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PHYSIOLOGIE DE L'HEMOSTASE

generalités

• Ensemble de processus assurant la prévention des saignements spontanés, l'arrêt du saignement en cas d'effraction vasculaire

• Elle impllque des structures cellulaires et circulantes dont le fonctionnement coopératif est régulé temporellement et spatialement efin de maintenir la fluidité du sang dans les vaisseaux

généralités

• Un désordre de l'hémostase entraine un risque de saignement spontané ou provoqué ou à l'inverse de thromboses vasculaires

• On distingue classiquement trois temps :• L'hémostase primaire qui aboutit à la constitution d'un

thrombus blanc ou clou plaquettaire qui ferme la brèche• La coagulation qui consolide cette première phase en

formant un réseau de fibrine emprisonnant les globules rouges (thrombus rouge)

• La fibrinolyse qui permet la destruction des caillots ou la limitation de leur extension

L'HEMOSTASE PRIMAIRE

• Les acteurs en présence :

• Deux éléments cellulaires : l'endothélium vasculaire et les plaquettes

• Deux éléments plasmatiques : facteur Von Willbrand et fibrinogène

Endothélium et paroi vasculaire

• Structure : trois couches• Intima : endothélium (couche mono cellulaire de cellules

endothéliales), membrane basale, sous endothélium (où l'on trouve de microfibrilles faites de collagène trè thrombogène)

• Média : riches en fibres musculaires en en fibroblastes• Adventice : tunique externe où l'on trouve les vasa vasorum

et les terminaisons nerveuses• Ces trois couches sont séparées par les limitantes élastiques

externes et internes

STRUCTURE DE LA PAROI VASCULAIRE

Fonction de l'endothélium vasculaire

• Fonction antithrombotique : prévient l'activation des plaquettes et de la coagulatio en s'interposant entre le flux sanguin et le sous endothélium procoagulant

• Fonction prothrombotique : après activation devient le support de la coagulation

• Fonction de synthèse : • Substances procoagulantes : facteur Von Willebrand,

facteur tissulaire • (Substances antiaggregantes : PG I2 prostacycline), NO …• Substances régulatrices : thrombomoduline,tPA et son

inhibiteur (PAI)

LES PLAQUETTES

• Les plus petits éléments figurés du sang, anuclées• Naissent de la fragmentation des mégacaryocytes• Durée de vie courte (4 à 7 jours), 150 000 à 400

000/mm3

• taille : 2 à 4μ• Membrane phospholipidique, reseau

musculosquelettique, vésicules, réseau canalaire

LES PLAQUETTES

• Membrane : • Phospholopides répartis de façon asymétriques (les PL

anioniques sont prédominant sur la face interne et sont externalisés lors de l'activation)

• Glycoprotéines : GP Iib, GP IIIa et GPIb• Récepteurs :

• récepteur à des agonistes solubles :ADP, thrombine, thromboxane A2 , sérotonine

• Pour des proteines d'adhésion solubles ou matricielles : collagène, fibrinogène, vWF

• Granulations : 3 types• Denses : ATP, ADP, sérotonine, Ca2+

• Granulation α : F4P, βthromboglobuline, vWF …• Grains lysozomiaux

LE FACTEUR VON WILLEBRAND : vWF

• Polymère hétérogène composé de multimères de taille variable (0,5 à 15 x 106 Daltons)

• Synthèse : cellules endothéliales et mégacaryocytes

• Présent dans le plasma, les plaquettes et le sous endothélium

• Dans le plasma il circule lié au facteur VIII (anti hémophilique A) qu'il protège contre la protéolyse (une diminution importante du vWF s'accompagnera d'une diminution du F VIII

• Sous sa forme globulaire plasmatique le vWF n'est pas reconnu par son récepteur plaquettaire (GP1b)

Le fibrinogène

• Dimère dont chaque monomère est composé de trois chaînes (α, β, γ)

• Chaque molécule de fibrinogène comporte un domaine central E et deux domaines latéraux D

• Intervient dans l'hémostase primaire et la coagulation

Déroulement de l'hémostase primaire

• Temps vasculaire : vasoconstriction localisée qui tend à arrêter l'hémorragie et à modifier les conditions rhéologiques favorisant les étapes ultérieures

• Adhésion plaquettaire : • Adhésion des plaquettes aux structures sous endothéliales

mises à nu par la brèche vasculaire • Le vWF s'accroche aux fibres de collagène, change de

conformation et peut être reconnu par le récepteur GP1b plaquettaire

• Formation d'un complexe GP 1b-vWF-collagène• Constitution d'une première couche monocellulaire de

plaquettes qui s'activent et en recrutent d'autres

ADHESION PLAQUETTAIRE

Déroulement de l'hémostase primaire

• Activation plaquettaire : fait intervenir les nombreux récepteurs sus cités couplés à des systèmes de transduction du signal

• Ces différentes voies sont redondantes et agissent en synergie, déclenchant ou reforçant les signaux d'activation

Résultat de l'activation plaquettaire

• Changement de forme : émission de pseudopodes• Libération du contenu granulaire

AGREGATION PLAQUETTAIRE

EN RESUME

ANTIAGREGANTS PLAQUETTAIRES

• Inhibition de la cyclo-oxygénase : blocage de la synthèse de throboxane A2 et donc de l'agregation plaquettaire• Irréversible : aspirine• Réversible : AINS (flurbiprofène : Cebutid®

• Inhibiteur de la voie de l'ADP (inhibiteur du récepteur P2Y12de l'ADP) : ticlopidine (Ticlid®),clopidogrel (Plavix®)

• Inhibiteur des récepteurs GP2b3a : Abciximab (Reopro®)

LA COAGULATION

• "Cascade" de réactions enzymatiques qui aboutit à la génération d'une enzyme clef la thrombine à l'origine de la transformation du fibrinogène soluble en fibrine insoluble pour former m'armature du caillot qui a la consistance d'un gel

• Mis en jeu rapide mais non intempestive• Limitée à la brèche vasculaire• Fait intervenir des cellules et de nombreuses

molécules appelées facteurs de la coagulation• Certains de ces facteurs sont des enzymes, d'autres

des cofacteurs

LES CELLULES

• Cellules endothéliales et monocytes peuvent, lorsqu'elles sont stimulées par certaines cytokines ou certains facteurs physicochimiques, exprimer à leur surface le facteur tissulaire (FT)qui est l'élément majeur déclenchant de la coagulation

• Plaquettes :• externalisation des phospholipides anioniques

(phosphatidyl-sérine) qui servent alors de surface de catalyse aux réactions de coagulation

• Libération de petits fragments membranaires = microvésicules capables elles aussi de supporter les réactions de coagulation

• Fibroblastes : capables d'exprimer le FT

LES FACTEURS DE COAGULATION : NOMENCLATURE

FIXATION DES FACTEURS SUR LES SURFACES MEMBRANAIRES

CAS PARTICULIERS DES FACTEURS VITAMINO K DEPENDANTS

• Necessitent pour être actifs une γcarboxylation réalisée par une carboxylase hépatique rendue active en présence de Vit K

DEROULEMENT

• Schéma classique :

DEROULEMENT (2)

• Deux étapes :• Initiation• Amplification

• Initiation : le premier complexe catalytique se met en place à partir d'une protéine membranaire le FT

INITIATION (2)

• A partir de la formation du complexe FT/VIIa deux voies possibles• SI FT/VIIa en excès : le complexe active directement le

facteur X (FX). Cette voie peut être rapidement inhibée par l'inhibiteur de la voie du FT (TFPI)

• Si FT en faible quantité, ou l'inhibition par le TFPI prépondérante : le complexe FT/FVIIa active alors le facteur IX (FIX), l'accumulation de FIXa active le facteur VIII (VIIIa) qui forme un complexe FIXa/FVIIIa/Ca2+/PL qui permet l'activation du FX en FXa

THROMBINOFORMATION

• Quelle que soit la voie empruntée, le point central est celui de la génération de Fxa

• Le Fxa active le FV et forme un complexe Fxa/Fva/PL/Ca2+ (complexe prothrombinase) qui active la prothrombine (FII) en thrombine (FIIa)

• Le substrat de la thrombine est le fibinogène• La thrombine est une enzymme extrêmement

puissante (une seule molécule peut coaguler mille fois son poids de fibinogène)

• Outre la fibrinoformation, la thrombine catalyse sa propre formation en favorisant la génération de F VIIIa, F Va et F XI

AMPLIFICATION PAR FORMATION DE COMPLEXES A HAUT RENDEMENT

CATALYTIQUE

AMPLIFICATION PAR BOUCLE DE RETROACTIVATION

Role du système contact

• Quatre éléments : F XII, prékallikreine, kininogène de haut poids moléculaire, F XI

• Activé par une surface chargée négativement mouillable ou certaines substances chimiques

• Un déficit en un des trois premiers éléments, même complet entraine un allongement très important du TCA sans hémorragie

• Tandis qu'un déficit en F XI peut entrainer un rique hémorragique +++ à l'occasion de chirurgie ORL ou du petit bassin du fait des boucles de rétroactivation de la génération de thrombine

FIBRINOFORMATION

Excision des extemitésdes chaines a et B (fibrinopeptides A et B)Ttansformant le Fibrinogène en monomère de fibrine

Polymérisation et stabilisation de la fibrine

REMARQUES

• Rôle du Ca2+ : le calcium intervient dans les phases d'initiation et d'amplification de la coagulation. La "décalcification" du sang par un chélateur du calcium (EDTA, citrate) rend le sang incoagulable (prélèvement, consevation)

• Au cours de la coagulation certains facteurs sont complètement consommés (fibrinogène,F II, F V et F VIII)

REGULATION DE LA COAGULATION

• Essentielle pour limiter dans l'espace et dans le temps la coagulation et éviter la formation de thromboses intravasculaires

• Au delà de la brèche vasculaire, l'endothélium sain empêche l'extension de la coagulation par :• Un contrôle de l'initiation ( régulation du facteur tissulaire)• Un contrôle de la phase d'amplification (antithrombine et

thrombomoduline)• Des inhibiteurs physiologique de l'activation plaquettaire

(NO, PG I2/prostacycline)

INHBITION DE LA COAGULATIONL'ANTITHROMBINE PLASMATIQUE

• C'est une antiprotéase plasmatique à synthèse hépatique

• Elle sert de substrat leurre aux protéines de la coagulation, en paticulier IIa et Xa (mais aussi IXa et partiellement XIa)

• La vitesse de réaction est fortement accrue pat les protéoglycanes membranaires de l'endothélium (sulfates d'héparane)

• Elle est le cofacteurs de l'héparine

Inhbition de la coagulationThrombomoduline et protéines C/S

• Thrombomoduline : protéine de la membrane des cellules endothéliales

• Protéines C et S : protéines plasmatiques vitamino K-dépendantes respectivement proenzyme et procofacteur

• Les substrats de la PCa sont le facteurs V et VIII• La thrombine reconnaît et accélère sa propre formation

en activant les plaquettes, les facteurs I, V, VIII, XI, XIII (cf supra)

• Liée à la thrombomoduline, la thrombine ne reconnaît plus les substrats antérieurs

• Active la protéine C qui avec la protéine S dégrade les facteurs Va et VIIIa. Le substrat essentiel de la Prot.C est le F Va.

INHIBITION DE LA COAGULATIONL'INHIBITEUR DE LA VOIE DU F T (TFPI)

• Il n'y a pas d'inhibiteur du F VIIa mais un inhibiteur du complexe FT/F VIIa qui inhibe l'activation du F X

• Ce qui explique que dans le plasma circule un peu de F VIIa

EXPLORATION DE LA COAGULATION

• Voie intrinsèque : TCA = temps de céphaline activée = temps de coagulation d'un plasma "décalcifié" recalcifié en présence d'un activateur de la voie contact et de céphaline• Explore : XII,PK, KHPM,XI, IX, VIII, X, V, II, I• Exprimé en sec. et en rapport Temps patient/temps témoin

• Voie extrinsèque : temps de Quick = TP = temps de coagulation d'un plasma "décalcifié" recalcifié en présence d'un excès de FT• Explore le F VII et les facteurs du "tronc commun" (X,V,II,I)• Exprimé sous forme de TP = % d'activité coagulante par

rapport à témoin ou sous forme d'INR = rapport Temps patient / temps témoin pondéré par un facteur dépendant du réactif utilisé

EXPLORATION DE LA COAGULATION

• Thromboélastogramme : TEG (cf. cours du Dr Karine NUBRET, Pr Alexandre OUATTARA – réanesth : 2012

• Tests spécifiques obtenus : • en rajoutant un des facteurs des voies explorées• Methodes chromogèniques• Méthodes immuno-hématologiques

EXPLORATION DE LA COAGULATION

PHARMACOLOGIE DE LA COAGULATION

• Anticoagulants :• Héparine : cofacteur de l'antithrombine.

Mucoolysaccharide sulfaté de poids moléculaire variable (entre 4 000 et 30 000 Da pour les héparines non fractionnées• Héparine de haut poids moléculaire (héparine sodique et

héparine calcique) : action anti IIa et anti Xa par fixation sur l'AT• Héparine de bas poids moléculaire : fractionnement de

l'héparine : Action anti Xa prédominante sur l'action anti Iia• Rapport anti Xa/anti Iia variable en fonction des spécialités 1,5

à 2 pour l'Inhotep, 3,5 pour la fraxiparine)• Risque : TIH de type II par formation d'anticaorps anti F4P(

PHARMACOLOGIE DE LA COAGULATION

• Anticoagulants :• Héparines (suites) : pentasaccharide = molécule de base

de l'héparine (action anti Xa pure)• Héparinoïdes :

• Danaparoïde : Orgaran® : héparinoïde de faible poids moléculaire (utilisable comme anticoagulant dans les TIH de type II)

• Hirudine : peptide présent dans le salive de la sangsue, action antithrombine directe

• Biivalirudine (Angiox®) : coronaroplast ie • Anticoagulants oraux : pas de test biologique, pas

d'inhibiteur ni de consensus sur le traitement des complications hémorragiques• Anti IIa : Dabigatran (Pradaxa®)• Anti Xa : Riivaroxaban (Xarelto®)

PHARMACOLOGIE DE LA COAGULATION

• Antivitamine K : AVK• Inhibent la γcarboxylation nécessaire à l'activité des F II,VII,

IX, X ainsi que des protéines Cet S

LA FIBRINOLYSE

• Troisième temps de l'hémostase• Tend à empêcher l'installation mais surtout

l'extension du caillot en détruisant les polymères de fibrine

• Permet la reperméabilisation du caillot à plus long terme

• Le facteur central de la fibrinolyse est la plasmine qui provient de l'activation d'une protéine plasmatique, le plasminogène

• La plasmine est responsable de la protéolyse des molécules de fibrine, ainsi que d'autres protéines( fibrinogènes, autres facteurs de la coagulation notamment F V et F VIII)

ACTIVATION DE LA FIBRINOLYSE

• Libération d'un activateur du plasminogène (PA)• Il existe deux activateurs physiologique du

plasminogène• L'activateur tissulaire : tPA, synthétisé par les cellules

endothéliales. • Une partie passe dans la circulation où il est inactif car lié à un

inhibiteur (PAI-1)• Une autre est stockée dans des granulations de sécrétion et

sera mobilisée par stimulation adrénergique• L'activateur "urinaire" du plasminogène = urokinase ou U-PA

initialement trouvée dans l'urine mais produit par de nombreuses cellules normales ou pathologiques (tumorales) por le besoin du remodelage des tissus

Déroulement de la fibrinolyse

• Dès que des traces de fibrine sont produites, les cellules endothéliales libèrent du tPA en quantité très importante qui sature le PAI-1circulant. Ce phénomène est aplifié par l'hypoxie, l'acidose, la stase et certaines cytokines

• Le tPA qui a une haute affinité pour la fibrine se fixe sur celle-ci et active le plasminogène en plasmine (donc uniquement là où se trouve de la fibrine

Déroulement de la fibrinolyse

• Dégradation des polymères de fibrine en produits de dégradation de la fibrine (PDF)

• Ces PDF sont très hétérogènes. On distingue les produits précoces (X-Y) et tardifs (D-E) Certains sont spécifiques de la fibrine les D-dimères

• A noter que les PDF X et Y sont inhibiteurs de la fibrinoformation

• Et qu'ils sont globalement inhibiteurs de l'activation plaquettaire

REGULATION DE LA FIBRINOLYSE

• Inhibition de l'activation du plasminogène• Deux systèmes physiologiques : les inhibiteur de l'activateur

du plasminogène 1et 2 : PAI 1 et 2• PAI 1 inhibe le tPA• PAI 2 inhibe l'urokinase ou U-PA

PHARMACOLOGIE DE LA FIBRINOLYSE

• Activateurs du plasminogène :• Alteplase = rTPa : Actilyse®, • Reteplase = Rapilysin®, • Tenectéplase = Metalyse®, • Streptokinase = Strepase®, • Urokinase

• Antifibrinolytiques : bloquent l'activation de la plasmine• Acide tranexamique : Exacyl®• Acide εamino caproïque : AEAC, Amicar®