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UMA REVISÃO SOBRE HEMOSTASIA Texto adaptado de Lawrence L.K. Leung - UpToDate 8.2 /2000 sendo atualizado anualmente desde então. Figuras inseridas pelas professoras Júlia Fernandes e Sandra Boiça. A hemostasia é o processo de formação de um trombo hemostático no local da lesão vascular, com o intuito de rapidamente estancar a hemorragia. Este processo deve ser rápido, localizado e cuidadosamente regulado. Sangramento anormal ou tendência à trombose não- fisiológica (formação de um trombo, no interior de um vaso, não necessário para coibir um sangramento) podem ocorrer quando elementos específicos deste processo faltam ou encontram- se disfuncionais. A hemostasia é um dos braços para a defesa e o reparo do organismo, atuando interligada com o sistema imune inato e a inflamação. (1) As vias para a formação da rede de fibrina através da ativação da trombina e as vias para a lise desta rede, induzida pela plasmina, são interligadas e reguladas. Quando elas trabalham em harmonia, o trombo é criado para cessar um sangramento, seguindo-se sua lise e acompanhada pelo reparo tecidual. Sangramentos anormais podem resultar da geração diminuída de trombina (ex: devida à deficiência do fator VIII) ou pelo aumento da produção de plasmina (ex: pela deficiência de um dos seus inibidores, a alfa 2-antiplasmina). Por outro lado, a produção excessiva de trombina (ex: por uma trombofilia hereditária) pode levar à trombose. Embora o processo de formação do trombo seja dinâmico, interligado e simultâneo podemos, para facilitar sua compreensão, estudá-lo em quatro fases: · Iniciação e formação do tampão plaquetário · Propagação e estabilização do trombo pela cascata de coagulação · Término destes processos através dos mecanismos antitrombóticos · Remoção do trombo pela fibrinólise Na formação do trombo plaquetário, as plaquetas são ativadas no local da lesão vascular formando um tampão plaquetário, uma resposta hemostática inicial para coibir o sangramento. Esta resposta funcional das plaquetas ativadas envolve quatro diferentes processos: a adesão das plaquetas à matriz subendotelial, a agregação de uma plaqueta a outra, a secreção do conteúdo de seus grânulos e a expressão da atividade pró-coagulante com a facilitação da geração de trombina (atividade procoagulante). Há um grande número de ativadores plaquetários fisiológicos incluindo o difosfato de adenosina (ADP), adrenalina, serotonina, fator de ativação plaquetária (PAF), tromboxano A2, trombina e colágeno, sendo os dois últimos os mais potentes ativadores plaquetários. Por sua vez, o endotélio intacto inibe a aderência das plaquetas pela produção de óxido nítrico e prostaciclina. A lesão da íntima prejudica este processo e expõe elementos subendoteliais, tais como o Fator de von Willebrand (FvW), colágeno, laminina e fibronectina, levando à aderência das plaquetas, sua ativação e secreção de seus grânulos. A glicoproteína da família das integrinas GPIa-IIa e a GP VI são os receptores plaquetários mais importantes para o colágeno, exercendo um papel crítico na adesão e ativação plaquetária, respectivamente (2). Os pacientes com deficiência da GPIa-IIa geralmente apresentam uma diátese hemorrágica moderada, enquanto que sangramento espontâneo grave tem sido descrito em pacientes com deficiência da GPVI plaquetária. Após a ativação, as plaquetas iniciam uma série de alterações em sua forma produzindo pseudópodes alongados, os quais tornam as plaquetas extremamente aderentes por exporem novos sítios de ligação para outras moléculas. A adesão plaquetária ao vaso lesado é mediada primariamente pela ligação do receptor da superfície plaquetária, denominado complexo GPIb- IX-V ao fator de von Willebrand, o qual está aderido à matriz subendotelial assim como solúvel 2 2 na circulação (3). A deficiência de qualquer dos componentes do complexo GPIb-IX-V ou do FvW leva aos distúrbios hemorrágicos congênitos denominados Síndrome de Bernard-Soulier e doença de von Willebrand, respectivamente. O FvW circulante encontra-se acoplado ao fator VIII da coagulação protegendo-o da lise prematura, sendo esta outra função adicional deste fator além de mediar a adesão plaquetária (4). Em condições de baixo estresse de cisalhamento as fibrilas de colágeno, fibronectina e laminina são as principais âncoras para a adesão plaquetária. Já em condições de elevado estresse de cisalhamento, como o encontrado em regiões de estenose, a ligação da plaqueta ao FvW é fundamental, conferindo maior resistência à adesão (5). O FvW é sintetizado pela célula endotelial e megacariócitos sendo que o encontrado no sangue é derivado principalmente do endotélio. Os multímeros estocados dentro das plaquetas e células endoteliais são maiores do que os encontrados no plasma e ligam-se mais avidamente às plaquetas, pois os sítios de ligação à GPIb-IX-V ficam mais expostos nesses multímeros anormalmente grandes. Uma metaloproteinase produzida pelo fígado e ligada à superfície do endotélio denominada ADAMTS 13 (a disintegrin and metalloproteinase with a thrombospondin type 1 motif_member 13) é responsável pela quebra do FvW em fragmentos menores. Alterações nos níveis de ADAMTS 13 (devido a mutações ou auto-anticorpos) são, pelo menos em alguns casos, os responsáveis pelos quadros de Púrpura Trombocitopênica Trombótica (6). Recentemente foi demonstrado que a ADAMTS atua ainda regulando o crescimento dos trombos, justamente devido à sua função de quebrar grandes multímeros do FvW no trombo, evitando excessivos sítios para agregação plaquetária (7). FIGURA 1- Em indivíduos normais a molécula de ADAMTS 13, também denominada metaloproteinaase clivadora do FvW, quebra os grandes multímeros. Pacientes com púrpura trombocitopênica trombótica liberam o FvW não processado, capaz então de induzir a agregação plaquetária (6). Moake JL. N Eng J Med 2002; 347:598 3 3 Em seguida à ocorrência da adesão das plaquetas ao vaso, segue-se o processo de agregação das plaquetas entre si. A ativação plaquetária resulta tanto nas alterações conformacionais quanto na exposição do receptor GP IIb/IIIa na superfície plaquetária, mediando a ligação da plaqueta tanto ao vWF imobilizado quanto ao fibrinogênio (8-10). A GP IIb/IIIa é um receptor membro da superfamília das proteínas de adesão chamadas integrinas, que são encontradas em diversos tipos celulares diferentes. O complexo GP IIb/IIIa é o receptor mais abundante na superfície celular com cerca de 80.000 complexos por plaqueta. A GP IIb/IIIa não liga fibrinogênio nas plaquetas não estimuladas pois a glicoproteína encontra-se em invaginações da membrana e em um estado de baixa afinidade pelo ligante. Entretanto, após estimulação da plaqueta (ex: por trombina, colágeno ou ADP), a GP IIb/IIIa sofre uma alteração conformacional convertendo-se de um receptor de fibrinogênio de baixa afinidade para um de alta afinidade, um processo denominado sinalização ―de dentro-para fora‖ (―inside-out‖). O fibrinogênio, uma molécula simétrica e divalente, passa então a fazer uma ponte entre as plaquetas ativadas. Além de mediar a agregação plaquetária, a porção citosólica do complexo GP IIb/IIIa ativado liga-se ao citoesqueleto plaquetário e regula o espraiamento plaquetário e a posterior retração do coágulo, o que tem sido denominado uma sinalização ―de fora para dentro‖ das integrinas. Assim o complexo GP IIb/IIIa participa de interações receptor-ligante que ocorre na superfície externa da membrana e com eventos citosólicos de um modo bidirecional (11). Esta é a via final comum da agregação plaquetária, não importando como a plaqueta foi estimulada. A importância da GPIIb/IIIa é ilustrada pela desordem hemorrágica denominada trombastenia de Glanzmann, que é caracterizada por mutações nos genes das proteínas deste complexo, ou pela utilidade clínica dos antagonistas da GP IIb/IIIa no tratamento da doença coronariana. Recentemente, a importância do receptor CLEC (C-type lectin-like receptor 2) foi descrita na agregação plaquetária podendo vir a tornar-se um dos alvos para tratamentos contra trombose (12,13). As plaquetas secretam uma variedade de substâncias dos seus grânulos após estímulo: ADP e serotonina que estimulam e recrutam plaquetas adicionais. A serotonina liberada pela plaqueta causa normalmente vasodilatação (por induzir a liberação de óxido nítrico pelas células endoteliais). A serotonina, entretanto, pode induzir uma vasoconstrição quando da presença de células endoteliais lesadas ou disfuncionais. As plaquetas ativadas pelo ADP aumentam a expressão da molécula de adesão intercelular 1 (ICAM-1) na superfície das células endoteliais (14). Tromboxano A 2 que promove vasoconstrição, ativação e agregação plaquetária. As plaquetas carregam seu próprio estoque de fator V da coagulação, o qual é sintetizado principalmente pelo fígado e ativamente endocitado pelos megacariócitos sendo liberado pelas plaquetas no sítio de formação do trombo (15,16). O fibrinogênio é liberado dos grânulos alfa plaquetários, fornecendo uma fonte de fibrinogênio no local da lesão endotelial adicional ao já presente no plasma. Além do seu conhecido papel geração do trombo, as plaquetas participam ativamente na manutenção do processo de coagulação limitado ao sítio de lesão (17). Esta função é exercida pela liberação de inibidores da coagulação como o TFPI (Inibidor da Via do Fator Tecidual – vide pag. 12), estocado nas plaquetas e liberado localmente, o que aumenta significativamente sua concentração, com o intuito de prevenir a propagação da coagulação além do local onde esta é necessária (18). Outros inibidores da coagulação 4 4 secretados pela plaqueta são a proteína nexina 1 (PN1) que atua como inibidora da trombina (19,20) e a proteína nexina-2 (PN-2), também conhecida como precursora da proteína amilóide na Doença de Alzheimer, inibidora específica do fator XI (21,22). As plaquetas internalizam e secretam seletivamente proteínas não somente relacionadas à hemostasia como também à inflamação e reparo tecidual, inclusive reguladores da angiogênese. Assim, elas podem capturar, liberar ou exibir na membrana tanto VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor), PDGF (Platelet-Derived Growth Factor), bFGF (Fator de Crescimento para Fibroblastos básico), mediadores da angiogênese, quanto o Fator Plaquetário 4 ou a endostatina, que exibem propriedades antiangiogênicas (23,24), na dependência da ativação de diferentes receptores da membrana (25). Há estudos demonstrando diferentes concentrações destes mediadores nas plaquetas quando o organismo apresenta câncer e talvez este perfil possa ser utilizado tanto para a detecção precoce de neoplasia quanto para avaliar-se o potencial de crescimento e metástase de um tumor através da análise das plaquetas no sangue periférico (26,27). FIGURA 2 - Ativação plaquetária (modificado a partir da ref.5). Note a importância do cálcio na sinalização intracelular modificando o citoesqueleto plaquetário, o que leva à secreção dos grânulos e altera a conformação dos receptores GpIIb-IIIa, causando aumento da avidez pelo fibrinogênio e agregação plaquetária. O aumento do nível de nucletídeos cíclicos (AMPc e GMPc), mediado pelo óxido nítrico e prostaciclina, bloqueia a atividade plaquetária (rearranjo do citoesqueleto, ativação do receptor de fibrinogênio, desgranulação, expressão de mediadores inflamatórios). Inibidores da fosfodiesterase, enzimas que catalizam a degradação do AMPc e GMPc, diminuem a função da plaqueta. A plaqueta possui fosfodiesterase 2, 3 (inibida pelo cilostazol e pentoxifilina) e 5 (inibida pelo dipiridamol, sildenafil, tadalafil e também pela pentoxifilina) (28). Outras drogas que inibem a função plaquetária incluem a aspirina (inibindo a formação de tromboxano) e o clopidogrel (inibidor do receptor de ADP). A eficiência de ambas as drogas é PAR 1 PAR 4 TROMBINA P2Y1 P2Y12 ADP TP TxA2 GPIb/IX/V vWF 2 GP VI COLÁGENO Ca ++ Actina – Miosina Fosfolipase A2 CO Fibrinogênio Fibrina vWF . grânulos - vWF, fibrinogênio, PDGF, fator V, e GP IIb/IIIa . grânulos – ADP, serotonina, histamina, Ca PGI2 NO Adenilato ciclase - Guanilato ciclase - AMPc GMPc Fosfatidil- serina II 5 5 similar e a combinação de ambas é superior ao uso da aspirina isoladamente, nos pacientes com elevado risco para eventos cardiovasculares (29). A atividade pró-coagulante das plaquetas é um aspecto importante da ativação plaquetária e envolve tanto a exposição de fosfolipídeos pró-coagulantes (principalmente fosfatidilserina) quanto a subsequente reunião dos complexos enzimáticos da cascata de coagulação na superfície plaquetária. E foi recentemente demonstrado que as plaquetas podem ser também uma das fontes de fator tecidual (30), além dos monócitos e neutrófilos ativados, células endoteliais ativadas e células do subendotélio, algumas das quais já o exibem constitutivamente. Estes complexos enzimáticos formados na superfície das plaquetas são um exemplo importante da estreita interrelação entre a ativação plaquetária e a ativação da cascata de coagulação. Ressaltando a interação da hemostasia com a inflamação, as plaquetas podem induzir os neutrófilos à ativação suprema, isto é, à extrusão do seu material intracelular (particularmente o intranuclear), as chamadas armadilhas extracelulares dos neutrófilos (neutrophil extracellular traps _ NETs). Os NETs são poliânions e podem ativar o fator XII . As histonas presentes nos NETs ligam-se às plaquetas e atuam como agonistas, ativando os receptores semelhantes ao Toll (TLR). As plaquetas liberam então polifosfatos, os quais amplificam a coagulação ao ativarem o fator XII. Esta interrelação dos neutrófilos e plaquetas na formação de trombos é mais um exemplo de como a inflamação pode disparar a trombose (31). Figura 3 – As células endoteliais fornecem suporte à adesão leucocitária e estes interagem com as plaquetas auxiliando no estimulo para a coagulação em aéreas de baixo fluxo e infecção (32). A cascata de coagulação e a propagação do trombo - O aspecto central da cascata de coagulação é a ativação sequencial de uma série de pró-enzimas (zimogênios) a enzimas ativas, 6 6 resultando em uma controlada amplificação da resposta a cada passo. Desta forma, a geração de pequeno número de moléculas do fator VIIa ativarão muitas moléculas do fator X, o qual por sua vez, irá gerar um número ainda maior de moléculas de trombina. Todos os pró-coagulantes são sintetizados pelo fígado exceto o FvW, que é sintetizado pelas células endoteliais e megacariócitos. Os pró-coagulantes dependentes de vitamina K são: protrombina (fator II), fatores VII, IX e X, existindo ainda proteínas anticoagulantes dependentes desta vitamina como a proteína C e a proteína S (e osteocalcina e Gas6, entre outras). No fígado, a vitamina K permite a carboxilação dos resíduos do ácido glutâmico destas proteínas. Estes sítios carboxilados se ancoram às membranas celulares através de pontes com o íon cálcio. Isto permite a reunião de proteínas pró-coagulantes na superfície das células, facilitando a ativação seqüencial e restringe a reação ao local da lesão (33). Classicamente, acascata de coagulação era descrita como consistindo de uma via intrínseca e uma via extrínseca. A via intrínseca sendo iniciada pela exposição do sangue a superfícies carregadas negativamente (tais como o vidro ou o colágeno) e via extrínseca ativada pela exposição do fator tecidual (TF) no local da lesão. Ambas as vias convergiriam para a ativação do fator X, e este ativando a protrombina em trombina, enzima final da cascata da coagulação. A trombina efetivamente converte a proteína plasmática solúvel denominada fibrinogênio em uma rede insolúvel de fibrina, a qual reforça o tampão plaquetário. No entanto, in vivo, a coagulação começa com a exposição do fator tecidual e assim rápida geração de trombina. A via intrínseca atuaria gerando quantidades adicionais de trombina, dependendo da necessidade. FIGURA 3 – Ativação dos fatores de coagulação O Fator Tecidual (TF) ou tromboplastina tecidual é uma glicoproteína integral da membrana celular, que não é normalmente expressa na superfície das células endoteliais, mas é exposta ao sangue após dano endotelial. O TF encontra-se em uma forma inativa na superfície 7 7 das células ou ―escondido‖ do contato com o sangue. A exposição da fosfatidilserina na superfície das membranas (por exemplo nas plaquetas ativadas ou quando ocorre a ativação do complemento e a formação do complexo de ataque à membrana na superfície celular) é um dos mecanismos que induz a expressão do fator tecidual (34,35). O TF apresenta uma ponte dissulfídica que participa da sua ativação e é modificada pelo estado redox do meio (36,37,38). A proteína extracellular denominada PDI (proteína dissulfeto isomerase) é implicada na regulação da atividade do TF (39). O TF exposto nas membranas liga o fator VIIa, via íons Ca++, e como uma protease ativa, atua sobre o fator X ativando-o. Este é o complexo X-ase (tenase) da via extrínseca, que ativa também o fator IX. Como o complexo tenase extrínseco é rapidamente inativado (pelo inibidor da via do fator tecidual - TFPI), esta ação sobre o fator IX amplifica e sustenta a geração de trombina (39). O fator tecidual é expresso em diferentes graus nos vasos sendo encontrado em níveis elevados no cérebro, pulmões, coração, útero e placenta enquanto níveis baixos estão presentes nos músculos e articulações, o que provavelmente corrobora para a tendência a sangramento dos hemofílicos, que acontece frequentemente nestes locais sujeitos aos traumas da locomoção (40). Com a ativação do fator IX (que pode ocorrer tanto pelo complexo TF/VIIa ou pelo fator XI) forma-se o complexo tenase intrínseco, o qual consiste no fator IXa agindo como protease tendo o fator VIIIa, Ca++ e fosfolipídios como cofatores e o fator X com substrato. Essa ativação direta do fator IX pelo complexo TF/VIIa e a grande disponibilidade do fator IX no plasma explicam porque deficiências nas proteínas iniciadoras da via intrínseca (como por ex. o fator XII) não estão associadas a sangramentos clinicamente manifestos. É também importante ressaltar que a geração contínua de trombina depende da ativação do fator IX e seu cofator fator VIII, o que explica parcialmente o sangramento observado nos pacientes com hemofilia, os quais apresentam dificuldade para sustentar a hemostasia. Então, o fator Xa (uma protease ativada) liga-se ao fator Va que age como um cofator ancorando-o às membranas com o auxílio de íons Ca++ e fosfolipídeos. Este age sobre um substrato, a protrombina (fator II) e este complexo macromolecular é denominado complexo protrombinase. FIGURA 4 - Complexos multimacromoleculares da cascata de coagulação na superfície das membranas. Repare que apesar dos nomes e os componentes mudarem, há o mesmo esquema geral em todos estes complexos: a membrana celular, um cofator para ancoramento do fator ativado à membrana (TF, VIIIa ou Va), íos Ca++ servindo como ponte, fatores (enzimas) ativados (VIIa, IXa e Xa) agindo sobre um substrato (fator X ou II nos complexos tenase e protrombinase, respectivamente) A vantagem destes complexos multienzimáticos pode ser ilustrada pelo complexo protrombinase. Quando as plaquetas são ativadas, lipídeos aniônicos (principalmente fosfatidilserina) tornam-se expostos na superfície plaquetária e o fator V, armazenado nos grânulos plaquetários, é liberado e liga-se ao lipídeo aniônico. O fator V é ativado a fator Va por pequeníssimas quantidades iniciais de trombina gerada. O complexo protrombinase age como um local de reunião para a ligação do fator Xa (a enzima) e protrombina (o substrato). Em virtude da proximidade local extremamente 8 8 favorável, a geração de trombina pelo complexo protrombinase é aproximadamente 300.000 vezes mais eficiente se comparada com a obtida com o fator Xa e protrombina sozinhos. O efeito final é que a geração de trombina é localizada nas plaquetas ativadas presentes nos locais de lesão vascular. O fator Xa ligado no fator Va é relativamente protegido dos inibidores circulantes tais como a antitrombina. A importância do efeito procoagulante das plaquetas é ilustrada pela Síndrome de Scott, na qual há uma mutação em uma enzima (escramblase) necessária para a translocação do pró-coagulante fosfatidilserina para a superfície plaquetária (41,42), ocasionando um reduzido número de receptores para o fator Va e uma diátese hemorrágica. A trombina gerada então converte o fibrinogênio em fibrina, a qual se polimeriza para formar uma rede insolúvel. A trombina ativa ainda o fator XIII, o qual estabiliza e faz ligações cruzadas entre os polímeros de fibrina (43,44). Atuando como um grande estimulador da sua própria ativação, a trombina também acelera a ativação dos fatores V, VIII, XI (45,46,47). A ativação do fator XI pela trombina pode funcionar como uma alça adicional de geração de trombina após o trombo inicial já ter sido formado. Este mecanismo também fornece uma explicação pela qual o sangramento pode ocorrer, em alguns casos, na deficiência do fator XI (48). Drogas com atuação na hemostasia são de uso corrente na prática médica, tais como a heparina não-fracionada e as heparinas de baixo peso molecular (vide abaixo _ antitrombina) e o warfarin que inibe a vitamina K epóxido redutase, enzima recicladora da vitamina K (vide acima _importância da vitamina K). Antagonistas diretos da trombina (dabigatran) e do fator Xa (rivaroxaban) já foram desenvolvidos, sendo indicados, por exemplo, para profilaxia de trombose após artoplastias de quadril e joelho (49). Deficiências nas proteínas iniciais da via intrínseca (pré-calicreína, cininogênio de alto peso molecular e fator XII, juntos denominados de ―fator contato‖) não estão associadas à tendência a sangramento, sugerindo que a fase de início da via intrínseca (fase de contato) não é muito importante in vivo, para a hemostasia. Entretanto, estes fatores têm funções biológicas significativas. A bradicinina liberada do cininogênio de alto peso molecular ajuda a regular a pressão sanguínea em condições fisiológicas enquanto que na Síndrome da Resposta Inflamatória Sistêmica (SIRS) é uma contribuinte importante para a hipotensão patológica, além do já conhecido papel na resposta inflamatória aguda. A calicreína não somente libera a bradicinina a partir da molécula de cininogênio como é importante para a fibrinólise. Tanto a calicreína quanto o fator XIIa quebram diretamente o plasminogênio, porém esta reação é muito mais lenta do que a realizada pelo ativador tecidual do plasminogênio (t-PA) ou da realizada pelo ativador do plasminogênio tipo uroquinase (uPA) (50,51). Entretanto, a calicreína é um potente ativador do uPA (52) demonstrandoassim a importância desse sistema na fibrinólise tecidual. 9 9 Figura 5 – O fator contato (fator XII, cininogênio de alto peso molecular e a pré- calicreína) está relacionado com a ativação da cascata do complemento, inflamação (bradicinina), fibrinólise e amplificação da coagulação. Principais mecanismos de controle e término do processo de coagulação - As interações entre plaquetas ativadas, células endoteliais e a cascata de coagulação (juntamente com a subseqüente amplificação do processo) originam a resposta hemostática, a qual é rápida e restrita ao local da lesão. Esta resposta é também potencialmente explosiva e, se não controlada adequadamente, poderia levar à trombose, inflamação vascular e dano tecidual. Felizmente, a coagulação é modulada por vários mecanismos: diluição dos pró-coagulantes através do contínuo fluxo sangüíneo, remoção dos fatores ativados pelo sistema fagocítico-mononuclear (especialmente no fígado), e controle dos fatores ativados e plaquetas pelas vias antitrombóticas naturais. Estas vias antitrombóticas estão todas ancoradas nas células endoteliais, as quais desta forma exercem um papel ativo na manutenção da fluidez do sangue. As vias de controle envolvem enzimas inibitórias circulantes e celulares. As mais importantes enzimas inibitórias circulantes, e sintetizadas pelo fígado, são a antitrombina (AT), a proteína C e a proteína S e serão abordadas com mais detalhes abaixo. Essa modulação é critica para controlar a extensão do processo de coagulação, o que é demonstrado pelas desordens trombóticas presentes nos indivíduos com deficiências de antitrombina, proteína C e proteína S. Entretanto, sendo a coagulação um sistema extremamente potente, existem diversas proteínas moduladoras, algumas inclusive com funções redundantes e cujas anormalidades são apenas percebidas em situações especiais. Merece citação o cofator II da heparina, uma glicoproteína de síntese hepática que inibe a trombina na presença de glicosaminoglicanos como a heparina e o dermatan sulfato, e que parece ser responsável por 20% da capacidade de inibição da trombina na coagulação normal (53). No entanto, não há relatos de trombofilia causada pela deficiência do cofator II da heparina. Outro modulador da coagulação a ser citado é o inibidor de proteases dependente da proteína Z (ZPI), ancorado às membranas pela proteína Z, que é um inibidor direto do fator Xa e de conflitante relevância clínica, tornando-se apenas significativo se outras causas para trombofilia estão presentes (54). As nexinas 1 e 2 provenientes das plaquetas foram mencionadas acima. A prostaciclina, o tromboxano, o óxido nítrico modulam a reatividade vascular e plaquetária. 10 10 A antitrombina (AT) é um inibidor de protease do plasma circulante. Ela neutraliza a maioria das enzimas da cascata da coagulação, especialmente a trombina, e ainda os fatores Xa, IXa, XIa e XIIa, formando complexos equimoleculares irreversíveis. A AT tem dois sítios ativos funcionais, o centro reativo Arg393-Ser394 e o sítio ligador da heparina localizado na porção amino terminal da molécula (55). A ligação de heparinas endógenas ou exógenas ao sítio ligador na AT produz uma alteração conformacional na molécula de AT a qual acelera o processo de inativação dos fatores de coagulação de 1000 a 4000 vezes. A heparina (que se encontra apenas dentro dos mastócitos, logo fora do acesso à circulação sangüínea) e outros glicosaminoglicanos de ação semelhante contêm um pentassacarídeo específico que é importante para a ligação à molécula de AT e é o responsável pela ativação da AT. Este pentassacarídeo sintético já é usado comercialmente como anticoagulante, sendo apenas de custo mais elevado em relação à heparina. O glicosaminoglicano sulfato de heparan encontrado nas superfícies de células endoteliais também contém este pentassacarídeo e medeia parte da ação fisiológica da AT. A superfície celular fica assim recoberta com AT ativada e disponível para rapidamente inativar qualquer excesso de trombina na circulação. O potencial deste sistema é magnificado pela geometria superfície-volume da microcirculação, na qual 1 ml de sangue pode ser exposto a até 5000cm2 da superfície endotelial. As heparinas de baixo peso molecular, administradas como anticoagulante na prática médica, induzem a transformação da molécula de AT de uma forma padrão, deixando as moléculas de AT com atividade somente contra o fator Xa. Proteína C ativada e proteína S - À medida que há a formação do trombo, a trombina (fator IIa) se liga à trombomodulina (TM), uma proteína integral da membrana da superfície das células endoteliais. A ligação à TM induz a alterações na conformação da trombina alterando sua especificidade ao substrato de tal forma que a trombina adquire a habilidade de ativar a proteína C e não mais ser capaz de promover a ativação plaquetária ou de quebrar o fibrinogênio (56,57). A ativação da proteína C pelo complexo trombina-trombomodulina (T-TM) é aumentada pelo receptor endotelial para proteína C (EPCR), proteína encontrada na superfície da célula endotelial FIGURA 6 – Ações da Antitrombina 11 11 das grandes artérias e cuja função seria a de apresentar a proteína C para o complexo T-TM aumentando a eficácia da ativação da proteína C (58). A proteína C ativada, em associação com a proteína S (que ancora a proteína C nas superfícies fosfolipídicas), inativa proteoliticamente os fatores Va e VIIIa, assim inativando o complexo protrombinase (Xa e Va) e o complexo tenase intrínseco (IXa e VIIIa) (59,60). O fator Va é primeiramente clivado pela proteína C na Arg506 e depois na Arg306 e na Arg679. O fator V Leiden, no qual a arginina da posição 506 é substituída por uma glutamina, não é susceptível à clivagem na posição 506 pela proteína C ativada e, desta forma, é inativado mais lentamente, resultando em um estado de hipercoagulabilidade (61). A proteína S, cofator da proteína C, circula de duas formas. A forma livre, que é a forma ativa como anticoagulante, e uma forma funcionalmente inativa acoplada à proteína carreadora do C4b (C4bBP) do sistema do complemento. A C4bBP é uma proteína de fase aguda que aumenta sua concentração nos estados inflamatórios. Como resultado, a atividade da proteína S livre está reduzida nestas situações, aumentando assim a possibilidade de trombose. A proteína S serve ainda como um facilitador da depuração dos corpúsculos apoptóticos, assim incitando a resposta anti-inflamatória (62). A proteina C apresenta funções múltiplas e que são descobertas a cada ano. A sua função clássica é a de clivar os fatores V e VIII e assim diminuir a geração da ―toda poderosa‖ trombina, importante mediadora da inflamação e trombose. Além disso, a proteína C possui funções anti-inflamatórias diretas, atuando nos mesmos receptores PAR (receptores ativados por protease) que a trombina (63), causando diminuição dos níveis intracelulares do NFkB e da sua translocação nuclear (64). Outra faceta desta proteína é a função fibrinolítica, sendo a proteína C capaz de hidrolisar o PAI (Inibidor do Ativador do Plasminogênio) e assim favorecer a ativação da plasmina pelo t-PA (ativador do plasminogênio de origem tecidual) (65). A proteína C foi usada para tentar diminuir os efeitos deletérios da inflamação sistêmica grave e reduzir a mortalidade na sepse grave (66), mas o risco de hemorragias graves limita ou contraindica seu uso, além de haver questionamentos sobre sua real eficácia, não comprovada nos estudos posteriores (67). Igualmentedesconcertante é a função da proteína C na coagulopatia do trauma. Talvez a ativação da proteína C no endotélio hipoperfundido seja benéfica ao prevenir a trombose, porém no paciente gravemente traumatizado, a hiperfibrinólise generalizada na microcirculação, contribuiria para potencializar as perdas sanguíneas (68,69). E para tornar o equilíbrio ainda mais dinâmico, com a evolução do paciente pós-trauma ou séptico, haveria tendência à trombose. Esta trombose é explicada pelo consumo da proteína C, pela estase venosa por conta do paciente ficar acamando e as consequências da inflamação com maior produção de fatores da coagulação. 12 12 FIGURA 7 - Coagulação e anticoagulação na superfície das membranas O inibidor da via do fator tecidual (TFPI) circula no plasma, porém encontra-se principalmente na superfície endotelial e no interior das plaquetas. Ele se liga ao fator Xa e inativa-o. Este complexo TFPI/Xa é capaz de inibir o complexo tenase da via extrínseca (fator tecidual/fator VIIa) impedindo o mecanismo de gatilho da via extrínseca (70,71,72). O TFPI é primariamente sintetizado pelo endotélio microvascular. Cerca de 20% do TFPI circula no plasma associado às lipoproteínas, enquanto que a maior parte permanece preso ao endotélio, aparentemente ligado à superfície celular através de glicosaminoglicanos. A concentração plasmática do TFPI é muito aumentada após administração de heparina intravenosa, a qual libera o TFPI ligado ao endotélio e este efeito contribui para a ação antitrombótica da heparina e da heparina de baixo peso molecular. FIGURA 8 Inibição da via extrín- seca pelo TFPI 13 13 Prostaciclina e Tromboxano - As células endoteliais intactas na proximidade de áreas de endotélio lesado liberam para o citoplasma ácido aracdônico a partir de fosfolipídeos da membrana celular pela ação da fosfolipase A2. A enzima ciclo-oxigenase 1 (COX 1) converte o ácido aracdônico em precursores do tromboxano A2 (TxA2) nas plaquetas e prostaciclina (PGI2) nas células endoteliais. O TxA2 é um potente estimulador da agregação plaquetária e promove a vasoconstricção enquanto que a PGI2, através da adenilato-ciclase, bloqueia a agregação plaquetária e antagoniza a vasoconstricção mediada pelo TxA2 (vide fig. 1). Baixas doses de aspirina acetilam e inibem irreversivelmente a COX1. As plaquetas não podem formar nova COX1 e a inibição do TxA2 é permanente pelo tempo de vida da plaqueta. Em comparação, as células endoteliais podem formar novas COX1 e são necessárias doses muito elevadas para a inibição da produção da PGI2 (73). Essa distinção suporta o mecanismo para o benefício do uso de baixas doses de aspirina na doença cardiovascular. O óxido nítrico (NO) é formado nas células endoteliais a partir da L-arginina, catalisado pela enzima óxido nítrico sintase (NOS). Atuando através de uma guanilato-ciclase e GMPc ele causa vasodilatação e inibe a adesão e agregação plaquetárias. O NO é rapidamente destruído pela hemoglobina e desta forma funciona como um hormônio local (efeito parácrino). A infusão intravenosa de um análogo da arginina, que bloqueia a produção do NO, leva a uma elevação imediata e substancial da pressão sanguínea (74), sugerindo que existe uma liberação basal contínua de NO para regular o tônus vascular. Isso contrasta com a produção da PGI2, a qual é mais estímulo-dependente. Dissolução do trombo e fibrinólise - Para a restauração da patência do vaso após a hemostasia, o trombo deve ser dissolvido pela ação da plasmina em conjunto com o reparo tecidual. O plasminogênio, precursor da molécula de plasmina, liga-se à fibrina e ao ativador tecidual do plasminogênio (t-PA). Este complexo ternário leva à conversão da pró-enzima plasminogênio à forma proteolítica ativa plasmina. FIGURA 9 - Polimerização da fibrina A plasmina quebra feixes de fibrina polimerizados em múltiplos sítios e libera produtos de degradação da fibrina (FDPs). Um dos principais FDPs é D-dímero, o qual consiste de dois domínios D provenientes de monômeros de fibrina adjacentes os quais sofreram ligações cruzadas pelo fator XIIIa. A plasmina tem uma ampla especificidade de substratos e, além da fibrina, quebra fibrinogênio e uma variedade de proteínas plasmáticas (ex: pró-TGF β, pró-uroquinase), metaloproteinases e fatores de coagulação. Metaloproteinases 14 14 (MMPs) são secretadas em estado inativo e ativadas no meio extracelular. A plasmina nos tecidos ativa a pro-MMP-1 (a qual degrada colágenos teciduais), a pro-MMP-3 (uma estromelisina - responsável pela degradação de componentes da matriz tais como proteoglicanos, laminina, fibronectina, elastina), pro-MMP-9 (uma gelatinase que degrada os colágenos tipos IV, V, VII, X e elastina), pro-MMP-10, e pro-MMP-13 (também uma colagenase). Assim, ao mesmo tempo em que degrada o trombo, a plasmina ativa enzimas proteolíticas responsáveis pela degradação e remodelamento da matriz auxiliando a migração celular e o reparo tecidual (75,76,77). Vale lembrar a reconhecida importância da plasmina para a metástase tumoral pelas mesmas funções descritas acima (78). A plasmina ativada na superfície das células endoteliais pode ainda ter um importante papel na manutenção da fluidez do sangue, impedindo a trombose. O sistema plasminogênio/ativadores do plasminogênio é complexo fazendo um paralelo com a cascata de coagulação. A atividade da plasmina é regulada pelas células do endotélio vascular, que secretam as serina-proteases ativadoras do plasminogênio (t-PA e u-PA) e os inibidores dos ativadores do plasminogênio (PAI-1 e PAI-2). FIGURA 10 – Plasmina como agente efetor da fibrinólise intravascular e do remodelamento da matriz extracelular (MEC) sendo capaz de degradar componentes da MEC e de ativar as metaloproteinases 2 e 9. Ativadores do plasminogênio – O ativador do plasminogênio derivado dos tecidos (t-PA) é uma enzima cuja síntese é predominantemente endotelial. Sua liberação é estimulada por uma variedade de substâncias incluindo a trombina, serotonina, bradicinina, citocinas e adrenalina (79,80). Como a ativação sistêmica da plasmina seria deletéria, a ação do t-PA é local. De forma análoga ao complexo protrombina, a rápida geração de plasmina pelo t-PA é otimizada na superfície da rede de fibrina. Tanto o t-PA como o plasminogênio se ligam à fibrina pelo reconhecimento de um resíduo de lisina na rede de fibrina. Ligado à fibrina, a eficiência catalítica do t-PA é aumentada diversas centenas de vezes (81,82). No plasma é encontrado ligado ao seu inibidor natural, o PAI-1, sendo rapidamente eliminado pelo fígado. Plasminogênio Plasmina t-PA u-PA PAI = FIBRINÓLISE pró MMP MMP DEGRADAÇÃO MATRIZ EXTRACELULAR 2 anti plasmina = TIMP = Pró TGF TGF FIBROSE 15 15 N Engl J Med. 2007 May 31;356(22):2301-11. Figura 11 – A ativação local do plasminogênio, gerando a plasmina sobre a rede de fibrina. Conforme ocorre a fibrinólise, novos resíduos de lisina da molécula de fibrina vão permitindo a ligação de plasminogênio e sua ativação. Isso mantém a fibrinólise localizada (83). O t-PA é o principal responsável pelo início da fibrinólise intravascular e o ativador do plasminogênio tipo uroquinase (u-PA) no compartimento extravascular. O u-PA liga-se ao seu receptor celular (u-PAR) e ativa a plasmina no tecido, contribuindo para a proteólise da matriz pericelulare a ativação de proteinases e fatores de crescimento como o TGF . O u-PA e o u- PAR são expressos na superfície dos leucócitos e, ativando plasmina para a degradação da matriz, são importantes para a migração dos leucócitos nos tecidos que sofreram algum dano (84). Neste mesmo contexto de degradação da matriz, não causa estranheza o fato da presença do sistema u-PA/u-PAR estar envolvido na patogênese do câncer, conferindo um mau prognóstico quando células neoplásicas o expressam, especialmente pela possibilidade da ocorrência de metástases (85). A uroquinase está presente em altas concentrações na urina com o objetivo de evitar que coágulos, eventualmente formados, obstruam a excreção urinária. Inibidores do ativador do plasminogênio e alfa-2-antiplasmina - Os inibidores do ativador do plasminogênio (PAIs) inibem o tPA de forma equimolecular enquanto que a alfa-2- antiplasmina inibe a plasmina, evitando que esta molécula circule livre no plasma. O PAI-1 é sintetizado pelas células endoteliais e plaquetas que regulam sua liberação durante a fibrinólise. Pacientes deficientes em PAI-1 têm uma tendência a sangramentos usualmente relacionados a traumas ou cirurgias (86). A liberação de PAI-1 pelas plaquetas ativadas pode contribuir para a relativa resistência à fibrinólise dos trombos arteriais, ricos em plaquetas. O PAI-2 é sintetizado pelos leucócitos e placenta e seus níveis estão muito aumentados durante a gravidez. O PAI-2 é menos efetivo como um inibidor do ativador do plasminogênio e sua importância biológica é incerta. A alfa-2-antiplasmina é secretada pelo fígado e está presente também nas plaquetas. Ela pode sofrer uma ligação cruzada na rede de fibrina através do fator XIIIa e tem um papel 16 16 importante em tornar os trombos resistentes à plasmina por se ligar a ela. A plasmina liberada na circulação é rapidamente inativada pela alfa-2-antiplasmina. FIGURA 11 - Modulação da fibrinólise Inibidor da fibrinólise ativado pela trombina (TAFI) - Quando a fibrina é degradada pela plasmina, novos resíduos de lisina na porção carboxi terminal são expostos no trombo parcialmente digerido. Estes resíduos fornecem sítios adicionais para a incorporação do plasminogênio no trombo, criando uma alça de retro-alimentação positiva de digestão do trombo. Os resíduos de lisina carboxi-terminais são susceptíveis de remoção por carboxipeptidases (87). A carboxipeptidase B é uma pró-enzima, também chamada inibidor da fibrinólise ativado pela trombina (TAFI), que circula no plasma. O TAFI é um substrato fisiológico do complexo T-TM. De forma semelhante à proteína C, a ativação do TAFI pelo complexo T-TM é aproximadamente 1000 vezes mais rápida do que pela trombina sozinha (88). O TAFI ativado funciona como um inibidor da fibrinólise por quebrar resíduos de lisina da porção C-terminal da fibrina parcialmente digerida, assim diminuindo a incorporação e ativação do plasminogênio, levando ao retardo da lise do trombo. O TAFI apresenta ainda funções antiinflamatórias inativando C3a, C5a bradicinina e osteopontina. Assim, o complexo T-TM exibe potente funções antiinflamatórias tanto por ativar a proteína C quanto por ativar o TAFI (89,90). FIGURA 12 - Participação do complexo Trombina-Trombomodulina no balanço coagulação/fibrinólise. 17 17 Do ponto de vista fisiológico pode-se imaginar que, com a ligação da trombina à trombomodulina, o complexo formado irá ativar a proteína C a qual irá tamponar a cascata de coagulação. Este complexo irá também ativar o TAFI, desta forma protegendo o trombo já formado na área de lesão vascular da degradação prematura. É digno de nota que a concentração de trombina necessária para a ativação do TAFI é substancialmente maior do que a necessária para a coagulação do fibrinogênio. Desta forma a retro-alimentação da ativação dos fatores V, VIII, e XI por pequenas quantidades iniciais de trombina acelera e amplifica a geração de trombina ao longo da cascata de coagulação, o que parece ser crítico para a ativação do TAFI. A diátese hemorrágica observada nos hemofílicos e pacientes com deficiência do fator XI pode ser parcialmente relacionada à ativação subótima do TAFI, levando assim a uma trombólise aumentada e prematura (91,92,93). O contrário pode ser observado nos pacientes com a mutação do gene da protrombina G20210A, os quais possuem maiores níveis séricos de protrombina e uma potencial geração maior de trombina e ativação do TAFI, acarretando assim maior inibição da fibrinólise e aumento do risco de trombose (94). O fator XIIIa é responsável pela formação de ligações cruzadas entre os polímeros de fibrina, assim estabilizando o trombo. Esse fator pode ainda fazer ligações cruzadas do TAFI à fibrina, ajudando a proteger a fibrina recentemente formada da degradação prematura pela plasmina. Essas ligações cruzadas podem também facilitar a ativação do TAFI, a estabilização de sua atividade enzimática e proteger o sítio enzimático ativo de degradações adicionais (95). A hemostasia não fica restrita às proteínas isoladas da cascata da coagulação. É, isto sim, um conjunto de células e moléculas com atuação dinâmica e altamente interligadas com o organismo. Atua para gerar o trombo hemostático, mas também para evitar uma trombose excessiva, na ativação e controle da inflamação, do reparo tecidual e da imunidade. Apesar de vários membros deste processo estarem descritos há um século, é crescente o conhecimento da sua versatilidade. A possibilidade de intervenção nestes processos é ao mesmo tempo um desafio e uma arma potente da ciência. Referências: 1. Delvaeye M, Conway EM. Coagulation and innate immune responses: can we view them separately? Blood 2009;114:2367. 2. Watson SP. Collagen receptor signaling in platelets and megakaryocytes. Thromb Haemost 1999;82:365. 3. Clemetson KJ. Platelet GPIb-V-IX complex. Thromb Haemost 1997; 78:266. 4. Bouma BN, Wiegerinck Y, Sixma JJ, et al. Nature new Biol 1972;236:104. 5. 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