Fyziologie hemostzy P Smejkal Hemostza je schopnost organismu
- Slides: 72
Fyziologie hemostázy P. Smejkal
Hemostáza Ø je schopnost organismu zastavit krvácení Ä udržení tekutosti krve při neporušeném cévním řečišti Ø účastní se: Ä cévní stěna øendotel Ä látky přítomné v krvi a na vnitřní straně cévy: øtrombocyty øčervené krvinky, leukocyty ølipidy, bílkoviny, minerály atd. Ä porušená tkáň: øtkáňový faktor øADP
Poranění = poškození endotelu subendotel CÉVA vasokonstrikce TROMBOCYTY PLAZMAT. FF
Primární hemostáza subendotel CÉVA vasokonstrikce primární zátka TROMBOCYTY aktivace PLAZMAT. FF
Hemokoagulace subendotel CÉVA PLAZMAT. FF TROMBOCYTY vasokonstrikce aktivace koagulace primární zátka + FIBRIN definitivní zátka
Hemokoagulace subendotel CÉVA PLAZMAT. FF TROMBOCYTY vasokonstrikce aktivace koagulace primární zátka + FIBRIN aktivace fibrinolýzy definitivní zátka přiroz. inhibitory
Fibrinolytický systém subendotel CÉVA PLAZMAT. FF TROMBOCYTY vasokonstrikce aktivace koagulace primární zátka + FIBRIN aktivace fibrinolýzy definitivní zátka přiroz. inhibitory
Inhibitory koagulace a fibrinolýzy subendotel CÉVA PLAZMAT. FF TROMBOCYTY vasokonstrikce aktivace koagulace primární zátka + FIBRIN aktivace fibrinolýzy definitivní zátka přiroz. inhibitory
Hemostáza Ø primární Ävasokonstrikce Äadheze trombocytů Äagregace trombocytů ihned sekundy až minuty Ø sekundární (koagulace) Äaktivace koagul. faktorů Ätvorba fibrinu sekundy až minuty Ø fibrinolýza Äaktivace Älýza krevní sraženiny minuty hodiny
Poranění = poškození endotelu subendotel CÉVA vasokonstrikce primární zátka TROMBOCYTY aktivace PLAZMAT. FF Vasokonstrikce: • způsobena střední vrstvou cévy: • hladká svalovina • elastická vlákna • především reflexní reakce • dočasná
Endotel Ø je aktivní jednovrstevná buněčná výstelka všech cév, kapilár a serózních dutin Ø je místem kontaktu látek a buněk kolujících v krvi a látek navázaných na povrch endotelu Ätyto buď cirkulují v krvi a na endotel se váží nebo Äjsou endotelem syntetizovány Ø je důležitým zprostředkovatelem a regulátorem látkové výměny mezi krví, lymfou a tkáněmi
Endotel Cévní tonus Ø endotelové buňky kapilár uvolňují látky, které regulují prokrvení orgánů, způsobují převážně vasodilataci, např. : Ä metabolity kyseliny arachidonové, např. prostacyklin PGI 2 - tromboxan A 2 Ä NO - endotelin Ä bradykinin (potencuje uvolnění NO)
Endotel - hemostáza Význam pro hemostázu Ø EB na jedné straně podporují srážení (v. WF) Ø na druhé straně produkují faktory aktivní ve fibrinolýze Ø v klidovém fyziologickém stavu převažují látky působící proti krevnímu srážení
Poranění = poškození endotelu subendotel CÉVA vasokonstrikce primární zátka TROMBOCYTY aktivace PLAZMAT. FF
Krevní destičky Funkce trombocytů při zástavě krvácení je dvojí: Ø tvorba primární krevní zátky, Ø tzv. prokoagulační Ä tj. poskytnutí povrchů = fosfolipidů pro průběh koagulačních dějů - PF 3 øvazba na vit. K závislých faktorů: FII, VII, IX, X øvazba kofaktrů: FV, VIII øvazba a aktivace: FXI, XII
Účast destiček v hemostáze: Ä adheze Ä změna tvaru Ä uvolňovací reakce Ä agregace Ä přesun negativně nabitých fosfolipidů na povrch Ä retrakce
Primární hemostáza
Granula trombocytů -granula Ø DF 4, TG– neutralizace GAG Ø v. WF – adheze, agregace Ø FV – prokoagulačně Ø PAI-1 – inhibice fibrinolýzy Ø PDGF – růst tkáně, hojení Ø trombospondin – agregace Ø fibrinogen – agregace Ø fibronectin – adheze Ø PS – inhibice koagul. FF denzní granula Ø ATP, ADP - agregace Ø Ca serotonin - vasokonstrikce Ø P-selektin – váže leukocyty
Adheze Ø přilnutí krevních destiček na jakýkoliv povrch s výjimkou dalšího trombocytu Ø vedle trombocytů se na ni podílejí Ä Ä Ä struktury subendotelu: kolagen plazmatické adhezivní proteiny: v. WF, fibronectin hemodynamické změny (smykové rychlosti, množství a viskozita krve, velikost a tvar cév). Ø adheze je přímo lineárně závislá na počtu trombocytů
v. WF - primární hemostáza Multimery o vysoké molekulové hmotnosti Ø adheze trombocytů k subendotelovým strukturám prostřednictvím GP Ib Ø agregace vazbou na aktivovaný GP IIb/IIIa SE v. WF GP Ib trombo GP IIb/IIIa
v. WF - funkce v koagulaci Multimery všech molekul. hmotností Ø váže a stabilizuje FVIII (ochrana před proteolytickou degradací) Ø lokalizuje FVIII v místě poruchy cévní stěny
Adheze (ale i trombin) navodí s aktivací receptorů komplexní aktivaci trombocytů Ø ztráta diskoidního tvaru, tvorba pseudopodií (vývěžků) Ø centralizace granulí a přeměna cytoskeletonu Ä uvolnění působků z granulí (sekreční fáze): øADP, PDGF, PF 4, TG, fibrinogen a další Ø metabolizmem kyseliny arachidonové vzniká TXA 2 Ä výrazný stimulátor agregace trombocytů Ø aktivace receptorů GP IIb/IIIa Ø přesun negativně nabitých fosfolipidů na povrch Ä umožňují vazbu koagulačních faktorů v místě krvácení
Agregace Ø Ø je vzájemné spojení destiček mezi sebou probíhá s pomocí specifického komplexu závislém na Ca 2+, GP IIb/IIIa a fibrinogenu Ä fibrinogen slouží jako můstek mezi destičkami; nereaguje s klidovými destičkami Ø za vysokých smykových rychlostí je adheze a agregace trombocytů zprostředkována vazbou v. WF na GPIIb/IIIa a to i v nepřítomnosti fibrinogenu Ä primární agregace ø ADP z porušených buněk a tkání - reverzibilní Ä sekundární agregace ø ADP a TXA 2 z trombocytů – ireverzibilní Ø vznik bílého destičkového trombu
Retrakce Ø = smrštění vytvořené krevní zátky Ø jedná se o destičkovou funkci, která je analogní kontrakci svalů Ø slouží k podpoře uzavření rány Ø pro retrakci jsou destičky nezbytné Ø pseudopódia destiček přilnou k fibrinovým vláknům a seudopódia destiček retrakce kontraktilních bílkovin destiček (tj. „zatažení“ pseudopódií) vyvolá retrakci sraženiny
Hemokoagulace subendotel CÉVA PLAZMAT. FF TROMBOCYTY vasokonstrikce aktivace koagulace primární zátka + FIBRIN definitivní zátka
Plazmatický koagulační systém Proenzymy Ø serinové proteázy: FII, VII, IX, X, XII, PK PLG, t. PA, u. PA, PC Ø transglutaminázy: FXIII Kofaktory: Ø plazmatické: FV, VIII, HMWK PS Ø buněčné: TF TM, EPCR Substrát: fibrinogen Regulační proteiny: AT III, HC II, C 1 inh, 2 AP, PAI-1, 2, 3 PC, TFPI, 2 MG Fosfolipidy (negativně nabité): fosfatidylserin, fosfatidyletanolamin Ca 2+
Původní schéma koagulačních dějů
Koagulační faktory vitamín K dependentní • FII, FVII, FIX, FX • karboxylaxe glutamové kyseliny • nutná k vazbě na fosfolipidy přes Ca můstky • koagulační faktory jsou tvořeny, ale nejsou koagulačně aktivní - PIVKA formy (Protein Induced by Vitamin K Absence / Antagonist)
Současný model koagulace X TF VIIa V II Xa VIIa XI IXa XIa VIIIa V Va fibroblast IX VIII/v. WF IIa Va TF X IXa VIIIa platelet II Xa Va IIa activated platelet Monroe et al. (1994) Br J Haematol 88, 364 -371, Hoffman et al. (1995) Blood 86, 1794 -1801
Hemostáza a tkáňový faktor (TF) Ø transmembránový glykoprotein Äv subendotelu na fibroblastech a svalových buňkách Äfyziologicky na všech buňkách mimo cévní řečiště Äza patologických stavů i na monocytech a endotelu Ø tkáňový faktor není za normálních okolností vystaven působení cirkulující krve Ø hemostázu zahajuje tvorba komplexu mezi TF a FVIIa Ø tvorba komplexů TF-FVIIa na povrchu buněk nesoucích TF vede k aktivaci FIX a FX Roberts H, et al. Williams Haematology 2001
Zahájení (iniciace) koagulace TF Fibroblast TF Trombocyt
Zahájení (iniciace) koagulace V X TF VIIa Fibroblast TF Protrombin Xa Va VIIa Trombin Trombocyt
Fáze aplifikace koagulace (priming= narůstání) X TF VIIa V VIII/v. WF Xa Fibroblast TF Protrombin Va VIIa Trombin V XI Trombocyt VIIIa XIa Aktivovaný trombocyt Va VIIIa Va XIa
Propagace (šíření, rozmnožení) koagulace V X TF VIIa IX TF Va Trombin VIIa IXa X IXa VIIIa IX V Xa Fibroblast Protrombin XIa Protrombin Xa Aktivovaný trombocyt Va Trombocyt Trombin Va VIIIa XI XIa Fibrinogen Fibrin
Propagace koagulace klíčové enzymatické komplexy Ø Tenáza (vnitřní) Ä FIXa Ä FVIIIa Ä fosfolipidy Ä Ca ØProtrombináza ÄFXa ÄFVa Äfosfolipidy ÄCa
Zahájení tvorby trombinu Ø Vytvoření iniciálního malého množství trombinu se následně podílí na aktivaci dějů, které zvyšují tvorbu trombinu více než 1000 -násobně ÄAktivuje koagulační faktory V, VIII, XI Ø Pomáhá aktivovat trombocyty v místě poranění, Pomáhá které následně poskytují negativně nabitý které následně fosfolipidový povrch nutný pro další aktivaci koagulačních faktorů
Množství trombinu je rozhodující pro: Tvorbu dostatečné a pevné fibrinové zátky Aktivaci FXIII, vedoucí ke stabilizaci fibrinové sítě Aktivaci TAFI, zajištující rezistenci fibrinové zátky k fibrinolýze
Trombomodulin a protein C Trombocyty FVIII a FV (PAR receptory) TROMBIN (zpětnovazebné zesílení) FXIII (plně stabilizovaná fibrinová zátka) TAFI (trombinem aktivovaný inhibitor fybrinolýzy)
D doména E do ména D doména
Původní schéma koagulačních dějů
Poranění = poškození endotelu subendotel CÉVA PLAZMAT. FF TROMBOCYTY vasokonstrikce aktivace koagulace primární zátka + FIBRIN aktivace fibrinolýzy definitivní zátka přiroz. inhibitory
Poranění = poškození endotelu subendotel CÉVA PLAZMAT. FF TROMBOCYTY vasokonstrikce aktivace koagulace primární zátka + FIBRIN aktivace fibrinolýzy definitivní zátka přiroz. inhibitory
Fibrinolýza Ø patří k základním fyziologickým mechanizmům Ø má dvě funkce v procesu hemostázy Ä odstraňuje fibrinová koagula po té, co naplnily svou funkci Ä limituje tvorbu koagula Ø hraje dále roli v procesech zánětu, metastazování nádorů, ateroskleróze, odlučování placenty a embryogenezi
Fibrinolýza Vnitřní cesta (krevní) Zevní cesta (tkáňová aktivace) kalikrein, (FXIIa, FXIa) C 1 INH, ATIII PAI-1, PAI-2 PLAZMIN Plazminogen 2 -antiplazmin fibrinogen t. PA, u. PA fibrin FVa, VIIIa Plazminogen
Aktivace fibrinolýzy Plazminogen silné aktivátory tkáňový aktivátor plazminogenu - t. PA urokinázový aktivátor plazminogenu - u. PA Plazmin slabé aktivátory kalikrein f. XIIa, f XIa
Aktivace fibrinolýzy - přeměna plazminogenu na plazmin Ø Fibrinolýza - po formaci fibrinu dojde k navázání jak Fibrinolýza - plazminogenu tak t-PA na jeho povrch Ø Následkem této vazby je tvorba komplexu, který výrazně urychluje formaci plazminu Ø Na fibrin navázaný plg je výrazně lepším substrátem pro t-PA než volný plg Ø Navíc – navázaný plazmin je chráněn před inaktivací 2 AP
Fibrinolýza Vnitřní cesta (krevní) Zevní cesta (tkáňová aktivace) kalikrein, (FXIIa, FXIa) t. PA, u. PA C 1 INH, ATIII Plazminogen PLAZMIN 2 -antiplazmin fibrinogen fibrin PAI-1, PAI-2 Plazminogen FV, VIII FVa, VIIIa FVai, VIIIai
Štěpení fibrinogenu plazminem A -řetězec D-doména E-doména Fragment X D-doména plazmin + A -řetězec, B 1 -42 Fragment Y + Fragment D + Fragment E
Štěpení fibrinu plazminem E D D D E E D DD 195 k. Da DY 247 k. Da YY 285 k. Da XD 334 k. Da. . . Vznikají fibrin degradační produkty, obsahující zkříženou vazbu
Inhibitory fibrinolýzy Ø inhibitory plazminu: Ä alfa 2 -antiplazmin Ä TAFI - T TAFI - rombin A rombin ctivated F ctivated ibrinolysis I ibrinolysis nhibitor Ø inhibitory aktivátorů plazminu: Ä PAI-1 (endotel) Ä PAI-2 (placenta) Ä PAI-3 (úloha v patofyziologii fibrinolýzy je nejasná)
Nespecifické inhibitory fibrinolýzy Ø přirozené inhibitory serinových proteáz: Ä svůj inhibiční vliv uplatňují zejména proti plazminu Ä patří sem: 2 -makroglobulin 1 -antitrypsin C 1 - esterase inhibitor ATIII Ä jde za fyziologických stavů o slabé inhibitory Ø jiné mechanismy inhibice fibrinolýzy: Ä HRGP, trombospondin, lipoprotein (a)
TAFI Thrombin-A hrombin- ctivated F ctivated ibrinolysis I ibrinolysis nhibitor Ø glykoprotein syntetizovaný v játrech Ø pravděpodobně koluje v plazmě v komplexu s plazminogenem Ø odštěpuje z fibrinu lyzinové zbytky Ä odstraní tak vazebná místa pro plazminogen a t-PA Ä tím snižuje vznik plazminu Ø inhibuje aktivaci glu-plg a jeho konverzi na lyz-plg Ø uvolňuje PAI-1 z trombocytů
Aktivace TAFI Ø Pouze trombinem – neefektivní – potřebná velká množství IIa Ä V přítomnosti trombomodulinu probíhá reakce 1250 x rychleji Ø Aktivace plazminem pomalejší Ä Vyžaduje přítomnost glykoasaminoglykanů endotelu Ä Úloha plazminu v aktivaci TAFI zatím není jasná Ø Fyziologicky IIa předchází plazmin a je účinnější
Fibrinolýza a koagulace Ø Aktivace TAFI trombinem indikuje důležitost koagulačního systému v regulaci fibrinolýzy Ø Veškeré poruchy generace trombinu mají za následek i zvýšenou rychlost fibrinolýzy Ø Toto bylo jako první potvrzeno pro defekty FXI – krvácení z tkání s bohatou lokální fibrinolýzou Ø Naopak – zvýšená aktivita TAFI je trombofilní stav Ä buď v důsledku zvýšené aktivity koagulačních faktorů Ä nebo samotného TAFI
Přirozené inhibitory koagulace Ø serpiny (inhibitory proteáz): Ä Antitrombin Ä HC II Ä -1 -antitrypsinm Ä C-1 inhibitor Ø systém proteinu C: Inhibovaná proteáza: (IIa, Xa) (Xa, a. PC) (kalikrein, plazmin) (FVa, FVIIIa) Ä protein C, S Ä C 4 b. BP Ä TM Ä inhibitor akt. proteinu C Ä EPCR Ø TFPI (inhibitor zevní koagulační cesty) (TF/FVIIa/FXa) Ø nespecifické inhibitory: Ä alfa 2 MG (IIa, kalikrein, plazmin)
TFPI AT trombo X TF VIIa Monocyt II Aktivovaný trombocyt Xa Va IIa TF VIIa IXa VIIIa Xa Va II V IX TAFI APC Plazminogen PAI Fibrin Plazmin t. PA, u. PA Fibrinogen 2 AP
Antitrombin Ø Přirozeně se vyskytující inhibitor proteáz Ø Další serpiny: heparin kofaktor II, 2 -antiplazmin, PAI-1, PAI-2, protein C inhibitor, 1 -proteinase inhibitor (antitrypsin), 1 -antichymotrypsin, C 1 inhibitor Ø Serpiny tvoří s cílovými proteinázami ireversibilní 1: 1 komplex
Antitrombin Ø Je hlavní fyziologický inhibitor trombinu (IIa) a faktoru Xa Ä inhibuje i IXa, XIIa a fragmenty, kalikrein, plazmin, TF-FVIIa Ø přítomnost heparinu a heparinu podobných látek (glykosaminoglykanů - GAG) urychluje tuto reakci 1000 – 2 000 x - vazba na AT je reverzibilní Ø GAG mají úlohu kofaktoru v této reakci
Antitrombin
Rozdíl mechanismu reakce AT III s UFH a LMWH
Systém proteinu C
Systém proteinu C XIIa XIa FVIIa-TF FIX FVIIIi FVIIIa FVIII FX FXa FIXa FVi FII FVa FV FIIa fibrinogen FIBRIN Ca 2+ TM PC APC PS
Protein C Ø K-dependentní glykoprotein, serin. proteáza Ø syntetizován v játrech Ø aktivován na endotelu komplexem IIa/TM Ø EPCR - receptor endotel. buněk pro PC Ä podporuje aktivaci PC na endotelu Ø za přítomnosti kofaktoru proteinu S: Ä štěpí FVa, FVIIIa
Protein S Ø K-dependentní protein Ø syntetizován v játrech, cévním endotelu, megakaryocytech a d. Ø uložen v alfa-granulích trombocytů Ø kofaktor APC při enzymatickém štěpení kofaktorů Va a VIIIa Ø nezávisle na APC přímo inhibuje faktory Va a Xa
Protein S Ø v plazmě je asi 60% nekovalentně vázáno (komplex 1: 1) na C 4 BP: Ä regulační protein cesty komplementu Ø vazba je reverzibilní Ø vázaný PS již nemá funkci kofaktoru
Trombomodulin Ø transmembránový protein Ø trombin vázaný na TM ztrácí koagulační aktivitu Ø v komplexu s trombinem aktivuje PC Ø v komplexu s trombinem aktivuje TAFI (thrombin activatable fibrinolysis inhibitor) Ø urychluje inhibici trombinu antitrombinem
TFPI - inhibitor zevní koagulační cesty V iniciační fázi koagulace inhibuje: - uvolněný FXa - komplex TF/FVIIa - - až po vazbě na FXa Je tvořen: - v endotelu Je uvolňován: - heparinem - současně s TF
TFPI AT trombo X TF VIIa Monocyt II Aktivovaný trombocyt Xa Va IIa TF VIIa IXa VIIIa Xa Va II V IX TAFI APC Plazminogen PAI Fibrin Plazmin t. PA, u. PA Fibrinogen 2 AP
Poranění = poškození endotelu subendotel CÉVA PLAZMAT. FF TROMBOCYTY vasokonstrikce aktivace koagulace primární zátka + FIBRIN aktivace fibrinolýzy definitivní zátka přiroz. inhibitory