TFPI) เปนโปรตีนที่สรางจากเซลลเอนโดทีเลียม โดย TFPI จะจับรวมเปน complex กับ FXa และ VIIa/III เพื่อทําหนาที่ยับยั้ง enzymatic activity ของ FXa ที่เกิดจาก extrinsic pathway ชวยปองกันไมใหเกิด continuous activation ของกระบวนการสรางลิ่มเลือด

2. Antithrombin III (ATIII) เปน glycoprotein ที่สรางจากตับและเซลลเอนโดทีเลียม ATIII ทํางานรวมกับ heparan sulfate หรือ heparin ซึ่งเปน glycosaminoglycan ที่พบไดที่ผิวของเซลลเอนโดทีเลียม โดยมันจะอาศัยประจุลบของโมเลกุลเขาจับกับประจุบวกของ ATIII และเหนี่ยวนําใหเกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสรางของ ATIII เปนผลให ATIII สามารถจับและ ยับย้ังปจจัยการแข็งตัวของเลือดไดรวดเร็วและดียิ่งขึ้น โดย ATIII สามารถยับยั้ง thrombin รวมทั้ง FIXa, FXa, FXIa และ FXIIa (รูปที่ 10)

รูปที่ 10 การทํางานของ ATIII รวมกับ heparin ในการยับยั้งฤทธิ์ของ thrombin

10

ในทางการแพทย ไดมีการนํา heparin มาใชเปนสารกันเลือดแข็ง เนื่องจาก heparin เปน glycosaminoglycan ที่มีโครงสรางคลายคลึงกับ heparan sulfate แตมีหมู sulfate มากกวา ทําใหสามารถเรงปฏิกิริยาการทํางานของ ATIII ไดมากกวา 2000 เทา เมื่อเทียบกับ activity ของ ATIII เมื่อไมมี heparin

3. Protein C inhibitor pathway - การยับยั้งกระบวนการแข็งตัวของเลือดโดย protein C มีขั้นตอนดังนี้ - การจับกันระหวาง thrombomodulin กับ thrombin thrombomodulin เปนโปรตีนที่สรางจากเซลลเอนโดที

เลียม และพบอยูที่ผิวเซลลดังกลาว สามารถเขาจับกับ thrombin และยับยั้งฤทธิ์ในการเปลี่ยน fibrinogen ไปเปน fibrin - การกระตุนฤทธิ์ของ protein C thrombin ที่ถูกจับโดย thrombomodulin จะมี substrate specificity เปล่ียนไป โดยมันจะทําใหเกิด proteolytic cleavage ของ protein C ไดเปน activated protein C (APC) - Inactivation ของ factor Va และ VIIIa APC ที่เกิดขึ้นมีฤทธิ์เปน protease จะทําหนาที่รวมกับ protein S ซึ่งเปน cofactor ทําหนาที่ยอยสลายของ FVa และ FVIIIa ทําใหปฏิกิริยาในการเกิดล่ิมเลือดลดลง (รูปที่ 11)

รูปที่ 11 การทํางานของ TFPI, ATIII, และ Protein C inhibitor ในการยับยั้งปจจัยการแข็งตัวของเลือดที่ตําแหนงตางๆ

กระบวนการสลายลิ่มเลือด (Fibrinolytic process) กระบวนการสลายลิ่มเลือดมีความสําคัญตอการหามเลือดไมนอยไปกวากระบวนการสรางลิ่มเลือด เนื่องจาก

เปนการกําจัดล่ิมเลือดที่อาจจะอุดตันระบบไหลเวียนเนื่องจากมีการสรางลิ่มเลือดมากเกินไป หรือล่ิมเลือดเกิดหลุดจากบริเวณที่มีการฉีกขาดของหลอดเลือดไปอุดตันของหลอดเลือดปลายทาง กระบวนการนี้อาศัยการทํางานของเอนไซมที่มีฤทธิ์ protease ชื่อวา plasmin ซึ่งสามารถยอยสลาย fibrin ไปเปน fibrin degradation product (13) ตับเปนอวัยวะที่สราง plasmin และปลอยออกมาในกระแสเลือดในรูป inactive form เรียกวา plasminogen ซึ่งจะถูกเปล่ียนเปน active plasmin ได 2 วิธี (รูปที่ 12) คือ

1 . ผานทางการกระตุนดวย plasminogen activator ซึ่งมีหลายชนิด เชน - Tissue-type plasminogen activator (t-PA) สังเคราะหจากเซลลเอนโดทีเลียม t-PA ทําหนาที่ตัด Arg-Val

peptide bond ในโมเลกุลของ plasminogen ทําใหได plasmin การกระตุนผาน t-PA นี้เปนกลไกที่สําคัญที่สุดที่ทําใหเกิด plasmin ในหลอดเลือด และพบวา t-PA จะทําหนาที่กระตุน plasminogen ไดดี เมื่อทั้งคูจับอยูกับ fibrin clot ดวยเหตุนี้ กระบวนการสลายลิ่มเลือดจะเกิดขึ้นไดดี บริเวณที่มี fibrin clot

11

- Urokinase หรือ urokinase-type plasminogen activator (u-PA) เปน serine protease พบครั้งแรกในปสสาวะจึงไดชื่อนี้ ตอมาจึงทราบวาสังเคราะหจากเนื้อเยื่อหลายชนิด เชน ปอด และ ไต เปนตน

นอกจาก plasminogen activator ที่พบในรางกายดังกลาวแลว ยังมี activator อีกหลายตัวที่เปนสารที่อยูภาย นอกรางกายที่สามารถกระตุนฤทธิ์ของ plasminogen ไดเชนกัน เชน streptokinase ซึ่งสังเคราะหมาจาก β- hemolytic streptococci เปนตน ทําใหมีการประยุกตนํา streptokinase มาใชในการสลายลิ่มเลือด ในกรณีเกิดภาวะที่มีการสรางลิ่มเลือดผิดปกติจนทําใหเกิดการอุดตันของระบบไหลเวียน

2. ผานทาง Intrinsic pathway ของกระบวนการสรางลิ่มเลือด การกระตุนจะเกิดผานทาง contact factors (FXII, prekallikrein, HMK) ทําใหได kallikrein ซึ่งสามารถกระตุนฤทธิ์ของ plasminogen ไดอีกทางหนึ่ง

รูปที่ 12 การกระตุน plasminogen และการทํางานของ plasmin

กระบวนการยับยั้งการสลายลิ่มเลือด (Antifibrinolytic process) กระบวนการนี้จะชวยควบคุมไมใหล่ิมเลือดถูกสลายมากเกินไปโดย plasmin จนทําหนาที่ในการหามเลือดไมได รวมทั้งยังชวยยับยั้งฤทธิ์ของ plasmin ที่อาจจะหลุดออกไปจากตําแหนงที่ตองทําหนาที่ กระบวนการยับยั้งการสลายลิ่มเลือดเกิดขึ้นโดยใชกลไกหลายวิธี (รูปที่ 13) เชน 1. Plasminogen activator inhibitor (PAI) PAI-1 และ PAI-2 สังเคราะหจากเกล็ดเลือด โดยที่ PAI-1 จะถูกหลั่งออกมาจาก α granule ของเกล็ดเลือด ในขณะที่มีการเกิด platelet activation และเขาจับกับ t-PA เพื่อยับยั้งฤทธิ์ของ t-PA ไมใหกระตุน plasminogen และกระบวนการสลายลิ่มเลือด

2. Antiplasmin (AP) ที่สําคัญไดแก α2-antiplasmin จะเขาจับกับ plasmin ทําใหเกิดการยับยั้งฤทธิ์

รูปที่ 13 การทํางานของ PAI และ antiplasmin ในกระบวนการยับยั้งการสลายลิ่มเลือด

12

บทบาทของเกล็ดเลือด เซลลเอนโดทีเลียม และตับในการหามเลือด เกล็ดเลือด มีบทบาทสําคัญในการควบคุมสมดุลของการหามเลือด โดยจะทําหนาที่สงเสริมการสรางลิ่มเลือด

(coagulation) และ ยับยั้งการสลายของลิ่มเลือด (antifibrinolysis) ดังนี้ บทบาทของเกล็ดเลือดในการสงเสริมการสรางลิ่มเลือด

- หล่ังสารที่ทําใหหลอดเลือดหดตัว เชน serotonin และ TXA2 ซึ่งสารเหลานี้ จะทําใหการไหลของเลือดลดลง ทําให active coagulation factor อยูบริเวณหลอดเลือดที่มีการฉีกขาดไดนานขึ้น ทําใหเกิดการสรางลิ่มเลือดไดดี

- หล่ังปจจัยการแข็งตัวของเลือดบางชนิด (FV, FVIII, FXIII) - เพิ่มการแสดงออกของ phosphatidylserine บนผิวของเกล็ดเลือด - หล่ัง platelet factor 4 - neutralize ฤทธิ์ anticoagulant ของ heparin

บทบาทของเกล็ดเลือดในการยับยั้งการสลายของลิ่มเลือด - หล่ัง plasminogen activator inhibitor (PAI)

เซลลเอนโดทีเลียม ในภาวะปกติ เซลลเอนโดทีเลียมที่สมบูรณจะชวยปองกันและรักษาหลอดเลือดจากการอุดตันของลิ่มเลือด โดยจะทําหนาที่ยับยั้งการสรางลิ่มเลือด (anticoagulation) และ สงเสริมการสลายของลิ่มเลือด (fibrinolysis) ดังนี้

บทบาทของเซลลเอนโดทีเลียมในการการยับยั้งการสรางลิ่มเลือด - ยับยั้งการเกาะกลุมของเกล็ดเลือดโดย:

หล่ังสารที่มีฤทธิ์ขยายหลอดเลือด (vasodilation) และ ยับยั้งการเกาะกลุมของเกล็ดเลือดไดแก nitric oxide (NO) ซึ่งมีสารตนคือ กรดอะมิโน L-arginine , O2 และ NADPH และ prostacyclin (PGI2) ซึ่งสังเคราะหจากสารตนคือ membrane phospholipid และ กรดไขมัน arachidonic acid เชนเดียวกับการสังเคราะห TXA2 ในเกล็ดเลือด (รูปที่ 14) เพียงแตขั้นตอนทายๆจะแตกตางกันทําใหสารคนละชนิดที่ทําหนาที่ตรงขามกัน

รูปที่ 14 การสังเคราะห และฤทธิ์ของ TXA2 และ PGI2

- สรางเอนไซม ectoADPase (CD39) บนผิวเซลล ทําหนาที่สลาย ADP ปองการเกาะกลุมของกันเกล็ดเลือด - สราง tissue factor pathway inhibitor

13

- สราง antithrombin III และ heparin-rich surface - สราง thrombomodulin และ protein S (ใน protein C inhibitor pathway)

บทบาทของเซลลเอนโดทีเลียมในการการยับยั้งการสรางลิ่มเลือด - สราง tissue plasminogen activator

โดยทั่วไปในหลอดเลือดที่ปกติ เซลลเอนโดทีเลียมที่สมบูรณจะมีหนาที่ปองกันไมใหเกิดล่ิมเลือดภายในหลอดเลือด เพื่อทําใหหลอดเลือดปลอดโปรงปราสจากการอุดตันดวยกลไกที่ไดกลาวแลวขางตน แตในบางภาวะ เชน เมื่อมีบาดเจ็บ หรือ มีการอักเสบของหลอดเลือด เซลลเอนโดทีเลียมบริเวณนั้นจะตอบสนองตอการเปลี่ยนแปลงดังกลาว โดยกลายเปนเซลลเอนโดทีเลียมที่ถูกกระตุน (activated endothelial cell) ที่มี procoagulant และ prothrombotic activity ทําใหสามารถกระตุนใหเกิดการสรางลิ่มเลือดได โดยอาศัยกลไกหลายอยาง เขน หล่ังสารกระตุนกระบวนการสรางลิ่มเลือด ไดแก tissue factor (ซึ่งตามปกติจะสรางจากเซลลที่อยูนอกหลอดเลือด), vWF, FV, platelet-activating factor รวมทั้งหลั่งสารที่ยับยั้งการสลายลิ่มเลือด เชน plasmin activator inhibitor ทําใหการหามเลือดบริเวณหลอดเลือดที่มีการเสียหายหรือมีการอักเสบเกิดไดดีขึ้น

ตับ เปนอวัยวะที่ไมไดมีสวนรวมโดยตรงในกระบวนการหามเลือดเหมือนเกล็ดเลือดหรือ endothelial cell แตก็มีบทบาทสําคัญไมนอยในการหามเลือด โดยมีหนาที่สําคัญดังนี้

1. ตับทําหนาที่สังเคราะหโปรตีนหลายชนิดที่เกี่ยวของกับการหามเลือดดังนี้ - สังเคราะหปจจัยการแข็งตัวของเลือดในเลือดทุกตัว ยกเวน vWF - สังเคราะห anticoagulation, fibrinolytic, และ antifibrinolytic factor เชน protein C, protein S,

antithrombin III, plasminogen, antiplasmin 2. ตับชวยดูดซึมวิตามินเค ซึ่งเปนวิตามินที่ละลายในไขมัน และมีความสําคัญในกระบวนการเมแทบอลิซึมของวิตามินเคที่ถูกนําไปใชในการดัดแปลงปจจัยการแข็งตัวของเลือดที่ใชในการหามเลือด (ไดแก FII, VII, IX, X, protein C และ protein S) 3. ตับทําหนาที่กําจัด active factor ที่เกิดจากกระบวนการหามเลือด ที่อาจหลุดรอดมาสู systemic circulation เพื่อทําลายทิ้งไป ปองกันไมใหเกิดการทาํหนาที่ผิดตําแหนง ดังนั้น ในภาวะที่ตับสูญเสียหนาที่จากโรคตางๆ สมดุลของการหามเลือดอาจผิดปกติไป โดยที่ผูปวยอาจจะเกิดภาวะที่เลือดออกงาย (bleeding) หรือ เลือดแข็งตัวงายผิดปกติ (thrombosis) ขึ้นกับวาสมดุลเสียไปทางดานใด (14) เชน ในผูปวยโรคตับที่มีการสงัเคราะห anticoagulation และ fibrinolytic factor จากตับลดลง หรือ การกําจัด active coagula-tion factor บกพรอง ซึ่งจะทําใหเกิดการกระตุนการทํางานของ coagulation process มากขึ้น ผูปวยเหลานี้ อาจเสี่ยงตอภาวะที่เกิดล่ิมเลือดไดงาย (abnormal thrombosis) สวนในผูปวยโรคตับที่มีการสังเคราะหปจจัยการแข็งตัวของเลือดหลายชนิดลดลงเนื่องจากตับทําหนาที่ไดนอยและการดูดซึมวิตามินเค บกพรอง รวมกับการที่ active coagulation factor ไมถูกกําจัดออกไปจากกระแสเลือดซึ่งจะทําใหเกิดการกระตุนการทํางานของกระบวนการสรางลิ่มเลือด และมีการใชไปของปจจัยการแข็งตัวของเลือดตางๆอยางตอเนื่องจนระดับในเลือดลดนอยลง จนไมสามาถทําหนาที่สรางลิ่มเลือดไดอยางมีประสิทธิภาพ (เรียกภาวะนี้วา consumption coagulopathy) ผูปวยเหลานี้ อาจเสี่ยงตอภาวะเลือดออกงายผิดปกติ (abnormal bleeding) นอกจากนี้ การที่ตับทําหนาที่บกพรองในการกําจัด plasminogen activator และ สราง antiplasmin ไดนอยลง จะทําให fibrinolytic activity สูงขึ้น ล่ิมเลือดถูกสลายไปไดงาย ผูปวยเหลานี้ก็สามารถเกิดภาวะเลือดออกไดงายผิดปกติเชนกัน

14

บทสรุป การหามเลือด หรือ hemostasis เปนกลไกที่มีความสําคัญที่อาศัยการทํางานของกระบวนการที่ทํางานตรงกัน

ขามกัน คือ กระบวนการสรางลิ่มเลือด (coagulation process) และ กระบวนการยับยั้งการสลายลิ่มเลือด (anti-fibrinolytic process) จะสงเสริมใหเกิดล่ิมเลือดมากขึ้นและปองกันล่ิมเลือดที่เกิดแลวไมใหถูกทําลายไป โดยมีเกล็ดเลือดเปนตัวที่บทบาทสําคัญในกระบวนการเหลานี้ ในทางตรงกันขาม กระบวนการยับยั้งการสรางลิ่มเลือด (anticoagulation process) และ กระบวนการสลายลิ่มเลือด (fibrinolytic process) จะยับยั้งไมใหเกิดล่ิมเลือด และทําใหเกิดการทําลายลิ่มเลือดที่เกิดแลว โดยมีเซลลเอนโดทีเลียมที่สมบูรณเปนตัวที่บทบาทสําคัญ (รูปที่ 15) ดังนั้น การหามเลือดที่ปกติจะตองมีการทํางานของกระบวนการทั้ง 4 อยูในสมดุลซึ่งกันและกัน การเสียสมดุลเนื่องจากความผิดปกติของกระบวนการใดกระบวนการหนึ่ง อาจทําใหเกิดความผิดปกติตางๆ เชน เลือดออกงาย หรือ เลือดแข็งตัวงาย ซึ่งเปนภาวะการหามเลือดที่ผิดปกติและทําใหเกิดโรคตางๆทางการแพทย

รูปที่ 15 สมดุลของการหามเลือดปกติที่เกิดจากการทํางานที่เหมาะสมระหวางเกล็ดเลือดและเซลลเอนโดทีเลียมที่สมบูรณ

15

เอกสารอางอิง 1. จิรา พลางกูร. การหามเลือดและการแข็งเปนล่ิมของเลือด. ใน: ดารณี ชุมนุมศิริวัฒน, สมทรง เลขะกุล, บรรณาธิการ. ชีวเคมี คณะแพทยศาสตรศิริราชพยาบาล เลม 2. กรุงเทพมหานคร: บริษัท พรประเสริฐ พริ้นติ้ง จํากัด; 2536. หนา 745-774 2. พัชรีย วิชยานุวัติ. การหามเลือด ใน: นีโลบล เนื่องตัน, บรรณาธิการ. ชีวเคมี คณะแพทยศาสตรศิริราชพยาบาล เลม 2. กรุงเทพมหานคร: บริษัท ธรรมสาร จํากัด; 2542. หนา 650-691. 3. Ruggeri ZM. Platelets in atherothrombosis. Nat Med. 2002; 8(11): 1227-34. 4. Biousse V. The coagulation system. J Neuroophthalmol. 2003; 23(1): 50-62. 5. Dahlback B. Blood coagulation. Lancet. 2000; 355(9215): 1627-32. 6. Furie B, Furie BC. Mechanisms of thrombus formation. N Engl J Med. 2008; 359(9): 938-49. 7. Yarovaya GA, Blokhina TB, Neshkova EA. Contact system. New concepts on activation mechanisms and bioregulatory functions. Biochemistry (Mosc). 2002; 67(1): 13-24. 8. Hoffman M. A cell-based model of coagulation and the role of factor VIIa. Blood Rev. 2003;17 Suppl 1: S1-5. 9. Tanaka KA, Key NS, Levy JH. Blood coagulation: hemostasis and thrombin regulation. Anesth Analg. 2009; 108(5): 1433-46. 10. Schaller J, Gerber SS. The plasmin-antiplasmin system: structural and functional aspects. Cell Mol Life Sci. 2011; 68(5): 785-801. 11. Peck-Radosavljevic M. Review article: coagulation disorders in chronic liver disease. Aliment Pharmacol Ther. 2007; 26 Suppl 1: 21-8.

16

ดัชนี - Index

การหามเลือด, 1 - กลไก, 1-4, 6-9 - ทุติยภูมิ, 4-9 - ปฐมภูมิ, 1-4 เกล็ดเลือด, 1-2

- การเกาะกลุม, 4 - การเปลี่ยนรูปราง, 3 - การกระตุน, 3 - การยึดจับ, 2 - ตัวรับ, 2-3 - บทบาทในกระบวนการหามเลือด, 12

- หนาที่และโครงสราง, 2 คอลลาเจน, 1-3 แคลเซียม, 3, 5, 8-9 เซลลเอนโดทีเลียม 1-3, 9-10, 12-13 ตัวรับไกลโคโปรตีน, 2-3 - GP Ia/Iia, 2 - GP Ib/IX, 2 - GP IIb/IIIa, 3 ตับ, บทบาทในการหามเลือด, 13 ปจจัยการแข็งตัวของเลือด, 4-10, 12-14 ล่ิมเลือด, 1, 4, 7-8

- การยับยั้งการสราง, 9-10 - การยับยั้งการสลาย, 11 - การสราง, 4-8 - การสลาย, 10-11 - การหดตัว, 8

วิตามิน เค, 8, 9, 13 - กลไกการทํางาน, 8 - ตัวยับยั้ง, 9 วิถีการแข็งตัวของเลือด, 6-8 หลอดเลือด - การหดตัว, 1

- หนาที่และโครงสราง, 1-2 ADP, 2, 3, 4 , 12 Anticoagulation, 1, 9, 13, 14 Antifibrinolysis, 1, 11, 12, 13, 14 Antiplasmin, 11, 13 Antithrombin III, 9, 13 Blood clot, 1, 4, 7-8 - formation, 4-8 - lysis, 10-11 - retraction, 8 Blood vessel - injuries, 1 - stucture and functions, 1-2 - vasoconstriction, 1 Calcium, 3, 5, 8-9 Cell adhesion molecule, 2 Coagulation factor, 4, 5, 8, 12, 13 Coagulation pathway, 6-8 - cell-based model, 7-8 - extrinsic, 6 - intrinsic, 6 Collagen, 1-3 Consumption coagulopathy 13 Contact factor, 6, 7, 11 EctoADPase (CD39), 12 Endothelial cell, 1 - activated, 13 - healthy, 9 Ethylenediamine-tetraacetic acid (EDTA), 9 Fibrin, 4, 7, 10 Fibrinolysis, 9-10 Gamma carboxyglutamate, 8

17

Granules, 2 - alpha, 2-3 - dense, 2-3 Hemostasis

- functions, 1 - primary, 1-4 - secondary, 4-9

Heparin, 9 Liver, roles in hemostasis, 13 Megakaryocyte, 2 Nitric oxide (NO), 12 Phosphatidylserine, 4, 8 Plasmin, 10-11 Plasminogen, 10-11, 13 Plasminogen activator inhibitor, 11 Plasminogen activator, tissue-type (t-PA), 10-11, 13 Platelet, 1-2 - activation, 3 - adhesion, 2 - aggregation, 4

- plug, 2, 4 - receptor, 2-3 - roles in hemostasis, 12 - shape change, 3 - structure and functions, 2 Platelet factor 4, 12 Prostacyclin (PGI2), 12 Protein C, 10, 13 Protein C inhibitor pathway, 10 Protein S, 10, 13 Receptor, glycoprotein - GP Ia/Iia, 2 - GP Ib/IX, 2 - GP IIb/IIIa, 3 Serotonin, 3, 12 Streptokinase, 11

Syneresis, 8 Thrombocyte, 2 Thrombosis, 1, 13 Thrombosthenin, 2, 8 Thromboxane A2, 4, 12 Tissue factor pathway inhibitor (TFPI), 10 Urokinase, 11 Vitamin K, 8, 9, 13 - analogs, 9 - mechanisms of action, 8 Von Willebrand factor (vWF), 2, 3, 4, 13