Función fisiológica de las plaquetas

Las plaquetas (trombocitos) son pequeños trozos de citoplasma liberados del citoplasma de los megacariocitos maduros en la médula ósea.Aunque los megacariocitos son el menor número de células hematopoyéticas en la médula ósea, representando sólo el 0,05% del número total de células nucleadas de la médula ósea, las plaquetas que producen son extremadamente importantes para la función hemostática del cuerpo.Cada megacariocito puede producir entre 200 y 700 plaquetas.

El recuento de plaquetas de un adulto normal es (150-350) × 109/L.Las plaquetas tienen la función de mantener la integridad de las paredes de los vasos sanguíneos.Cuando el recuento de plaquetas disminuye a 50 × Cuando la presión arterial es inferior a 109 / L, un traumatismo menor o solo un aumento de la presión arterial pueden causar manchas de estasis sanguínea en la piel y la submucosa, e incluso una gran púrpura.Esto se debe a que las plaquetas pueden asentarse en la pared vascular en cualquier momento para llenar los espacios dejados por el desprendimiento de células endoteliales y pueden fusionarse en células endoteliales vasculares, que pueden desempeñar un papel importante en el mantenimiento de la integridad de las células endoteliales o en la reparación de las células endoteliales.Cuando hay muy pocas plaquetas, estas funciones son difíciles de completar y hay tendencia al sangrado.Las plaquetas en la sangre circulante generalmente se encuentran en un estado "estacionario".Pero cuando los vasos sanguíneos se dañan, las plaquetas se activan mediante el contacto con la superficie y la acción de ciertos factores de coagulación.Las plaquetas activadas pueden liberar una serie de sustancias necesarias para el proceso hemostático y ejercer funciones fisiológicas como la adhesión, agregación, liberación y adsorción.

Los megacariocitos productores de plaquetas también se derivan de células madre hematopoyéticas en la médula ósea.Las células madre hematopoyéticas se diferencian primero en células progenitoras de megacariocitos, también conocidas como megacariocitos unidades formadoras de colonias (CFU Meg).Los cromosomas en el núcleo de la etapa de células progenitoras generalmente tienen 2-3 ploidías.Cuando las células progenitoras son diploides o tetraploides, las células tienen la capacidad de proliferar, por lo que esta es la etapa en la que las líneas de megacariocitos aumentan el número de células.Cuando las células progenitoras de megacariocitos se diferenciaron aún más en megacariocitos de 8 a 32 ploidías, el citoplasma comenzó a diferenciarse y el sistema de endomembrana se completó gradualmente.Finalmente, una sustancia de membrana separa el citoplasma del megacariocito en muchas áreas pequeñas.Cuando cada célula se separa por completo, se convierte en plaqueta.Una a una, las plaquetas se desprenden de los megacariocitos a través del espacio entre las células endoteliales de la pared sinusal de la vena y entran al torrente sanguíneo.

Tener propiedades inmunológicas completamente diferentes.La TPO es una glicoproteína producida principalmente por los riñones, con un peso molecular de aproximadamente 80.000-90.000.Cuando disminuyen las plaquetas en el torrente sanguíneo, aumenta la concentración de TPO en la sangre.Las funciones de este factor regulador incluyen: ① mejorar la síntesis de ADN en células progenitoras y aumentar el número de células poliploides;② Estimular los megacariocitos para sintetizar proteínas;③ Aumenta la cantidad total de megacariocitos, lo que resulta en una mayor producción de plaquetas.En la actualidad, se cree que la proliferación y diferenciación de los megacariocitos están reguladas principalmente por dos factores reguladores en las dos etapas de diferenciación.Estos dos reguladores son el factor estimulante de colonias de megacariocitos (Meg CSF) y la trombopoyetina (TPO).Meg CSF es un factor regulador que actúa principalmente en el estadio de células progenitoras y su función es regular la proliferación de células progenitoras de megacariocitos.Cuando disminuye el número total de megacariocitos en la médula ósea, aumenta la producción de este factor regulador.

Después de que las plaquetas ingresan al torrente sanguíneo, solo tienen funciones fisiológicas durante los primeros dos días, pero su vida útil promedio puede ser de 7 a 14 días.En las actividades hemostáticas fisiológicas, las propias plaquetas se desintegrarán y liberarán todas las sustancias activas después de la agregación;También puede integrarse en células endoteliales vasculares.Además del envejecimiento y la destrucción, las plaquetas también pueden consumirse durante sus funciones fisiológicas.Las plaquetas envejecidas quedan atrapadas en los tejidos del bazo, el hígado y los pulmones.

1. Ultraestructura de las plaquetas

En condiciones normales, las plaquetas aparecen como discos ligeramente convexos en ambos lados, con un diámetro promedio de 2-3 μm.El volumen medio es de 8 μ M3.Las plaquetas son células nucleadas sin una estructura específica al microscopio óptico, pero se puede observar una ultraestructura compleja al microscopio electrónico.En la actualidad, la estructura de las plaquetas generalmente se divide en área circundante, área de sol gel, área de orgánulos y área de sistema de membrana especial.

La superficie plaquetaria normal es lisa, con pequeñas estructuras cóncavas visibles y es un sistema canalicular abierto (OCS).El área circundante de la superficie plaquetaria se compone de tres partes: la capa externa, la membrana unitaria y el área de la submembrana.La capa se compone principalmente de varias glicoproteínas (GP), como GP Ia, GP Ib, GP IIa, GP IIb, GP IIIa, GP IV, GP V, GP IX, etc. Forma una variedad de receptores de adhesión y puede conectarse a TSP, trombina, colágeno, fibrinógeno, etc. Es crucial que las plaquetas participen en la coagulación y la regulación inmune.La membrana unitaria, también conocida como membrana plasmática, contiene partículas de proteínas incrustadas en la bicapa lipídica.El número y distribución de estas partículas están relacionados con la adhesión plaquetaria y la función de coagulación.La membrana contiene Na+- K+- ATPasa, que mantiene la diferencia de concentración de iones dentro y fuera de la membrana.La zona de submembrana está ubicada entre la parte inferior de la membrana unitaria y el lado exterior del microtúbulo.El área de la submembrana contiene filamentos de submembrana y actina, que están relacionados con la adhesión y agregación de las plaquetas.

También existen microtúbulos, microfilamentos y filamentos submembrana en la región sol gel de las plaquetas.Estas sustancias constituyen el esqueleto y el sistema de contracción de las plaquetas y desempeñan un papel importante en la deformación de las plaquetas, la liberación de partículas, el estiramiento y la contracción del coágulo.Los microtúbulos están compuestos de tubulina, que representa el 3% de la proteína plaquetaria total.Su función principal es mantener la forma de las plaquetas.Los microfilamentos contienen principalmente actina, que es la proteína más abundante en las plaquetas y representa entre el 15% y el 20% de la proteína plaquetaria total.Los filamentos de submembrana son principalmente componentes de fibra, que pueden ayudar a que la proteína de unión a actina y la actina se entrecrucen formando haces.Partiendo de la premisa de la presencia de Ca2+, la actina coopera con la protrombina, la contractina, la proteína de unión, la coactina, la miosina, etc. para completar el cambio de forma de las plaquetas, la formación de pseudópodos, la contracción celular y otras acciones.

Tabla 1 Glicoproteínas principales de la membrana plaquetaria

El área de los orgánulos es el área donde hay muchos tipos de orgánulos en las plaquetas, lo que tiene un impacto vital en la función de las plaquetas.También es un punto de investigación en medicina moderna.Los componentes más importantes en el área del orgánulo son varias partículas, como partículas α, partículas densas (partículas δ) y lisosomas (partículas λ, etc.; consulte la Tabla 1 para obtener más detalles).Los gránulos α son los sitios de almacenamiento en las plaquetas que pueden secretar proteínas.Hay más de diez partículas α en cada plaqueta.La Tabla 1 enumera solo los componentes relativamente principales y, según la búsqueda del autor, se encontró que α Hay más de 230 niveles de factores derivados de plaquetas (PDF) presentes en los gránulos.Proporción de partículas densas α Las partículas son ligeramente más pequeñas, con un diámetro de 250 a 300 nm, y hay de 4 a 8 partículas densas en cada plaqueta.En la actualidad, se ha descubierto que el 65% del ADP y el ATP se almacenan en partículas densas en las plaquetas, y el 90% del 5-HT en la sangre también se almacena en partículas densas.Por tanto, las partículas densas son cruciales para la agregación plaquetaria.La capacidad de liberar ADP y 5-HT también se está utilizando clínicamente para evaluar la función de secreción plaquetaria.Además, esta región también contiene mitocondrias y lisosomas, que este año también es un punto de investigación en el país y en el extranjero.El Premio Nobel de Fisiología y Medicina de 2013 fue otorgado a tres científicos, James E. Rothman, Randy W. Schekman y Thomas C. Südhof, por descubrir los misterios de los mecanismos de transporte intracelular.También existen muchos campos desconocidos en el metabolismo de sustancias y energía en las plaquetas a través de cuerpos intracelulares y lisosomas.

El área del sistema de membrana especial incluye OCS y el sistema tubular denso (DTS).OCS es un sistema de tuberías tortuoso formado por la superficie de las plaquetas que se hunde en el interior de las plaquetas, lo que aumenta considerablemente la superficie de las plaquetas en contacto con el plasma.Al mismo tiempo, es un canal extracelular para que diversas sustancias entren en las plaquetas y liberen diversos contenidos particulados de las plaquetas.El oleoducto DTS no está conectado con el mundo exterior y es un lugar para la síntesis de sustancias dentro de las células sanguíneas.

2. La función fisiológica de las plaquetas

La principal función fisiológica de las plaquetas es participar en la hemostasia y la trombosis.Las actividades funcionales de las plaquetas durante la hemostasia fisiológica se pueden dividir a grandes rasgos en dos etapas: hemostasia inicial y hemostasia secundaria.Las plaquetas desempeñan un papel importante en ambas etapas de la hemostasia, pero los mecanismos específicos por los que funcionan aún difieren.

1) La función hemostática inicial de las plaquetas.

El trombo formado durante la hemostasia inicial es principalmente un trombo blanco, y las reacciones de activación como la adhesión, deformación, liberación y agregación de plaquetas son mecanismos importantes en el proceso de hemostasia primaria.

I. Reacción de adhesión plaquetaria

La adhesión entre plaquetas y superficies no plaquetarias se denomina adhesión plaquetaria, que es el primer paso para participar en reacciones hemostáticas normales después de un daño vascular y un paso importante en la trombosis patológica.Después de una lesión vascular, las plaquetas que fluyen a través de este vaso son activadas por la superficie del tejido debajo del endotelio vascular y se adhieren inmediatamente a las fibras de colágeno expuestas en el sitio de la lesión.A los 10 minutos, las plaquetas depositadas localmente alcanzaron su valor máximo, formando coágulos blancos.

Los principales factores implicados en el proceso de adhesión plaquetaria incluyen la glicoproteína Ⅰ de la membrana plaquetaria (GP Ⅰ), el factor von Willebrand (factor vW) y el colágeno del tejido subendotelial.Los principales tipos de colágeno presentes en la pared vascular son los tipos I, III, IV, V, VI y VII, entre los cuales los tipos I, III y IV son los más importantes para el proceso de adhesión plaquetaria en condiciones de flujo.El factor vW es un puente que une la adhesión de las plaquetas al colágeno tipo I, III y IV, y el receptor específico de la glicoproteína GP Ib en la membrana plaquetaria es el sitio principal para la unión del colágeno plaquetario.Además, en la adhesión al colágeno también participan las glicoproteínas GP IIb/IIIa, GP Ia/IIa, GP IV, CD36 y CD31 de la membrana plaquetaria.

II.Reacción de agregación plaquetaria

El fenómeno de la adhesión de las plaquetas entre sí se llama agregación.La reacción de agregación ocurre con la reacción de adhesión.En presencia de Ca2+, la glicoproteína GPIIb/IIIa de la membrana plaquetaria y el fibrinógeno agregan plaquetas dispersas.La agregación plaquetaria puede ser inducida por dos mecanismos diferentes, uno son varios inductores químicos y el otro es causado por un esfuerzo cortante en condiciones de flujo.Al inicio de la agregación, las plaquetas cambian de forma de disco a forma esférica y sobresalen unos pseudo pies que parecen pequeñas espinas;Al mismo tiempo, la desgranulación plaquetaria se refiere a la liberación de sustancias activas como el ADP y el 5-HT que originalmente estaban almacenados en partículas densas.La liberación de ADP, 5-HT y la producción de algunas prostaglandinas son muy importantes para la agregación.

El ADP es la sustancia más importante para la agregación plaquetaria, especialmente el ADP endógeno liberado por las plaquetas.Agregar una pequeña cantidad de ADP (concentración de 0,9) a la suspensión de plaquetas (por debajo de mol/l), puede provocar rápidamente la agregación plaquetaria, pero se despolimeriza rápidamente;Si se añaden dosis moderadas de ADP (1,0) µ, alrededor de mol/L, se produce una segunda fase de agregación irreversible poco después del final de la primera fase de agregación y de la fase de despolimerización, que es causada por el ADP endógeno liberado por las plaquetas;Si se agrega una gran cantidad de ADP, rápidamente provocará una agregación irreversible, que ingresa directamente a la segunda fase de agregación.La adición de diferentes dosis de trombina a la suspensión de plaquetas también puede provocar agregación plaquetaria;Y de manera similar al ADP, a medida que la dosis aumenta gradualmente, se puede observar agregación reversible desde solo la primera fase hasta la aparición de dos fases de agregación, y luego ingresa directamente a la segunda fase de agregación.Debido a que bloquear la liberación de ADP endógeno con adenosina puede inhibir la agregación plaquetaria causada por la trombina, esto sugiere que el efecto de la trombina puede ser causado por la unión de la trombina a los receptores de trombina en la membrana de las células plaquetarias, lo que lleva a la liberación de ADP endógeno.La adición de colágeno también puede causar agregación plaquetaria en suspensión, pero generalmente se cree que solo la agregación irreversible en la segunda fase es causada por la liberación endógena de ADP causada por el colágeno.Las sustancias que generalmente pueden causar la agregación plaquetaria pueden reducir el AMPc en las plaquetas, mientras que aquellas que inhiben la agregación plaquetaria aumentan el AMPc.Por tanto, actualmente se cree que la disminución del AMPc puede provocar un aumento del Ca2+ en las plaquetas, promoviendo la liberación de ADP endógeno.El ADP provoca la agregación plaquetaria, lo que requiere la presencia de Ca2+ y fibrinógeno, así como el consumo de energía.

El papel de las prostaglandinas plaquetarias El fosfolípido de la membrana plasmática de las plaquetas contiene ácido araquidónico y las células plaquetarias contienen ácido fosfatídico A2.Cuando las plaquetas se activan en la superficie, también se activa la fosfolipasa A2.Bajo la catálisis de la fosfolipasa A2, el ácido araquidónico se separa de los fosfolípidos en la membrana plasmática.El ácido araquidónico puede formar una gran cantidad de TXA2 bajo la catálisis de la ciclooxigenasa plaquetaria y la tromboxano sintasa.TXA2 reduce el AMPc en las plaquetas, lo que produce una fuerte agregación plaquetaria y un efecto de vasoconstricción.TXA2 también es inestable, por lo que se transforma rápidamente en un TXB2 inactivo.Además, las células endoteliales vasculares normales contienen prostaciclina sintasa, que puede catalizar la producción de prostaciclina (PGI2) a partir de plaquetas.PGI2 puede aumentar el AMPc en las plaquetas, por lo que tiene un fuerte efecto inhibidor sobre la agregación plaquetaria y la vasoconstricción.

La adrenalina puede pasar a través de α 2. La mediación del receptor adrenérgico puede causar agregación plaquetaria bifásica, con una concentración de (0,1 ~ 10) μ Mol/L.Trombina en concentraciones bajas (<0,1 μ En mol/L, la agregación de la primera fase de las plaquetas es causada principalmente por PAR1; en concentraciones altas (0,1-0,3) μ En mol/L, la agregación de la segunda fase puede ser inducida por PAR1 y PAR4 Los inductores fuertes de la agregación plaquetaria también incluyen el factor activador de plaquetas (PAF), colágeno, factor vW, 5-HT, etc. La agregación plaquetaria también puede inducirse directamente por acción mecánica sin ningún inductor. Este mecanismo funciona principalmente en la trombosis arterial, como aterosclerosis.

III.Reacción de liberación de plaquetas

Cuando las plaquetas se someten a estimulación fisiológica, se almacenan en partículas densas α. El fenómeno de que muchas sustancias en partículas y lisosomas sean expulsadas de las células se denomina reacción de liberación.La función de la mayoría de las plaquetas se logra mediante los efectos biológicos de sustancias formadas o liberadas durante la reacción de liberación.Casi todos los inductores que provocan la agregación plaquetaria pueden provocar una reacción de liberación.La reacción de liberación ocurre generalmente después de la agregación de plaquetas en la primera fase, y la sustancia liberada por la reacción de liberación induce la agregación de la segunda fase.Los inductores que provocan reacciones de liberación se pueden dividir a grandes rasgos en:

i.Inductor débil: ADP, adrenalina, noradrenalina, vasopresina, 5-HT.

ii.Inductores medios: TXA2, PAF.

III.Inductores potentes: trombina, enzima pancreática, colágeno.

2) El papel de las plaquetas en la coagulación sanguínea.

Las plaquetas participan principalmente en diversas reacciones de coagulación a través de fosfolípidos y glicoproteínas de membrana, incluida la adsorción y activación de factores de coagulación (factores IX, XI y XII), la formación de complejos promotores de la coagulación en la superficie de las membranas de fosfolípidos y la promoción de la formación de protrombina.

La membrana plasmática de la superficie de las plaquetas se une a diversos factores de coagulación, como el fibrinógeno, el factor V, el factor XI, el factor XIII, etc. α Las partículas también contienen fibrinógeno, factor XIII y algunos factores plaquetarios (PF), entre los que se encuentra el PF2. y PF3 promueven la coagulación sanguínea.El PF4 puede neutralizar la heparina, mientras que el PF6 inhibe la fibrinólisis.Cuando las plaquetas se activan en la superficie, pueden acelerar el proceso de activación superficial de los factores de coagulación XII y XI.Se estima que la superficie de fosfolípidos (PF3) proporcionada por las plaquetas acelera la activación de la protrombina 20.000 veces.Después de conectar los factores Xa y V a la superficie de este fosfolípido, también pueden protegerse de los efectos inhibidores de la antitrombina III y la heparina.

Cuando las plaquetas se agregan para formar un trombo hemostático, el proceso de coagulación ya se ha producido localmente y las plaquetas han expuesto una gran cantidad de superficies de fosfolípidos, lo que proporciona condiciones extremadamente favorables para la activación del factor X y la protrombina.Cuando las plaquetas son estimuladas por colágeno, trombina o caolín, la esfingomielina y la fosfatidilcolina en el exterior de la membrana plaquetaria se reemplazan con la fosfatidil etanolamina y la fosfatidilserina en el interior, lo que resulta en un aumento de fosfatidil etanolamina y fosfatidilserina en la superficie de la membrana.Los grupos fosfatidilo anteriores volteados en la superficie de las plaquetas participan en la formación de vesículas en la superficie de la membrana durante la activación plaquetaria.Las vesículas se desprenden y entran a la circulación sanguínea para formar microcápsulas.Las vesículas y microcápsulas son ricas en fosfatidilserina, que ayuda en el ensamblaje y activación de la protrombina y participa en el proceso de promoción de la coagulación sanguínea.

Después de la agregación plaquetaria, su α La liberación de varios factores plaquetarios en partículas promueve la formación y el aumento de fibras sanguíneas y atrapa otras células sanguíneas para formar coágulos.Por lo tanto, aunque las plaquetas se desintegran gradualmente, las embolias hemostáticas aún pueden aumentar.Las plaquetas que quedan en el coágulo de sangre tienen pseudópodos que se extienden hacia la red de fibras sanguíneas.Las proteínas contráctiles de estas plaquetas se contraen, lo que hace que el coágulo de sangre se retraiga, exprime el suero y se convierte en un tapón hemostático sólido que sella firmemente la brecha vascular.

Al activar las plaquetas y el sistema de coagulación en la superficie, también activa el sistema fibrinolítico.Se liberará la plasmina y su activador contenidos en las plaquetas.La liberación de serotonina a partir de las fibras sanguíneas y las plaquetas también puede hacer que las células endoteliales liberen activadores.Sin embargo, debido a la desintegración de las plaquetas y la liberación de PF6 y otras sustancias que inhiben las proteasas, éstas no se ven afectadas por la actividad fibrinolítica durante la formación de coágulos sanguíneos.

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