Hemostáza
Hemostáza je proces bránící tvorbou krevní sraženiny krevním ztrátám. Jedná se o velmi dynamický a
komplexní mnohastupňový proces, který je přísně regulován. Jeho základními složkami je aktivace
koagulační kaskády, kdy dochází k aktivaci faktorů koagulační kaskády kolující v inaktivní podobě
(zymogeny) v krvi a aktivace destičkových funkcí. Aby organismus předešel úplnému uzavření cévy
vznikajícím trombem a periferní ischemizaci, je spolu s aktivací koagulace spuštěn antikoagulační
systém. Tyto jemně regulované systémy se vzájemně výrazně ovlivňují a jejich výsledná rovnováha
vede k vzniku trombu, bránícího krevním ztrátám a zároveň zachovávající průtok cévou.
Reakce na poškození cévy
Poškození cévy je následováno její konstrikcí - jednak v reakci na vlastní mechanický inzult a jednak
pod vlivem vasokonstrikčních látek uvolněných aktivovanými trombocyty. Vasokonstrikce některých
cév může být tak výrazná, že může na určitou dobu úplně zastavit krvácení. Příkladem může být
například a. radialis. V místě poškození cévy adherují trombocyty. Dochází k jejich aktivaci a vystavení
receptorů pro fibrin. Navázáním fibrinu na receptory IIb/IIIa dochází k zasíťování trombocytů, tedy
jejich agregaci a vzniku bílého trombu. Červený trombus vzniká zachycením erytrocytů v síti destiček
a fibrinu bílého trombu.
Od poškození cévy k aktivaci destičky
Céva je vystlaná endotelem, nasedajícím na subendoteliální kolagen a tvořícím nesmáčivý vnitřní
povrch. Ve zdravé cévě tedy fyziologicky nedochází k adhezi trombocytů na cévní povrch. Endotel ale
není jen pasivní výstelka cévy, naopak jedná se o velmi aktivní tkáň produkující velké množství
lokálně působících působků (parakrinie). Jeden z těchto působků je von Willebrandův faktor (vWF),
který je uvolňován z poškozených endotelií a váže se na odhalený subendoteliální kolagen. K odhalení
subendoteliálního kolagenu dochází právě poškozením a zánikem endotelií. K vWF se váže trombocyt
přes Ib receptor a tato vazba jej aktivuje.
Aktivace destičky
Trombocyty jsou fragmenty cytoplasmy megakaryocytů a mají tři základní funkce – adheze, aktivace
a agregace. Adheze trombocytu k subendoteliálnímu kolagenu dochází reakcí Ib receptoru s vWF, což
je jedna z možných cest aktivace trombocytů. Další cesty aktivace destiček jsou humorální, tedy pod
vlivem hormonů. Jejich účinek je zprostředkován receptory asociovanými s G proteiny, jejichž
podjednotka Gi (inhibiční) a Gs (stimulační) ovlivňuje činnost adenylátcyklásy, zatímco podjednotka
Gq stimuluje aktivitu fosfolipázy C. Fosfolipáza C je enzym štěpící fosfolipid fosfatidyl-inositoldifosfát
(PIP2) na diacylglycerol (DAG) a inositoltrifosfát (IP3). DAG zůstává součástí cytoplasmatické
membrány a spouští vlastní intracytoplasmatickou kaskádu, zatímco IP3 je z cytoplasmatické
membrány uvolňován do cytoplasmy a zde ovlivňuje endoplasmatické retikulum. Vede k uvolnění
vnitřních zásob Ca2+
ze sarkoplasmatického retikula a toto uvolnění Ca2+
vede k rychlému zvýšení
intracelulární koncentrace Ca2+
a k aktivaci trombocytu. Adenylátcykláza je intracytoplasmatický
enzym katalyzující přeměnu ATP (adenosintrifosfát) na cAMP (cyklický adenosinmonofosfát), který
naopak ve vyšší koncentraci aktivuje protein kinázu A (PKA). PKA je enzym, který fosforylací inhibuje
uvolnění Ca2+
iontů z cytoplazmatického retikula. cAMP je rozkládán fosfodiesterázou na adenosin a
fosfát.
Aktivace destičky je podmíněna zvýšením intracelulární koncentrace Ca2+
, vedoucí k vystavení
receptoru IIb/IIIa na povrchu trombocytu, translokaci fosfatidylserinu z vnitřní vrstvy fosfolipidové
membrány do vnější vrstvy a uvolnění destičkových granul. Obsahem granul jsou TXA2 (tromboxan
A2), vznikající z kyseliny arachidonové reakcí katalyzovanou COX2 (cyklooxygenázou 2), PGE2
(prostaglandin E2), trombin, vWF a serotonin. TXA2 a serotonin kromě aktivace dalších destiček
stimulují vasokonstrikci snižující další krvácení. Trombin podporuje eskalaci koagulační kaskády.
Nicméně trombin (aktivovaný faktor II) je také nejsilnější aktivátor destiček, mimo jeho účasti v
koagulační kaskádě. Receptor trombinu je asociovaný s Gq proteinem, stejně jako receptory pro ADP
a TXA2. Důležitá je také aktivace receptoru Ib vazbou s vWF spouštějící aktivaci Gq proteinu.
Mezi receptory asociované s Gs řadíme receptor pro PGI2 a PGD2 – prostaglandiny produkované
zdravým endotelem cévy. Kromě bránění aktivace trombocytů způsobují také vasodilataci cév. Dalším
receptorem asociovaným s Gs je receptor pro adenosin (A) – lokálně aktivní terminální metabolit
ATP, který je uvolňovaný z buněk při ischémii a stejně jako PGI2 a PGD2 způsobuje vasokonstrikci.
Inhibici adenylátcyklázy Gi proteinem spouští aktivace receptoru α2 (adrenergní receptor sympatiku).
S tímto typem G proteinu je asociovaný také receptor pro PGE2.
Koagulační kaskáda
Koagulační kaskáda je postupná aktivace neaktivních proteinů vznikajících v játrech a volně kolujících
v krvi. Celá tato kaskádovitá reakce probíhá na povrchu aktivované destičky. Takzvané K-dependentní
koagulační faktory jsou skupina proteinů, pro jejichž plnohodnotnou funkci je potřeba vitamín K,
fungující v játrech jako kofaktor karboxylace těchto proteinů. Hypovitaminóza vede tedy k poruše
krevního srážení a zvýšené krvácivosti. Mezi K-dependentní koagulační faktory řadíme protrombin,
prokonvertin, Christmas faktor, Stuart-Proverové faktor (II., VII., IX., X.), protein C a protein S.
Aktivace koagulační kaskády je možná vnitřní a vnější cestou, které se spojují aktivací faktoru X.
Vnější cesta aktivace je spuštěna odhalením faktoru III (tkáňový faktor neboli tromboplastin), což je
protein nacházející se na povrchu subendoteliálních tkání. Jedná se o receptor pro faktor VII
(prokonvertin), který aktivuje na VIIa (konvertin). Tkáňový faktor, konvertin, fosfatidylserin destiček a
faktor IV (Ca2+
ionty) vytvářejí komplex aktivující faktor X (Stuart-Proverové faktor) na faktor Xa.
Vnitřní cesta aktivace je spuštěna aktivací faktoru XII (Hagemanův faktor) kontaktem se smáčivým
nebo negativně nabitým povrchem (například prasklý aterosklerotický plát) na faktor XIIa. Tato
reakce je katalyzována vysokomolekulárním kininogenem a kalikreinem. Faktor XIIa aktivuje faktor XI
(PTA = plasma tromboplastin antecedent) na faktor XIa. Faktor XIa štěpí faktor IX (Christmas faktor)
na faktor IXa. Faktor IXa aktivuje faktor VIII (antihemolytický faktor A) na faktor VIIIa. Aktivované
faktory VIIIa a IXa spolu s fosfatidylserinem destiček a Ca2+
ionty vytvářejí komplex zvaný tenása.
Tenásový komplex štěpí faktor X (Stuart-Proverové faktor) na faktor Xa.
Aktivovaný faktor Xa štěpí faktor V (proakcelerin) na faktor Va (akcelerin). Aktivované faktory Xa a Va
spolu s fosfatidylserinem destiček a Ca2+
ionty vytváří protrombinásový komplex štěpící faktor II
(protrombin) na trombin (faktor IIa). Trombin je serinová proteása štěpící faktory XI a X – takto
vytváří pozitivní zpětnou vazbu, vedoucí k eskalaci kaskády a vytvoření dostatečného množství
fibrinu. Fibrin monomer (faktor Ia) vzniká rozštěpením fibrinogenu (faktor I) trombinem. Monomerní
fibrin se váže na receptor IIb/IIIa na povrchu aktivovaných destiček a pod vlivem aktivovaného
faktoru XIIIa dochází k jeho polymeraci. Faktor XIIIa vzniká také pod vlivem trombinu z faktoru XIII
(faktor stabilizující fibrin).
Výsledkem aktivace koagulační kaskády je dostatečné množství fibrinu k zesíťování adherovaných
destiček a vzniku bílého trombu. Izolovaná aktivace jedné cesty koagulační kaskády probíhá pouze in
vitro. In vivo dochází k aktivaci obou cest. Jak bylo zmíněno již výše, červený trombus vzniká z bílého
trombu zachycením erytrocytů do sítě fibrinových vláken.
Inhibice koagulační kaskády
Protisrážlivé mechanismy inhibující koagulační kaskádu se zapojují do její jemné regulace a brání její
přemrštěné aktivaci. Řadíme zde tři látky – TFPI (tissue factor pathway inhibitor), antitrombin III a
protein C a S. TFPI je protein volně cirkulující v plasmě a inhibující komplex tkáňového faktoru s VIIa,
Ca2+
ionty a fosfatidylserinem trombocytů. Kromě tohoto komplexu inhibuje TFPI i aktivovaný faktor
Xa.
Antitrombin III je SERPIN, tedy inhibitor serinových proteáz. Již samotný má určitou aktivitu, kterou
až 1000krát zvyšuje vazba heparinu nebo heparansulfátu, který se fyziologicky vyskytuje na povrchu
endotelií jako součást glykokalyx. Antitrombin III tedy inhibuje všechny serinové proteázy – XIIa, XIa,
IXa, Xa, IIa.
Další z důkazů, že endotel není jen pasivní výstelka cévy je jeho schopnost regulovat vznik trombu a
koagulační kaskádu vystavením trombomodulinu na svůj povrch. Tento protein váže protein C, který
běžně volně cirkuluje v oběhu. K vznikajícímu komplexu se připojí i protein S, který je stejně jako
protein C je K-dependentní a aktivuje protein C. Aktivovaný protein C štěpí aktivované koagulační
faktory VIIIa a Va, a tím inhibuje funkci tenásového a protrombinásového komplexu.
Fibrinolýza
Jak bylo naznačeno v úvodu, nově vznikající trombus je fibrinolýzou již v průběhu jeho vzniku
destruován. Tato destrukce brání úplnému uzavření cévy trombem. Aktivní složkou fibrinolytického
systému je plazmin, enzym štěpící fibrinová vlákna za vzniku fibrinových degradačních produktů,
mezi které patří D-dimery. Plazmin vzniká štěpením jeho zymogenu, plazminogenu. Tato reakce je
aktivována tkáňovým aktivátorem plazminogenu (tPA) uvolňujícího se z endotelu při jeho poškození
spolu s vWF. Aktivovat plazminogen může i uPA (urokinasový aktivátor plazminogenu). Nicméně jeho
hlavní funkce v organismu není stále objasněna. Metabolit uPA, urokináza je vylučován močí a je
schopná také aktivovat plazminogen.
Stejně jako koagulační kaskáda i fibrinolýza je regulována inhibitory fibrinolýzy. PAI-1 (plazminogen
aktivátor inhibitor – 1) je protein produkovaný endoteliemi inhibující tkáňový aktivátor
plazminogenu. Aktivní plazmin je ve své funkci rozkládání fibrinového koagula inhibován α2
antiplazminem.
Jak je zjevné, jedná se o velmi komplexní a složitý systém spojený s řadou patologických stavů, stejně
jako řadou možností farmakologického zásahu. Hlavně proto je tento systém popsán velmi detailně.
Přeji mnoho úspěchů ve studiu!
Michal Hendrych