HEMOSTÁZA (zástava krvácení) = soubor mechanismů, které na jedné straně brání vzniku krvácení, na straně druhé staví krvácení již vzniklé • Reakce cév v místě poranění • Činnost krevních destiček • Srážení krve HEMOSTÁZA (zástava krvácení) Dokonalá rovnováha několika systémů: • endotel cévní stěny • kolagen ležící pod endotelem • tonus cév • počet a kvalita krevních destiček • srážlivé a fibrinolytické systémy • charakter proudění v cévě brání jak krvácení, tak intravaskulárnímu srážení krve REAKCE CÉV Vasokonstrikce Stupeň vasokonstrikce závisí na stupni poškození cévy Serotonin z destičkových granul Adrenalin Fibrinopeptidy FUNKCE DEŠTIČEK • Ochrana organismu před ztrátou krve • Udržování integrity cévní stěny a hojení poranění cév (destičkový růstový faktor z a-granul) • Zánětlivé reakce, změny permeability kapilár, odstraňování cizorodých látek, virů, bakterií, odvržení transplantátu… • Nosič pro různé látky absorbované na povrch destiček KREVNÍ DESTIČKY (TROMBOCYTY) Bezjaderné, bezbarvé, granulované, nejmenší formované elementy krevní Vznik: megakaryocyty kostní dřeně pod vlivem kolonie stimulujících faktorů – interleukinů (IL-1, IL-3, IL-6) a granulocyty a makrofágy stimulujícího faktoru (GM-CSF) Počet: 200 000 – 500 000 v ml, z toho třetina ve slezině a dvě třetiny v cirkulaci Žádné věkové ani pohlavní rozdíly v počtu Trombocytoza – po splenektomii Velikost: 2 – 4 mm průměr, 0,5 – 1 mm tloušťka, 4 – 8 fl objem Tvar: hladké, okrouhlé disky Tvar udržován cytoskeletem - prstenec mikrotubulů kolem periferie, silně invaginovaná membrána, kanalikulární systém spojený s extracelulárním prostorem. Membrána: obsahuje receptory pro přilnutí na vhodné povrchy, např. kolagen, von Willebrandův faktor, fibrinogen Cytoplasma: obsahuje aktin, myosin, glykogen, lysozomy a Granula: denzní granula (neproteinové substance – serotonin, ADP, adenonukleotidy) a a granula (proteinový obsah: faktory srážení, destičkový růstový faktor – PDGF) Glykokalyx: 10 – 50nm, směs bílkovin a mukopolysacharidů (faktory systému srážení, ionty, AMK, histamin, léky…) Doba života: 9 – 12 dní, poločas – cca 4 dny FUNKCE TROMBOCYTŮ • Akutní narušení endotelu – primární hemostáza 1. Adheze - Obnažení subendoteliálních struktur (kolagen) = spouštěcí signál pro vazbu bivalentních proteinů - vWf - von Willebrandova faktoru (resp. fibronektinu) - Vazba povrchových glykoproteinů trombocytů GP Ia/IIa/IIb/GP Ib/IX/V - Následná adheze trombocytů k poškozenému endotelu. 2. Aktivace - vazba glykoproteinů spouští aktivaci povrchových struktur trombocytů - hlavní roli hraje aktivace receptorů pro ADP - tromboxan A2 - trombin - serotonin – adrenalin - exprese receptorů GP IIb/IIIa - tvar destičky se mění z diskovitého na ameboidní (s pseudopodii) a přitom se uvolňují proagregační a chemotaktické látky 3. Degranulace - Uvolnění působků (sekrece) z trombocytu se děje za spolupůsobení několika faktorů: TXA2, Ca2+, PLC, myosinkináza – lehký řetězec (MLCK) - Degranulace = uvolnění ADP, tromboxanu A2, serotoninu, adrenalinu, PDGF (platelet-derived growth factor) 4. Agregace - Aktivace trombocytů vyvolá strukturní změny s obnažením vazných míst receptorů typu glykoproteinů GP IIb/IIIa (početně nejhojnější GPs) - Aktivace GP IIb/IIIa receptorů umožní vzájemné propojení vždy dvou destiček prostřednictvím bivalentních proteinů: molekuly fibrinogenu, vWf, vitronektinu, atd. 5. Závěrečná fáze - Působením TXA2 a serotoninu dojde k obnažení a uvolnění fosfolipidů (PL) na povrchu destičky - PL za účasti Ca2+ významně potencují polymerizaci rozpustného fibrinogenu na nerozpustnou fibrinovou síť = aktivace koagulační kaskády Jurk K, Kehrel BE: Platelets: Physiology and biochemistry. Seminars in Thrombosis and Hemostasis 2005, 31(4):381-392. Jurk K, Kehrel BE: Platelets: Physiology and biochemistry. Seminars in Thrombosis and Hemostasis 2005, 31(4):381-392. Broos K, De Meyer SF, Feys HB, Vanhoorelbeke K, Deckmyn H: Blood platelet biochemistry. Thrombosis Research 2012, 129(3):245-249. Silverthorn, D. U. Human Physiology – an Integrated Approach. 6th. edition. Pearson Education, Inc. 2012. Jurk K, Kehrel BE: Platelets: Physiology and biochemistry. Seminars in Thrombosis and Hemostasis 2005, 31(4):381-392. IP3 mobilizuje Ca2+ z ER  Ca2+  1. aktivace PLA2  aktivace dráhy kyseliny arachidonové   TxA2 =  degranulace 2. aktivace MLCK (Myosin light-chain kinase)  kontrakce kontraktilního aparátu  změna tvaru destiček  degranulace DAG aktivuje PKC   degranulace DĚJE V TROMBOCYTECH PO AKTIVACI RECEPTORŮ Aktivace PLC  PIP2 se štěpí na IP3 a DAG Jurk K, Kehrel BE: Platelets: Physiology and biochemistry. Seminars in Thrombosis and Hemostasis 2005, 31(4):381-392. Coughlin SR: Thrombin signalling and protease-activated receptors. Nature 2000, 407(6801):258-264. ZÁSTAVA KRVÁCENÍ I. – bílý trombus Adheze (obnažení cévní stěny – kolagen – receptory pro kolagen na trombocytu, laminin, von Willebrandův f.). Aktivace a změna tvaru – kolagen, ADP, trombin. Vystavení glykoproteinů IIb/IIIa. Sekrece (degranulace): stimulace agregace – ADP stimulace adheze – vWF a fibronektin vasokonstrikce – serotonin, tromboxan A2 mitogenní účinky – růstový faktor (PDGF) aktivace destiček a fagocytů – PAF (cytokin, G-coupled receptor, fosfolipaza C, DAG, zvýšení intracelulární koncentrace Ca2+, fosfolipaza A2 – kys. arachidonová – tromboxan A2)!!! Význam kyseliny acetylosalicylové!!! Agregace. Vasokonstrikce. Svinutí vnitřní vrstvy cévní stěny v místě poranění. ADP Ca++ Serotonin Vasokonstrikce Noradrenalin Denzní granula Alfa granula Fibrinogen PDGF aterosklerosavWF V XIII vWF Kolagen Endotel Tromboxan A2 AA COX-1 PGH2 Aspirin Vasokonstrikce Aktivace Inhibice Ticlopidine Ib/IX Inhibice Fibrinogen Receptor IIb/IIIa Abciximab vWF AGREGACE Jurk K, Kehrel BE: Platelets: Physiology and biochemistry. Seminars in Thrombosis and Hemostasis 2005, 31(4):381-392. ZÁSTAVA KRVÁCENÍ II. – červený trombus Protrombin (faktor X) – trombin - sled enzymových reakcí - anionické fosfolipidy (membrány trombocytů), vápenaté ionty Fibrinogen – fibrin monomer – fibrin polymer (stabilizace, faktor III, Ca2+). Vnitřní systém – vnější systém aktivace faktoru X. Jurk K, Kehrel BE: Platelets: Physiology and biochemistry. Seminars in Thrombosis and Hemostasis 2005, 31(4):381-392. Silverthorn, D. U. Human Physiology – an Integrated Approach. 6th. edition. Pearson Education, Inc. 2012. Faktor Název faktoru Biologický poločas (h) I fibrinogen 120-144 II protrombin 48 III tromboplastin, trombokináza velmi krátký IV ionty vápníku V proakcelerin 12-15 VII (AHF) prokonvertin, stabilní f. 2-5 VIII antihemofilní faktor A, a. globulin 5-12 IX Christmas faktor, antihem. f. B 12-30 X Stuart-Prower faktor 32 XI antihemofilický f. C, PTA méně než 12 XII Hageman faktor méně než 12 XIII f. stabilizující fibrin 48-72 HMW-K Fitzgerald f. (vysokomolekulární kininogen) Pre-K prekallikrein Ka kallikrein PL destičkové fosfolipidy Figure 36-2 Schema for conversion of prothrombin to thrombin and polymerization of fibrinogen to form fibrin fibers. Downloaded from: StudentConsult (on 15 June 2006 03:00 PM) © 2005 Elsevier FIBRIN FORMATION AND DEGRADATION Fibrinogen Fibrin FDPs FDPs, fibrin degradation products Silverthorn, D. U. Human Physiology – an Integrated Approach. 6th. edition. Pearson Education, Inc. 2012. Figure 36-3 Extrinsic pathway for initiating blood clotting. Downloaded from: StudentConsult (on 15 June 2006 03:00 PM) © 2005 Elsevier Figure 36-4 Intrinsic pathway for initiating blood clotting. Downloaded from: StudentConsult (on 15 June 2006 03:00 PM) © 2005 Elsevier Coughlin SR: Thrombin signalling and proteaseactivated receptors. Nature 2000, 407(6801):258- 264. Jurk K, Kehrel BE: Platelets: Physiology and biochemistry. Seminars in Thrombosis and Hemostasis 2005, 31(4):381- 392. Silverthorn, D. U. Human Physiology – an Integrated Approach. 6th. edition. Pearson Education, Inc. 2012. SUMMARY Silverthorn, D. U. Human Physiology – an Integrated Approach. 6th. edition. Pearson Education, Inc. 2012. SUMMARY INTRAVASKULÁRNÍ KOAGULACE Poškození endotelu způsobené: 1) Aterosklerosou (infarkt myokardu, cévní mozková příhoda) 2) Zánět (žilní trombosa, plicní embolie) THROMBOSIS EMBOLISM damaged endothelium damaged endothelium Thrombus Embolus Example: MI Stroke Example: Pulmonary embolism ŘÍZENÍ HEMOKOAGULACE Hemokoagulace vyvažována protisrážlivými mechanismy: Nehumorální řízení: Souvislý neporušený endotel. Proud krve: omezení zvětšování koagula, zředění a odplavení faktorů srážení krve. Vzájemné negativní působení tromboxanu A2 a prostacyklinu. Humorální řízení: Fibrin: silně váže trombin – „antitrombin“ Antitrombin III: cirkulující inhibitor proteáz (aktivních forem faktorů IX, X, XI, XII), vazba na proteázy koagulačního systému usnadněna heparinem pocházejícím ze žírných buněk (kofaktor heparinu) Trombmodulin: trombin vážící protein, produkován endoteliálními buňkami Trombin + Trombmodulin = aktivátor proteinu C Protein C: inaktivace faktorů V a VIII inhibice inhibitoru aktivátoru tkáňového plasminogenu (=více plasminu – rozklad fibrinu) Plasmin (fibrinolysin): aktivní složka fibrinolytického systému. Prekurzor: plasminogen, katalýza trombinem a tkáňovým aktivátorem plasminu (TPA) – využití v terapii infarktu myokardu!!! Streptokináza. Ezihe-Ejiofor JA, Hutchinson N: Anticlotting mechanisms 1: physiology and pathology. Continuing Education in Anaesthesia, Critical Care & Pain Advance Access 2013 Kauskot A, Hoylaerts MF: Platelet receptors. Handbook of experimental pharmacology 2012(210):23-57. PROTIZRÁŽECÍ MECHANIZMY PC, PS - protein C, S; AT – antithrombin; PA - plasminogen activator FIBRINOLÝZA Neúčinný plazminogen Účinný plazmin (fibrinolyzin) Aktivátory plazminogenu Inhibitory plazminogenu TROMBOLÝZA UPA, urokinase plasmin activator tPA, tissue plasmin activator PAI, plasmin acivator inhibitor alpha2PI-Plasmin, complex ANTIKOAGULACE Defibrinace: odstranění fibrinu (preparáty z hadích jedů) – in vitro Dekalcifikace: vyvázání nebo odstranění vápenatých iontů (citrát sodný, šťavelan draselný nebo amonný) – in vitro Heparin: přirozené antikoagulans, žírné buňky, účinné pouze za přítomnosti antitrombinu III, také in vivo Kumarinové deriváty (dikumarol, warfarin): inhibice účinků vitamínu K v játrech – poruchy faktorů II, VII, IX, X, proteinu C, proteinu S (usnadňuje aktivaci Va a VIIIa pomocí proteinu C) Hirudin: obsolentní, slinné žlázy pijavek (Hirudo medicinalis) Antikoagulancia Inhibice Aktivace In vivo: Heparin antithrombin III test: aPTT, antifactor Xa levelKumarin (warfarin) Vitamin K Hepar prothrombin Liver In vitro: Heparin antithrombin III Sodium citrate Ca++ test: PT INR=PTpatient/PTnorm warfarin INR 2-3 aPTT: activated partial thromboplastin time PT: prothrombin time Protidestičková léčiva – krátký úvod • Farmakologicky ovlivňujeme funkci, ne počet • Primární a sekundární prevence aterotrombózy – Akutní koronární syndromy – Ischematické cévní mozkové příhody – Sympromatické uzávěry periferního arteriálního řečiště • Antiagregancia? • Inhibitory cyklooxygenázy/blokátory syntézy tromboxanu A2 nebo antagonisté jeho receptorů • Inhibitory ADP receptorů (P2Y12) • Antagonisté destičkových trombinových receptorů (PAR-1) • Antagonisté povrchových destičkových glykoproteinů (GP IIb/IIa) • Blokáda serotoninové cesty • Další mechanismy • Hlavní nevýhody současné terapie – nedostatečná účinnost a s rizikem recidivy – riziko krvácivých komplikací – možná rezistence na léčbu – absence vhodného antidota Převzato. Poul, H. Protidestičková terapie. Klinická farmakologie a farmacie, 26(2), 2012. INHIBICE KASKÁDY KYSELINY ARACHIDONOVÉ • Inhibice COX1 - méně specifická: • kyselina acetylsalicylová (ASA) – ireverzibilní acetylace COX1 - neschopnost trombocytů syntetizovat COX1 de novo • sulfinpyrazon - reverzibilní • Selektivní inhibice TXA2-syntázy: • indobufen • pilmagrel, ridogrel, nidrogrel • Antagonisté TXA2 receptorů na membráně trombocytu: • sulotroban, ditazol OVLIVNĚNÍ HLADINY cAMP • Zvýšení tvorby cAMP • epoprostenol (prostacyklin) – silně inhibuje destičkovou fosfolipázu A2 • Syntetická analoga eloprost, ciprosten • Inhibice fosfodiesterázy • dipyridamol – silný vazodilatační efekt SELEKTIVNÍ ANTAGONISTÉ ADP RECEPTORŮ • Inhibice vazby ADP na specifický receptor P2Y12 • Ovlivnění exprese GP IIb/IIIa receptorů VAZODILATANCIA OVLIVŇUJÍCÍ (INHIBUJÍCÍ) FUNKCI TROMBOCYTŮ • pentoxifylin, • naftidrofuryl, ketanserin (antagonisté 5HT receptorů), • nitráty, molsidomin aj. ANTAGONISTÉ GP IIb/IIIa RECEPTORŮ • brání vazbě bivalentních proteinů – fibrinogen, vWf k membránovým integrinovým receptorům tím, že tyto receptory obsazují. • Chemicky velmi heterogenní skupina • Fragmenty monoklonálních protilátek: abciximab • Syntetické inhibitory (lineární a cyklické peptidy – eptifibatid s velmi krátkým účinkem) • Nepeptidoví antagonisté – injekční a orální inhibitory GPIIb/IIIa – „fibany“ • Fibany pro perorální aplikaci (některé jsou "prodrugs") - xemilofiban, sibrafiban, roxifiban • vysoký výskyt krvácivých komplikací (popsán i vzestup mortality) DALŠÍ LÁTKY (BLOKUJÍCÍ ADHEZI TROMBOCYTŮ) • blokáda receptoru GP Ib - kyselina trikarboxylaurinová (ATA) • blokáda von Willebrandova faktoru Angiolillo DJ, Ferreiro JL: Platelet Adenosine Diphosphate P2Y(12) Receptor Antagonism: Benefits and Limitations of Current Treatment Strategies and Future Directions. Revista Espanola De Cardiologia 2010, 63(1):60-76. Pozn. Vitamín K a jeho antagonisté • Vitamín K – Podporuje v játrech karboxylaci glutamátových zbytků v prekurzorech některých faktorů (II, VII, IX a X) a některých antikoagulačních faktorů za vzniku gama-karboxyglutamátu – Karboxylové skupiny nutné pro vazbu na povrch fosfolipidů, která je zprostředkována vápenatými ionty • Strukturální analoga vitamínu K = 4hydroxykumariny = „falešný vitamín K“ – Fenoprokumon, warfarin – Nutné hledání optimální dávky pro každého pacienta zvlášt – Kontroly, hodnoty INR – Výhoda = je antidotum (= vitamín K) Převzato. Babula, P. et al. Noteworthy Secondary Metabolites Naphthoquinones - their Occurrence, Pharmacological Properties and Analysis. Current Pharmaceutical Analysis, 5(1), 2009. Pozn. Heparin a hirudin a jejich deriváty • Heparin – Zdrojem je střevní sliznice vepřů – Antikoagulační schopnost závisí na délce řetězců • Nefrakcionovaný standardní heparin (4000 – 40000 Da) • Nízkomolekulární frakcionovaný heparin (cca 5000 Da, certoparin, dalteparin, enoxaparin) • Syntetické deriváty (fondaparinux) • Aktivace antitrombinu III – Reverzibilní inaktivace trombinu a dalších koagulačních faktorů • Hirudin a jeho deriváty – Zdrojem jsou sliny pijavice Hirudo medicinalis – Blokují aktivní centrum trombinu – Lepirudin, desirudin VYŠETŘENÍ KREVNÍ SRÁŽLIVOSTI - aPTT - Aktivovaný parciální tromboplastinový čas (aPTT), 28 – 40 s - Quick – rychlost přeměny protrombinu na trombin 12 – 15 s; International Normalized Ratio 0,8 -1,2 - TT – trombinový čas 17 – 24 s - Pozn. FDP (fibrinové degradační produkty) a D-dimery = markery koagulace s následnou fibrinolýzou - Dekalcifikovaná plasma - kaolin-kefalinový komplex + přebytek vápenatých iontů - Kefalin nutný pro aktivaci faktoru X - Dekalcifikovaná plasma - Tkáňový tromboplastin + přebytek vápenatých iontů - Dekalcifikovaná plasma - Trombin + přebytek vápenatých iontů STREPTOKINÁZA - Beta-hemolytický streptokok - Konverze plasminogenu na aktivní plasmin; - Terapie tromboembolických stavů