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Hematologia Prof. Giovanny Rebouças Pinto Plaquetas, coagulação do sangue e hemostasia Considerações gerais Plaquetas Estrutura das plaquetas Formação do trombo plaquetário Adesão plaquetária Ativação plaquetária Agregação plaquetária Coagulação Divisões em vias FT: o início da coagulação Avaliação laboratorial da coagulação: TP e TTPA Anticoagulantes naturais Inibidor da via do FT Proteína C e proteína S Antitrombina Sistema fibrinolítico Ativadores da fibrinólise Inibidores da fibrinólise Considerações gerais O sistema hemostático é composto por uma seqüência de eventos integrados que envolvem vasos sanguíneos, plaquetas, proteínas da coagulação, anticoagulantes naturais e proteínas do sistema fibrinolítico. O objetivo da hemostasia é interromper sangramentos provenientes de lesão vascular e simultaneamente evitar a formação de trombos intravasculares, de modo que o sangue permaneça em sua forma fisiológica no interior dos vasos sanguíneos. A hemostasia primária engloba componentes do endotélio vascular e plaquetas, que resultam na formação do trombo plaquetário, cujo efeito hemostático é transitório. Na hemostasia secundária as proteínas da coagulação formarão fibrina, que reforçará este trombo primário e, posteriormente, o sistema fibrinolítico irá dissolver o trombo gradualmente, a fim de restaurar o fluxo sanguíneo normal. Plaquetas As plaquetas são fragmentos citoplasmáticos de megacariócitos e não possuem núcleo. A forma é discóide, com um diâmetro normalmente de 2 a 3 µm, espessura em torno de 1 µm e volume de 7 fL. Após serem liberadas da medula óssea (MO), as plaquetas são sequestradas no baço por 24 a 48 horas. O baço contém cerca de 30% da massa circulante plaquetária. Seu período de vida é de aproximadamente 8 a 14 dias, sendo removidas da circulação sanguínea pelos macrófagos. Em condições normais, estão em número de 140.000 a 400.000/µL no sangue periférico. Apesar da aparência morfológica simples na microscopia óptica, as plaquetas possuem estrutura funcional complexa, permitindo-lhes rápido reconhecimento da lesão vascular, a fim de dar início à formação do trombo plaquetário. Estrutura das plaquetas A membrana plaquetária expressa glicoproteínas, que funcionam como receptores de proteínas de adesão, envolvidos em diversos estágios da função plaquetária. O citoesqueleto contribui para manter a forma discóide das plaquetas não ativadas, sendo composto por um sistema circunferencial de microtúbulos de constituição protéica e por filamentos de actina. O citoplasma contém organelas como mitocôndrias, lisossomos e grânulos, denominados grânulos densos e grânulos-α. Os grânulos densos são constituídos principalmente de ADP, ATP, serotonina e cálcio. Os grânulos-α possuem proteínas específicas, como o fator plaquetário 4 (FP4) e a trombomodulina, e secretam proteínas adesivas, como o fibrinogênio, fator de von Willebrand (fvW), fibronectina, que estão em alta concentração no local de lesão vascular, favorecendo a formação do trombo plaquetário. O conteúdo dos grânulos-α inclui ainda proteínas da coagulação, inibidores da fibrinólise e fatores de crescimento. A plaqueta possui um sistema canalicular aberto que começa na membrana plasmática e permite o intercâmbio de substâncias entre os compartimentos extra e intracelular. O sistema tubular denso, proveniente do reticulo endoplasmático, seqüestra cálcio, liberando-o na ativação plaquetária. Formação do trombo plaquetário Sob circunstâncias normais, as plaquetas não aderem ao endotélio, porém após lesão vascular são capazes de responder rapidamente às propriedades trombogênicas das células endoteliais para que ocorra a formação do trombo plaquetário. A primeira camada de plaquetas liga- se ao endotélio através do estágio inicial de adesão, Plaquetas, coagulação do sangue e hemostasia 2 enquanto que o subseqüente crescimento do trombo depende da ativação e agregação plaquetária. Adesão plaquetária A adesão plaquetária é estimulada pela lesão do endotélio do vaso, que imediatamente expõe o colágeno subendotelial às plaquetas circulantes. O mecanismo de adesão entre as plaquetas e o subendotélio depende da interação entre a GPIa/IIa, da membrana da plaqueta, com as fibrilas do colágeno. Esta ligação é estabilizada pelo fvW, multímero produzido normalmente pelas células endoteliais. O fvW faz a ponte entre o colágeno e a GPIb/IX plaquetária. Se o fvW não existisse, a força da corrente sanguínea não permitiria a adesividade plaquetária por um período de tempo suficiente para dar a continuidade ao processo de formação do trombo plaquetário. Com a ativação plaquetária, a GPIIb/IIIa torna-se capaz de se ligar ao fvW, propiciando uma adesão plaquetária irreversível ao subendotélio. Ativação plaquetária A ativação plaquetária é modulada por agonistas que ao se ligarem em seus receptores desencadeiam a liberação de constituintes dos grânulos plaquetários e a síntese de novos agonistas, amplificando o fenômeno de ativação. Os principais agonistas fisiológicos da ativação plaquetária são representados pelo colágeno, ADP, tromboxano A2, trombina, epinefrina, serotonina, vasopressina e o fator de ativação plaquetária. Os receptores plaquetários associam-se a um sistema de proteínas ligadoras de guanina presentes na membrana, denominadas proteínas G. Uma vez ocorrida a interação entre o agonista e o receptor, o sistema de proteínas G irá promover a ativação de fosfolipases. A principal via de ativação plaquetária envolve a fosfolipase C, que hidrolisa o fosfatidilinositol bifosfato (PIP2) da membrana plaquetária em 2 componentes – o inositol-trifosfato (IP3) e o diacilglicerol (DAG). O IP3 liga-se em receptores de membrana do sistema tubular denso, promovendo a mobilização do cálcio intracelular. O cálcio contribui para a ativação da fosfolipase A2, liberando o ácido araquidônico da membrana fosfolipídica. A cicloxigenase transforma o ácido araquidônico em endoperóxidos, que são convertidos em tromboxano A2 pela ação da tromboxano sintetase. O tromboxano A2, quando liberado, age na própria plaqueta, estimulando a fosfolipase C – um mecanismo de retroalimentação positiva. O cálcio, liberado pela ação do IP3, participa ainda de diversas fases da hemostasia envolvendo as plaquetas, como a ativação do sistema contrátil actina-miosina, que resulta na mudança da forma discóide para esférica e a liberação do conteúdo dos grânulos plaquetários. O ADP liberado pelos grânulos densos, assim como o tromboxano A2, também é um potente agonista plaquetário, que se liga a um receptor específico capaz de alterar a conformação da GPIIb/IIIa, ativando-a. O DAG ativa a proteíno-quinase C, que leva à alteração da conformação da GPIIb/IIIa, tornando possível à ligação com o fvW, no processo de adesão plaquetária e com o fibrinogênio, no processo de agregação plaquetária. Agregação plaquetária A agregação é mediada pela GPIIb/IIIa e utiliza como ponte as moléculas de fibrinogênio que se encontram solúveis no plasma. Nas plaquetas inativas, as moléculas de GPIIb/IIIa são incapazes de se ligar ao fibrinogênio. A ativação plaquetária promove uma alteração conformacional necessária para que estes receptores interajam com o fibrinogênio circulante, permitindo a agregação e, consequentemente, a formação do trombo plaquetário. Coagulação O processo de coagulação sangüínea envolve complexas interações entre proteases plasmáticas e seus co-fatores, que culminam na gênese da enzima trombina, que por proteólise converte o fibrinogêniosolúvel em fibrina insolúvel. Na década de 1960 foi proposto o modelo de “cascata” para explicar a fisiologia da coagulação do sangue. Este esquema divide a coagulação em 3 vias: extrínseca, intrínseca e comum. A via extrínseca é iniciada pelo fator tecidual (FT), uma lipoproteina presente nas células endoteliais. Na membrana celular, o fator VII se liga ao seu co-fator, o FT, e é convertido em fator VIIa. Na superfície plaquetária, o complexo fator VIIa/FT ativa o fator X, produzindo o fator Xa. A via intrínseca é iniciada pelo contato do sangue com superfícies de cargas elétricas negativas, tal como o colágeno subendotelial. Nestas superfícies, o cininogênio de alto peso molecular (CAPM) ativa o fator XII. O fator XIIa converte a pré-calicreína (PK) em calicreína (K) que, por sua vez, acelera a ativação do próprio fator XII – um mecanismo de retroalimentação positiva. O fator XIIa é capaz de converter o fator XI em fator XIa. Este último, converte fator IX em fator IXa. Na superfície das plaquetas, o fator IXa ativa o X, na presença de um co- fator – o fator VIIIa. O produto desta reação é o fator Xa. A via comum é a interseção entre as vias extrínseca e intrínseca, pela continuidade da “cascata” a partir do fator Xa. O fator Xa converte protrombina (fator II) em trombina (fator IIa), na presença de um co-fator – o fator Va. A trombina transforma o fibrinogênio em fibrina, que reveste e estabiliza o trombo plaquetário. Divisões em vias Embora haja a tradição de se dividir o sistema de coagulação do sangue em intrínseco e extrínseco, tal separação é atualmente entendida como inadequada do ponto de vista de fisiologia da coagulação, tendo em vista que a divisão não ocorre in vivo. Além disso, alterações conceituais ocorreram desde a descrição do modelo da “cascata” no que diz respeito à importância relativa das 2 vias de ativação da coagulação. Por exemplo, a julgar pela gravidade das manifestações hemorrágicas, decorrentes das deficiências dos “fatores intrínsecos” VIII e IX (Hemofilia A e B, respectivamente), postulou-se, no passado, que a Plaquetas, coagulação do sangue e hemostasia 3 via intrínseca teria maior relevância na fisiologia da coagulação. No entanto, essa idéia não é correta: sabe- se que a deficiência de fator XI é associada a distúrbio hemorrágico leve, e deficiências dos fatores da ativação por contato (fator XII, PK, CAPM) não resultam em quadro hemorrágico. Os fatores intrínsecos, portanto, não têm importância primária na geração de fator IXa durante o processo hemostático normal, após a lesão vascular. Por outro lado, a deficiência de fator VII (crucial para a “ativação extrínseca” da coagulação) é associada a quadro hemorrágico similar à hemofilia. Em conjunto, esses dados demonstram que a ativação do fator IX não depende exclusivamente da via intrínseca e indicam que a coagulação do sangue é iniciada principalmente pela via do FT ou extrínseca. Adicionalmente, experimentos conduzidos nas últimas três décadas demonstraram que as vias intrínseca e extrínseca não exibem funcionamento independente. Atualmente, aceita-se que mecanismos hemostáticos, fisiologicamente relevantes estejam associados com 3 complexos enzimáticos pró-coagulantes, os quais envolvem serino-proteases dependentes de vitamina K (fatores II, VII, IX e X) associadas a co-fatores (FT, V e VIII), todos localizados em uma superfície de membrana contendo fosfolipídeos. São eles: os complexos “tenase” extrínseco e intrínseco e protrombinase. O início da coagulação se faz mediante ligação do fator VIIa ao FT (complexo fator VIIa/FT, “tenase” extrínseco), com subsequente ativação dos fatores IX e X. O complexo fator IXa/VIIIa (“tenase” intrínseco) ativa o fator X com eficiência ainda maior, e o fator Xa forma complexo com o fator Va (complexo fator Xa/Va, “protrombinase”), convertendo o fator II (protrombina) em fator IIa (trombina). FT: o início da coagulação A coagulação é desencadeada pela exposição do sangue a componentes que normalmente não estão presentes no interior dos vasos, em decorrência de lesões estruturais (lesão vascular) ou alterações bioquímicas (liberação de citocinas). Qualquer que seja o evento desencadeante, o início da coagulação do sangue se faz mediante expressão do seu componente crítico, o FT, e sua exposição ao espaço intravascular. O FT é uma lipoproteína de membrana que funciona como receptor para o fator VII. Em indivíduos normais, níveis mínimos de fator VIIa na circulação correspondem a aproximadamente 1% da concentração plasmática total de fator VII. O fator VIIa forma um complexo com o FT (complexo fator VIIa/FT, “tenase” extrínseco) que exibe função enzimática ativa; o complexo é também capaz de ativar o fator VII (retroalimentação positiva). O complexo fator VIIa/FT tem como principais substratos o fator IX e o fator X, cuja clivagem resulta na formação de IXa e Xa, respectivamente, com subseqüente formação de trombina e fibrina. Deve ser ressaltado, no entanto, que quantidades mínimas de trombina são geradas a partir do complexo “tenase” extrínseco (fator VIIa/FT). Todavia, uma vez que há gênese de trombina, esta enzima é capaz de ativar o fatores V e VIII, em fatores Va e VIIIa. As 2 reações, envolvendo ativação de co-fatores são fundamentais para a geração do complexo “tenase” intrínseco (fator IXa/VIIIa), o qual converte o fator X em fator Xa, e do complexo “protrombinase” (fator Xa/Va), que converte a protrombina em trombina. Um importante aspecto dessas reações é que o complexo fator IXa/VIIIa (“tenase” intrínseco) ativa o fator X com eficiência 50 vezes maior que o complexo fator VIIa/FT (“tenase” extrínseco). O produto principal das reações citadas, a trombina, exibe atividades pró-coagulantes, convertendo o fibrinogênio em fibrina, promovendo ativação plaquetária e ativando o fator XIII, que, por sua vez, estabiliza o coágulo de fibrina. Avaliação laboratorial da coagulação: TP e TTPA Vale mencionar que, no que se refere ao sistema de coagulação, a utilização dos termos “intrínseco” e “extrínseco” pode ser ainda útil na interpretação de 2 exames laboratoriais utilizados na rotina da avaliação da hemostasia: o tempo de protrombina (TP) e o tempo de tromboplastina parcial ativada (TTPA), que são de particular importância e na monitoração de terapêutica anticoagulante. Na execução desses testes in vitro, criam-se no tubo de reação as condições para avaliação preferencial das vias ditas entrínseca (avaliada pelo TP) ou intrínseca (avaliada pelo TTPA). À parte a utilidade mencionada, de caráter puramente didático e de interpretação laboratorial, a divisão do sistema de coagulação em vias é inadequada para a compreensão da sua fisiologia. De fato, o conceito de que o FT é o principal ativador da coagulação do sangue e de que distinção entre sistemas extrínseco e intrínseco não existe na fisiologia desse sistema representam importantes mudanças conceituais que devem ser assimiladas para entendimento correto dos eventos bioquímicos envolvidos na ativação do sistema hemostático. Anticoagulantes naturais As reações bioquímicas da coagulação devem ser estritamente reguladas de modo a evitar ativação excessiva do sistema, formação inadequada de fibrina e oclusão vascular. De fato, a atividade das proteases operantes na ativação da coagulação é regulada por numerosas proteínas inibitórias fisiológicas, que atuam como anticoagulantes naturais, sendo as de maior relevância: o inibidor da via do FT (TFPI), a proteína C (PC) e a proteína S (PS), e a antitrombina (AT). Inibidor da via do FT O complexo fator VIIa/FT atua sobre dois subtratos principais: os fatoresIX e X, ativando-os. Essas reações são reguladas pelo TFPI, uma proteína produzida pelas células endoteliais. O TFPI liga-se ao complexo fator VIIa/FT inibindo-o e também se liga e inibe o fator Xa. Assim, a ativação direta do fator X é regulada negativamente de modo rápido na presença do TFPI, que limita, desta forma, a produção de fator Xa e fator IXa. A ligação do fator Xa é necessária para que o TFPI exerça seu papel inibitório sobre o complexo fator VIIa/FT. Proteína C e proteína S Outra importante via de anticoagulação do sangue é o sistema da PC ativada (PCa). A PC, quando ligada ao seu receptor no endotélio (EPCR), é ativada após a ligação da trombina ao receptor endotelial Plaquetas, coagulação do sangue e hemostasia 4 trombomodulina (TM). A PCa inibe a coagulação, clivando e inativando os fatores Va e VIIIa. Este processo é potencializado pela PS, que atua como um co-fator não enzimático nas reações de inativação. A identificação do sistema da PCa implicou importante mudança conceitual no que se refere ao papel da trombina no sistema hemostático. Embora a trombina tenha função pró- coagulante quando gerada em excesso, em pequenas quantidades se comporta como um potente anticoagulante, tendo em vista que sua ligação à TM endotelial representa o evento-chave para ativação da via inibitória da PC. Antitrombina A antitrombina (AT) é o inibidor primário da trombina e também exerce efeito inibitório sobre diversas outras enzimas da coagulação, incluindo os fatores IXa, Xa, XIa e XIIa. Adicionalmente, a AT acelera a dissociação do complexo fator VIIa/FT e impede sua reassociação. Desta forma, a AT elimina qualquer atividade enzimática pró-coagulante excessiva ou indesejável. A molécula de heparan sulfato, uma proteoglicana presente na membrana das células endoteliais, acelera as reações catalisadas pela AT. A atividade inibitória da AT sobre a coagulação é também potentemente acelerada pela heparina, um polissacarídeo linear, estruturalmente similar ao heparan sulfato. Em condições fisiológicas (ausência de lesão vascular) há predomínio dos mecanismos anticoagulantes sobre os pró-coagulantes, mantendo-se, desta forma, a fluidez do sangue e preservando-se os vasos desobstruídos. Sistema fibrinolítico Fibrinólise pode ser definida como a degradação da fibrina, mediada pela plasmina. O sistema fibrinolítico é composto por proteínas (serino-proteases e inibidores), que regulam a geração de plasmina. A plasmina possui uma alta capacidade de degradar os polímeros de fibrina em pequenos fragmentos, os produtos de degradação da fibrina (PDF). Ativadores da fibrinólise São conhecidos 2 ativadores fisiológicos do plasminogênio: o ativador do plasminogênio do tipo tecidual (t-PA) e o do tipo uroquinase (u-PA). Os 2 ativadores têm alta especificidade de ligação com o plasminogênio e por hidrólise o transformam em plasmina. A plasmina é formada na superfície do trombo, pois tanto o t-PA quanto o u-PA têm um efeito mais eficaz no plasminogênio ligado à rede fibrina do que no plasminogênio circulante livre. Nesta reação o plasminogênio liga-se aos resíduos de aminoácido lisina da fibrina. Portanto, a fibrina também desempenha o papel de co-fator na ativação do plasminogênio. Inibidores da fibrinólise A inibição do sistema fibrinolítico ocorre em nível dos ativadores do plasminogênio (t-PA e u-PA) mediante ação de inibidores específicos, cujo principal representante é o inibidor do ativador do plasminogênio (PAI-1), e diretamente sobre a plasmina, função inibitória exercida pela α2-antiplasmina. Bibliografia • Hoffbrand AV, Pettit JE, Moss PAH. Fundamentos em hematologia. Artmed. 2004. • Lorenzi TF. Atlas de Hematologia, Clínica Hematológica Ilustrada. Guanabara Koogan. 2006. • Verrastro T, Lorenzi TF, Neto SW. Hematologia e Hemoterapia. Atheneu. 2005. • Zago MA, Falcão RP, Pasquini R. Hematologia: Fundamentos e Prática. Atheneu. 2004.
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