Proteínas Plasmáticas do Sangue, Coagulação e Fibrinólise

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Proteínas Plasmáticas
do Sangue, Coagulação
e Fibrinólise
Cap 45
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Sangue → principal sistema de transporte do corpo. 
Transporte de oxigênio 
Outros componentes vitais, como nutrientes, metabólitos, eletrólitos e hormônios, são todos transportados na fração acelular do sangue, o plasma. 
Os componentes podem estar dissolvidos no plasma ou ligados a proteínas carreadoras
Pressão Hidrostática: a água tende a deixar os capi lares e entra nos espaços extravasculares
Pressão Osmótica: a principal força responsávelmpor trazer a água de volta, a partir dos tecidos
As proteínas plasmáticas, em conjunto com as plaquetas, mantêm a integridade do sistema circulatório por meio do processo de coagulação
O sangue → vasos sanguíneos → endotélio
Vaso rompido → coágulo ( trombo (trombose)) → hemostasia
Na hemostasia e na trombose → tampão hemostático primário → plaquetas agregadas e de um coágulo de fibrina → sítio de dano. 
As plaquetas são ligadas à camada subendotelial do vaso principalmente pelo fator de von Willebrand, e são ativadas para ligar fibrinogênio. 
O fibrinogênio → agregado de plaquetas → fibrina → trombina
O dano ao endotélio e a exposição do fator tecidual → cascata de coagulação → ativa a trombina e o Fator XIII. 
Ligações cruzadas entre os monômeros de fibrina polimerizada → coágulo estável (tampão hemostático secundário). 
A cascata de coagulação → série de enzimas ( como o Fator X) → inativas até a clivagem proteolítica
Outras proteínas (Fator V e Fator VIII) → proteínas de ligação
Ca2+ e resíduos de 𝛄-carboxiglutamato nas proteínas → ligam complexos de fatores a fosfolipídeos expostos na membrana das plaquetas. 
PROTEÍNAS PLASMÁTICAS MANTEM A DISTRIBUIÇÃO APROPRIADA DE ÁGUA ENTRE O SANGUE E OS TECIDOS
O plasma tem essencialmente a mesma composição eletrolítica que outros fluidos extracelulares e constitui cerca de 25% do fluido extracelular total do corpo. 
As proteínas plasmáticas possuem várias funções, as quais incluem a manutenção da distribuição apropriada de água entre o sangue e os tecidos, o transporte de nutrientes, de metabólitos e de hormônios pelo corpo, a defesa contra infecções e a manutenção da integridade da circulação por meio da coagulação.
Manutenção do Fluido Corporal entre os Tecidos
e o Sangue
Sangue arterial → capilares 
Espaço intravascular → espaço intersticial (Forças de Starling)
A pressão hidrostática na terminação arteriolar dos capilares (-37 mmHg) excede a soma da pressão tecidual (-1 mmHg) e a pressão osmótica das proteínas plasmáticas (-25 mmHg). 
A água tende a deixar os capilares e entra nos espaços extravasculares. 
No terminal venoso dos capilares, a pressão hidrostática cai para aproximadamente 17 mmHg, enquanto a pressão osmótica e a pressão tecidual permanecem constantes, resultando no movimento de retorno do fluido do espaço extravascular (intersticial) e para o sangue. 
A principal força responsável por trazer a água de volta, a partir dos tecidos, é a pressão osmótica mediada pela presença de proteínas no plasma.
Albumina, a Principal Proteína Sérica
Fígado produz várias proteínas de transporte ou de ligação e as secreta no sangue. 
A principal proteína sintetizada é a albumina (≈ 60% das proteínas plasmáticas totais)
Contribui com 70 a 80% da pressão osmótica total do plasma. 
Transportador de ácidos graxos livres, cálcio, zinco, hormônios esteróides, cobre e bilirrubina. 
Muitos fármacos também se ligam à albumina
O PLASMA CONTÉM PROTEÍNAS QUE AUXILIAM NA DEFESA IMUNOLÓGICA
Imunoglobulinas e as proteínas do sistema complemento. 
Imunoglobulinas → células plasmáticas (subtipo de linfócitos B diferenciados)
Complexo antígeno-anticorpo é formado → removido da circulação.
Sistema complemento participa nessa função. 
Sistema complemento → ≈ 20 proteínas que se tornam ativas de duas maneiras.
I → interação com complexos de antígeno-anticorpo 
II → interação de polissacarídeos da célula bacteriana com a proteína C3b do sistema complemento
Desencadeia a cascata de ativação proteolítica → liberação de peptídeos biologicamente ativos ou fragmentos polipeptídicos. 
Medeiam a resposta inflamatória, atraem células fagocíticas para a área, iniciam a desgranulação de granulócitos e promovem a depuração de complexos de antígeno-anticorpo.
Os inibidores de protease plasmáticos → controlar a resposta inflamatória. 
Os neutrófilos ativados → proteases lisossomais 
 Poderiam agredir a elastina, os vários tipos de colágeno e outras proteínas da matriz extracelular. 
As proteínas plasmáticas a 𝛂1-antiproteinase e a 2-macroglobulina limitam o dano proteolítico por formarem complexos não-covalentescom as proteases, portanto inativando-as. 
O produto da mieloperoxidase de neutrófilos, HOCl, inativa os inibidores de proteases, assegurando, assim, que as proteases estejam ativas no sítio de infecção.
PROTEÍNAS PLASMÁTICAS MANTÊM A INTEGRIDADE DO SISTEMA CIRCULATÓRIO
Quando camada endotelial dos vasos é danificada/parede dos vasos é parcial ou totalmente rompida → sangue é perdido
Camada de células subendoteliais exposta (membrana basal de células endoteliais e células musculares lisas)
Resposta ao dano → o tampão hemostático (coágulo de fibrina)
As proteínas plasmáticas são necessárias para que esses processos aconteçam.
Formação do Tampão Hemostático
Plaquetas → células anucleadas → formar tampões mecânicos no sítio de dano vascular e secretar reguladores do processo de coagulação e do reparo vascular. 
Plaqueta não-ativada → membrana plasmática invagina extensivamente para o interior da célula → sistema canalicular de membrana aberta
Interior da plaqueta contém microfilamentos e um amplo sistema actina/miosina
Ativação plaquetária → mudanças Ca2+-dependentes → alteram forma da membrana plasmática
3 tipos de grânulos:
I) Grânulos eletrodensos → cálcio, ADP, ATP e serotonina. 
II) Grânulo 𝛂 → antagonista de heparina, fator de crescimento derivado de plaquetas, β- tromboglobulina, fibrinogênio, fator von Willebrancl e outros fatores de coagulação. 
III) Grânulo lisossomal → enzimas hidrolíticas
ATIVAÇÃO PLAQUETÁRIA
3 mecanismos: adesão, agregação e secreção
 
A adesão inicia de uma série de reações → leva à agregação plaquetária e à secreção do conteúdo dos grânulos plaquetários.
Adesão → interação subendotelial-plaqueta → aderencia aos sítios de dano vascular 
 O dano vascular → expõe colágeno, vWF ligado à matriz subendotelial e outros componentes ela matriz. 
A membrana célula plaquetária → glicoproteínas (GP) que se ligam ao colágeno e ao vWF → promovem a adesão da plaqueta ao subendotélio. 
A ligação de GPIa (integrina 𝛂2β1) ao colágeno → plaqueta de um disco plano para uma célula esférica. 
A ligação de GPlb ao vWF subendotelial → altera membrana plaquetária, expondo os sítios de ligação GPIIb/Illa (integrina 𝛂2β3) ao fibrinogênio e ao vWF.
Após a aderência inicial → plaquetas liberam o conteúdo de seus grânulos densos e de seus grânulos 𝛂 → liberação de ADP 
ADP liberado pelas plaquetas e células sanguíneas vermelhas → P2Y12 → exposição adicional de sítios de ligação GPIIb/Illa. 
ADP → inchamento das plaquetas ativadas → o contato plaqueta/plaqueta 
A ligação de fibrinogênio a plaquetas ativadas é necessária para a agregação
A clivagem do fibrinogênio pela trombina → monômeros de fibrina que polimerizam → "coágulo frouxo" (fibrina + plaquetas). 
Cascata de Coagulação Sanguínea
Formação do trombo (coágulo) → ativação da trombina → interação complexa → cascata de coagulação sanguínea.
Consiste em proteínas → enzimas ou co-fatores → formação de trombina e localizá-la no sítio de dano. 
Presentes no plasma como pró-proteínas (zimogênios)
Ativadas pela clivagem da cadeia polipeptídica
A formação apropriada do trombo é a regulada por proteases que ativam esses zimogênios.
Pró-enzimas (Fatores VII, XI, IX, X e XII e pró-trombina) são serina-proteases que, quando ativadas por clivagem, clivam apróxima pró-enzima na cascata. 
Ativação sequencial → aceleração e amplificação da resposta
Se a clivagem e a ativação ocorrem → indicado pela adição de um "a" ao nome da pró-enzima (p. ex., o Fator IX é clivado para formar o Fator IXa ativo).
Proteínas co-fatores (fator tecidual , Fatores V e VIII) servem como sítios de ligação para outros fatores. 
O fator tecidual → proteína integral de membrana que não requer clivagem para ativar a função.
Os Fatores V e VIII → pró-co-fatores → ativados por clivagem → sítios de ligação para outros fatores.
2 proteínas adicionais (parte da cascata de coagulação sanguínea)
A proteína S e a proteína C → são proteínas regulatórias. 
O Processo de Coagulação Sanguínea
Ativação da cascata de coagulação → reação de proteínas plasmáticas com o subendotélio +plaquetas estão se aderindo à camada subendotelial. 
2 vias diferentes: extrínseca e intrínseca
Há uma superposição entre as vias
Trauma externo → o fator tecidual exposto para o sangue → desencadeando a fase extrínseca da coagulação sanguínea. 
O Fator VII circulante se liga ao fator tecidual → aulocatalisa → Fator Vlla → Fator X (em Xa) na via extrínseca + Fator IX (em IXa) na via intrínseca. 
A ativação de ambas as vias (extrínseca e intrínseca) → conversão do Fator X em Fator Xa. 
Todas essas conversões requerem o acesso à membranas e ao cálcio
Os co-fatores proteicos Vllla e Va → sítios para a montagem dos complexos enzima-co-fator na superfície das plaquetas
O resultado é a formação de trombina (por converter os Fatores V, VIII e XI em fatores ativados e por estimulação a desgranulação das plaquetas)
O Fator XIIIa catalisa a reação nos monômeros de fibrina adjacentes
Em muitos dos passos essenciais da cascata de coagulação sanguínea, a protease ativada é ligada a um complexo ligado à superfície das plaquetas que estão agregadas no sítio de dano. 
Os Fatores VII, IX, X e a protrombina → resíduos de glutamato são carboxilados a carboxiglutamato 𝛄 → vitamina K 
A protrombina e o Fator X → resíduos de carboxiglutamato 𝛄 → Ca2+
 
O ca2+ → fosfolipídeos da membrana e os carboxiglutamatos "𝛄
O co-fator Va → um sítio de ligação para o Fator Xa e a protrombina
Fator Va-plaqueta → protrombina mais suscetível à clivagem enzimática. 
Fator Xa ao complexo Fator Va-protrombina-plaqueta permite a conversão de protrombina em trombina
O Fator VIIIa → o Fator IXa e o Fator X
O fator tecidual → o Fator Vlla e inicia a formação do complexo
A formação do complexo tem duas importantes conseqüências fisiológicas. 
I) aumenta a taxa de formação de trombina em centenas de milhares de vezes
II) a formação de trombina é localizada no local do dano
REQUERIMENTO DE VITAMINA K PARA A COAGULAÇÃO SANGUÍNEA
A formação de resíduos de 𝛄-carboxiglutamato em fatores de coagulação sanguinea → hepatócitos
No interior do hepatócito, a vitamina K é reduzida para formar vitamina KH2 
A vitamina KH2 é um co-fator para carboxilases que adicionam um grupo carboxila nos resíduos apropriados de glutamato na pró-enzima
Regulação pela Amplificação e Inibição do Feedback
A trombina tem um papel regulatório pró-trombótico (amplificação do feedback) e um papel regulatório antitrombótico (inibição do feedback). 
A ação pró-trombótica é iniciada quando ativa os Fatores V, VIII e XI
Promove a formação do coágulo por ativar a agregação plaquetária, estimulando a liberação do Fator VIII a partir do vWF e clivar o Fator XIII em Fator XIIIa
Efeitos antitrombóticos da trombina → ligação a um receptor de célula endotelial (trombomodulina)
A trombomodulina suprime a função de coagulação da trombina e permite à trombina ativar a proteína C
A proteína C e seu co-fator (a proteína S) → suprimir a atividade da cascata de coagulação
A proteína C forma um complexo com a proteína S. 
A proteína S ancora o complexo de proteína C ativada (APC) ao coágulo pela ligação de Ca2+/ 𝛄-carboxiglutamato aos fosfolipídeos plaquetários.
APC destrói os co-fatores ativos da coagulação sanguínea, Fator VIla e Fator Va
APC também estimula as células endoteliais a aumentarem a secreção de prostaglandina PGI2, a qual reduz a agregação plaquetária.
As serpinas (inibidores de serina-protease) são um grupo de proteínas inibitórias que ocorrem naturalmente e estão presentes no plasma em concentrações elevadas (cerca de 10%)
8 inibidores principais → compartilham um mecanismo de ação comum e inibem as proteases envolvidas na coagulação e na dissolução do coágulo (fibrinólise)
Cada inibidor possui um sítio reativo → substrato ideal para uma serina-protease específica
A atividade da trombina é controlada pela ATIII. 
A regulação da cascata de coagulação sanguínea no nível da trombina é crítica
ATIII inativa irreversivelmente a trombina 
A formação do complexo ATIII-trombina é muito aumentada na presença de heparina
A heparina acelera significativamente a velocidade de ligação à trombina
O complexo ATIII-heparina também pode inativair as serina-proteases Fatores XIIIa, Xla, IXa e Xa, mas não tem efeito sobre o Fator VIIa ou sobre a proteína C-ativada.
Tromborresistência do Endotélio Vascular
As células endoteliais dos vasos sanguíneos fornecem uma barreira seletiva 
Superfície não-trombogênica
Várias propriedades contribuem para a tromborresistência do endotélio vascular normal
São altamente carregadas de forma negativa, repelindo as plaquetas carregadas negativamente
Sintetizam prostaglandina I2 (PGI2) e óxido nítrico
Sintetizam dois co-fatores que inibem a ação da trombina, trombomodulina e
heparan-sulfato
Fibrinólise
A fibrinólise envolve a degradação da fibrina e m um coágulo pela plasmina, que é formada a partir do plasminogênio
A atividade do plasminogênio é mediada por proteínas conhecidas como ativadores de plasminogênio. 
A conversão de plasminogenio em plasmina pode ocorrer na fase líquida do angue e na superfície do coágulo
A proteína C -ativada (APC). além de inativar a cascata de coagu lação sanguínea, estimula a liberação do ativador de plasminogênio a partir dos tecidos e simultaneamente inativa um inibidor do ativador de plasminogênio (PAI-I)
A liberação do ativador de plasminogênio pode conduzir à formação de plasmina na circulação. Entretanto, a plasmina circulante é rapidamente inativada pela ligação com 𝛂2-antiplasmina, um inibidor de protease circulante. 
A plasmina ligada ao coágulo não é prontamente inativada pela 𝛂2-antiplasmina. 
O plasminogênio ligado à fibrina facilita sua ativação em plasmina, protege-a de serpinas sanguineas e a localiza no substrato de fibrina, para subsequente ataque proteolítico eficiente.
Esse mecanismo permite a dissolução da fibrina em trombos patológicos ou tampões hemostáticos grandes e, ao mesmo tempo, previne a degradação do fibrinogênio no sangue circulante.
Dois ativadores endógenos do plasminogênio são mais importantes:
O ativador tecidual de plasminogênio (t-PA, células endoteliais vasculares), tem uma alta afinidade por fibrina
 A uroquinase de cadeia simples (scu-PA, maioria das células e dos tecidos), tem uma afinidade moderada por fibrina 
Diversos fatores promovem o aumento da síntese e da liberação de t-PA e de scu-PA a partir dos tecidos para o sangue. O balanço entre a liberação de ativadores de plasminogênio, a disponibilidade de fibrina e inibidores de ativadores e plasmina determina a regulação da resposta fibrinolítica
Regulação da Fibrinólise
Os antiativadores regulam a interação entre plasminogênio no sangue com ativadores de plasminogênio em um equilíbrio dinâmico. 
Com a ativação do sistema de coagulação sanguínea, um coágulo de fibrina é formado, o qual não apenas liga fortemente t-PA e plasminogênio a partir do sangue, mas também acelera a taxa de ativação da plasmina. 
A plasmina ligada ao coágulo é protegida de inibidores enquanto estiver ligada à fibrina. 
A enzima é inativada por 𝛂2-antiplasmina e 𝛂2-macroglobulina apósa dissolução proteolítica da fibrina e sua liberação na fase líquida do sangue.