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Letícia Souza – 70A FCMMG P2 Bioquímica Clínica - Hemostasia 1 HEMOSTASIA Mecanismos que o corpo utiliza para evitar a perda de sangue e estancar uma hemorragia. Espasmo vascular (constrição vascular) Formação de tampões plaquetários Formação de coágulo sanguíneo Crescimento de tecido fibroso Fibrinólise (dissolução do coágulo – degradação do tecido fibroso) ESPASMO VASCULAR 1. Trauma no vaso sanguíneo 2. Contração da parede do músculo liso – reduz intensamente o fluxo sanguíneo na região do vaso traumatizado É resultante do espasmo miogênico local; do reflexo nervoso, que leva à sensação de dor; e dos fatores humorais locais -> tais reflexos diminuem o fluxo sanguíneo do local traumatizado, sendo que quanto maior o trauma, maior o espasmo vascular. Tal espasmo pode durar minutos ou horas, a fim de controlar o fluxo sanguíneo. Nos pequenos vasos, por exemplo, os fatores mais importantes são gerados pelos fatores autacoides das plaquetas, que liberam tromboxano A2, um vasoconstrictor que reduz o sangramento naquela região. FORMAÇÃO DE TAMPÕES PLAQUETÁRIOS Obs.: As placas plaquetárias são suficientes para resolver pequenas lesões vasculares, como as que se desenvolvem normalmente a cada dia. Logo, a atividade da cascata de coagulação não é necessária em pessoas que possuem plaquetas normais. No entanto, pessoas que possuem acometimento desse tampão estão sujeitas a sangramentos, mesmo que não haja trauma grave. Plaquetas (ou trombócitos) Fragmentações dos megacariócitos formadas na medula óssea ou ao entrar na corrente sanguínea – não é uma célula, e sim um fragmento. A concentração normal é de 150.000 a 300.000 por microlitro de sangue, com meia-vida de 8 a 12 dias. São retiradas da circulação através de macrófagos Discos de 1 a 4 micrômetros de diâmetro – muito pequenas em relação à célula, que possuem tamanho entre 100 e 200 micrometros. (A hemácia também é anuclear, mas é uma célula). São anucleadas, logo, não se reproduzem, mas possuem características de uma célula intacta: actina e miosina, e tromboestenina (relacionadas a coagulação); complexo de Golgi e Retículo Endoplasmático com capacidade de síntese e estoque de enzimas de cálcio; Possuem mitocôndrias funcionais que geram energia (CK e fosforilação oxidativa) para que ocorra síntese de enzimas e mediadores que participam do processo de coagulação (diferente das hemácias que demandam altas taxas de glicose em seu interior); Apresentam sistema enzimático que produz prostaglandina, fator estabilizador de fibrina (relacionado à coagulação sanguínea) e fatores de crescimento (relacionados a crescimento celular do endotélio vascular, musculatura lisa vascular e fibroblastos). A parede celular das plaquetas possui glicoproteínas que evitam a aderência ao epitélio normal e favorecem a aderência ao epitélio danificado – assegura que a agregação plaquetária ao epitélio seja realizada apenas em situações de trauma, em que ocorre ativação plaquetária. Fator de Von Willebrand: melhora a adesão entre as plaquetas e o endotélio. Plaquetas ativadas liberam ADP, serotonina e tromboxano A2 e mudam a sua morfologia – emitem pseudópodes a fim de promover encaixe e aderência a outras plaquetas. Tromboxano A2: vasoconstricção para reduzir o fluxo sanguíneo local. ADP + serotonina + tromboxano A2 = promovem feedback positivo que induz a agregação plaquetária à placa. Letícia Souza – 70A FCMMG P2 Bioquímica Clínica - Hemostasia 2 Obs.: sabe-se que o macrófago produz citocina que traz a célula do músculo liso para a camada íntima, onde começa a haver produção de colágeno. A partir de então, também ocorre recrutamento e síntese de colágeno para a fibrose, para que o trauma seja permanentemente selado. Obs2.: a “lisura endotelial” impede a adesão das plaquetas. Por isso, existem as glicoproteínas, que também favorecem a adesão em epitélio danificado. Ativação e agregação plaquetária 1. Trauma que expõe as fibras de colágeno ou moléculas negativas, que não estavam expressas no endotélio. 2. Interação da plaqueta com a fibra de colágeno – ativação da plaqueta. 3. Dilatação da plaqueta, que assume formas irregulares e ganham pseudópodes. 4. Contração das proteínas contráteis (actina, miosina e tromboestenina). 5. Liberação de grânulos com fatores ativos. 6. Fatores ficam pegajosos, aderem ao colágeno e ao fator de Willebrand – proteína plasmática que faz interação entre a plaqueta e o tecido subendotelial de forma eficiente, uma vez que o fluxo sanguíneo local pode desestabilizar a interação entre a plaqueta e o colágeno. 7. Secreção de ADP e TXA2, que atuam na ativação das plaquetas vizinhas (recrutamento) – feedback positivo para ativação de cada vez mais plaquetas. 8. Maior adesão plaquetária – permite estancar a região hemorrágica. Três passos fundamentais: adesão, ativação e agregação. Alterações plaquetárias durante o processo de ativação Formação de pseudópodes – exocitose de grânulos (ADP e TXA2). Exocitose de grânulos de cálcio e de fator de liberação de fibrina (importante na estabilização da rede de fibrina da coagulação). COAGULAÇÃO SANGUÍNEA Necessária quando o tampão plaquetário não for o suficiente para interromper a perda de sangue – trauma mais grave. O início da formação depende da extensão do trauma: 15 – 20 segundos -> trauma grave 1 – 2 minutos -> trauma leve Quanto maior o trauma, mais rapidamente ocorre o processo de coagulação, uma vez que mais substancias de ativação serão liberadas. Tais substâncias ativadoras são originadas da parede vascular, das plaquetas e das proteínas sanguíneas. Elas já estão presentes no sangue, por isso, são zimogênios – só se ativam com a clivagem a partir da cascata de coagulação. Um coágulo pode obstruir completamente um vaso de médio calibre em 6 minutos, e após 20 a 60 minutos, há retração desse coágulo. Após formado, o coágulo pode seguir dois caminhos: 1. Ser invadido por fibroblastos – fibrose a partir de um tecido conectivo ao redor do coágulo (1 – 2 semanas) 2. Dissolução do coágulo – fluxo normal em orifício pequeno, iniciado em poucas horas após a formação do coágulo, que é promovido pela liberação de fator de crescimento pelas plaquetas; e o vaso volta a ter sua função circulatória. Letícia Souza – 70A FCMMG P2 Bioquímica Clínica - Hemostasia 3 Mais de 50 importantes substâncias que causam ou afetam a coagulação sanguínea foram encontradas no sangue e tecidos. Elas podem ser divididas em substâncias pró-coagulantes ou anticoagulantes. As substâncias pró-coagulantes precisam ser ativadas, uma vez que se estivessem sempre ativas, poderia haver uma coagulação disseminada. Já as substâncias anticoagulantes estão presentes na corrente sanguínea, no entanto, caso estejam em taxas elevadas, poderá ocorrer hemorragia. Dessa forma, deve-se haver um equilíbrio entre ambas as substâncias, com predomínio das anticoagulantes na ausência de trauma. Mecanismo geral da Coagulação 1. Ruptura do vaso –> cascata de ativação de fatores de coagulação –> fatores se tornam enzimaticamente ativos – > ativação dos ativadores da protrombina. 2. Conversão de protrombina –> trombina pelos ativadores da protrombina 3. Conversão do fibrinogênio –> fibras de fibrina pela trombina A protrombina é um zimogênio (enzima inativa) – clivagem proteolítica – trombina (forma ativa). A trombina quebra o fibrinogênio, que é uma proteína plasmática, em monômeros que se associam, formando as fibras de fibrina, que envolvem as plaquetas e as células sanguíneas para formação do coágulo. Mas para que ocorra o processo de coagulação, é necessário que haja ativação de várias proteínas da cascata do complemento(duas vias que chegam a uma interseção comum), que é o ativador da protrombina. A protrombina é convertida em trombina pelos ativadores da protrombina na presença de cálcio apenas em resposta à ruptura de vasos sanguíneos. O fibrinogênio é clivado em monômeros de fibrinogênio na presença de trombina, e a formação das fibras de fibrina ocorre na presença de cálcio. Tais fibras possuem interações fracas entre si, e se tornam uma rede com interações mais fortes na presença do fator estabilizador de fibrina, liberado pelas plaquetas. Esse fator estabilizador (FH) é ativado pela trombina e provoca a efetivação de ligações covalentes entre os monômeros e as cadeias laterais dos monômeros de fibrina. Enquanto a rede de fibrina é formada, ocorre a formação do coágulo, que possui o papel de fechar e ocluir o vaso para que a hemorragia seja estancada. Após 6 minutos, o coágulo tampa totalmente, e há retração do coágulo com participação funcional das plaquetas. Resumo... Dano do vaso causando hemorragia – exposição do colágeno – adesão da plaqueta ao colágeno facilitada pelo fator de Von Willebrand – formação do tampão plaquetário – não suficiente para estancar o sangramento – ativação das proteínas de coagulação – ativador de protrombina – formação da trombina – clivagem do fibrinogênio – formação da rede de fibrina – formação do coágulo – retração do coágulo – células do fibroblasto migram para realizar a fibrose e secretar a matriz – proteínas que dissolvem o coágulo inativas são ativadas a partir do seu ativador. Letícia Souza – 70A FCMMG P2 Bioquímica Clínica - Hemostasia 4 Proteínas do processo de coagulação Protrombina e trombina Proteína plasmática sintetizada no fígado, da banda alfa-2-globulina, de peso molecular de 68,700 Da. Em situações de normalidade, está presente em 15mg/dL no plasma sanguíneo. A protrombina é uma proteína instável, e pode se dividir em componentes menores espontaneamente, como a trombina (33,700 Da). A vitamina K é requerida pelo fígado na formação de protrombina e outros fatores de coagulação. Atua como cofator da carboxilase, que é a enzima responsável pela síntese da protrombina, da proteína C e dos fatores VII, IX e X. Fibrinogênio Também é uma proteína plasmática sintetizada no fígado, de alto peso molecular (3400.00 Da). Em condições normais, está presente entre 100 a 700mg/dL. Devido ao alto peso molecular do fibrinogênio, há pouco extravasamento para o vaso sanguíneo e para o fluido intersticial, por isso a atuação da trombina na sua fragmentação é tão importante para que ocorra a formação da rede de fibrina no processo de coagulação. No entanto, em casos de traumas maiores, o fibrinogênio pode ir para o tecido a fim de gerar o processo coagulativo. Ação da trombina no fibrinogênio 1) Apesar de a trombina ser uma enzima de capacidade proteolítica fraca, ela age no fibrinogênio para remover quatro peptídeos de baixo pelo molecular de cada molécula dessa proteína; formando, assim, uma molécula do monômero de fibrina. 2) Cada monômero de fibrina tem a capacidade de polimerização para formar as fibras de fibrina, e o fator estabilizador de fibrina, que é produzido pelas plaquetas e ativado pela trombina, estabelece as ligações covalentes entre os monômeros e ligações entre as fibras de fibrina. O agregado da rede de fibrinas, que é o coágulo sanguíneo, aprisiona as células sanguíneas, plaquetas e plasma a fim de estancar o processo hemorrágico. No processo de retração do coágulo, ocorre a saída do soro – plasma sem proteínas de coagulação e fibrinogênio utilizados. Dessa forma, a deficiência de vitamina K leva prejuízos à cascata de coagulação, pois não consegue sintetizar tais fatores. Além disso, casos de doença hepática também são prejudiciais ao processo de coagulação, pois o fígado é responsável pela síntese de protrombina e de fibrinogênio. Vias de coagulação – extrínseca, intrínseca e comum Tanto a via intrínseca quanto a extrínseca são capazes de promoverem a ativação da protrombina – a via extrínseca se inicia a partir de um trauma da parede vascular e dos tecidos adjacentes, enquanto a via intrínseca se inicia no próprio sangue. Ambas as vias são ativadas concomitantemente e convergem à via comum, embora em casos de pequenas lesões, a via intrínseca é a mais ativada. A via comum é justamente a ativação da protrombina, que leva a formação da rede de fibrina. Via Extrínseca Ativação: fator tecidual ou tissular. Explosão rápida – em média quinze segundos após ruptura do vaso. O fator tecidual ou tissular só é exposto quando há exposição de células subendoteliais, ou seja, apenas em casos de lesões mais graves que expõem o subendotélio – os fosfolipídios presentes nessas células fazem um conjunto que forma esse fator, por isso não ocorre a sua ativação sem que Letícia Souza – 70A FCMMG P2 Bioquímica Clínica - Hemostasia 5 haja um trauma. Logo, a partir do momento que ocorre o trauma, esse fator promove a ativação do fator VII (VIIa) e se associa a ele; e os dois, em conjunto, promovem a ativação do fator X (Xa), na presença de cálcio. Também na presença de cálcio, há a associação do fator V(a) e a formação dos ativadores de protrombina. O fator V é ativado em Va pela trombina na presença de fosfolipídios localizados na superfície da plaqueta. Assim, ocorre um mecanismo de feedback positivo, uma vez que os ativadores de protrombina convertem a protrombina em trombina, que ativa mais fator V, e que promove formação de mais ativadores de protrombina. Dúvida comum: de onde vem a trombina que ativa o fator V para a formação dos ativadores de protrombina? A protrombina é uma proteína instável, e se divide em componentes menores (trombina) espontaneamente. (vide parte das proteínas da coagulação). Para que essa cascata não continue o tempo todo, existem mecanismos que impedem o seu prosseguimento, como a própria rede de fibrina – limita a coagulação pelo processo de aprisionamento. Via Intrínseca Ativação: trauma sanguíneo ou a exposição do sangue ao colágeno da parede vascular traumatizada. Ocorre de forma mais lenta, em média de leva em média um a seis minutos. Também se inicia a partir de um dano endotelial; esse dano expõe o colágeno, que ativa o fator XII (XIIa), que ativa o fator XI (XIa) – ambas ativações não são dependentes de cálcio; as restantes são. O fator XIa ativa o fato IX (IXa), que se associa ao fator VIII e ativa o fator X (Xa). O fator Xa forma o ativador de protrombina ao se associar com o fator V e o cálcio. Assim, na presença de fosfolipídios plaquetários e cálcio, há conversão de protombina em trombina. A trombina possui o papel de ativar o fator V (Va) e o fator VIII – possuindo importante papel na alça de feedback positivo de formação de ativadores da protrombina. Esses dois processos podem ser gerados in vitro com facilidade, de forma independente. No entanto, in vivo, essas vias se interagem – a via extrínseca consegue ativar a via intrínseca, atuando, então, de forma conjunta. Hemofilia Deficiência da produção do fator VIII (hemofilia A) ou do fator IX (hemofilia B) resultante da mutação, sendo uma doença hereditária ligada ao X – sendo, portanto, mais frequente no sexo masculino. Hoje em dia os hemofílicos possuem uma qualidade de vida muito melhor, tendo em vista a possibilidade de síntese do fator VIII in vitro. Antigamente, o tratamento era feito à base de doação de sangue, e havia alta prevalência da AIDS, dessa forma, muitos indivíduos hemofílicos acabaram contraindo o HIV enquanto se tratavam. Letícia Souza – 70A FCMMG P2 Bioquímica Clínica - Hemostasia 6 O fator de Von Willebrand é um estabilizador do fator VIII,dessa forma, eles se associam para que o fator VIII se mantenha na circulação. Por isso, é importante que o fvW também seja dosado em caso de uma sorologia positiva para deficiência de fator VIII, uma vez que pode ser tanto um déficit na produção do fator VIII (hemofilia) ou no seu transporte (doença de Von Willebrand). Prevenção da coagulação sanguínea por anticoagulantes endógenos Caso não existissem esses mecanismos, qualquer machucado provocaria a formação de um coágulo infinito, tendo em vista que eles são regulados pelo mecanismo de feedback positivo. 1. Fatores de superfície endotelial Lisura (integridade) da superfície endotelial – impedem a ativação por contato da via intrínseca, isto é, a formação de coágulo só ocorre em superfícies com algum dano. Camada de glicocálice – repele os fatores de coagulação e plaquetas, impedindo a ativação do processo de coagulação. Trombomodulina – proteína ligada à membrana endotelial que promove a remoção da trombina, ao se ligar à trombina circulante. O complexo trombomodulina-trombina promove a ativação da proteína C, que atua como anticoagulante ao inibir os fatores V e VII. 2. Fibrina: Ação Antitrombina As fibras de fibrina que são formadas durante o processo de coagulação, quando desenvolvidas, são capazes de remover entre 85% e 90% da trombina por adsorção, impedindo a disseminação de trombina para o sangue – autorregulação realizada pelo próprio processo de coagulação (eficiente apesar de não resolver 100%). 3. Heparina e Antitrombina III: Ação antitrombina A heparina possui baixa concentração sanguínea, e sozinha não exerce nenhuma função. Mas quando é associada a uma alfa-globulina chamada antitrombina III ou cofator antitrombina- heparina, é entre 100 e 1000 vezes mais eficaz na remoção de trombina, impedindo a sua ação sobre o fibrinogênio, evitando a coagulação excessiva – utilizada de forma medicamentosa. O complexo antitrombina III-heparina também remove outros fatores de coagulação, como XII, XI, X e IX. Grandes quantidades de heparina sã produzidas especialmente nos mastócitos e nos basófilos. O tecido pulmonar, por exemplo, é rico nesses leucócitos, que produzem heparina para evitar que ocorra embolia pulmonar, uma vez que o pulmão está constantemente recebendo trombos. A protrombina, como mencionado, é uma proteína instável e é clivada em trombina espontaneamente, em pequenas quantidades. A trombina possui atividade catalítica baixa, por isso esses fatores não permitem que em condições normais ocorra o processo de coagulação e se ligam na trombina. Os fatores predominantes no sangue são os anticoagulantes, como a antitrombina III e a heparina. No entanto, quando ocorre um trauma, há a ativação da cascata de coagulação e os fatores pró- coagulantes são ativados. Por exemplo, quando um vaso sofre um trauma ocorre ativação de fatores pró-coagulantes naquele local, contudo, não é necessário que tais fatores sejam ativados em regiões próximas (vizinhança da lesão), e há um predomínio de fatores anticoagulantes que impedem que essa coagulação seja disseminada. CRESCIMENTO DO TECIDO FIBROSO A partir do coágulo, ocorre o processo de cicatrização e a formação da cicatriz por tecido conjuntivo fibroso, o que substitui o parênquima destruído. Letícia Souza – 70A FCMMG P2 Bioquímica Clínica - Hemostasia 7 FIBRINÓLISE Lise dos coágulos sanguíneos Acontece para que o vaso que sofreu processo de coagulação passe pelo processo de reperfusão – volte a ter seu fluxo normalmente. As proteínas do plasma possuem uma euglobulina chamada plasminogênio (pró-fibrinolisina), que quando ativado, é chamado de plasmina (fibrinolisina). A plasmina é uma enzima proteolítica que se assemelha à tripsina; ela digere as fibras de fibrina (fibrinólise) e outras proteínas coagulantes, como fibrinogênio, fatores V, VIII, XII e protrombina. tPA: ativador de plasminogenio tecidual – converte o plasminogênio em plasmina. Deficiência de plasmina: trombose – os coágulos não são degradados adequadamente. Modelo fisiológico para a fibrinólise Quando há formação do coágulo, o plasminogênio fica preso dentro dele na sua forma inativa. Com o passar do tempo, as próprias células endoteliais sintetizam o ativador de plasminogênio, que ativam essa proteína, formando a plasmina. A plasmina digere as fibras de fibrina e os fatores de coagulação – no entanto, ela não pode continuar ativa, pois pode levar a um dano tecidual, logo, é digerida pela proteína alfa-2-antiplasmina. Dessa forma, é extremamente importante que, durante o processo de coagulação, os fatores de coagulação estejam na forma de zimogênio, pois é necessário que haja um equilíbrio entre pró-coagulantes e anticoagulantes. Geralmente, existe um equilíbrio que tende para o lado de anticoagulação, mas quando ocorre o trauma, o equilíbrio se desloca para os pró-coagulantes. Trombose X Hemorragia A coagulação e a fibrinólise devem estar sempre em equilíbrio, uma vez que o deslocamento do equilíbrio para a coagulação promove o excesso de trombina, que forma trombo; e o deslocamento do equilíbrio para a fibrinólise promove o excesso de plasmina, que dissolve os trombos e pode ocasionar em danos teciduais, podendo resultar em hemorragia.
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