Emostasi
L’emostasi è il meccanismo fisiologico che presiede al processo di
coagulazione del sangue in presenza di condizioni che determinano la
fuoriuscita di questo dal letto vasale.
L’emostasi è regolata dal corretto equilibro omeostatico tra azione di
Fattori pro-coagulativi
Fattori anti-coagulativi
In essa si distinguono tre distinti meccanismi che operano in maniera
sinergica:
Contrazione della muscolatura liscia della parete del vaso danneggiato
(vasocostrizione)
Adesione delle piastrine e formazione del tappo piastrinico
Attivazione del fibrinogeno in fibrina e formazione del coagulo di fibrina.
Ruolo dell’endotelio
Le cellule endoteliali svolgono una funzione anticoagulante se integre e procoagulante
se lese:
La funzione anticoagulante si esplica attraverso la sintesi:
dell’attivatore tissutale del plasminogeno (tPA) che attiva la trasformazione del
plasminogeno in plasmina (enzima fibrinolitico).
di glicosaminoglicani (eparino-simili) che aumentano l’attività dell’antitrombina III
(ATIII), proteina prodotta dal fegato e neutralizzante i fattori della coagulazione.
di prostaciclina I2 (PGI2) dall’ac. arachidonico che causa vasodilatazione e inibisce
l’aggregazione piastrinica
di trombomodulina che concorre all’attivazione della proteina C, inibitore della
coagulazione.
La funzione procoagulativa si traduce:
nella possibilità per le piastrine, in presenza della lesione endoteliale, di venire a
contatto con il collagene sottoendoteliale lamina basale.
nell’attivazione del fattore di von Willebrand (vWF) che lega le piastrine al collagene
e attiva l’aggregazione piastrinica
liberazione della tromboplastina tissutale (TF o FIII) che attiva il fattore VII nella via
estrinseca della coagulazione.
Evoluzione del processo
emostatico
Inizia quando il sangue viene a contatto con sostanze diverse da quelle presenti sulla superficie endoteliale delle pareti dei vasi.
Emostasi primaria• rapida formazione di un tappo piastrinico a livello della lesione• avviene in pochi secondi• fondamentale per arrestare la fuoriuscita di sangue dai vasi
capillari e dalle venule
Emostasi secondaria
• attivazione del sistema della coagulazione formazione della
fibrina rafforza il trombo emostatico primario
• richiede alcuni minuti
• importante soprattutto per bloccare la fuoriuscita del sangue
dai vasi di calibro maggiore
Fasi del processo emostatico1- Vascolare contrazione Riduzione lume
muscolatura vasale vascolare
2- Piastrinica - adesione
- risposta biochimica Formazione- shape change tappo- degranulazione piastrinico- aggregazione
3- Coagulativa attivazione di Formazione proteasi plasmatiche coagulo fibrina
4- fibrinolitica attivazione sistema Dissoluzionefibrinolitico coagulo
RIPARAZIONE LESIONE VASCOLARE
FASE VASCOLARE
Primo evento del processo emostatico
Contrazione cellule tunica media
Stimolazione nerva vasorum
Rilascio endotelina (endotelio)
Rilascio serotonina piastrinica
VASOCOSTRIZIONE UTILE A RIDURRE
MOMENTANEAMENTE LA PERDITA DI
SANGUE
Piastrine
Le piastrine sono cellule prive di nucleo e di forma ovoidale/tondeggiante di circa30nm di diametro e v.m. 7 giorni. Il loro numero oscilla tra 200.000-400.000/mL.
La cellula è dotata di una ricca struttura citoscheletrica che, ancorata allamembrana, modula la forma cellulare.
Sono presenti recettori di membrana per il riconoscimento dei segnali cheattivano l’adesione e aggregazione piastrinica.
• Recettori per il fibrinogeno
• Recettori per il collagene
• Recettore per il fattore di von Willebrand
L’adesione piastrinica è indotta dal sangue a contatto con l’endotelio danneggiatoe/o i tessuti sottoendoteliali ed è attivata da citochine prodotte e rilasciate dallecellule endoteliali.
Produzione di molecole di adesione che consentono l’adesione delle piastrineall'endotelio
Produzione di prostaglandine, trombossani e leucotrieni
Aumento della concentrazione intracellulare del Ca (apertura dei canali per ilCa).
Fase piastrinica
Contatto del sangue con sostanze non endoteliali attivazione piastrinica
adesione delle piastrine alla matrice extracellulare esposta (collagene) mediante recettori specifici e passaggio da una forma discoidale (discociti) ad una forma sferica (sferociti) con protrusione di pseudopodi (“shape change”)
secrezione con liberazione di molecole ad attività vasocostritrice e/o pro-aggregante (serotonina, tromboxano TXA2, adenosindifosfato (ADP) e ioni calcio)
aggregazione:
• mediata principalmente dall’ADP e dal TXA2
• porta alla formazione di un aggregato piastrinico di crescenti dimensioni (tappo emostatico piastrinico o primario)
• in seguito alla produzione della trombina e della fibrina il tappo emostatico primario si trasformerà in una massa di piastrine saldate irreversibilmente tappo emostatico secondario o definitivo
Il ruolo del metabolismo dell’ac.
Arachidonico L’attivazione della fosfolipasi A2 piastrinica
innesca importanti processi metabolici a
carico dell’ac. Arachidonico.
E’ particolarmente attiva la via della ciclo-
ossigenasi (COX-1 piastrinica) con
produzione di:
Endoperossidi (PGH2)
Trombossano A2 (TXA2) che stimola
l’aggregazione piastrinica e la
vasocostrizione.
Nell’endotelio integro è invece attiva la
COX-2 endoteliale con produzione di:
Prostaciclina (PGI2) e cAMP che stimolano
la vasodilatazione inibendo l’aggregazione
piastrinica.
Aspirina e FANS agiscono inibendo
preferenzialmente la COX-1 piastrinica.
Coagulazione
La coagulazione del sangue è espressione dell’attivazione di una cascataenzimatica in cui i fattori coinvolti sono normalmente presenti nel sangue in unaforma inattiva.
L’obiettivo è:
Conversione della protrombina in trombina
Conversione del fibrinogeno in monomeri di fibrina che si aggregano formandoun reticolo insolubile che ingloba le cellule plasmatiche e costituisce il coagulo.
Successivamente, mediata dalla capacità contrattile delle piastrine, ha luogo la
Retrazione del coagulo - è allontanata la parte liquida del sangue (siero).
L’attivazione del sistema della coagulazione può avvenire attraverso due vie cheportano entrambe all’attivazione della trombina:
Via intrinseca – innescata dall’attivazione del fattore XII (Hageman) a seguito delcontatto con superfici cariche negativamente o comunque diversedall’endoteliocita (ruolo fisiologico non pienamente definito).
Via estrinseca – innescata dal danno della parete vasale che porta al rilascio dinumerose sostanze (tromboplastina tissutale) che nell’insieme attivano il FattoreVII (è la via fisiologicamente più attiva)
La presenza di ioni Ca ha un ruolo essenziale nell’attivazione di molti dei fattoricoagulativi.
La sintesi dei fattori della coagulazione (proteine) ha luogo negli epatociti e richiedeun adeguato apporto di vitamina K.
Componenti del sistema della
coagulazione
I fattori della coagulazione sono serino-proteasi presenti nel sangue in
forma di zimogeni, i quali vengono attivati “a cascata”, fino alla
formazione del reticolo di di fibrina.
Fanno eccezione il fattore V ed il fattore VIII (cofattori), ed il fibrinogeno,
che non sono serino-proteasi.
Gli ioni Ca2+, ed i fosfolipidi delle superfici cellulari, in particolare i
fosfolipidi della superficie delle piastrine, hanno un ruolo critico
nell’attivazione delle cascata coagulativa.
Come altri analoghi sistemi multi-proteasici (sistema del complemento,
sistema fibrinolitico), anche il sistema della coagulazione si “organizza”
spazialmente e funzionalmente su “fasi solide” rappresentate dalle
superfici cellulari, dove gli ioni Ca hanno la funzione di favorire
l’interazione tra enzima, eventuale cofattore e fosfolipidi.
Fattori della coagulazioneFattore Denominazione Emivita Sintesi
I fibrinogeno 5gg fegato
II protombina 2-3gg fegato
III tromboplastina ubiquitaria
IV calcio
V proaccelerina 1gg fegato,endotelio,megac.
VII proconvertina 5h fegato
VIII f.antiemof. A 15h fegato,reni
IX f.antiemofilico B 20h fegato
X f. Stuart 2gg fegato
XI f.antiemofilico C 2gg fegato
XII Hageman 2gg fegato
XIII f.stabilizzante la
fibrina
5gg Fegato,megacariociti
Funzioni della vitamina K
La vitamina K catalizza la carbossilazione dell’ac. glutammico
presente nei precursori dei fattori K-dipendenti, che sono privi
della capacità di fissare gli ioni Ca2+, mentre acquistano tale
capacità dopo la formazione dell’acido g-carbossiglutammico.
I fattori della coagulazione K-dipendenti sono: la protrombina, il
fattore VII, il fattore IX ed il fattore X.
I farmaci antagonisti della vitamina K (dicumarolici),
anticoagulanti indiretti, sono in grado di inibire la carbossilazione
dell’ac. glutammico, determinano l’arresto della sintesi e
l’accumulo di fattori inattivi che interferiscono negativamente con
l’attivazione del fattore X.
Regolazione della coagulazione
I meccanismi di controllo della coagulazione sono indispensabili per evitare che il
sangue coaguli spontaneamente e per impedire eccessi coagulativi sproporzionati
rispetto alla lesione vascolare.
1 ml di sangue è potenzialmente capace di indurre in 15 secondi la coagulazione di
tutto il sangue.
I meccanismi principali che intervengono sono:
1. Flusso sanguigno
2. Inattivazione delle proteasi e dei cofattori da parte di inibitori fisiologici
• Antitrombina III (AT-III)
• Proteina C/Proteina S
• Tissue Factor Pathway Inhibitor (TFPI)
• C1-inattivatore
• alfa2-macroglobulina
• alfa1-anti-tripsina
3. Demolizione dei prodotti della coagulazione
• Attivazione del sistema fibrinolitico
Inibitori fisiologici della
coagulazione (1) Antitrombina III (ATIII) è una proteasi serinica (prodotta dal fegato) che inibisce
la trombina, il fattore Xa e, in minor misura, i fattori IXa, XIa e XIIa
La sua attività inibitoria è modesta ma viene enormemente amplificata
dall’eparina e dai glicosaminoglicani eparino- simili (eparansolfato) presenti
sulla superfice degli endoteliociti.
L’attività anticoagulante è quindi localizzata sull’endotelio integro.
TROMBINA
SITO CATALITICO ATIII
CENTRO REATTIVODELL’INIBITORE
Siti lisinici
EPARINA
+
L’ eparina velocizza lareazione di oltre 3 ordinidi grandezza, quindi si stacca e catalizzal’interazione di altre duemolecole
EPARINA
Inibitori fisiologici della
coagulazione (2) La proteina C è una proteina plasmatica vitamina K-dipendente che acquisisce il
suo effetto anticoagulante legata alla trombina.
Il legame alla trombina è mediato dalla trombomodulina, un proteoglicano
transmembrana presente sulla superficie degli endoteliociti
La proteina C attivata inattiva i fattori V e VIII a stimola la fibrinolisi
L’azione proteolitica della proteina C è stimolata dalla proteina S un cofattore
plasmatico vitamina K-dipendente.
Superficie cellula endoteliale
Trombomodulina
TrombinaProteina CProteina S
Proteina C attivataVaVIIIa
Degradazione proteolitica estensiva del Va e del VIIIa,primariamente sulla superficie piastrinica, ma anche su quella endoteliale e leucocitaria
Ca++
Inibitori fisiologici della
coagulazione (3) L’inibitore della via del fattore tissutale (Tissue Factor Pathway Inhibitor TFPI) è
una proteina che circola nel plasma legata a lipoproteine.
Si lega anche ai glicosaminoglicani sulla superficie degli endoteliociti (può
essere rilasciata dall’eparina.
E’ secreto dalle piastrine attivate dalla trombina
Il TFPI blocca l’attivazione del fattore X da parte del complesso TF-VIIa, inibendo
quindi la via estrinseca della coagulazione.TFVIIa
IX IXa
X Xa
VIIIa
Via comune
TFPI
Xa
TFPI + XaIl TFPI, dopo aver reagito con ilfattore Xa, neutralizza il fattoreVIIa, inattivando la via estrinsecadella coagulazione
Fibrinolisi
La fibrinolisi è il processo che determina la disgregazione ed il
riassorbimento del coagulo.
E’ principalmente indotta dall’attivatore tissutale del plasminogeno (tPA)
prodotto dalle cellule endoteliali
Il tPA induce la conversione del plasminogeno (presente nel coagulo
come precursore inattivo) in plasmina.
La plasmina è una serino-proteasi che agisce digerendo il reticolo di
fibrina riducendolo a frammenti peptidici a basso peso molecolare
(fibrinopeptidi).
Plasminogeno e plasmina si localizzano sulla fibrina ed anche il tPA
agisce solo sul plasminogeno legato alla fibrina, limitando l’azione
fibrinolitica al reticolo di fibrina.
Inibitori della plasmina (PAI, alfa2-antiplasmina) presenti in circolo,
limitano la sua potente attività proteasica.
TROMBOSI
Processo patologico che dà luogo
alla formazione di una massa
semisolida, chiamata TROMBO,
formata dai costituenti del
sangue, all’interno del sistema
vascolare.
Tale massa aderisce alla parete
del vaso almeno in un punto e si
forma quando l’individuo è ancora
in vita.
Rappresenta l’estensione
patologica del normale processo
emostatico
PATOGENESI DEI TROMBI
Triade di Virchow (1856)
1. Fattori meccanici legati
ad alterazioni del flusso
sanguigno
2. Alterazioni dell’endotelio
della parete vascolare
3. Alterazioni dei
componenti ematici
dell’emostasi
LA TROMBOGENESIa b
cd
1 2
34
5
6 7
8
99
10
Le cellule endoteliali (1) vengono danneggiate,
con esposizione delle fibre collagene
sottoendoteliali (2), cui aderiscono le piastrine (3).
Le piastrine aderiscono l’una con l’altra sul
punto di lesione formando un aggregato (4).
La contemporanea attivazione del sistema
emocoaugulativo porta alla formazione del
reticolo di fibrina (5). Le cellule endoteliali
vengono così stimolate a liberare l’attivatore
tissutale del plasminogeno (6).
Il coagulo (7) , ormai retratto e in parte digerito dal
sistema fibrinolitico, va incontro a un processo di
organizzazione per proliferazione dei fibroblasti (8),
infiltrazione di granulociti neutrofili e di macrofagi (9),
con possibile ricanalizzazione parziale da parte dei
capillari neoformati (10).
Alterazioni del flusso sanguigno
Turbolenza del flusso sanguigno con formazione di vortici (maggior
responsabile di trombosi arteriose e cardiache)
punti di biforcazione
zone di stenosi severa, comprese le placche aterosclerotiche
Rallentamento del flusso sanguigno da stasi (maggior responsabile di trombosi
venose)
1. CAUSE GENERALI:
• Insufficienza cardiaca congestizia (insufficienza del cuore destro).
• Sindromi da iperviscosità (policitemia, anemia falciforme)
2. CAUSE LOCALI:
• Vene degli arti inferiori (dilatazioni varicose, ostacolato deflusso per
prolungata immobilizzazione, ridotta attività muscolare, occlusione del
drenaggio venoso).
• Cuore e grandi vasi (aneurismi, patologie della valvola mitrale,
fibrillazione atriale, infarto del miocardio)
Alterazioni patologiche della
coagulazione
Alterazioni ereditarie o acquisite nelle tappe del processo della coagulazionepossono determinare una patologia emorragica.
Forme ereditarie (da mancata sintesi di un fattore della coagulazione)
• Emofilia A (dipendente da un deficit totale o parziale del fattore VIII) ècausata da mutazioni del gene F8 sul cromosoma X è una patologiagenetica X-linked recessiva.
• Emofilia B (dipendente da un deficit del fattore IX) con analogomeccanismo di trasmissione ereditaria.
Forme acquisite
• Ipovitaminosi K
un ridotto apporto di vitamina K (dieta o flora batterica) determina unaridotta sintesi epatica dei fattori della coagulazione (VII, IX, X eprotrombina).
• Epatopatie (che riduca la capacità di sintesi dei fattori dellacoagulazione)
• Terapia anticoagulante
• Malattie autoimmuni.