Emostasi e rischio trombotico: equilibrio tra forze anticoagulanti

Emostasi e Rischio Trombotico

Emostasi e rischio trombotico
Equilibrio emostatico: attivazione controllata dei fattori della coagulazione
e delle piastrine che portano alla formazione del coagulo
Trombosi: attivazione incontrollata
Emorragia: attivazione insufficiente
Equilibrio tra

• Forze anticoagulanti: per la fluidità del sangue all'interno dei vasi integri
• Forze procoagulanti: per evitare la fuoriuscita del sangue da un vaso non più integroA cura di M. Ciaccio - G. Lippi - Biochimica Clinica e Medicina di Laboratorio - Capitolo 14

Forze
anticoagulanti
Forze
procoagulanti
Bilancio
emostatico
Forze
anticoagulanti
Forze
procoagulanti
Emorragia
Trombosi
Figura 14.1: Bilancio emostatico.Coagulo
Trombo
Embolo

Fasi dell'Emostasi

FASI DELL'EMOSTASI
Emostasi primaria
Vaso-piastrinica
Formazione del trombo
o tappo emostatico
Emostasi secondaria
Cascata della coagulazione
Lisi del trombo
Fibrinolisi

Emostasi Primaria

Vasocostrizione e Piastrine

Emostasi primaria
Vasocostrizione
Operata da:
• Riduzione della portata del sangue
• Marginazione delle piastrine
• Accumulo dei fattori della coagulazione
• Endotelio
• Cellule muscolari
• Piastrine
Liberazione dall'endotelio di
• Fattore di Von Willebrand (VWF)

PIASTRINE (o trombociti) principali effettori dell'emostasi primaria
Elementi corpuscolati del sangue privi di nucleo derivanti dalla lisi dei megacariociti
Contengono
• Granuli a: fattori della coagulazione, TXA2, ADP
• Granuli 6 : istamina, serotonina, calcio
• Granuli y: idrolasi lisosomiali, perossisomi

Fase I: Legame delle Piastrine al Collagene

Fase I: legame delle piastrine al collagene esposto dalla lesione del vaso
Mediata da
Complesso GP IIb/IIIa sulla membrana delle piastrine che legherà il fibrinogeno
GPIb che si lega a VWF
Gplb
Platelet
Gplib-Illa
complex
Fibrinogen-
9
Endothelium
Gplb
ADP induces
conformational
change
von Willebrand
factor
Subendothelium

Fattore di Von Willebrand (VWF)

Fattore di Von Willebrand (VWF)
Sintetizzatoo dalle cellule endoteliai e dai megacariociti
Si lega alla superficie delle piastrine
Consente l'adesione alla superficie sub-endoteliale
A
ADAMTS13
Multimerization
Dimerization
D1
D2
D'
D3
A1
A2
A3
D4
B C1 C2 CK
Propeptide
FVIII
GP1ba
Collagen
Collagen
B
Monomer
N
C
Dimer
Multimers
>20,000 kDa

Fase II: Shape Change

Fase II: shape change
• Esposizione della fosfatidil serina all'esterno delle piastrine

Fase III e IV: Rilascio e Aggregazione

Fase III
rilascio dalle piastrine dei granuli contenenti:
ADP, serotonina, TXA2 (trombossano A2)
Fase IV
aggregazione delle piastrine tra loro
esposizione in membrana di GPIIb/IIIa che lega il Fibrinogeno
gp Ilb/Illa
Fibrinogeno
gp lb-IX-V
gp Ilb/Illa
VWF
gp Ib-IX-V
ADP
TXA2
Matrice sottoendoteliale
gp VI
Integrina &2B1
Figura 14.2: Emostasi primaria.
EdiSES
A cura di M. Ciaccio - G. Lippi
Biochimica Clinica e Medicina di Laboratorio
EdiSES

Emostasi Secondaria (Coagulazione)

Generazione del Reticolo di Fibrina

EMOSTASI SECONDARIA (coagulazione)
Generazione del reticolo di FIBRINA
Cascata della coagulazione del sangue:
• Sequenza di reazioni enzimatiche proteolitiche
• Attivazione in sequenze di zimogeni a enzimi proteolitici attivi
• Amplificazione del processo
Tre fasi sequenziali
v Fase di attivazione esposizione del Fattore tissutale (TF)
da parte dell'endotelio
v Fase di propagazione della TROMBINA
v Fase di spegnimento previene l'eccessiva formazione
del coagulo
Fattore della coagulazione
COO-
+
Ca
+
PO-
Fosfolipidi carichi
negativamente
Figura 14.3: Ruolo del calcio nell'emostasi secondaria.
EdiSES
A cura di M. Ciaccio - G. Lippi
Biochimica Clinica e Medicina di Laboratorio
EdiSES

Burst della Trombina e Vie di Attivazione

Burst della trombina
Intrinsic Pathway
Final Common Pathway
Extrinsic Pathway
Tissue Factor
VIla
VII
:- 6 hours
1
-35 hours
VIII
Villa
X
IXa
VIIIa
Ca++
Estrinsecasi
Intrinsecasi
Xa
Va
Ca+
~60 hours
XIII
trombina
lla
XIIIa
Fibrinogen
Fibrin
EMOSTASTASI SECONDARIA
Generazione del reticolo di FIBRINA
Tissue Factor è rilasciato dall'endotelio danneggiato
F = fattore proteico, proteine circolanti nel plasma,
sintetizzate dal FEGATO
1) TF taglia FVII e lo attiva a FVIIa
Complesso TF-FVIIa = estrinsecasi
2) FX attivato a FXa attiva FII (pro-trombina) a
FIIa (trombina)
3) FIIa (trombina) taglia il fibrinogeno (FBG) a fibrina,
che poi polimerizza
Burst della trombina: genera la maggior parte della
trombina
FIXa + FVIIIa = intrinsecasi, molto più potente
nell'attivare FX
XII
Xlla
-25 hours
XI
Xla
IX
IXa
Vila
Tissue Factor
Ca++
Key
Vitamin K
Dependent
Not
Vitamin K
Dependent

Vie Estrinseca e Intrinseca

Via estrinseca
Attivazione della coagulazione
Attivata dal Fattore Tissutale (TF)
Via intrinseca
Burst della trombina (fase di amplificazione)
Attivazione da contatto con una superficie non-endoteliale
Attivata da:
Formazione di un complesso tra collagene, chininogeno
e callicreina, che porta all'attivazione del FXII
Molti fattori della coagulazione sono PROTEASI a SERINA
che attivano per taglio proteolitico proteine a valle
I fattori FIII, FV, FVIII, FXIII FIII, FV e FVIII sono glicoproteine
Factor XIII è una transglutaminasi.

Amplificazione della Cascata

AMPLIFICAZIONE
102
VII(a)
104
X
৳ Xa
106
Prothrombin
Thrombin
108
Fibrinogen
» Fibrin
FIGURE 22.55
Example of amplification by the cascade
mechanism.

Fibrinogeno e Fibrina

Fibrinogeno, dimero, MW 340 kDa.
Ciascun monomero composto da tre catene (alfa, beta, gamma)
caratterizzate da Coiled-coil
La struttura del dimero presenta tre nodi (regioni ingrossate):
uno centrale, detto regione E, che contiene le estremità amino-
terminali delle catene, e due laterali, dette D.
La TROMBINA, una serin proteasi, taglia il fibrinogeno a FIBRINA

Il polimero di fibrina è stabilizzato da legami covalenti
(cross-links)
grazie all'azione della transglutaminasi (FXIII)
H2N
+
F
NH3
0=0
LL
1
B
B
Lys
Gin
O
=
o=
C- Z
R
+
-
NH3
Z
NH3
H2N
Lys
Gin
Lys
Gin
-
(NH ) .
+
I-Z
F
LL
1
B
=0
B
O
R
=
...
C
N
N
Z-I
Z-I
Isopeptide
bond
C
+
1
...
/
0
HON /
transglutaminase
0
O=0

Fattori Ca2+ Dipendenti e Vitamina K

Alcune proteine della cascata di coagulazione del sangue sono Ca2+ dipendenti
FII, FVII, FIX, FX
Ca2+
COO-
CO2
"OOC COO
CH
VITAMINA K
1
CH2
1
II
0
H
PROTEINA
CARBOSSILASI
-C-CH-N.
H
II
O
CH
-
CH2
I
-C-CH-N-
=0
H
1
CH2
1
CH2
1
O
O
o
0
11
C
C
-C-CH-N-
La vitamina K è il cofattore della
Gamma-GLUTAMMILCARBOSSILASI
Il y-carbossiglutammato (GLA) complessa gli ioni calcio

Ciclo Catalitico e Anticoagulanti

Ciclo catalitico delle
gamma-
glutammilcarbossilasi
e recupero della
vitamina K attiva
Warfarina e dicumarolo
(anticoagulanti)
sono suoi inibitori
NH-CH-COM
ANH-CH-COLA
BCH2
CH2
CH2
CH
HOOC
COOH
(Gla)
(Glu)
O2
CO2
O
CH3
O
R
Carboxylase
O
Hydroquinone
2,3-Epoxide
OH
CH2COCH3
-SH
Si
0
5
Warfarin
e Dicoumarolo
NAD(P)+
Reductases
HS
7
SH
NAD(P)H
CH3
R
O
Vitamin K
5
HS-
-s
Reductase
COOH
OH
CH3
R
OH

L'azione anticoagulante di warfarina e dicumarolo
(inibitori delle reduttasi)
0
0
OH
OH
OH
Ph
0
Dicoumarol
Warfarin

Difetti Congeniti dei Fattori della Coagulazione

DIFETTI CONGENITI DEI FATTORI DELLA COAGULAZIONE
Deficit di sintesi
o
Sintesi di fattori inattivi
• Forme severe attività < 1%
• Forme moderate 1-5%
• Forme lievi 5-40%
• Deficit asintomatico >40%
80 % dei fattori emorragici congeniti sono rappresentati da:
v Deficit del Fattore di Von Willebrandt (trasmissione autosomica dominante) (stabilizza in circolo il FVIII, via intrinseca)
v Deficit del Fattore VIII (emofilia A) (trasmissione autosomica recessiva, X-linked) (via intrinseca)
v Deficit del Fattore IX (emofilia B) (trasmissione autosomica recessiva, X-linked) (via intrinseca)

Burst della Trombina e Fibrina

Burst della trombina
Intrinsic Pathway
Final Common Pathway
Extrinsic Pathway
Tissue Factor
VIla
VII
:- 6 hours
1
-35 hours
VIII
Villa
X
IXa
VIIIa
Ca++
estrinsecasi
intrinsecasi
Xa
Va
Ca++
~60 hours
XIII
trombina
lla
XIIIa
Fibrinogen
Fibrin
EMOSTASTASI SECONDARIA
Generazione del reticolo di FIBRINA
Tissue Factor è rilasciato dall'endotelio danneggiato
F = fattore proteico, proteine circolanti nel plasma,
sintetizzate dal FEGATO
1) TF taglia FVII e lo attiva a FVIIa
Complesso TF-FVIIa = estrinsecasi
2) FX attivato a FXa attiva FII (pro-trombina) a
FIIa (trombina)
3) FIIa (trombina) taglia il fibrinogeno (FBG) a fibrina,
che poi polimerizza
Burst della trombina: genera la maggior parte della
trombina
FIXa + FVIIIa = intrinsecasi, molto più potente
nell'attivare FX
XII
Xlla
-25 hours
XI
Xla
IX
IXa
Vila
Tissue Factor
Ca++
Key
Vitamin K
Dependent
Not
Vitamin K
Dependent

Spegnimento della Coagulazione

Inibitori Fisiologici

SPEGNIMENTO DELLA COAGULAZIONE
Inibitori FISIOLOGICI della coagulazione
> Antitrombina (AT)
Complesso proteina C-proteina S (PC-PS)
Attivazione della
coagulazione
Burst della
trombina
TF + FVIla
PC-PS
TFPI
FIXa + FVIIla
PC-PS
FX
FVa + FXa
FX
FXla
AT
FIX
FII
Flla
trombina
FXI
TAFI
____ +TAFla
tPA
+ Attivazione
+ Inibizione
FXIII
+FXIIIa
PN <- Y --- PG
FBG
> FB
+ FB
->FDP
sol
st

Antitrombina (AT)

ANTITROMBINA (AT): il più importante inibitore fisiologico della coagulazione
• Inibisce soprattutto FXa e trombina (Flla)
• In presenza di EPARINA la sua attività aumenta di 1000 volte
• Il deficit di antitrombina è associato a trombosi venosa
• Omozigosi per la carenza è incompatibile con la vita
Eparina: glicosamminoglicano prodotto dai mastociti, si lega
alla antitrombina. Molecola molto negativa per la presenza di
numerosi gruppi solfato
CH2OSO3
O
H
H
H
0
H
COO
OSO3
Eparina
15-90
OH
H
H
H
NH SO3
H
OSO3
(a1-44)
IdoA2S
GlcNS3S6S
Segmento di eparina
COO-
CH2OSOg
0
H
H
0
Ħ
H
H
4
H
OH H
1
27
8
OSO3-
H
NHSO3
D-Glucuronato-
2-solfato
NSolfo-
D-glucosammina-6-solfato
Eparina
4
T
OH H
0
0
(a1->4)
H
HS

Proteina C e Proteina S

SPEGNIMENTO DELLA COAGULAZIONE
PROTEINA C
Vitamina K dipendente
Il legame con proteina S l'attiva di circa 20 volte
PROTEINA S
Vitamina K dipendente
Ipercoaugulabilità congenita
v Alterazioni della PC o PS
v Variante Leiden del fattore V (resistenza alla PC)
Complesso PC-PS
Ha come bersaglio FVa e FVIIIa
Taglia in sequenza su più siti, inattivando i fattori
Attivazione della
coagulazione
Burst della
trombina
TF + FVIla
PC-PS
TFPI
FIXa + FVIIla
PC-PS
FX
FVa + FXa
FX
FXla
AT
FIX
FII
Flla
trombina
FXI
TAFI --- > -- +TAFla
tPA
-
+ Attivazione
----
Inibizione
FXIII
--- +FXIlla
PN+ ---- PG
FBG
+ FB
'sol
FB
st
-- > FDP

Fibrinolisi

FIBRINOLISI
Attivazione del plasminogeno a plasmina
da parte di
• t-PA (tissue-Plasminogen Activator)
• urochinasi (u-PA)
Inibizione della fibrinolisi da
• TAFI (thrombin activable fibrinolisis inhibitor)
Una carbossipeptidasi
Collega la cascata coagulativa e la fibrinolisi
in quanto è attivato da trombina e inibisce la fibrinolisi
Tissue plasminogen
activator (IPA)
PLASMINOGEN
Plasminogen activator
inhibitor 1 & 2
Factor Xla, XIla
Kallikrein
PLASMIN
Urokinase
@2-antiplasmin
@2-macroglobulin
FIBRIN
FIBRIN DEGRADATION
PRODUCTS
THROMBIN
Thrombin-activatable
fibrinolysis inhibitor
TAFI