Funzione fisiologica delle piastrine

Le piastrine (trombociti) sono piccoli frammenti di citoplasma rilasciati dal citoplasma dei megacariociti maturi nel midollo osseo.Sebbene i megacariociti costituiscano il minor numero di cellule ematopoietiche nel midollo osseo, rappresentando solo lo 0,05% del numero totale di cellule nucleate del midollo osseo, le piastrine che producono sono estremamente importanti per la funzione emostatica del corpo.Ogni megacariocita può produrre 200-700 piastrine.

La conta piastrinica di un adulto normale è (150-350) × 109/L.Le piastrine hanno la funzione di mantenere l'integrità delle pareti dei vasi sanguigni.Quando la conta piastrinica diminuisce a 50 × Quando la pressione sanguigna è inferiore a 109/L, traumi minori o solo un aumento della pressione sanguigna possono causare macchie di stasi del sangue sulla pelle e sulla sottomucosa e persino porpora di grandi dimensioni.Questo perché le piastrine possono depositarsi sulla parete vascolare in qualsiasi momento per riempire gli spazi lasciati dal distacco delle cellule endoteliali e possono fondersi nelle cellule endoteliali vascolari, che possono svolgere un ruolo importante nel mantenimento dell'integrità delle cellule endoteliali o nella riparazione delle cellule endoteliali.Quando le piastrine sono troppo poche, queste funzioni sono difficili da completare e c'è tendenza al sanguinamento.Le piastrine nel sangue circolante sono generalmente in uno stato “stazionario”.Ma quando i vasi sanguigni sono danneggiati, le piastrine si attivano attraverso il contatto superficiale e l’azione di alcuni fattori della coagulazione.Le piastrine attivate possono rilasciare una serie di sostanze necessarie per il processo emostatico ed esercitare funzioni fisiologiche quali adesione, aggregazione, rilascio e adsorbimento.

I megacariociti produttori di piastrine derivano anche da cellule staminali ematopoietiche nel midollo osseo.Le cellule staminali ematopoietiche si differenziano inizialmente in cellule progenitrici di megacariociti, note anche come megacariociti di unità formanti colonie (CFU Meg).I cromosomi nel nucleo dello stadio delle cellule progenitrici sono generalmente 2-3 ploidie.Quando le cellule progenitrici sono diploidi o tetraploidi, le cellule hanno la capacità di proliferare, quindi questa è la fase in cui le linee di megacariociti aumentano il numero di cellule.Quando le cellule progenitrici dei megacariociti si differenziarono ulteriormente in 8-32 megacariociti ploidi, il citoplasma iniziò a differenziarsi e il sistema endomembrana gradualmente si completò.Infine, una sostanza di membrana separa il citoplasma dei megacariociti in tante piccole aree.Quando ogni cellula è completamente separata, diventa una piastrina.Una ad una, le piastrine cadono dai megacariociti attraverso lo spazio tra le cellule endoteliali della parete del seno della vena ed entrano nel flusso sanguigno.

Avere proprietà immunologiche completamente diverse.La TPO è una glicoproteina prodotta principalmente dai reni, con un peso molecolare di circa 80.000-90.000.Quando le piastrine nel sangue diminuiscono, la concentrazione di TPO nel sangue aumenta.Le funzioni di questo fattore regolatore includono: ① potenziare la sintesi del DNA nelle cellule progenitrici e aumentare il numero di poliploidi cellulari;② Stimolare i megacariociti per sintetizzare le proteine;③ Aumentare il numero totale di megacariociti, con conseguente aumento della produzione di piastrine.Allo stato attuale, si ritiene che la proliferazione e la differenziazione dei megacariociti siano regolate principalmente da due fattori regolatori sui due stadi della differenziazione.Questi due regolatori sono il fattore stimolante le colonie di megacariociti (Meg CSF) e la trombopoietina (TPO).Il Meg CSF è un fattore regolatore che agisce principalmente sullo stadio delle cellule progenitrici e il suo ruolo è quello di regolare la proliferazione delle cellule progenitrici dei megacariociti.Quando il numero totale di megacariociti nel midollo osseo diminuisce, aumenta la produzione di questo fattore regolatore.

Una volta entrate nel flusso sanguigno, le piastrine svolgono funzioni fisiologiche solo per i primi due giorni, ma la loro durata media può essere di 7-14 giorni.Nelle attività emostatiche fisiologiche, le piastrine stesse si disintegrano e rilasciano tutte le sostanze attive dopo l'aggregazione;Può anche integrarsi nelle cellule endoteliali vascolari.Oltre all’invecchiamento e alla distruzione, le piastrine possono anche essere consumate durante le loro funzioni fisiologiche.Le piastrine che invecchiano vengono inghiottite nei tessuti della milza, del fegato e dei polmoni.

1. Ultrastruttura delle piastrine

In condizioni normali, le piastrine appaiono come dischi leggermente convessi su entrambi i lati, con un diametro medio di 2-3 μm.Il volume medio è di 8 μ M3.Le piastrine sono cellule nucleate prive di struttura specifica al microscopio ottico, ma al microscopio elettronico è possibile osservare un'ultrastruttura complessa.Attualmente, la struttura delle piastrine è generalmente divisa in area circostante, area sol-gel, area organello e area speciale del sistema di membrana.

La normale superficie piastrinica è liscia, con piccole strutture concave visibili, ed è un sistema canalicolare aperto (OCS).L'area circostante la superficie piastrinica è composta da tre parti: lo strato esterno, la membrana unitaria e l'area sottomembrana.Il rivestimento è composto principalmente da varie glicoproteine ​​(GP), come GP Ia, GP Ib, GP IIa, GP IIb, GP IIIa, GP IV, GP V, GP IX, ecc. Forma una varietà di recettori di adesione e può connettersi al TSP, alla trombina, al collagene, al fibrinogeno, ecc. È fondamentale che le piastrine partecipino alla coagulazione e alla regolazione immunitaria.La membrana unitaria, nota anche come membrana plasmatica, contiene particelle proteiche incorporate nel doppio strato lipidico.Il numero e la distribuzione di queste particelle sono legati all'adesione piastrinica e alla funzione della coagulazione.La membrana contiene Na+- K+- ATPasi, che mantiene la differenza di concentrazione ionica all'interno e all'esterno della membrana.La zona sottomembrana si trova tra la parte inferiore della membrana unitaria e il lato esterno del microtubulo.L'area sottomembrana contiene filamenti sottomembrana e actina, che sono correlati all'adesione e all'aggregazione piastrinica.

Microtubuli, microfilamenti e filamenti sottomembrana esistono anche nella regione del sol gel delle piastrine.Queste sostanze costituiscono lo scheletro e il sistema di contrazione delle piastrine, svolgendo un ruolo importante nella deformazione piastrinica, nel rilascio delle particelle, nell'allungamento e nella contrazione del coagulo.I microtubuli sono composti da tubulina, che rappresenta il 3% del totale delle proteine ​​piastriniche.La loro funzione principale è mantenere la forma delle piastrine.I microfilamenti contengono principalmente actina, che è la proteina più abbondante nelle piastrine e rappresenta il 15%~20% delle proteine ​​totali delle piastrine.I filamenti sottomembrana sono principalmente componenti di fibre, che possono aiutare le proteine ​​che legano l'actina e l'actina a reticolare insieme in fasci.Sulla base della presenza di Ca2+, l'actina coopera con la protrombina, la contrattina, la proteina legante, la coactina, la miosina, ecc. per completare il cambiamento della forma piastrinica, la formazione dello pseudopodio, la contrazione cellulare e altre azioni.

Tabella 1 Principali glicoproteine ​​della membrana piastrinica

L'area degli organelli è l'area in cui sono presenti molti tipi di organelli nelle piastrine, che hanno un impatto vitale sulla funzione delle piastrine.È anche un punto caldo della ricerca nella medicina moderna.I componenti più importanti nell'area degli organelli sono varie particelle, come particelle α, particelle dense (particelle δ) e particelle lisosoma (particelle λ, ecc., vedere la Tabella 1 per i dettagli.I granuli α sono i siti di deposito nelle piastrine che possono secernere proteine.In ciascuna piastrina sono presenti più di dieci particelle α.La tabella 1 elenca solo i componenti relativamente principali e, secondo la ricerca dell'autore, è risultato che α Sono presenti oltre 230 livelli di fattori derivati ​​dalle piastrine (PDF) nei granuli.Rapporto particelle dense α Le particelle sono leggermente più piccole, con un diametro di 250-300 nm, e ci sono 4-8 particelle dense in ciascuna piastrina.Attualmente è stato scoperto che il 65% dell'ADP e dell'ATP sono immagazzinati in particelle dense nelle piastrine e anche il 90% della 5-HT nel sangue è immagazzinato in particelle dense.Pertanto, le particelle dense sono cruciali per l’aggregazione piastrinica.La capacità di rilasciare ADP e 5-HT viene utilizzata anche clinicamente per valutare la funzione di secrezione piastrinica.Inoltre, questa regione contiene anche mitocondri e lisosomi, che quest'anno sono anche un punto caldo della ricerca in patria e all'estero.Il Premio Nobel per la Fisiologia e la Medicina 2013 è stato assegnato a tre scienziati, James E. Rothman, Randy W. Schekman e Thomas C. Sü dhof, per aver scoperto i misteri dei meccanismi di trasporto intracellulare.Ci sono anche molti campi sconosciuti nel metabolismo delle sostanze e dell'energia nelle piastrine attraverso i corpi intracellulari e il lisosoma.

L'area speciale del sistema a membrana comprende OCS e sistema tubolare denso (DTS).L'OCS è un sistema di condutture tortuoso formato dalla superficie delle piastrine che affonda all'interno delle piastrine, aumentando notevolmente la superficie delle piastrine a contatto con il plasma.Allo stesso tempo, è un canale extracellulare attraverso il quale varie sostanze entrano nelle piastrine e rilasciano vari contenuti particellari delle piastrine.Il gasdotto DTS non è collegato al mondo esterno ed è un luogo per la sintesi di sostanze all'interno delle cellule del sangue.

2. La funzione fisiologica delle piastrine

La principale funzione fisiologica delle piastrine è quella di partecipare all'emostasi e alla trombosi.Le attività funzionali delle piastrine durante l'emostasi fisiologica possono essere approssimativamente suddivise in due fasi: emostasi iniziale ed emostasi secondaria.Le piastrine svolgono un ruolo importante in entrambe le fasi dell’emostasi, ma i meccanismi specifici con cui funzionano differiscono ancora.

1) La funzione emostatica iniziale delle piastrine

Il trombo formato durante l'emostasi iniziale è principalmente un trombo bianco e le reazioni di attivazione come l'adesione, la deformazione, il rilascio e l'aggregazione piastrinica sono meccanismi importanti nel processo di emostasi primaria.

I. Reazione di adesione piastrinica

L'adesione tra piastrine e superfici non piastriniche è chiamata adesione piastrinica, che è il primo passo nella partecipazione alle normali reazioni emostatiche dopo danno vascolare e un passo importante nella trombosi patologica.Dopo la lesione vascolare, le piastrine che fluiscono attraverso questo vaso vengono attivate dalla superficie del tessuto sotto l'endotelio vascolare e aderiscono immediatamente alle fibre di collagene esposte nel sito della lesione.Dopo 10 minuti, le piastrine depositate localmente hanno raggiunto il loro valore massimo, formando coaguli di sangue bianco.

I principali fattori coinvolti nel processo di adesione piastrinica comprendono la glicoproteina di membrana piastrinica Ⅰ (GP Ⅰ), il fattore von Willebrand (fattore vW) e il collagene nel tessuto subendoteliale.I principali tipi di collagene presenti sulla parete vascolare sono i tipi I, III, IV, V, VI e VII, tra i quali i collageni di tipo I, III e IV sono i più importanti per il processo di adesione piastrinica in condizioni di flusso.Il fattore vW è un ponte che collega l'adesione delle piastrine al collagene di tipo I, III e IV e il recettore specifico della glicoproteina GP Ib sulla membrana piastrinica è il sito principale per il legame del collagene piastrinico.Inoltre, anche le glicoproteine ​​GP IIb/IIIa, GP Ia/IIa, GP IV, CD36 e CD31 sulla membrana piastrinica partecipano all'adesione al collagene.

II.Reazione di aggregazione piastrinica

Il fenomeno dell’adesione delle piastrine tra loro si chiama aggregazione.La reazione di aggregazione avviene con la reazione di adesione.In presenza di Ca2+, la glicoproteina di membrana piastrinica GPIIb/IIIa e il fibrinogeno aggregano le piastrine disperse insieme.L'aggregazione piastrinica può essere indotta da due diversi meccanismi, uno è costituito da vari induttori chimici e l'altro è causato dallo stress di taglio in condizioni di flusso.All'inizio dell'aggregazione le piastrine passano dalla forma discoidale a quella sferica e sporgono degli pseudo piedi che sembrano piccole spine;Allo stesso tempo, la degranulazione piastrinica si riferisce al rilascio di sostanze attive come ADP e 5-HT che erano originariamente immagazzinate in particelle dense.Il rilascio di ADP, 5-HT e la produzione di alcune prostaglandine sono molto importanti per l'aggregazione.

L’ADP è la sostanza più importante per l’aggregazione piastrinica, in particolare l’ADP endogeno rilasciato dalle piastrine.Aggiungere una piccola quantità di ADP (concentrazione a 0,9) alla sospensione piastrinica (μ inferiore a mol/L), può causare rapidamente l'aggregazione piastrinica, ma depolimerizzare rapidamente;Se si aggiungono dosi moderate di ADP (1,0) μ Attorno a mol/L, poco dopo la fine della prima fase di aggregazione e della fase di depolimerizzazione si verifica una seconda fase di aggregazione irreversibile, causata dall'ADP endogeno rilasciato dalle piastrine;Se viene aggiunta una grande quantità di ADP, si provoca rapidamente un'aggregazione irreversibile, che entra direttamente nella seconda fase di aggregazione.Anche l'aggiunta di dosi diverse di trombina alla sospensione piastrinica può causare aggregazione piastrinica;E analogamente all'ADP, man mano che il dosaggio aumenta gradualmente, si può osservare un'aggregazione reversibile solo dalla prima fase fino alla comparsa di due fasi di aggregazione, per poi entrare direttamente nella seconda fase di aggregazione.Poiché bloccando il rilascio di ADP endogeno con l’adenosina si può inibire l’aggregazione piastrinica causata dalla trombina, si suggerisce che l’effetto della trombina possa essere causato dal legame della trombina ai recettori della trombina sulla membrana cellulare piastrinica, portando al rilascio di ADP endogeno.L'aggiunta di collagene può anche provocare aggregazione piastrinica in sospensione, ma generalmente si ritiene che solo l'aggregazione irreversibile nella seconda fase sia causata dal rilascio endogeno di ADP causato dal collagene.Le sostanze che generalmente possono causare l'aggregazione piastrinica possono ridurre il cAMP nelle piastrine, mentre quelle che inibiscono l'aggregazione piastrinica aumentano il cAMP.Pertanto, attualmente si ritiene che la diminuzione del cAMP possa causare un aumento di Ca2+ nelle piastrine, favorendo il rilascio di ADP endogeno.L'ADP provoca l'aggregazione piastrinica, che richiede la presenza di Ca2+ e fibrinogeno, nonché il consumo di energia.

Il ruolo delle prostaglandine piastriniche Il fosfolipide della membrana plasmatica delle piastrine contiene acido arachidonico e la cellula piastrinica contiene acido fosfatidico A2.Quando le piastrine vengono attivate in superficie, viene attivata anche la fosfolipasi A2.Sotto la catalisi della fosfolipasi A2, l'acido arachidonico viene separato dai fosfolipidi nella membrana plasmatica.L'acido arachidonico può formare una grande quantità di TXA2 sotto la catalisi della cicloossigenasi piastrinica e del trombossano sintasi.TXA2 riduce il cAMP nelle piastrine, determinando una forte aggregazione piastrinica e un effetto vasocostritivo.Anche TXA2 è instabile, quindi si trasforma rapidamente in un TXB2 inattivo.Inoltre, le cellule endoteliali vascolari normali contengono prostaciclina sintasi, che può catalizzare la produzione di prostaciclina (PGI2) dalle piastrine.PGI2 può aumentare il cAMP nelle piastrine, quindi ha un forte effetto inibitorio sull'aggregazione piastrinica e sulla vasocostrizione.

L'adrenalina può passare attraverso α 2. La mediazione del recettore adrenergico può causare aggregazione piastrinica bifasica, con una concentrazione di (0,1~10) μ Mol/L.Trombina a basse concentrazioni (<0,1 μ A mol/L, la prima fase di aggregazione delle piastrine è causata principalmente da PAR1; Ad alte concentrazioni (0,1-0,3) μ A mol/L, la seconda fase di aggregazione può essere indotta da PAR1 e PAR4 Forti induttori dell'aggregazione piastrinica includono anche il fattore di attivazione piastrinica (PAF), il collagene, il fattore VW, 5-HT, ecc. L'aggregazione piastrinica può anche essere indotta direttamente mediante azione meccanica senza alcun induttore. Questo meccanismo funziona principalmente nella trombosi arteriosa, come aterosclerosi.

III.Reazione di rilascio delle piastrine

Quando le piastrine sono sottoposte a stimolazione fisiologica, vengono immagazzinate in particelle dense α. Il fenomeno dell'espulsione dalle cellule di molte sostanze presenti nelle particelle e nei lisosomi è chiamato reazione di rilascio.La funzione della maggior parte delle piastrine è ottenuta attraverso gli effetti biologici delle sostanze formate o rilasciate durante la reazione di rilascio.Quasi tutti gli induttori che causano l'aggregazione piastrinica possono causare una reazione di rilascio.La reazione di rilascio generalmente avviene dopo la prima fase di aggregazione delle piastrine, e la sostanza rilasciata dalla reazione di rilascio induce la seconda fase di aggregazione.Gli induttori che provocano reazioni di rilascio possono essere grossolanamente suddivisi in:

io.Induttore debole: ADP, adrenalina, norepinefrina, vasopressina, 5-HT.

ii.Induttori medi: TXA2, PAF.

iii.Induttori forti: trombina, enzima pancreatico, collagene.

2) Il ruolo delle piastrine nella coagulazione del sangue

Le piastrine partecipano principalmente a varie reazioni della coagulazione attraverso fosfolipidi e glicoproteine ​​di membrana, tra cui l'adsorbimento e l'attivazione dei fattori della coagulazione (fattori IX, XI e XII), la formazione di complessi che promuovono la coagulazione sulla superficie delle membrane fosfolipidiche e la promozione della formazione di protrombina.

La membrana plasmatica sulla superficie delle piastrine si lega a diversi fattori della coagulazione, come il fibrinogeno, il fattore V, il fattore XI, il fattore XIII, ecc. α Le particelle contengono anche il fibrinogeno, il fattore XIII, e alcuni fattori piastrinici (PF), tra cui PF2 e PF3 promuovono entrambi la coagulazione del sangue.PF4 può neutralizzare l'eparina, mentre PF6 inibisce la fibrinolisi.Quando le piastrine vengono attivate in superficie, possono accelerare il processo di attivazione superficiale dei fattori della coagulazione XII e XI.Si stima che la superficie fosfolipidica (PF3) fornita dalle piastrine acceleri l'attivazione della protrombina di 20.000 volte.Dopo aver collegato i fattori Xa e V alla superficie di questo fosfolipide, possono anche essere protetti dagli effetti inibitori dell'antitrombina III e dell'eparina.

Quando le piastrine si aggregano per formare un trombo emostatico, il processo di coagulazione è già avvenuto localmente e le piastrine hanno esposto una grande quantità di superfici fosfolipidiche, fornendo condizioni estremamente favorevoli per l'attivazione del fattore X e della protrombina.Quando le piastrine vengono stimolate dal collagene, dalla trombina o dal caolino, la sfingomielina e la fosfatidilcolina all'esterno della membrana piastrinica si scambiano con la fosfatidil etanolamina e la fosfatidilserina all'interno, con conseguente aumento della fosfatidil etanolamina e della fosfatidilserina sulla superficie della membrana.I suddetti gruppi fosfatidilici capovolti sulla superficie delle piastrine partecipano alla formazione di vescicole sulla superficie della membrana durante l'attivazione piastrinica.Le vescicole si staccano ed entrano nel circolo sanguigno formando microcapsule.Le vescicole e le microcapsule sono ricche di fosfatidilserina, che aiuta nell'assemblaggio e nell'attivazione della protrombina e partecipa al processo di promozione della coagulazione del sangue.

Dopo l'aggregazione piastrinica, il suo α Il rilascio di vari fattori piastrinici in particelle promuove la formazione e l'aumento delle fibre del sangue e intrappola altre cellule del sangue per formare coaguli.Pertanto, anche se le piastrine si disintegrano gradualmente, gli emboli emostatici possono comunque aumentare.Le piastrine rimaste nel coagulo sanguigno hanno pseudopodi che si estendono nella rete delle fibre del sangue.Le proteine ​​contrattili di queste piastrine si contraggono, provocando la retrazione del coagulo sanguigno, spremendo il siero e diventando un solido tappo emostatico, sigillando saldamente lo spazio vascolare.

Attivando le piastrine e il sistema di coagulazione in superficie, attiva anche il sistema fibrinolitico.Verrà rilasciata la plasmina ed il suo attivatore contenuti nelle piastrine.Il rilascio di serotonina dalle fibre del sangue e dalle piastrine può anche far sì che le cellule endoteliali rilascino attivatori.Tuttavia, a causa della disintegrazione delle piastrine e del rilascio di PF6 e di altre sostanze che inibiscono le proteasi, queste non vengono influenzate dall'attività fibrinolitica durante la formazione dei coaguli di sangue.

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