血液凝固
血液凝固是封闭伤口的过程:血小板聚集在受损部位并触发反应,把可溶的纤维蛋白原转化为不溶的纤维蛋白丝,从而网住血细胞形成凝块。
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发生的部位
血液凝固始于血管受损的部位,只要血液中的血小板接触到伤口便会开始。此过程发生在血浆中,依靠血液中随时待命的凝血因子。
这些反应只局限在受损区域,因为触发条件是血小板接触到撕裂血管壁的粗糙表面或周围暴露的组织。完整的血管内壁光滑,血小板流过时不会黏附,血浆蛋白也保持无活性状态。
因此凝血只在血液接触到平时接触不到的组织时才发生,这就是为什么在健康血管内流动的血液保持液态,而从伤口流出的血液会在几分钟内凝固。
输入与输出
- 输入:血小板,由骨髓产生的细胞碎片,黏附在伤口并释放凝血物质。
- 输入:凝血酶原,由肝脏合成并在血液中循环的无活性血浆蛋白。
- 输入:纤维蛋白原,同样由肝脏合成的可溶性血浆蛋白。
- 输入:钙离子与维生素 K,两者都是凝血酶原转化为凝血酶所必需的。
- 输出:凝血酶,在伤口处由凝血酶原转化而成的活性酶。
- 输出:不溶的纤维蛋白丝,由纤维蛋白原在凝血酶作用下形成。
- 输出:凝块,即网住红细胞与血小板的纤维蛋白网,干燥后成为痂。
步骤
- 血管受损,血液开始外流;外流血液中的血小板接触到伤口粗糙的边缘。
- 血小板变得黏稠,在该处聚集,并释放触发凝血过程的物质。这个血小板栓立即减缓出血。
- 释放的物质连同钙离子,把无活性的血浆蛋白凝血酶原转化为有活性的凝血酶。
- 凝血酶作为催化剂作用于溶解在血浆中的可溶蛋白质纤维蛋白原,把它转化为不溶的纤维蛋白。
- 纤维蛋白分子首尾相接形成长丝,横跨伤口并交织成细密的网。
- 流经的红细胞与血小板被网住,凝块因此不断增大,直到血管的破口被封闭。
- 凝块在皮肤表面收缩并干燥形成痂,痂留在原位,新组织在其下方生长并修复损伤。
为何重要及如何调控
血液凝固能阻止伤口大量失血,凝块干燥后形成痂,在伤口愈合期间加以保护。凝块还能充当屏障,有助防止病原体经受损皮肤进入体内。
这一过程的调控方式是让关键蛋白在需要之前保持无活性。凝血酶原与纤维蛋白原以可溶、无活性的形式在血浆中运行,只有伤口处血小板释放的物质才能启动凝血酶原向凝血酶的转化。
由于凝血酶是一种酶,少量凝血酶就能转化大量纤维蛋白原,所以一经触发反应便很迅速。钙离子与维生素 K 都是该反应所需,因此缺乏维生素 K 的饮食会使凝血变慢。
调控失效会带来两种后果。如果凝血因子缺失或有缺陷,如遗传病血友病,伤口出血时间会比正常长得多。
如果凝块在未受损的血管内形成,则可能阻塞血流;冠状动脉的阻塞是心脏病发作的一个原因。考题会用这两种情况来检验你是否理解:凝血必须在伤口处迅速发生,而在健康血管内完全不应发生。
如何考查
题目可能要求描述从血小板到纤维蛋白形成的顺序,解释为何纤维蛋白原必须先转化为纤维蛋白而不能直接凝固,或解释血液凝固作为抵御病原体的防御机制为何重要。
结构题常把凝血顺序画成不完整的流程图,设有凝血酶原、凝血酶、纤维蛋白原与纤维蛋白的方框,要求填入缺少的名称,或指出哪一个箭头代表酶催化的反应。第二种常见形式给出简短案例:某人的血液需要很长时间才凝固,或其饮食缺乏维生素 K,要求你利用过程的步骤提出原因。
关于人体防御机制的论述题,期望把血液凝固作为第一道防线,按顺序描述并写出血浆蛋白的正确名称,然后再讨论吞噬作用与抗体的产生。
常见误解
考试风格例题
题目。图 Y 显示一个人割伤手指后的事件顺序。
阶段 1:血小板聚集在伤口。阶段 2:物质 P 转化为酶 Q。
阶段 3:酶 Q 把蛋白质 R 转化为细丝 S。(a) 说出 P、Q、R 与 S 的名称。
(b) 解释为何 R 可溶而 S 不溶,以及这一差异为何重要。(c) 一名病人的血液凝固比正常慢得多。
参照图中的顺序,提出一个原因。
参考答案。(a) P 是凝血酶原,Q 是凝血酶,R 是纤维蛋白原,S 是纤维蛋白。
(b) R 即纤维蛋白原,是可溶性血浆蛋白,因此保持溶解状态,能在血液中循环而不堵塞血管。凝血酶把它转化为不溶的纤维蛋白丝,在伤口处形成网状结构并网住红细胞,形成坚固的凝块。
如果纤维蛋白原不溶,它会在健康血管内凝固;如果纤维蛋白可溶,它就无法封闭伤口。(c) 病人可能缺乏维生素 K或钙离子,两者都是凝血酶原转化为凝血酶所需,因此生成的凝血酶减少,纤维蛋白形成缓慢。
另一种可能是血小板数量偏低,在伤口处释放的凝血物质较少,难以启动这一顺序。
来源:SRC-DSKP-EN
常见问题
为什么纤维蛋白原需要转化为纤维蛋白?
血液凝固如何帮助身体抵御感染?
为什么血液不会在健康的血管内凝固?
钙离子与维生素 K 在凝血中起什么作用?
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