BAB 1PENDAHULUAN

1.1Latar belakangHemostasis adalah proses dinamis dimana pembekuan darah dimulai dan diakhiri dengan cara dan regulasi yang tepat dan sesuai. Seiring dengan terjadinya cedera pembuluh, trombosit mengikat ke makromolekul dalam jaringan subendotelial di lokasi cedera dan kemudian beragregasi untuk membentuk sumbatan hemostasis primer. Trombosit merangsang aktivasi lokal faktor koagulasi plasma, yang kemudian membentuk klot fibrin yang memperkuat agregat platelet. Kemudian, seperti yang terjadi penyembuhan luka, agregat trombosit dan fibrin gumpalan dipecah dan dieliminasi.1Dalam keadaan normal darah senantiasa berada di dalam pembuluh darah dan berbentuk cair. Keadaan ini dapat diperoleh bila terdapat keseimbangan antara aktivitas koagulasi dengan aktivitas fibrinolisis pada sistem hemostasis yang melibatkan endotel pembuluh darah, trombosit, protein pembekuan, protein antikoagulan dan enzim fibrinolisis. Terjadinya efek pada salah satu atau beberapa komponen ini akan menyebabkan terjadinya gangguan keseimbangan hemostasis dan menimbulkan komplikasi perdarahan atau trombosis.2Salah satu komponen penting dalam hemostasis adalah kaskade koagulasi. Model menggabungkan pemahaman tidak hanya pola bertahap aktivasi zimogen, tetapi juga hubungan rumit dari jalur koagulasi, mekanisme regulasi, dan potensi beberapa faktor kunci untuk mencapai hemostasis yang sesuai. Bagaiamnapun, terdapat kontroversial mengenai model kaskade koagulasi yang ada, model air terjun dan selular.3

BAB 2TINJAUAN PUSTAKA

2.1HemostasisHemostasis diatur oleh 3 komponen dasar yait, dinding pembuluh darah, trombosit, dan kaskade koagulasi. Hemostasis normal terjadi sebagai hasil dari serangkaian proses yang diatur untuk mencapai 2 fungsi; pertama, mempertahankan darah dalam cairan dan kedua, menginduksi sumbatan hemostatik cepat dan lokal di lokasi cedera vaskular. Pembekuan darah terjadi ketika trombin enzim yang dihasilkan memproteolisis fibrinogen larut plasma, membentuk polimer fibrin tidak larut atau klot. Mekanisme yang membatasi pembentukan agregat platelet dan pembekuan fibrin ke lokasi cedera penting mempertahankan fluiditas darah.3

2.2Pembuluh darahBila suatu pembuluh darah terputus atau rusak, cedera tersebut akan memicu suatu rangkaian peristiwa yang menyebabkan terbentuknya bekuan (hemostasis). Bekuan ini menyumbat daerah yang rusak dan mencegah terjadinya kehilangan darah lebih lanjut. Peristiwa yang mula-mula terjadi adalah konstriksi pembuluh darah dan pembentukan sumbatan hemostatik sementara dari trombosit yang akan tercetus bila trombosit mengikat kolagen dan menggumpal. Peristiwa ini diikuti dengan perubahan sumbatan tersebut menjadi bekuan definitif.1Konstriksi suatu arteriol atau pembuluh arteri kecil yang mengalami cedera bisa begitu kuat sehingga lumennya menutup sama sekali. Vasokonstriksi disebabkan oleh serotonin dan vasokonstriktor lain yang dilepaskan dari trombosit yang menempel pada dinding pembuluh darah yang rusak. Arteri yang besarnya seukuran arteri radialis dianggap mengalami konstriksi segera setelah terpotong melintang dan dapat menghentikan perdarahan. Namun, peristiwa ini bukan merupakan alasan untuk memperlambat ligasi pembuluh darah yang rusak. Selain itu, dinding arteri yang terpotong memanjang atau tidak teratur tidak dapat mengalami kontriksi yang cukup untuk menutup lumen arteri sehingga perdarahan berlangsung terus.2

2.3TrombositTrombosit adalah fragmen sel yang tidak berinti yang dibentuk oleh megakariosit di sumsum tulang melalui perpanjangan ujung sel tersebut yang beredar ke dalam pembuluh darah kapiler ketika mengalami jejas pada transendotelial oleh karena aliran darah, yang pada akhirnya menyebabkan munculnya protrombosit dalam darah perifer. Trombosit beredar selama kurang lebih 10 hari dalam aliran darah sebelum mereka difagositosis oleh makrofag di hati dan ginjal. Selama masa hidup mereka, sebagian besar trombosit tidak pernah mengalami penempelan yang kuat di sirkulasi. Hanya pada saat lapisan endotel pembuluh darah mengalami kerusakan oleh jejas atau gangguan patologis, seperti yang ditemukan pada proses aterosklerosis, kemampuan adhesi dari trombosit menjadi nyata. Dalam kondisi seperti ini, komponen matriks ekstraselular subendotel mengalami pajanan kemudian memicu aktivasi dan adhesi trombosit secara tiba-tiba. Sebagai tambahan, beberapa stimulus yang larut dalam darah dihasilkan lalu dilepaskan oleh trombosit yang memperkuat daya adhesi trombosit dan, bersama-sama dengan thrombin lokal, memanggil lebih banyak lagi trombosit menuju thrombus yang terbentuk melalui aktivasi reseptor pada permukaan trombosit sehingga memungkinkan trombosit untuk berikatan satu sama lain, sebuah proses yang disebut dengan agregasi.4

Langkah pertama dalam kaskade hemostasis adalah interaksi antara trombosit dan matriks ekstraseluler yang terpajan akibat jejas. Matriks ini mengandung sejumlah besar makromolekul adhesif seperti laminin, fibronektin, kolagen, dan faktor von Willebrand (vWF). Mekanisme adhesi trombosit pada lokasi jejas ditentukan oleh kondisi vaskular yang tersedia. Aliran darah dengan kecepatan aliran yang lebih besar pada daerah tengah dibandingkan pada daerah tepi dalam dinding vaskular, sehingga membuat perbandingan gaya gesek diantara lapisan cairan plasma menjadi lebih besar pada daerah tepi dalam dinding vaskular. Peregangan meningkat dengan adanya laju gaya gesek. Pada kondisi laju gaya gesek yang tinggi, seperti ditemukan di arteri kecil dan arteriola, inisiasi penempelan trombosit ke matriks ekstraseluler dimediasi oleh interaksi antara reseptor glikoprotein trombosit Ib (GP Ib) dan vWF yang terikat pada kolagen.4Walaupun terjadi pada gaya gesek yang tinggi, interaksi ini mungkin tidak terjadi pada gaya gesek yang rendah, misalnya pada vena dan arteri yang besar. Ikatan antara GPIb dengan vWF tidak cukup untuk memediasi adhesi yang stabil akan tetapi hanya mempertahankan kontak trombosit dengan permukaan, walaupun terjadi perubahan pada arah aliran darah. Selama proses ini, trombosit mempertahankan kontak dengan protein kolagen trombogenik pada matriks ekstraseluler melalui reseptor GPVI. GPVI mengikat kolagen dengan afinitas yang rendah, dengan demikian tidak mampu untuk memediasi adhesi dengan sendirinya, namun memicu pelepasan sinyal intraselular yang mengubah integrin trombosit untuk menjadi kondisi berafinitas tinggi dan menginduksi pelepasan mediator sekunder adenosine diphosphate (ADP) dan tromboksan A2 (TXA2). Kedua macam agonis ini bersama-sama dengan thrombin lokal berkontribusi terhadap aktivasi selular melalui stimulasi reseptor yang berikatan dengan protein G (Gq, G12/G13, Gi), yang menginduksi sinyal berbeda dan mempunyai efek sinergis untuk menginduksi aktivasi penuh trombosit. Pada kondisi ketika konsentrasi tinggi dari substrat agonis ini berada dalam pembuluh darah, mungkin cukup untuk memediasi aktivasi trombosit secara independen melalui GPVI. Adhesi yang kuat pada matriks ekstraseluler dimediasi oleh protein integrin berafinitas tinggi yang berikatan dengan kolagen, fibronektin, dan laminin, bersama-sama dengan protein utama integrin IIb3, berinteraksi dengan fibronektin dan vWF yang berikatan dengan kolagen.5Mediator utama dalam adhesi trombosit adalah vWF, glikoprotein yang mempunyai situs pengikatan untuk kolagen bersamaan dengan 2 reseptor trombosit utama, GPIb dan integrin IIb3. vWF ditemukan di badan Weibel-Palade dalam sel endotel, di dalam ganula-garnula trombosit, dan pada plasma manusia, ditemukan konsentrasinya sekitar 10 g/mL. subunit vWF yang telah matur mengandung 2050 asam amino dan mengandung 4 domain berulang yang berbeda. Tiga domain A homolog meregulasi proses interaksi dengan reseptor yang berbeda dan ligand protrombotik dari matriks subendotel. Domain A1 berikatan secara eksklusif dengan kolagen tipe VI, sedangkan kolagen I dan III berikatan melalui domain A3. Domain C1 mengandung urutan Arg-Gly-Asp (RGD), yang mewakili motif pengikatan untuk kedua integrin trombosit, yaitu IIb3 dan v3. Interaksi diantara vWF dengan kompleks reseptor GPIb-V-IX terjadi melalui domain A1 dan berperan penting dalam proses adhesi awal trombosit ke lapisan subendotel dalam kondisi gaya gesek yang tinggi.5Dimer subunit vWF yang sudah matur bergabung satu sama lain dan menjadi komponen dalam multimer besar yang berukuran sampai dengan 20 MDa. Multimer terbesar dengan potensial trombogenik terkuat disimpan dalam trombosit dan sel endotel dan kemudian disekresikan pada saat aktivasi seluler atau terjadi kerusakan. Pada kondisi normal, vWF terlarut tidak mengalami interaksi yang bermakna dengan reseptor trombosit, GPIb-V-IX. Namun, ketika imobilisasi pada kolagen yang terpajan di area jejas, vWF terlarut ini berubah menjadi substrat yang mempunyai daya adhesi yang kuat. Pada penelitian in vitro menghasilkan bahwa perubahan konformasi pada domain A1 vWF dapat merubah afinitasnya terhadap yang lain. Ristocetin, antibiotik turunan dari bakteri Nocardia lurida dan botrocetin, protein bisa ular dari Bothrops jararaca, menginduksi interaksi antara vWF dan GPIb-V-IX pada kondisi statis, sedangkan pada kondisi in vivo, molekul vWF mungkin mengubah konformasinya karena gaya gesek yang tinggi dan juga karena imobilisasinya di permukaan.4Hilangnya vWF di semua kompartemen tubuh manusia menyebabkan defek primer yang berat pada hemostasis dan koagulasi. Namun, kontras dengan GPIb, vWF sepertinya tidak esensial dalam pembentukan thrombus, karena banyak adhesi tertunda yang terjadi walaupun dalam kondisi aliran darah arterial. Hal tersebut mengindikasikan bahwa GPIb mampu menginisiasi adhesi melalui interaksi dengan ligand lainnya. Salah satu ligand tersebut adalah thrombospondin-1, yang telah menunjukkan interaksinya dengan GPIb dalam kondisi gaya gesek yang tinggi.6

2.5Koagulasi Model ini menggabungkan pemahaman tidak hanya pola bertahap aktivasi zimogen, tetapi juga hubungan rumit dari jalur koagulasi, mekanisme regulasi, dan potensi beberapa faktor kunci untuk mencapai hemostasis yang sesuai.1Pada tahun 1960, 2 kelompok independen dari ahli biokimia memperkenalkan model koagulasi sebagai serangkaian langkah yang aktivasi oleh setiap faktor pembekuan, yang berpuncak pada ledakan generasi trombin. Terdapat model kaskade oleh Macfarlane (1964) dalam jurnal Nature dan model air terjun yang dilaporkan oleh Davie dan Ratnoff (1964) dalam jurnal Science.7Model air terjun menunjukkan bahwa urutan pembekuan dibagi menjadi 2 jalur. Koagulasi dapat dimulai melalui jalur intrinsik, dinamakan demikian karena semua komponen-komponen yang ada dalam darah, dan jalur ekstrinsik, di mana protein membran sel subendothelial, faktor jaringan (TF) berperan. Inisiasi kedua jalur mengakibatkan aktivasi FX dan sampai akhirnya pementukan klot fibrin.52.6.1Faktor-Faktor Pembekuan DarahFaktor I = fibrinogen Faktor II = Prhotrombine Faktor III = Fakotr jaringan Faktor IV = Ion kalsium Faktor V = Proaccelerine Faktor VI = Accelerine Faktor VIII = A.H.G (Anti Haemphilly Globulin) Faktor IX = Christmas factor Faktor X = Stuart factor Faktor XI = Plasma thromboplastin antecedent Faktor XII = Hagemen factor Faktor XIII = Fibrine stabilizing factor (fibrinase)2.6.2Model kaskade koagulasi air terjun1.Jalur ekstrinsikJalur ekstrinsik juga mencakup kofaktor protein dan enzim. Jalur ini diprakarsai oleh mewarnai pembentukan kompleks antara TF pada permukaan sel dan FVIIa yang terletak di luar sistem vaskular. Sel Nonvascular konstitutif mengekspresikan terpisahkan TF protein membran (variabel dikenal sebagai FIII atau tromboplastin jaringan), yang merupakan reseptor untuk protein plasma FVII.3Ketika cedera endotel memungkinkan FVII bersentuhan dengan TF, TF mengaktifkan FVII menjadi FVIIa. Mekanisme konversi ini masih diperdebatkan tetapi kemungkinan besar karena aktivasi autokatalitik dan bukan efek TF. Pengikatan FVIIa ke bentuk TF sebuah kompleks enzim yang mengaktifkan FX menjadi Fxa dengan ikatan pada kofaktor FV di permukaan membran dengan ion kalsiumuntuk menghasilkan protrombinase yang kompleks. Protrombinase kompleks mengkonversi protrombin menjadi trombin, yang mengubah fibrinogen untuk fibrin untuk membentuk klot fibrin.82.Jalur intrinsikJalur intrinsik terdiri dari kaskade reaksi protease yang diinisiasi oleh faktor dalam darah. Ketika kontak dengan permukaan bermuatan negatif seperti membran dari trombosit aktif, protein plasma yang disebut FXII (Hageman faktor) diaktivsi menjadi FXIIa (sufiks a pertanada aktivasi). Kinninogen berat molekul tinggi (HMWK) yang melekat pada membran platelet, membantu ikatan FXII ke permukaan diisi dan dengan demikian berfungsi sebagai kofaktor. Namun, konversi FXII untuk FXIIa oleh HMWK terbatas kecepatannya.9Setelah sejumlah kecil FXIIa terakumulasi, protease ini mengkonversi prekallikrein ke kallikrein dengan mediasi HMWK. Pada gilirannya, kallikrein akan mempercepat konversi FXII untuk FXIIa, suatu mekanisme umpan balik positif. Selain memperkuat generasi sendiri dengan membentuk kallikrein, FXIIa (bersama-sama dengan HMWK) memproteolisis FXI untuk membentuk FXIa. Pada gilirannya, FXIa (juga terikat ke permukaan dibebankan oleh HMWK) memotong FIX untuk FIXa dengan proteolisis.7

FIXa dan 2 produk kaskade lain, FXA dan trombin, memproteolisis FVIII, membentuk FVIIIa, kofaktor yang berperan dalam reaksi berikutnya. Akhirnya, FIXa dan FVIIIa bersama dengan Ca2+ (yang mungkin sebagian besar berasal dari trombosit aktif) dan membran fosfolipid negatif (konstituen utama membran sel) membentuk kompleks trimolekular disebut tenase. Tenase kemudian mengubah FX menjadi FXa.10Fxa kemudian mengikat FVa kofaktor yang berperan umpan balik positif menghasilkan kompleks dengan aktivitas enzimatik yang dikenal sebagai protrombinase. Kompleks ini mengubah protrombin ke trombin. Trombin bekerja pada fibrinogen untuk menghasilkan monomer fibrin, yang dengan cepat berpolimerisasi membentuk bekuan fibrin.83.Jalur umumJalur umum dimulai dengan aktivasi FX dalam jalur intrinsik dalm jalur ekstrinsik. FXa baik dari cara jalur intrinsik atau ekstrinsik adalah protease pertama dari jalur umum. FXa, dengan adanya FV, Ca2+, dan fosfolipid, mengubah protrombin menjadi bentuk aktifnya, trombin.11Peran utama trombin adalah katalisis proteolisis protein plasma solubel menjadi monomer fibrin solubel Monomer fibrin kemudian berpolimerisasi untuk membentuk gel polimer fibrin yang menangkap pembuluh darah. Trombin juga mengaktifkan FXIII, yang dikonversi ke FXIIIa dan memediasi kovalen silang dari mer fibrin poli- untuk membentuk mesh disebut fibrin yang stabil, yang kurang larut dari fibrin polimer. Trombin dapat mengkatalisis pembentukan trombin baru dari protrombin dan dapat mengkatalisis pembentukan kofaktor FVa dan FVIIIa, mengakibatkan amplifikasi efisien koagulasi. Karena jalur umum mengandung faktor FX, FV, dan FII, faktor-faktor ini dapat dipantau baik oleh PT dan PTT.11

Meskipun konsep ini mewakili kemajuan yang signifikan dalam pemahaman koagulasi, pengamatan klinis dan eksperimental yang lebih baru menunjukkan bahwa model air terjun tidak sepenuhnya dan benar-benar mencerminkan peristiwa hemostasis in vivo. Dalam beberapa tahun terakhir, ditemukan kekurangan dari model ini. Pertama, tidak ada penjelasan ada selama tidak adanya penjelasan perdarahan akibat ddefisiensi faktor FXII, prekallikrein, atau HMWK meskipun kekurangan dalam salah satu dari faktor-faktor ini memperpanjang tes koagulasi. Kedua, tidak ada penjelasan mengapa kekurangan FVIII atau FIX disebabkan pendarahan hebat, meskipun jalur ekstrinsik dibutuhkan oleh FVIII dan FIX.122.6.3Model koagulasi berbasis selPerkembangan besar selama 15 tahun terakhir adalah penemuan bahwa paparan darah ke sel-sel yang mengekspresikan TF pada permukaannya penting dan cukup untuk memulai pembekuan darah secara in vivo. Temuan ini menyebabkan kepercayaan bahwa jalur intrinsik (sistem kontak) tidak memiliki peran fisiologis benar dalam hemostasis. Bukti yang sangat baru-baru ini menunjukkan bahwa meskipun kekurangan FXII tidak mengakibatkan masalah perdarahan, tidak adanya FXII menjadi faktor protektif trombosis patologis. Hipotesis ini terbukti eksperimental dalam serangkaian penelitian.13Dalam model berbasis sel, hemostasis membutuhkan pembentukan trombosit dan sumbatan fibrin impermiabel di lokasi pembuluh darah yang cedera. Selain itu, mekanisme ini juga membutuhkan substansi prokoagulasi yang teraktivasi. Proses pembekuan darah dimulai dengan pajanan sel yang mengekspresikan TF ke darah akibat disrupsi endotel atau aktivasi sel endotel maupun monosit. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa TF terdapat dalam darah dalam bentuk mikropartikel.14Model kaskade koagulasi yang diterima sekarang terdiri dari 3 tahapan yaitu tahap insiasi, amplifikasi, dan propagasi. Model ini lebih menekankan pentingnya faktor jaringan sebagai pemeran utama dalam kaskade koagulasi, di mana amplifikasi trombin cepat sebagai tahap yang esensial dalam pembentukan klot yang stabil, di mana interdependensi terhadap faktor koagulasi dan faktor selular.151.Tahap inisiasi: paparan faktor jaringan sampai faktor koagulasiFase inisiasi ini disebabkan oleh paparan faktor jaringan (TF) yang dirangsang baik oleh kerusakan atau aktivasi faktor endotel. TF adalah glikoprotein transmembran 47 kDa yang terkat pada sel dan anggota dari superfamili sitokin kelas II. TF terdapat di banyak jaringan ekstravaskular, terutama di jaringan perivaskular, dan memiliki tingkat tinggi ekspresi di otak, jantung, paru-paru, ginjal, testis dan plasenta. Fungsinya adalah sebagai reseptor, dengan transduksi sinyal yang mengakibatkan induksi gen yang terlibat dalam peradangan, apoptosis, perkembangan embrio dan migrasi sel, dan sebagai kofaktor untuk faktor VII/VIIA.16TF dipicu untuk diekspresikan di endotel sebagai respon inflamasi, mencakup pajanan lipopolisakarida bakteri (LPS) pada sepsis, molekul adhesi (P-selektin diekspresikan pada trombosit, ligan CD40 yang diekspresikan pada leukosit), sitokin inflamasi (interleukin-6, tumor necrosis factor), dan LDL teroksidasi. Mikropartikel di sirkulasi juga ditemukan berperan sebagai prokoagulan yang meningkatkan TF. MP adalah vesikel membran kecil (