Hemokoagulace Feedback Hemokoagulace je jedním z dějů vedoucích k zástavě krvácení (hemostáza). Základním principem je vytvoření fibrinové sítě, která zachytává erytrocyty, leukocyty a trombocyty z krevního řečiště a tvoří definitivní trombus, nahrazující primární (bílý) trombus. Tento proces je řízen řadou koagulačních faktorů. Přesný sled dějů vedoucích k hemokoagulaci se nazývá koagulační kaskáda. Fáze hemokoagulace Hemokoagulace se skládá z následujících fází: 1. Tvorba aktivátoru protrombinu z faktoru X a V, 2. přeměna protrombinu na trombin, 3. přeměna fibrinogenu na fibrin. Tvorba aktivátoru protrombinu Pro přeměnu fibrinogenu na fibrin je klíčová přítomnost enzymu trombinu, který vzniká z protrombinu. Proto je tvorba aktivátoru protrombinu limitujícím faktorem celého děje. Aktivátor protrombinu vzniká vnější nebo vnitřní hemokoagulační kaskádou. Obsah obrázku text, snímek obrazovky, Písmo, diagram Popis byl vytvořen automaticky Schéma koagulační kaskády Vnější hemokoagulační kaskáda Poškozením cévní stěny dojde k uvolnění tkáňového tromboplastinu(faktor III) do krve. Kontaktem s tkáňovými faktory dojde k aktivaci koagulačního faktoru VIIa, který následně v přítomnosti Ca^2+ iontů aktivuje faktor X. Ten se váže na fosfolipidy tkáňového faktoru a s pomocí faktoru V vytváří aktivátor protrombinu. V přítomnosti Ca^2+ a destičkových fosfolipidů přeměňuje protrombin na trombin. Trombin aktivuje další molekuly faktoru V (jde o příklad pozitivní zpětné vazby). Vnitřní hemokoagulační kaskáda Pokud dojde ke kontaktu mezi krví a negativně nabitým nebo smáčivým povrchem, nastává aktivace faktoru XII. Jeho následnou reakcí s prekalikerinem a vysokomolekulárním kininogenem dochází k přeměně faktoru XI na aktivní formu. V přítomnosti Ca^2+ pak dojde k aktivaci faktoru IX. Za přítomnosti faktorů VIIIa a IXa, destičkových fosfolipidů a vápenatých iontů dochází k aktivaci faktoru X. Ten spolu s faktorem Va vytváří aktivátor protrombinu, který se podílí na přeměně protrombinu na trombin. Faktory V a VIII jsou aktivovány trombinem v rámci pozitivní zpětné vazby. Společná cesta Vnější a vnitřní hemokoagulační kaskáda se stýkají v bodě, kdy je aktivovaný faktor X. Přeměna protrombinu na trombin Protrombin (faktor II) je plazmatický protein produkovaný v játrech. Jeho tvorba je silně závislá na vitaminu K. Je neustále vyplavován do krevního řečiště, není skladován (koncentrace v plazmě je 150 mg/l). Úprava probíhá pomocí aktivátoru protrombinu za přítomnosti Ca^2+ iontů (viz výše). Přeměna fibrinogenu na fibrin Fibrinogen (faktor I) je plazmatická bílkovina tvořená v játrech, která patří mezi β-2-globuliny. Katalytickým působením trombinu dochází k odštěpení několika peptidů a vzniká monomerní fibrin, který polymerizuje za vzniku fibrinové síťě. Ta je zpočátku volná a musí být stabilizována. To zajišťuje aktivovaný fibrin stabilizující faktor (faktor XIII) za účasti Ca^2+ kovalentním provázáním jednotlivých řetězců. V živém organismu se vše odehrává poněkud odlišně. Klíčovou roli v zahájení koagulace hrají tkáňový faktor a faktor VIIa. Ten je v krvi stále přítomen v malém množství. Během patologických stavů (poranění, zánět, …) dojde ke kontaktu s tkáňovým faktorem. Společně aktivují malé množství trombinu, který přebírá vedení koagulace. Dochází k aktivaci dalších koagulačních faktorů, které umožní přeměnu dalšího protrombin na trombin. Výsledkem je tzv. trombin burst. Koagulační faktory Koagulační faktory jsou proteiny, které cirkulují v plazmě v neaktivním stavu. Jejich hlavní funkcí je umožnění hemokoagulace (krevní srážlivosti). Většina z nich jsou produkovány játry. Faktor Název Alternativní název Funkce I fibrinogen odštěpením několika peptidů vzniká monomerní fibrin, který dále tvoří fibrinovou síť II* protrombin jeho aktivní forma (IIa) aktivuje faktory I, V, VII, VIII, XI, XIII, protein C a destičky III tkáňový tromboplastin tkáňový faktor kofaktor faktoru VIIa IV Ca^2+ vazba koagulačních faktorů na fosfolipidy V proakcelerin, labilní faktor, akcelerační globulin kofaktor faktoru X – zajišťují přeměnu protrombinu na aktivní trombin VI starší název faktoru Va – VII* prokonvertin aktivuje faktory IX, X VIII antihemofilický faktor (AHF) antihemofilický faktor A – antihemofilický globulin (AHG) kofaktor faktoru IX IX* Christmasův faktor plazmatická tromboplastická komponenta (PTC) - antihemofilický faktor B aktivuje faktor X X* Stuartův-Prowerové faktor** aktivuje faktor II XI plazmatický předchůdce tromboplastinu plasma thromboplastin antecendent (PTA) - antihemofilický faktor C aktivuje faktor IX XII Hagemanův faktor glass faktor aktivuje faktor XI, VII a prekallikrein XIII fibrin stabilizující faktor Lakiho-Lorandův faktor von Willebrandův faktor váže se na faktor VIII, umožňuje adhezi destiček vysokomolekulární kininogen (HMWK) Fitzgeraldův faktor podporuje vzájemnou aktivaci XII, XI a prekallikreinu prekalikrein (PKK) Fletcherův faktor aktivuje faktor XII a prekallikrein, štěpí HMWK kalikrein destičkové fosfolipidy * vitamin K dependentní Protisrážlivé mechanismy Modulace odpovědi zachovávající plynulý tok krve v cévách se nazývá fluido-koagulační rovnováha. Inhibiční systém se skládá ze tří částí: 1. Proudění krve, které odplavuje a ředí koagulační faktory 2. Neporušený cévní endothel zajišťuje nesmáčivý povrch a brání kontaktu s intersticiálním, záporně nabitým pojivem 3. Humorální inhibice je nejdůležitější a nejpřesnější systém regulace a zahrnuje antitrombin III, heparin a protein C * Antitrombin (též antitrombin III, ATIII) se váže na trombin a další koagulační faktory a inhibuje je (tento účinek podstatně zesiluje heparin). * Trombomodulin společně s trombinem (negativní zpětná vazba) aktivuje protein C a protein S, které naštěpí koagulační faktory. Protein C a protein S jsou též vitamin K dependentní. Vyšetření hemokoagulace Obsah obrázku snímek obrazovky, řada/pruh, Barevnost, design Popis byl vytvořen automaticky Přehled vyšetření hemostázy. Odstraňování krevního trombu Když krevní trombus splní svoji funkci, musí být odstraněn. To probíhá ve dvou krocích. Nejdříve dochází k retrakci trombu stahem aktinových a myozinových filament trombocytů. Ty tak zmenší svůj objem a umožní regeneraci poškozené tkáně. Dalším krokem je fibrinolýza. Jedná se o děj, při kterém pomocí enzymu plazminogenu dojde k rozpuštění fibrinové sítě. Tkáňový aktivátor plazminogenu konvertuje plazminogen na plazmin, který následně rozpouští fibrinová vlákna a faktory V, VIII, XII. Plazminogenový systém udržuje mikrocirkulaci rozpouštěním sraženin v kapilárách. Cílené ovlivnění hemokoagulace Snižování koagulace Snížení koagulace se záměrně navozuje: * při chorobách koagulačního systému (např. některé genetické poruchy); * při snížení rychlosti proudu krve některými částmi těla (např. prevence tromboembolické nemoci dolních končetin před chirurgickými výkony, fibrilace síní); * při kontaktu krve s umělými materiály (např. hemodialýza, mimotělní oběh). Využívají se antikoagulancia, nejčastěji heparin a jeho deriváty (parenterálně) – podporuje protisrážlivé mechanismy a warfarin (p.o.) – inhibuje vitamin K. In vitro se používají prosrážlivá činidla, nechceme-li, aby se krev ve zkumavce srazila. Většinou fungují na principu vyvázání Ca^2+ iontů (srážlivost lze proto obnovit opětovným dodáním vápenatých iontů). Zvyšování koagulace Zvýšení koagulace je žádoucí při deficitech koagulačních faktorů (např. při hemofilii), kdy se podávají chybějící faktory nebo plazma. Patologie * Fibrinogen patří mezi nespecifické markery zánětu. * Jelikož jsou koagulační faktory syntetizovány v játrech, jsou parametry koagulace citlivým ukazatelem jaterního poškození. * Zvýšená tendence ke srážení krve může být příčinou trombóz a embolií. * Nedostatek některých koagulačních faktorů může vést ke krvácivým projevům (např. dědičné hemofilie). * Některé stavy mohou vést ke kombinovaným poruchám, tvoří se tromby a v důsledku spotřebování koagulačních faktorů dochází i k těžkému krvácení. Takovou obávanou komplikací je diseminovaná intravaskulární koagulace (DIC). Feedback Diseminovaná intravaskulární koagulace (DIC, lat. dis-sēmināta – roze-setá) je získaný stav vyznačující se patologicky zvýšenou koagulační aktivitou s tvorbou trombů v periferní cirkulaci a postupným vyčerpáním koagulačních faktorů, který následně vede k zvýšení krvácivosti. Vyskytuje se jak v akutní tak i v chronické formě. DIC vzniká vždy sekundárně jako odpověď na určitý tkáňový inzult. Rizikové faktory zapříčiňující vznik DIC · sepse, · trauma, především neurotrauma, · nádorové onemocnění, · těžká potransfusní reakce, · revmatologické onemocnění, · gynekologicko-porodnické komplikace: embolie plodové vody, abrupce placenty, HELLP syndrom, eklampsie, syndrom mrtvého plodu; · těžké selhání jater, · poruchy mikrocirkulace (šokové stavy), · vystavení cirkulující krve cizorodým materiálům (mimotělní oběh). Pravidlo čtyř P (orgány nejčastěji se podílející na vzniku DIC). Orgány, které jsou bohaté na trombokinázu. · Plíce. · Prostata. · Pankreas. · Placenta. Za těchto patologických stavů se mohou dostat do cévního systému · buňky z jiných tkání (např. během porodu (aspirace plodové tekutiny), těžkého poranění, operace nebo při proniknutí metastatických buněk do oběhu), · patologické myelo/lymfoproliferační buňky, · endotelie a monocyty aktivované cytokiny (hlavně TNF a IL-1) a endotoxinem (systémové záněty (hlavně septický šok způsobený gram-negativními bakteriemi, které ve své buněčné stěně nesou endotoxin)), · cytoplazmatický tkáňový faktor uvolněný z lyzovaných erytrocytů. Patofyziologie Fyziologická koagulace je lokální záležitost, avšak DIC (jak už z názvu vyplývá) je koagulace nekontrolovaně „rozšířena“ na mnohých místech cévního řečiště. Zásadní faktory v patofyziologii DIC · zvýšená produkce trombinu, · suprese antikoagulačních mechanismů, · porucha fibrinolýzy, · aktivace zánětu. Celý proces je nastartován aktivací "vnějšího (extravaskulárního) systému" koagulace – aktivací plazmatického koagulačního faktoru VII, navázáním na tkáňový faktor III. Tkáňový faktor je látka obsažená ve fosfolipidové membráně buněk a v cirkulaci se za normálních okolností nevyskytuje. Je však přítomna extravazálně nebo v některých krvinkách, které ho ale neexprimují na svůj povrch. Kromě aktivace faktoru IX (aktivace vnitřního systému vnějším) a X je faktor VII schopen aktivovat i sám sebe. Aktivace faktoru IX vede dále ke zvýšené produkci aktivovaného faktoru X. Aktivovaný faktor X pak vede k přeměně protrombinu na trombin a následnému štěpení fibrinogenu na fibrin monomer, který vytváří vlákna – fibrin polymer – a vede k tvorbě intravaskulární "fibrinové sítě". Trombin také aktivuje krevní destičky. Aktivace zahrnuje změny tvaru destiček, zvýšený pohyb, uvolnění obsahu jejich granul a agregaci. Tato diseminovaná koagulační aktivita způsobuje mikroembolizace do periferie, čímž výrazně narušuje orgánovou perfuzi a napomáhá rozvoji ischemie v postižených oblastech. Koagulační a antikoagulační systém je za normální situace v rovnováze. Koagulace je regulována jednak zpětnou vazbou mezi jednotlivými stupni koagulační kaskády a dále pak cirkulujícímí inhibitory koagulace. Nejúčinější je antitrombin III, který svou vazbou na trombin a další faktory koagulační kaskády (IXa, Xa, XIa, XIIa) inhibuje jejich činnost. Účinek antitrombinu III představuje asi 75 % antitrombinové aktivity. Zbylých 25 % představují faktory jako α[2]-makroglobulin, heparin kofaktor II a α[1]-antitrypsin. Aktivitu antitrombinu III zvyšuje přítomnost kyselých proteoglykanů jako je heparin. Heparin navázaný na antitrombin mění jeho konformaci a umožňuje vazbu na další substráty. Trombin se dále váže s trombomodulinem a přeměňuje protein C na aktivní protein C, který ve spojení s jeho kofaktorem proteinem S, degraduje aktivované koagulační faktory V a VIII^[3]. Vytvořené fibrinové řetězce jsou štěpeny aktivovaným produktem plasminogenu, plasminem, který je aktivován působením tkáňového aktivátoru plasminogenu tPA, na degradační produkty fibrinu. Koagulační a antikoagulační děje jsou úzce spjaty se zánětlivou reakcí a mnohé proteiny zúčastněné v koagulačním řetězci jsou zároveň proteiny akutní fáze zánětlivé reakce. Při rozvoji DIC se uplatňuje jednak koagulační a antikoagulační aktivita, ale také zánětlivá reakce, která dále prohlubuje DIC. Antitrombin je během DIC spotřebováván na inhibici koagulace a zároveň je štěpen elestázou produkovanou neutrofily aktivovanými zánětlivou reakcí. Navíc může být narušena i produkce antitrombinu v játrech jako následek poškození jater nedostatečnou perfuzí a ischemií, způsobenou mikroembolizacemi v jaterních cévách. Antikoagulační aktivitu narušuje i spotřeba dalších faktorů koagulace a antikoagulace. Zánětlivé cytokiny snižují expresi trombomodulinu na buněčných membránách. Fibrinolýza a antikoagulace proto nemohou udržet krok s přibývající aktivitou koagulace, což vede k další mikroembolizaci do tkání, rozvoji ischemie, orgánovému poškození, rozvoji zánětu a SIRS a vzniku MODS, vyčerpání koagulačních a antikoagulačních faktorů a následnému krvácení s rozvojem šoku, ke kterému přispívá i zánětlivá aktivita zvýšenou permeabilitou cévních stěn a únikem tekutin z intravazálního prostoru. Klinický průběh Akutní forma · etiologie: infekce, sepse, polytraumata, popáleniny, hemolytické transfuzní reakce, těžká jaterní onemocnění; · rozvíjí se během několika minut až hodin; · může převládat krvácivá nebo trombotická složka (dle charakteru základního onemocnění a výchozího stavu koagulace); · krvácení může být mírné (z čerstvých vpichů a ran) i dramatické, život ohrožující – purpura fulminans – rozsáhlé krvácení do kůže spojené s horečkou a hypotenzí; · trombózy v mirkocirkulaci → postižení ledvin, jater, plic a CNS → až multiorgánové selhání; · okluze větších cév končetin → gangréna.^[5] Akutní DIC probíhá ve čtyřech fázích: 1. Iniciální stádium (triggerstadium): o začátek aktivace koagulačního stavu při jednom z rizikových onemocnění, stádium hyperkoagulace zatím beze změn ve výsledcích laboratorních vyšetření, 2. Kompenzovaná DIC (hyperkoagulační fáze): o počínající změny laboratorních vyšetření, počínající fibrinolýza a zvýšená spotřeba koagulačních faktorů, 3. Manifestní subakutní DIC (hyperfibrinolytická fáze): o snížení koagulace, hemoragické diatézy, zvýšená spotřeba koagulačních faktorů a zvýšená fibrinolýza, typické změny laboratorních vyšetření, 4. Dekompenzovaná DIC: o masivně snížená koagulace, hemoragické diatézy, masivní fibrinolýza, typické změny laboratorních vyšetření. Chronická forma · etiologie: nádorová onemocnění, rozsáhlé cévní malformace, autoimunitní choroby; · rozvíjí se během dní až týdnů; · klinicky bývá asymptomatická; · diagnostika laboratorní vyšetření koagulace; · může za určitých okolností přejít do akutní formy. Klinický obraz Kombinace defektu koagulace (snížená koncentrace prokoagulačních faktorů) s defektem primární hemostázy (trombocytopenie) vede k poruchám v následujcících orgánových systémech: · Cirkulace: spontánní, těžce stavitelné krvácení, petechie a podkožní krvácení, difúzně lokalizované trombózy. · Kardiovaskulární systém: hypotenze, tachykardie, rozvoj šoku. · Nervový systém: ložiskové změny (následky mikroembolizace), poruchy vědomí. · GIT: meléna, hematemeze. · Urogenitální systém: hematurie, metroragie, oligurie. Komplikace Tento stav může být komplikovaný embolizacemi do různých orgánových systémů. Hlavně: ledviny (akutní renální selhání), plíce (ARDS), CNS (cévní mozkové příhody), cirkulace (rozvoj šoku). Diagnóza Obsah obrázku snímek obrazovky, řada/pruh, Barevnost, design Popis byl vytvořen automaticky Přehled vyšetření hemostázy. Obsah obrázku text, snímek obrazovky, Písmo, Grafika Popis byl vytvořen automaticky Schéma koagulace. Pro diagnózu DIC neexistuje žádný přímý laboratorní test. Diagnózu je proto nutné určit dle anamnézy, klinického stavu pacienta a pomocných laboratorních vyšetření. · vyšetření koagulace aPTT a PT je prodloužené resp. zvýšené · hladina antitrombinu III a faktorů V a VII je snížená · zvýšená koncentrace FDP (fibrin degradation products, FDP) a D-dimerů, specificita těchto testů je však limitována tím, že oba markery jsou zvýšené u stavů jako trauma, operace, trombembolismus · snížená koncentrace fibrinogenu · trombocytopenie Scoring pro diagnostiku DIC Rizikové faktory Sepse, trauma, gynekologicko-porodnické komplikace spojené s možným výskytem DIC Laboratoř Stanovení trombocytů, FDP´s, fibrinogenu, AT III, aPTT, PT Scoring Trombocyty > 100 0 bodů, < 100 1 bod, < 50 2 body Markery degradace fibrinu (FDP) bez elevace 0 bodů, mírná elevace 2 body, masivní elevace 3 body Prodloužené PT < 3 s 0 bodů, 3–6 s 1 bod, > 6 s 2 body Fibrinogen > 1g/l 0 bodů, < 1g/l 1bod Skóre 5 a více spolu s rizikovými faktory svědčí pro DIC – skóring opakujeme denně Diferenciální diagnóza · jiné konsumpční koagulopatie · trauma, velké krevní ztráty, operace a následná náhrada ztrát (volumoterapie) spolu se zředěním koagulačních faktorů · trombocytopenie · hemolyticko uremický syndrom (HUS) · idiopatická trombocytopenická purpura · heparinem navozená trombocytopenie Léčba · Terapie primárního onemocnění – odstranění příčiny DIC · Stabilizace oběhu, adekvátní ventilační podpora, zajištění diurézy · Léčba koagulační poruchy – přerušení aktivace (antitrombin, heparin – u chronické formy) a doplnění chybějících složek s cílem dosáhnout účinných hladin koagulačních faktorů, fibrinogenu a trombocytů: o trombokoncentrát – k udržení počtu trombocytů optimálně > 50 × 10^9/l o čerstvá mražená plazma – při krvácivých projevech a prodloužení PT o fibrinogen – při poklesu pod 1 g/l o antitrombin – u chronické formy DIC, s cílem dosáhnout 100-120% hladiny antitrombinu III o heparin – kontroverzní, používá se u chronické formy DIC o aktivovaný protein C o rekombinantní aktivovaný faktor VII Čerstvá mražená plazma obsahuje všechny pro- a anti-koagulační faktory (závisí ale na koncentracích těchto faktorů v plasmě dárce). FFP ale také obsahuje značné množství vody, albuminu a ostatních plazmatických bílkovin, proto může transfuze velkého množství plasmy vyvolat dekompenzaci především u kardiálně nestabilních pacientů. Někteří autoři však považují podání heparinu za sporné. Cave! Heparin nepodáváme krvácejícím pacientům. Heparin účinkuje pouze pokud je dostatečná plasmatická koncentrace AT III (více než 70 % normy). Proto je nutné znát jeho koncentrace a případně je doplnit infuzí. Speciální koncentráty koagulačních faktorů (PPSB) atd. – mohou znovu nastartovat koagulaci. Nepodáváme nikdy pokud je nedostatečná koncentrace AT III^..