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血小板血栓（止血栓または血小板血栓とも呼ばれる）は、血管壁の損傷に対する止血の初期段階で形成される血小板の凝集体です。血小板が損傷部位に集まり始めると、その粘着性によって互いにくっつき合います。こうして血小板血栓が形成され、血液の流出や外部からの異物の侵入を防ぎます。血小板血栓は、血管の損傷部位を一時的に塞ぎます。そのため、血小板血栓の形成は、血管収縮後、損傷に対するより恒久的な解決策であるフィブリン網状血栓の形成前に起こります。血小板血栓の形成の結果、血液が凝固します。これは一次止血とも呼ばれます。
長年にわたり、血小板（血栓細胞とも呼ばれる）が止血と血液凝固において果たす重要な役割は科学者に見過ごされてきた。血小板が細胞断片として最初に発見されたのは1882年であったが、科学者が血小板と血液凝固の相互作用から血小板同士の相互作用に関心を移すまでには1960年代までかかった。[ 1 ]
血小板凝集の主要な誘導物質としてアデノシン二リン酸（ADP）が発見されたことは、血液学の分野における大きなブレークスルーでした。[ 2 ]その後、血小板放出反応、およびトロンビンとコラーゲンの凝集特性が発見されました。
血小板血栓の形成は止血の第二段階であり、血管収縮後に起こる。この過程で、血小板は損傷した血管壁に集積し始める。
血小板凝集塊の形成は、主に3つの段階で起こる。
通常の生理状態では、血液は血小板の目立った凝集を起こすことなく体内を流れます。これは、血小板が本来、自ら凝集するようにプログラムされていないためです。なぜなら、血小板が凝集すると望ましくない血栓症を引き起こす可能性があるからです。しかし、止血の際には凝固が必要となります。そのため、血漿中の血小板は血栓形成の必要性を認識させられなければなりません。
血管内皮に何らかの不連続性が検出されると、凝固系に自動的な反応が引き起こされ、それがトロンビン産生を刺激する。[ 3 ]トロンビンは血小板凝集も引き起こす。
そのため、多くの場合、血小板の接着と活性化は重複する段階で起こり、一方が他方に直接影響を与え、寄与する。
血小板が活性化されると、損傷した内皮細胞に遭遇したときに、フォン・ヴィルブランド因子（vWF）とフィブリノーゲンがアンカーとして働き、血小板が血管壁に付着できるようにします。[ 4 ]これらの分子は、血小板の濃染顆粒とα顆粒の内容物が分泌されることによる血小板の形状の生理的変化である脱顆粒の結果として、血小板自体から放出されます。[ 4 ]濃染顆粒からは、セロトニンとアデノシン二リン酸が放出されます。α顆粒からは、血小板由来成長因子、フィブリノーゲン、および血小板の活性化と接着に重要な糖タンパク質であるフォン・ヴィルブランド因子（vWF）などの分子が放出されます。[ 4 ]
濃染顆粒から分泌されたADPは、血小板の膜上の受容体に結合します。しかし、血小板の接着が起こるためには、別の分子が必要です。糖タンパク質Ibは、血小板膜表面にあるvWFに結合するタンパク質です。[ 3 ] vWFが糖タンパク質Ibに結合すると、損傷した血管壁の内側など、他の表面と血小板が相互作用するのを助けます。高いせん断応力レベルでは、GP1b-フォン・ヴィルブランド因子が血小板の接着を開始します。[ 5 ]このプロセスは、β1（α2β1、α5β1）インテグリンやβ3（αIIbβ3）インテグリンなどのインテグリンによって媒介されます。
さらに、血小板が活性化されると、皮質アクチン細胞骨格の形状も変化します。[ 6 ]血小板は滑らかな両凹円盤から完全に広がった細胞へと変化します。これにより表面積が劇的に増加し、損傷した細胞の遮断が増加するとともに、接着が起こるためのスペースも増えます。
血小板が血管損傷の焦点に接触すると、血小板同士が相互作用して血小板凝集塊を形成し始めます。血小板凝集は主にβ3（αIIbβ3）インテグリンとそのリガンド（vWFやフィブリノゲンなど）によって媒介されます。[ 4 ] 血小板膜にはフィブリノゲン結合部位がありますが、トロンビンによって誘導される必要があります。トロンビンは接着性血小板とvWFおよびフィブリノゲンの結合を引き起こします。[ 4 ]その後、ADPが血小板凝集を触媒し、フィブリノゲンが2つの血小板を結合できるようにします。
血小板が増えると、放出される化学物質も増え、それがさらに多くの血小板を引き寄せる。これは正のフィードバックループであり、最終的に血小板血栓の形成につながる。
一時的な閉塞が形成された後に、二次止血栓が形成されます。このプロセスでは、可溶性糖タンパク質であるフィブリノゲンが、酵素トロンビンを用いて不溶性糖タンパク質であるフィブリンに変換されます。フィブリノゲンはフィブリンを形成して血小板血栓を包み込み、血管壁にしっかりと付着した、より安定した二次止血栓を形成します。[ 4 ]
せん断力により、血管壁に付着した血小板血栓は容易に洗い流されたり崩壊したりする可能性がある。そのため、血小板が血管壁に固定され、互いに結合し、フィブリンに絡み合った後、そのような力に耐えられるように強化されなければならない。これは、フィブリンを架橋する酵素であるフィブリン安定化因子としても知られる第XIII因子によって達成される。第XIII因子は止血栓の強化に不可欠である。この酵素が欠乏していることが判明した人は、手術後に出血が遅れる。[ 4 ]
出血や血管損傷を止めるには血小板の活性化と血栓形成が必要ですが、血小板の接着と凝集が不適切な場所で起こると、血管閉塞と血栓症を引き起こします。これは心筋梗塞でよく見られる現象で、血小板の凝集と接着によって冠動脈が閉塞します。[ 4 ]このように、止血時に血小板を凝固させるのと同じ因子が、望ましくない血栓症にも寄与する可能性があります。
止血と血小板凝集塊形成の基本的なメカニズムはすでに解明されているものの、その過程に関わる化学物質についてはまだ多くのことが分かっていない。主要な因子は特定されているものの、止血過程には多くの分子が存在し、科学者たちはそれらの役割をまだ理解していない。
フィブリノゲンとvWFは止血における重要な因子として知られています。しかし、これらの成分の両方を欠損したマウスでも止血と血栓形成が起こることが発見されています。[ 4 ]これは、血小板凝集と接着において重要な役割を果たす可能性のある、まだ発見されていない他の寄与分子が存在することを示唆しているようです。