HEMOSTÁZA (zástava krvácení)
= soubor mechanismů, které na jedné straně brání
vzniku krvácení, na straně druhé staví krvácení již
vzniklé
• Reakce cév v místě poranění
•Reakce tkáně v místě poranění – zvýšený tlak tkáně
• Činnost krevních destiček
• Srážení krve
HEMOSTÁZA jako součást homeostázy
Dokonalá rovnováha několika systémů:
• endotel cévní stěny
• kolagen ležící pod endotelem
• tonus cév
• počet a kvalita krevních destiček
• srážlivé a fibrinolytické systémy
• charakter proudění v cévě
brání jak krvácení, tak intravaskulárnímu srážení krve
REAKCE CÉV
Vasokonstrikce.
Stupeň vasokonstrikce závisí na stupni poškození cévy.
Serotonin a tromboxan A2 z destičkových granul.
Adrenalin.
Trombin – stimulace endotelu a sekrece endotelinu-1.
KREVNÍ DESTIČKY (TROMBOCYTY)
Bezjaderné, bezbarvé, granulované, nejmenší formované
elementy krevní.
Vznik: megakaryocyty kostní dřeně pod vlivem kolonie
stimulujících faktorů – interleukinů (IL-1, IL-3, IL-6) a
granulocyty a makrofágy stimulujícího faktoru (GM-CSF)
Počet: 200 000 – 500 000 v ml, z toho třetina ve slezině a
dvě třetiny v cirkulaci
Žádné věkové ani pohlavní rozdíly v počtu.
Trombocytoza – po splenektomii.
Velikost: 2 – 4 mm průměr, 0,5 – 1 mm tloušťka, 4 – 8 fl
objem
Tvar: hladké, okrouhlé disky
Tvar udržován cytoskeletem - prstenec mikrotubulů kolem
periferie, silně invaginovaná membrána, kanalikulární
systém spojený s extracelulárním prostorem.
Membrána: obsahuje receptory pro přilnutí na vhodné
povrchy, např. kolagen, von Willebrandův faktor, fibrinogen
Cytoplasma: obsahuje aktin, myosin, glykogen, lysozomy a
Granula:
denzní granula (neproteinové substance – serotonin, ADP,
adenonukleotidy) a a granula (proteinový obsah: faktory
srážení, destičkový růstový faktor – PDGF)
Glykokalyx: 10 – 50 nm, směs bílkovin a
mukopolysacharidů (faktory systému srážení, ionty, AMK,
histamin, léky…)
Stavba trombocytů
Funkce destiček
• Ochrana organismu před ztrátou krve
• Udržování integrity cévní stěny a hojení poranění cév
(destičkový růstový faktor z a-granul)
• Zánětlivé reakce, změny permeability kapilár,
odstraňování cizorodých látek, virů, bakterií, odvržení
transplantátu…
• Nosič pro různé látky absorbované na povrch destiček
Trombocyty a imunita
Trombocyty a zánět
Trombocyty a nádorové buňky
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2019.01805/full
Trombocyty v hemostáze
Adheze
- Negativní náboj na povrchu trombocytů a endotelu (proteoglykany,
heparan sulfát)
- Obnažení cévní stěny – kolagen a proteiny extracelulární matrix
- Receptory pro kolagen a další na trombocytu (integriny)
- von Willebrandův faktor (endotel, megakaryocyty, trombocyty) a jeho
sekrece pod vlivem cytokinů a hypoxie - vazba na GP Ib/Ia
- Kolagen – Gp Ia/Iia
- Fibronektin, laminin – Gp Ic/IIa
Aktivace a změna tvaru, degranulace
- Vazba ligandů (kolagen, ADP, trombin) na příslušné receptory
- Iniciace signálních kaskád a buněčné odpovědi – aktivace
trombocytů
- Následná degranulace trombocytů (exocytóza)
- Denzní granula - ATP, ADP, serotonin, Ca2+
− a granula – vWF, faktor V, fibrinogen
- Aktivace COX a uvolnění tromboxanu A2
- Změny cytoskeletu a tvaru trombocytů
ADP
Ca++
Serotonin
Vasokonstrikce
Noradrenalin
Denzní granula Alfa granula
Fibrinogen
PDGF aterosklerosavWF
V XIII
vWF
Kolagen
Endotel
Tromboxan A2
AA
COX-1
PGH2
Aspirin
Vasokonstrikce
Aktivace
Inhibice
Ticlopidine
Ib/IX
Agregace
- Amplifikace odpovědi po vazbě ligandů – nábor dalších
trombocytů
- ADP (P2Y12 receptory), serotonin, tromboxan A2
- Uvolněný vWF se váže na příslušné receptory – nábor dalších
trombocytů a „vazba“ mezi trombocyty
- Konformační změna receptoru Gp IIb/IIIa – vazba fibrinogenu
- Formace trombu
- Závěrečná fáze - obnažení a uvolnění fosfolipidů (serotonin, TXA2)
a za přítomnosti vápenatých iontů (uvolněných z trombocytů)
dochází k aktivaci koagulační kaskády
Trombocyty - souhrn
Hemostáza - hemokoagulace
V klasickém pojetí se tvorba červeného trombu sestává ze dvou systémů - Vnitřní systém
– vnější systém aktivace faktoru X.
Vnitřní – kontakt krve s negativně nabitým povrchem – povrch trombocytů
Vnější – kontakt s poškozenými buněčnými membránami – membránově vázaný tkáňový faktor
Následuje aktivace faktorů – kaskáda dějů – často zymogeny, aktivované faktory – serinové
proteázy = kontrolovaná proteolýza
Finálními kroky jsou aktivace společného systému, vznik trombinu a polymerního fibrinu.
Protrombin (faktor X) – trombin
- sled enzymových reakcí
- anionické fosfolipidy (membrány trombocytů), vápenaté ionty
Fibrinogen – fibrin monomer – fibrin polymer (stabilizace, faktor III, Ca2+).
Prokoagulační faktory
Proteiny koagulační
kaskády mají typickou
doménovou strukturu.
- Signální peptid
- Propeptid
- EGF-like doména
- Kringle (smyčka)
doména
- Katalytická doména
Propeptidová doména
je bohatá na zbytky
kyseliny glutamové – gkarboxylace
(vitamín
K) a vazba vápenatých
iontů
II, VII, IX, X, protein C,
protein S = vitamín K
dependentní
Vnitřní cesta
Faktor XIIa konvertuje prekalikrein na kalikrein, který zpětně katalyzuje a urychluje konverzi
neaktivního faktoru XII na XIIa – příklad pozitivní zpětné vazby.
- Faktory IXa, Xa a
trombin proteolyticky
štěpí faktor VIII za
vzniku VIIIa, který je
kofaktorem další
reakce.
- VIIIa spolu s IXa,
vápenatými ionty (z
destiček) a negativně
nabitými fosfolipidy
vytváří trimolekulární
komplex tenázu.
- Tenáza konvertuje
faktor X na Xa.
Vnější cesta
- Zahájena faktory mimo
cévní systém
- Exprese tkáňového
faktoru mimo cévy
- Ten je receptorem pro
plasmatický protein –
faktor VII
- Aktivace – vznik VIIa
- Spolu s vápenatými
ionty vznik
trimolekulárního
komplexu, který se
podobá tenáze
- Proteolytická aktivace
faktoru X
Společná cesta
- Zahájena faktorem Xa
- Následná aktivace
faktoru Va
- Tvorba
trimolekulárního
komplexu (Xa, Va,
vápenaté ionty spolu s
PL) = protrombináza
- Konverze protrombinu
na trombin
- Konverze fibrinogenu
na fibrin
Trombin
- Trombin katalyzuje konverzi proteolýzu fibrinogenu (vznik fibrinopeptidů A a B) – a, b, g
- Monomery fibrinu spontálně polymerizují a tvoří gel – zachycení krevních elementů
- Aktivace faktoru XIII a vznik polymerní sítě
- Trombin katalyzuje vznik dalšího trombinu a Va a VIIIa – pozitivní zpětná vazba
- Parakrinní působení trombinu – endoteliální buňky uvolňují NO, prostaglandin I2, ADP, vWF,
TPA – trombocyty (PAR-1) – spojení trombocytů s koagulační kaskádou
Moderní pojetí – proč ne tradiční model
1. Iniciační fáze
• = vnější cesta, expozice TF a
následná kaskáda
2. Amplifikační fáze
• Akumulace trombinu (pomalá)
• Nábor dalších trombocytů v
místě poranění cévy
• Vznik Va a amplifikace
protrombinázové aktivity
3. Propagační fáze
• Na povrchu prokoagulačních
fosfolipidů – trombocytů
• Kaskáda se vznikem trombinu,
fibrinu a jeho polymerizace –
zesíťování
4. stabilizace trombu
Moderní pojetí – buněčný model
Tenázový komplex
Protrombinázový komplex
Protrombinázový komplex
Význam vápenatých iontů a fosfolipidů
V cirkulaci 1% jako VIIa
Tkáňový faktor
Regulation of TF activity. A: induced exposure of
phosphatidylserine (PS). Under resting
conditions, TF-exposing cells maintain a
nonsymmetrical membrane composition,
resulting in low PS contents in the outer
membrane leaflet and high contents in the inner
leaflet. This asymmetry is maintained through
ATP-dependent inward transport of PS by
flippases and outward transport of non-PS by
floppases. Upon stimulation, calcium transients
will inhibit flippase and stimulate the
nonselective lipid transporter scramblase,
resulting in PS exposure and the creation of a
negatively charged surface that functions to bind
coagulation factors. B: TF disulfide regulation. TF
is kept on the cell surface in an inactive state
through PDI- and/or nitric oxide (NO)-dependent
reduction of the TF allosteric disulfide. Oxidation
of the allosteric disulfide restores TF coagulant
function. C: intravascular cells, such as activated
monocytes, PDI-dependently shed TF-positive
MPs. D: asTF on cellular surfaces or MPs may
synergize with normally spliced TF to enhance TF
procoagulant activity
- Zdroje TF?
Von Willebrandův faktor
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666350321000201
Trombin a trombocyty
Trombin a trombocyty
ŘÍZENÍ HEMOKOAGULACE
Hemokoagulace vyvažována protisrážlivými mechanismy:
Nehumorální řízení:
Souvislý neporušený endotel.
Proud krve: omezení zvětšování koagula, zředění a odplavení
faktorů srážení krve.
Humorální řízení:
Vzájemné negativní působení tromboxanu A2 a prostacyklinu.
Fibrin: silně váže trombin – „antitrombin“
Antitrombin III: cirkulující inhibitor proteáz (aktivních forem
faktorů IX, X, XI, XII), vazba na proteázy koagulačního systému
usnadněna heparinem pocházejícím ze žírných buněk
(kofaktor heparinu)
Trombmodulin: trombin vážící protein, produkován
endoteliálními buňkami
Trombin + Trombmodulin = aktivátor proteinu C
Protein C: inaktivace faktorů V a VIII
inhibice inhibitoru aktivátoru tkáňového plasminogenu
(=více plasminu – rozklad fibrinu)
Další funkce proteinu C – receptor EPCR, vazba VIIa?
Protein S: kofaktor proteinu C
Plasmin (fibrinolysin): aktivní složka fibrinolytického
systému. Prekurzor: plasminogen, katalýza trombinem a
tkáňovým aktivátorem plasminu (TPA) – využití v terapii
infarktu myokardu!!! Streptokináza.
Inhibitor tkáňového faktoru (TFPI): plazmatický protein
asociovaný s membránou endoteliálních buněk, komplex s
VIIa a vápenatými ionty – inhibice proteázové aktivity VIIa
(„antitrombotický povrch cév“)
- PGI2 – vazodilatace – buňky endotelu
- Tok krve, inhibice aktivace trombocytů
- Oxid dusnatý – endoteliální buňky, inhibice adheze a
agregace trombocytů
Parakrinní antikoagulační faktory
Protistážlivé mechanismy a endotel - přehled
Fibrinolytické faktory
- t-PA – serinová proteáza, hydrolýza plazminogenu a vznik
plazminu (endotel)
- Katecholaminy a bradykinin zvyšují hladiny cirkulujícího t-PA
- u-PA – serinová proteáza urokinázového typu (plasma)
- u-PAR – receptor pro u-PA (vazba)
- Plasminogen – plasmin (játra)
- PAI-1 – inhibitor aktivátoru plasminogenu, plasma a trombocyty
- PAI-2 – jen těhotenství (placenta) – zvýšený risk trombózy během
těhotenství?
- α2-antiplasmin – játra, ledviny - vazba plasminu (1:1) a jeho
inaktivace
Fibrinolýza
Native machinery of plasminogen (plg) activation and fibrinolysis and its modification by vascular endothelial cells (VECs) and platelets. (1) The upper right
panel shows native machinery of plg activation and fibrinolysis. VECs secrete and retain tissue-type plasminogen activator (tPA) and maintain adequate
fibrinolytic potential on their surfaces. When fibrin is generated, tPA and plg accumulate on fibrin surfaces through C-terminal lysine residues bound to the
lysine binding sites (LBSs) of plg, which trigger plg activation and fibrinolysis. (2) The lower right panel illustrates the inhibitory function of VECs on
fibrinolysis. When thrombin is generated adjacent to thrombomodulin (TM)-expressing VECs, TM-bound thrombin effectively generates the
carboxypeptidase B, thrombin-activatable fibrinolysis inhibitor (TAFIa), which specifically cleaves C-terminal lysine residues and inhibits fibrinolysis. (3) The
lower left panel shows the inhibitory function of platelets on fibrinolysis. Activated platelets secrete plasminogen activator inhibitor type 1 (PAI-1) and the
FXIIIa catalytic A subunit, the latter of which cross-links α2AP to fibrin to stabilize thrombus. The mechanisms shown in (2) and (3) are coordinated to
protect hemostatic thrombi from immature lysis. (4) In plasma, free tPA and free plasmin are effectively inhibited by PAI-1 and α2AP, respectively. PAI-1
also inhibits tPA activity on VECs by facilitating the dissociation of the membrane-bound tPA on the surface of VECs and regulates plg activation potential
(upper left panel). https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/jth.14157
A simplified representation of the fibrinolytic system. Solid arrows denote
stimulation and activation, and dotted arrows denote inhibition. α2ap α2antiplasmin;
PAI-1 plasminogen activator inhibitor; TAFI thrombin activatable
fibrinolysis inhibitor; t-PA tissue-type plasminogen activator; u-PA urokinase
plasminogen activator
endotel
Plasma – plasminogen-bound zymogen
activated by trombin-trombmodulin
complex (liver)
Plasma (liver)
Plasma
ANTIKOAGULACE
Defibrinace: odstranění fibrinu (preparáty z hadích jedů) – in
vitro
Dekalcifikace: vyvázání nebo odstranění vápenatých iontů
(citrát sodný, šťavelan draselný nebo amonný) – in vitro
Heparin: přirozené antikoagulans, žírné buňky, účinné pouze
za přítomnosti antitrombinu III, také in vivo
Kumarinové deriváty (dikumarol, warfarin): inhibice účinků
vitamínu K v játrech – poruchy faktorů II, VII, IX, X, proteinu C,
proteinu S (usnadňuje aktivaci Va a VIIIa pomocí proteinu C)
Hirudin: obsolentní, slinné žlázy pijavek (Hirudo medicinalis)
Vyšetření krevní srážlivosti
- aPTT - Aktivovaný parciální tromboplastinový čas (aPTT), 28 – 40 s
- Quick – rychlost přeměny protrombinu na trombin 12 – 15 s; International Normalized
Ratio 0,8 -1,2
- TT – trombinový čas 17 – 24 s
- Pozn. FDP (fibrinové degradační produkty) a D-dimery = markery koagulace s následnou
fibrinolýzou
- Dekalcifikovaná plasma
- kaolin-kefalinový
komplex + přebytek
vápenatých iontů
- Kefalin nutný pro
aktivaci faktoru X
- („náhražka destičkových
fosfolipidů“)
- Dekalcifikovaná
plasma
- Tkáňový
tromboplastin +
přebytek
vápenatých iontů
- Dekalcifikovaná
plasma
- Trombin +
přebytek
vápenatých iontů
STREPTOKINÁZA
- Beta-hemolytický streptokok
- Konverze plasminogenu na aktivní plasmin;
- Terapie tromboembolických stavů
ONTOGENEZE HEMOSTÁZY
• vWF, trombomodulin, tkáňový faktor, TFPI – mRNA detekovatelná již 4 týdny po oplození
• Syntéza koagulačních faktorů započíná 5. týden
• Srážecí a fibrinolytická aktivita detekovatelná 10. týden
• Difúzní exprese tkáňového faktoru, který se podílí na řízení buněčné proliferace a diferenciace
• Animální modely:
– Absence TF, TFPI a protrombinu je pro embryo letální
– Absence FVIII, TPA, PAI-1 a plasminogenu není letální a nemá vliv na vývoj embrya
• Velmi rychlé generování trombinu (i u předčasně narozených dětí) – kombinace zvýšeného množství
cirkulujícího TF a sníženého TFPI a antitrombinu, zvýšená exprese TF na monocytech a
endoteliálních buňkách
• Snížená koncentrace koagulačních faktorů u plodu (zvyšuje se po porodu) s výjimkou WF, faktoru
VIII a fibrinogenu
• Snížená koncentrace vitamín-K dependentních proteinů (10% plazmatická koncentrace vitamínu K
matky) – zvýšené riziko krvácení
• Fibrinogen plodu má více negativní náboj, jiná je i struktura vWF
• Po porodu se zvyšuje koncentrace koagulačních faktorů, některé dosahují normální struktury a
hladin dospělých již po třech týdnech (fibrinogen, vWF), jiné až v průběhu puberty (protrombin,
protein C)
• U novorozenců zvýšená adheze trombocytů (vlivem struktury vWF)
• V případě nutnosti suplementace koagulačních faktorů – větší Vd, větší dávky
PORUCHY HEMOSTÁZY
Krvácivé stavy = chorobné stavy, u kterých vznikají krvácivé
projevy buď spontánně nebo po neúměrně malém podnětu.
•Vasogenní poruchy krevního srážení
•Trombocytární krvácení:
1)trombocytopenie
2)trombocytopatie
•Koagulopatie – chybění nebo nedostatek plazmatických
koagulačních faktorů:
1)Poruchy syntézy: dědičné (hemofilie), získané (karence
vitamínu K, terapie deriváty kumarinu)
2)Poruchy přeměny:
•konsumpční koagulopatie a hyperfibrinolýza
•mnohočetné transfuze
•imunokoagulopatie
•terapie heparinem
•paraproteinemie