Emostasi

Il sistema emostatico (emostasi) è un insieme di meccanismi funzionali, morfologici e biochimici che assicurano il mantenimento dello stato liquido del sangue, la prevenzione e l'arresto delle emorragie, nonché l'integrità dei vasi sanguigni.

In un organismo intero, in assenza di effetti patologici, lo stato liquido del sangue è conseguenza dell'equilibrio dei fattori che determinano i processi

Coagulazione e prevenzione del loro sviluppo. La violazione di tale equilibrio può essere causata da molti fattori; tuttavia, indipendentemente dalle cause eziologiche, la formazione di trombi nell'organismo avviene secondo leggi uniformi, con l'inclusione di determinati elementi cellulari, enzimi e substrati nel processo.

Nella coagulazione del sangue si distinguono due legami: l'emostasi cellulare (vascolare-piastrinica) e quella plasmatica (coagulazione).

• Per emostasi cellulare si intende l'adesione cellulare (cioè l'interazione delle cellule con una superficie estranea, comprese cellule di tipo diverso), l'aggregazione (l'incollaggio delle stesse cellule del sangue insieme) e il rilascio di sostanze dagli elementi figurati che attivano l'emostasi plasmatica.
• L'emostasi plasmatica (coagulazione) è una cascata di reazioni che coinvolgono i fattori della coagulazione del sangue, che si conclude con il processo di formazione di fibrina. La fibrina risultante viene ulteriormente distrutta dalla plasmina (fibrinolisi).

È importante notare che la suddivisione delle reazioni emostatiche in cellulari e plasmatiche è condizionale, ma è valida nel sistema in vitro e semplifica significativamente la scelta di metodi adeguati e l'interpretazione dei risultati della diagnostica di laboratorio delle patologie dell'emostasi. Nell'organismo, questi due anelli del sistema di coagulazione del sangue sono strettamente correlati e non possono funzionare separatamente.

La parete vascolare svolge un ruolo molto importante nell'attuazione delle reazioni emostatiche. Le cellule endoteliali dei vasi sanguigni sono in grado di sintetizzare e/o esprimere sulla loro superficie diverse sostanze biologicamente attive che modulano la formazione di trombi. Tra queste, il fattore di von Willebrand, il fattore di rilassamento endoteliale (ossido nitrico), la prostaciclina, la trombomodulina, l'endotelina, l'attivatore tissutale del plasminogeno, l'inibitore dell'attivatore tissutale del plasminogeno, il fattore tissutale (tromboplastina), l'inibitore della via del fattore tissutale e alcune altre. Inoltre, le membrane delle cellule endoteliali contengono recettori che, in determinate condizioni, mediano il legame con ligandi molecolari e cellule liberamente circolanti nel flusso sanguigno.

In assenza di danni, le cellule endoteliali che rivestono il vaso presentano proprietà tromboresistenti, che contribuiscono a mantenere lo stato liquido del sangue. La tromboresistenza dell'endotelio è garantita da:

• inerzia di contatto della superficie interna (rivolta verso il lume del vaso) di queste cellule;
• sintesi di un potente inibitore dell'aggregazione piastrinica: la prostaciclina;
• la presenza di trombomodulina sulla membrana delle cellule endoteliali, che lega la trombina; in questo caso, quest'ultima perde la capacità di provocare la coagulazione del sangue, ma conserva l'effetto attivante sul sistema dei due più importanti anticoagulanti fisiologici: le proteine C e S;
• elevato contenuto di mucopolisaccaridi sulla superficie interna dei vasi sanguigni e fissazione del complesso eparina-antitrombina III (ATIII) sull'endotelio;
• la capacità di secernere e sintetizzare l'attivatore tissutale del plasminogeno, che assicura la fibrinolisi;
• la capacità di stimolare la fibrinolisi attraverso il sistema delle proteine C e S.

La violazione dell'integrità della parete vascolare e/o alterazioni delle proprietà funzionali delle cellule endoteliali possono contribuire allo sviluppo di reazioni protrombotiche: il potenziale antitrombotico dell'endotelio viene trasformato in trombogenico. Le cause che portano al danno vascolare sono molto diverse e includono sia fattori esogeni (danni meccanici, radiazioni ionizzanti, ipertermia e ipotermia, sostanze tossiche, inclusi farmaci, ecc.) che endogeni. Questi ultimi includono sostanze biologicamente attive (trombina, nucleotidi ciclici, diverse citochine, ecc.), che in determinate condizioni possono mostrare proprietà aggressive per la membrana. Un tale meccanismo di danno alla parete vascolare è caratteristico di molte patologie accompagnate da una tendenza alla formazione di trombi.

Tutti gli elementi cellulari del sangue partecipano alla trombogenesi, ma per le piastrine (a differenza di eritrociti e leucociti) la funzione procoagulante è quella principale. Le piastrine non solo agiscono come principali partecipanti al processo di formazione del trombo, ma hanno anche un effetto significativo su altri meccanismi dell'emocoagulazione, fornendo superfici fosfolipidiche attivate necessarie per l'attuazione dei processi di emostasi plasmatica, rilasciando nel sangue numerosi fattori della coagulazione, modulando la fibrinolisi e alterando le costanti emodinamiche sia attraverso la vasocostrizione transitoria causata dalla generazione di trombossano A2, _sia attraverso la formazione e il rilascio di fattori mitogeni che promuovono l'iperplasia della parete vascolare. Quando inizia la trombogenesi, si verifica l'attivazione piastrinica (ovvero l'attivazione delle glicoproteine e delle fosfolipasi piastriniche, il metabolismo dei fosfolipidi, la formazione di messaggeri secondari, la fosforilazione delle proteine, il metabolismo dell'acido arachidonico, l'interazione tra actina e miosina, lo scambio Na ⁺ /H ⁺, l'espressione dei recettori del fibrinogeno e la ridistribuzione degli ioni calcio) e l'induzione dei loro processi di adesione, rilascio e reazioni di aggregazione; l'adesione precede la reazione di rilascio e aggregazione delle piastrine ed è il primo passaggio del processo emostatico.

Quando il rivestimento endoteliale è danneggiato, i componenti sottoendoteliali della parete vascolare (collagene fibrillare e non fibrillare, elastina, proteoglicani, ecc.) entrano in contatto con il sangue e formano una superficie di legame per il fattore di von Willebrand, che non solo stabilizza il fattore VIII nel plasma, ma svolge anche un ruolo chiave nel processo di adesione piastrinica, collegando le strutture sottoendoteliali ai recettori cellulari.

L'adesione piastrinica alla superficie trombogenica è accompagnata dalla loro diffusione. Questo processo è necessario per un'interazione più completa dei recettori piastrinici con i ligandi fissi, che contribuisce all'ulteriore progressione della formazione del trombo, poiché, da un lato, fornisce una connessione più forte delle cellule adese con la parete vascolare e, dall'altro, il fibrinogeno immobilizzato e il fattore di von Willebrand sono in grado di agire come agonisti piastrinici, contribuendo all'ulteriore attivazione di queste cellule.

Oltre all'interazione con una superficie estranea (inclusa quella vascolare danneggiata), le piastrine sono in grado di aderire tra loro, ovvero di aggregarsi. L'aggregazione piastrinica è causata da sostanze di varia natura, come trombina, collagene, ADP, acido arachidonico, trombossano A2 _, prostaglandine G2 _e H2 _, serotonina, adrenalina, fattore di attivazione piastrinica e altre. Anche sostanze esogene (assenti nell'organismo), come il lattice, possono agire da proaggreganti.

Sia l'adesione che l'aggregazione piastrinica possono portare allo sviluppo di una reazione di rilascio, uno specifico processo secretorio Ca2 ⁺ -dipendente in cui le piastrine rilasciano diverse sostanze nello spazio extracellulare. La reazione di rilascio è indotta da ADP, adrenalina, tessuto connettivo sottoendoteliale e trombina. Inizialmente, viene rilasciato il contenuto dei granuli densi: ADP, serotonina, Ca2 ⁺; una stimolazione più intensa delle piastrine è necessaria per il rilascio del contenuto dei granuli α (fattore piastrinico 4, β-tromboglobulina, fattore di crescita piastrinico, fattore di von Willebrand, fibrinogeno e fibronectina). I granuli liposomiali contenenti idrolasi acide vengono rilasciati solo in presenza di collagene o trombina. È opportuno notare che i fattori rilasciati dalle piastrine contribuiscono alla chiusura del difetto della parete vascolare e allo sviluppo di un tappo emostatico, tuttavia, in caso di danno vascolare sufficientemente pronunciato, l'ulteriore attivazione delle piastrine e la loro adesione alla zona lesa della superficie vascolare costituiscono la base per lo sviluppo di un processo trombotico diffuso con successiva occlusione vascolare.

In ogni caso, il risultato del danno alle cellule endoteliali è l'acquisizione di proprietà procoagulanti da parte dell'intima vascolare, accompagnata dalla sintesi ed espressione del fattore tissutale (tromboplastina), il principale iniziatore del processo di coagulazione del sangue. La tromboplastina di per sé non ha attività enzimatica, ma può agire come cofattore del fattore VII attivato. Il complesso tromboplastina/fattore VII è in grado di attivare sia il fattore X che il fattore XI, causando così la generazione di trombina, che a sua volta induce un'ulteriore progressione delle reazioni emostatiche sia cellulari che plasmatiche.

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Meccanismi di regolazione dell'emostasi

Diversi meccanismi inibitori impediscono l'attivazione incontrollata delle reazioni della coagulazione che potrebbero portare a trombosi locale o coagulazione intravascolare disseminata. Questi meccanismi includono l'inattivazione degli enzimi procoagulanti, la fibrinolisi e la degradazione dei fattori della coagulazione attivati, principalmente nel fegato.

Inattivazione dei fattori della coagulazione

Gli inibitori delle proteasi plasmatiche (antitrombina, inibitore della via del fattore tissutale, α- ₂ -macroglobulina, cofattore II dell'eparina) inattivano gli enzimi della coagulazione. L'antitrombina inibisce la trombina, il fattore Xa, il fattore Xla e il fattore IXa. L'eparina potenzia l'attività dell'antitrombina.

Due proteine dipendenti dalla vitamina K, la proteina C e la proteina S, formano un complesso che inattiva proteoliticamente i fattori VIIIa e Va. La trombina, legandosi a un recettore sulle cellule endoteliali chiamato trombomodulina, attiva la proteina C. La proteina C attivata, insieme alla proteina S e ai fosfolipidi come cofattori, proteolizza i fattori VIIIa e Va.

Fibrinolisi

La deposizione di fibrina e la fibrinolisi devono essere bilanciate per mantenere e limitare la formazione del coagulo emostatico durante la riparazione della parete vasale danneggiata. Il sistema fibrinolitico dissolve la fibrina utilizzando la plasmina, un enzima proteolitico. La fibrinolisi è attivata dagli attivatori del plasminogeno rilasciati dalle cellule endoteliali vascolari. Gli attivatori del plasminogeno e il plasminogeno plasmatico si legano alla fibrina. Gli attivatori del plasminogeno scindono cataliticamente il plasminogeno, formando plasmina. La plasmina forma prodotti di degradazione solubili della fibrina, che vengono rilasciati in circolo.

Gli attivatori del plasminogeno si dividono in diversi tipi. L'attivatore tissutale del plasminogeno (tPA) delle cellule endoteliali ha una bassa attività quando libero in soluzione, ma la sua efficacia aumenta quando interagisce con la fibrina in prossimità del plasminogeno. Il secondo tipo, l'urochinasi, esiste in forme a catena singola e a catena doppia con diverse proprietà funzionali. L'urochinasi a catena singola non è in grado di attivare il plasminogeno libero, ma come il tPA, può attivarlo quando interagisce con la fibrina. Tracce di plasmina scindono la catena singola in urochinasi a catena doppia, che attiva il plasminogeno sia in soluzione che legato alla fibrina. Le cellule epiteliali dei dotti escretori (ad esempio, tubuli renali, dotti mammari) secernono urochinasi, che è un attivatore fisiologico della fibrinolisi in questi canali. La streptochinasi, un prodotto batterico normalmente non presente nell'organismo, è un altro potenziale attivatore del plasminogeno. La streptochinasi, l'urochinasi e il tPA ricombinante (alteplase) sono utilizzati terapeuticamente per indurre la fibrinolisi nei pazienti con malattie trombotiche acute.

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Regolazione della fibrinolisi

La fibrinolisi è regolata dagli inibitori dell'attivatore del plasminogeno (PAI) e dagli inibitori della plasmina, che rallentano la fibrinolisi. Il PAI-1 è il PAI più importante, rilasciato dalle cellule endoteliali vascolari, inattiva il tPA, l'urochinasi e attiva le piastrine. Il più importante inibitore della plasmina è l'α-antiplasmina, che inattiva la plasmina libera rilasciata dal coagulo. Una parte dell'α-antiplasmina può legarsi al coagulo di fibrina tramite il fattore XIII, prevenendo un'eccessiva attività plasminica all'interno del coagulo. L'urochinasi e il tPA vengono rapidamente eliminati dal fegato, un ulteriore meccanismo per prevenire un'eccessiva fibrinolisi.

Le reazioni emostatiche, il cui insieme è comunemente definito emostasi plasmatica (coagulazione), portano infine alla formazione di fibrina; queste reazioni sono realizzate principalmente da proteine chiamate fattori plasmatici.

Nomenclatura internazionale dei fattori della coagulazione

Fattori	Sinonimi	Emivita, h
IO	Fibrinogeno*	72-120
II	Protrombina*	48-96
III	Tromboplastina tissutale, fattore tissutale	-
IV	Ioni calcio	-
V	Proaccelerina*, Ac-globulina	15-18
VI	Accelerina (ritirato dall'uso)
VII	Proconvertina*	4-6
VIII	Globulina antiemofilica A	7-8
IX	Fattore di Natale, componente tromboplastinica plasmatica,	15-30
	Fattore antiemofilico B*
X	Fattore Stewart-Prower*	30-70
XI	Fattore antiemofilico C	30-70
XII	Fattore di Hageman, fattore di contatto*	50-70
XIII	Fibrinasi, fattore stabilizzante della fibrina Ulteriore:	72
	Fattore di von Willebrand	18-30
	Fattore Fletcher, precallicreina plasmatica	-
	Fattore di Fitzgerald, chininogeno ad alto peso molecolare	-

*Sintetizzato nel fegato.

Fasi dell'emostasi plasmatica

Il processo di emostasi plasmatica può essere suddiviso condizionatamente in 3 fasi.

Fase I - Formazione della protrombinasi o attivazione della cascata contatto-callicreina-chinina. La fase I è un processo a più stadi che determina l'accumulo nel sangue di un complesso di fattori in grado di convertire la protrombina in trombina, motivo per cui questo complesso è chiamato protrombinasi. Esistono vie intrinseche ed estrinseche per la formazione della protrombinasi. Nella via intrinseca, la coagulazione del sangue inizia senza la partecipazione della tromboplastina tissutale; i fattori plasmatici (XII, XI, IX, VIII, X), il sistema callicreina-chinina e le piastrine partecipano alla formazione della protrombinasi. Come risultato dell'inizio delle reazioni della via intrinseca, si forma un complesso di fattori Xa con V sulla superficie fosfolipidica (fattore piastrinico 3) in presenza di calcio ionizzato. L'intero complesso agisce come protrombinasi, convertendo la protrombina in trombina. Il fattore scatenante di questo meccanismo è il fattore XII, che viene attivato a seguito del contatto del sangue con una superficie estranea, oppure a seguito del contatto del sangue con il subendotelio (collagene) e altri componenti del tessuto connettivo in seguito a danno delle pareti vasali; in alternativa, il fattore XII viene attivato tramite scissione enzimatica (da parte di callicreina, plasmina, altre proteasi). Nella via estrinseca della formazione della protrombinasi, il ruolo principale è svolto dal fattore tissutale (fattore III), che viene espresso sulle superfici cellulari in seguito a danno tissutale e forma un complesso con il fattore VIIa e gli ioni calcio in grado di convertire il fattore X in fattore Xa, che attiva la protrombina. Inoltre, il fattore Xa attiva retrogradamente il complesso del fattore tissutale e del fattore VIIa. Pertanto, le vie intrinseca ed estrinseca sono collegate a livello dei fattori della coagulazione. I cosiddetti "ponti" tra queste vie si realizzano attraverso l'attivazione reciproca dei fattori XII, VII e IX. Questa fase dura da 4 minuti e 50 secondi a 6 minuti e 50 secondi.

Fase II - Formazione della trombina. In questa fase, la protrombinasi, insieme ai fattori della coagulazione V, VII, X e IV, converte il fattore II inattivo (protrombina) nel fattore IIa attivo (trombina). Questa fase dura 2-5 secondi.

Fase III - Formazione della fibrina. La trombina scinde i due peptidi A e B della molecola di fibrinogeno, convertendola in monomero di fibrina. Le molecole di quest'ultima polimerizzano prima in dimeri, poi in oligomeri, ancora solubili soprattutto in ambiente acido, e infine in polimero di fibrina. Inoltre, la trombina promuove la conversione del fattore XIII in fattore XIIIa. Quest'ultimo, in presenza di Ca2 ⁺, trasforma il polimero di fibrina da una forma labile, facilmente solubile dalla fibrinolisina (plasmina), in una forma lentamente e limitatamente solubile, che costituisce la base del coagulo sanguigno. Questa fase dura 2-5 secondi.

Durante la formazione di un trombo emostatico, la diffusione della formazione del trombo dal sito del danno alla parete del vaso lungo il letto vascolare non si verifica, poiché ciò è impedito dal rapido aumento del potenziale anticoagulante del sangue dopo la coagulazione e dall'attivazione del sistema fibrinolitico.

Il mantenimento del sangue allo stato liquido e la regolazione della velocità di interazione dei fattori in tutte le fasi della coagulazione sono in gran parte determinati dalla presenza di sostanze naturali nel flusso sanguigno dotate di attività anticoagulante. Lo stato liquido del sangue garantisce un equilibrio tra i fattori che inducono la coagulazione e quelli che ne prevengono lo sviluppo, e questi ultimi non sono assegnati a un sistema funzionale separato, poiché l'attuazione dei loro effetti è spesso impossibile senza la partecipazione dei fattori procoagulanti. Pertanto, l'assegnazione di anticoagulanti che prevengono l'attivazione dei fattori della coagulazione e ne neutralizzano le forme attive è molto condizionata. Le sostanze dotate di attività anticoagulante vengono sintetizzate costantemente nell'organismo e rilasciate nel flusso sanguigno a una certa velocità. Tra questi figurano ATIII, eparina, proteine C ed S, il recentemente scoperto inibitore della via della coagulazione tissutale TFPI ( inibitore del complesso fattore tissutale-fattore VIIa-Ca ^{2+ ), α}₂ -macroglobulina, antitripsina, ecc. Durante la coagulazione del sangue, la fibrinolisi, si formano anche sostanze con attività anticoagulante a partire da fattori della coagulazione e altre proteine. Gli anticoagulanti hanno un effetto pronunciato su tutte le fasi della coagulazione del sangue, quindi studiarne l'attività nei disturbi della coagulazione del sangue è molto importante.

Dopo che la fibrina si è stabilizzata, insieme agli elementi formati che formano il trombo rosso primario, iniziano due processi principali della fase postcoagulativa: la fibrinolisi spontanea e la retrazione, che portano infine alla formazione di un trombo finale emostaticamente completo. Normalmente, questi due processi si verificano in parallelo. La fibrinolisi spontanea fisiologica e la retrazione contribuiscono alla compattazione del trombo e allo svolgimento delle sue funzioni emostatiche. Il sistema della plasmina (fibrinolitico) e la fibrinasi (fattore XIIIa) partecipano attivamente a questo processo. La fibrinolisi spontanea (naturale) riflette una reazione complessa tra i componenti del sistema della plasmina e la fibrina. Il sistema della plasmina è costituito da quattro componenti principali: plasminogeno, plasmina (fibrinolisina), attivatori dei proenzimi della fibrinolisi e i suoi inibitori. La violazione del rapporto tra i componenti del sistema della plasmina porta all'attivazione patologica della fibrinolisi.

Nella pratica clinica, lo studio del sistema emostatico persegue i seguenti obiettivi:

• diagnosi dei disturbi del sistema emostatico;
• determinare l'ammissibilità dell'intervento chirurgico in caso di patologie accertate del sistema emostatico;
• monitoraggio del trattamento con anticoagulanti diretti e indiretti, nonché della terapia trombolitica.

Emostasi vascolare-piastrinica (primaria)

L'emostasi vascolare-piastrinica o primaria è alterata da alterazioni della parete vascolare (patologie capillari distrofiche, immunoallergiche, neoplastiche e traumatiche); trombocitopenia; trombocitopatia, combinazione di patologie capillari e trombocitopenia.

Componente vascolare dell'emostasi

Gli indicatori che caratterizzano la componente vascolare dell'emostasi sono i seguenti.

• Test del pizzico. La pelle viene raccolta sotto la clavicola in una piega e pizzicata. Nelle persone sane, non si verificano alterazioni cutanee né immediatamente dopo il pizzico né dopo 24 ore. Se la resistenza capillare è compromessa, compaiono petecchie o ematomi nel sito del pizzico, che sono particolarmente visibili dopo 24 ore.
• Test del laccio emostatico. Arretrando di 1,5-2 cm dalla fossa della vena cubitale, disegnare un cerchio di circa 2,5 cm di diametro. Posizionare il manicotto del tonometro sulla spalla e creare una pressione di 80 mmHg. Mantenere la pressione rigorosamente a un livello per 5 minuti. Contare tutte le petecchie che compaiono nel cerchio delineato. Nei soggetti sani, le petecchie non si formano o non se ne formano più di 10 (test del laccio emostatico negativo). Se la resistenza della parete capillare è compromessa, il numero di petecchie aumenta bruscamente dopo il test.

Componente piastrinica dell'emostasi

Indicatori caratterizzanti la componente piastrinica dell'emostasi:

• Determinazione della durata del sanguinamento secondo Duke.
• Conteggio del numero di piastrine nel sangue.
• Determinazione dell'aggregazione piastrinica con ADP.
• Determinazione dell'aggregazione piastrinica con collagene.
• Determinazione dell'aggregazione piastrinica con adrenalina.
• Determinazione dell'aggregazione piastrinica con ristocetina (determinazione dell'attività del fattore di von Willebrand).