Revue générale de l'hémostase

Les facteurs vasculaires réduisent les pertes sanguines du vaisseau lésé dues à une vasoconstriction locale (une réaction immédiate à la lésion) et par la compression du vaisseau secondaire à l'extravasation du sang dans les tissus attenants. La lésion de la paroi vasculaire déclenche l’adhésion et l’activation des plaquettes et la production de polymères de fibrine à partir du fibrinogène; les plaquettes et la fibrine se combinent pour aboutir à la formation du caillot.

Différents mécanismes, dont la production d'oxyde nitrique et de prostacycline par les cellules endothéliales, favorisent la fluidité du sang en empêchant l'agrégation des plaquettes et en dilatant les vaisseaux sanguins intacts. La production de ces médiateurs est interrompue lorsque l'endothélium vasculaire est lésé. Dans ces conditions, les plaquettes adhèrent au sous-endothélium et forment des agrégats. L'adhésion plaquettaire initiale a lieu sur les longues chaînes du facteur de von Willebrand (VWF), sécrété préalablement par, et ancré, sur des cellules endothéliales stimulées. Le facteur de von Willebrand se fixe sur des récepteurs de la membrane plaquettaire (glycoprotéine Ib/IX). L'adhésion des plaquettes à la paroi vasculaire entraîne leur activation. Au cours de l'activation, les plaquettes libèrent des médiateurs de l'agrégation, notamment de l'adénosine diphosphate (ADP) à partir des granules de stockage.

Les autres anomalies biochimiques résultant de l'activation, comprennent les suivantes:

• Hydrolyse des phospholipides de membrane

• Inhibition de l'adénylate cyclase

• Mobilisation du calcium intracellulaire

• Phosphorylation de protéines intracellulaires

L'acide arachidonique est transformé en thromboxane A2; cette réaction nécessite l'action de la cyclo-oxygénase plaquettaire qui est inhibée de façon irréversible par l'aspirine et de façon réversible par de nombreux AINS.

L'ADP, le thromboxane A2, et d'autres médiateurs induisent une activation et l'agrégation de plaquettes supplémentaires sur l'endothélium lésé. Les récepteurs plaquettaires de l’ADP comprennent le récepteur P2Y12, qui envoie des signaux de suppression de l’adénylate cyclase, diminue les taux d'adénosine monophosphate cyclique (AMPc) et favorise l’activation du récepteur de la glycoprotéine IIb/IIIa (assemblé sur la membrane de surface des plaquettes activée à partir des glycoprotéines IIb et IIIa). Le fibrinogène se lie à la glycoprotéine IIb/IIIa des plaquettes adjacentes, les reliant ainsi entre elles.

Les plaquettes procurent des surfaces pour l'assemblage et l'activation de complexes moléculaires de la coagulation et la production de thrombine. La thrombine transforme le fibrinogène en monomères de fibrine et les monomères de fibrine se polymérisent en polymères de fibrine qui relient les plaquettes agrégées en bouchons hémostatiques composés de plaquette-fibrine.

Les facteurs de coagulation interagissent avec les surfaces des plaquettes et des cellules endothéliales pour produire de la thrombine, qui convertit le fibrinogène en fibrine. En se formant au niveau du clou plaquettaire ancré à la paroi, la fibrine renforce le caillot.

Par la voie intrinsèque, le facteur XII, le kininogène de haut poids moléculaire, la prékallikréine et le facteur XI activé (facteur XIa) interagissent pour produire le facteur IXa à partir du facteur IX. Le facteur IXa se combine alors avec le facteur VIIIa et des phospholipides procoagulants (présents à la surface des plaquettes activées, des cellules endothéliales et des cellules tissulaires) pour former un complexe qui active le facteur X.

Par la voie extrinsèque, le facteur VIIa et le facteur tissulaire activent directement le facteur X et peut-être aussi le facteur IX (voir figure Voies de la coagulation et le tableau Composants des réactions de la coagulation sanguine).

Les facteurs de coagulation sont produits par le foie à l'exception du facteur VIII, qui est synthétisé dans les cellules sinusoïdales du foie et les cellules endothéliales en dehors du foie. L'expression du facteur tissulaire est normalement limitée aux cellules périvasculaires de sorte que l'activation de la voie extrinsèque ne se produit qu'en cas de lésion de la paroi vasculaire.

Voies de la coagulation

L'activation des voies intrinsèque ou extrinsèque aboutit à l'activation de la voie commune, qui permet la formation du caillot de fibrine. Trois étapes interviennent dans l'activation de la voie finale commune:

1. La prothrombase est générée à la surface des plaquettes activées, des cellules endothéliales et des cellules tissulaires. La prothrombinase est un complexe associant une enzyme, le facteur Xa et un cofacteur, le facteur Va, sur une surface phospholipidique procoagulante.

2. La prothrombinase clive la prothrombine pour produire de la thrombine.

3. La thrombine génère des monomères et des polymères de fibrine à partir du fibrinogène et active les facteurs solubles V, VIII et XI. La thrombine active également le facteur XIII, une enzyme qui catalyse la formation de liaisons covalentes entre les molécules de fibrine.

Des ions calcium sont nécessaires dans la plupart des réactions impliquées dans la formation de thrombine et des agents chélatants le calcium (p. ex., comme le citrate et l'acide éthylène diamine tétra-acétique) sont donc utilisés in vitro en tant qu'anticoagulants. Les facteurs de la coagulation vitamine K–dépendants (facteurs II, VII, IX et X) se fixent normalement sur les surfaces phospholipidiques par des ponts calcium pour participer à la coagulation. Les réactions de coagulation ne peuvent pas se produire correctement en l'absence de vitamine K. Les protéines régulatrices de la coagulation vitamine K-dépendantes comprennent la protéine C et la protéine S.

Bien que la connaissance des voies de la coagulation soit utile à la compréhension des mécanismes et à la réalisation d'examens de laboratoire explorant les troubles de la coagulation, la coagulation in vivo n'implique pas le facteur XII, la prékallikréine ou le kininogène de haut poids moléculaire. Les personnes présentant une déficience héréditaire en ces facteurs ne présentent aucune anomalie de saignement. Les personnes qui présentent un déficit constitutionnel en facteur XI peuvent présenter des manifestations hémorragiques légères ou modérées. Dans vitro, le facteur XI soluble peut être activé par la thrombine. Il n'y a, cependant, aucune relation cohérente entre les taux plasmatiques de facteur XI et la probabilité ou l'importance des saignements. Le facteur IX soluble peut être activé in vitro à la fois par les complexes de facteur XIa et de facteur VIIa/facteur tissulaire.

Dans vivo, l'activation de la voie extrinsèque se produit lorsqu'une lésion vasculaire permet la mise en contact du sang avec le facteur tissulaire présent à la surface des cellules situées autour et dans la paroi vasculaire, au niveau de la lésion. Ce contact avec le facteur tissulaire génère des complexes de facteur tissulaire/facteur VIIa qui activent le facteur X (et éventuellement le facteur IX). Le facteur IXa, associé à son cofacteur, le facteur VIIIa, fixés à la surface d'une membrane phospholipidique génère aussi du facteur Xa. L'activation du facteur X par les complexes IXa/VIIIa est nécessaire à une hémostase normale. Cette nécessité de la présence des facteurs VIII et IX est la raison pour laquelle les hémophilies de type A (déficit en facteur VIII) ou de type B (déficit en facteur IX) provoquent des saignements. L'activation du facteur X par des complexes facteur VIIa/facteur tissulaire dans la voie de la coagulation extrinsèque ne génère pas suffisamment de thrombine (et de fibrine) pour prévenir les saignements chez les patients atteints d'hémophilie A ou B.

Plusieurs mécanismes inhibiteurs évitent que l'activation de la coagulation ne s'intensifie de façon incontrôlée et n'entraîne une thrombose localisée ou extensive ou une coagulation intravasculaire disséminée. Ces mécanismes comprennent

• Inactivation des facteurs de la coagulation

• Fibrinolyse

• Clairance hépatique des facteurs de coagulation activés

Inactivation des facteurs de la coagulation

Les inhibiteurs des protéases plasmatiques (antithrombine, inhibiteur du facteur tissulaire, alpha-2-macroglobuline et cofacteur II de l'héparine) inactivent les enzymes de la coagulation. L'antithrombine inhibe la thrombine, le facteur Xa, le facteur XIa et le facteur IXa.

Deux protéines vitamine K–dépendantes, les protéines C et S libres, forment un complexe qui inactive les facteurs VIIIa et Va par protéolyse. La thrombine, lorsqu'elle est fixée à un récepteur des cellules endothéliales (appelé thrombomoduline [CD141]), active la protéine C. La protéine C activée se combine avec ses cofacteurs, la protéine S libres et des récepteurs des cellules endothéliales de la protéine C, pour protéolyser et désactiver les facteurs VIIIa et Va.

Outre les inactivateurs normalement présents, il existe un certain nombre de médicaments anticoagulants qui potentialisent l'inactivation des facteurs de coagulation (voir figure Anticoagulants et leurs sites d'action).

L'héparine augmente l'activité de l'antithrombine. L'héparine non fractionnée et les héparines de bas poids moléculaire améliorent l'activité de l'antithrombine pour inactiver les facteurs IIa (thrombine) et Xa. Les héparines de bas poids moléculaire comprennent l'énoxaparine, la daltéparine et la tinzaparine.

La warfarine est un antagoniste de la vitamine K. Elle inhibe la régénération de la forme active de la vitamine K et, par conséquent, elle inhibe la génération des formes fonctionnelles des facteurs de la coagulation vitamine K–dépendants II, VII, IX et X (ainsi que les protéines C et S).

Le fondaparinux, une petite molécule synthétique contenant la partie essentielle pentasaccharidique de la structure de l'héparine favorise l'inactivation du facteur Xa mais pas du facteur IIa (thrombine).

Les inhibiteurs parentéraux directs de la thrombine comprennent l'argatroban et la bivalirudine.

Les anticoagulants oraux directs comprennent l'inhibiteur de la thrombine (dabigatran) et les inhibiteurs du facteur Xa (apixaban, rivaroxaban, edoxaban). L'utilisation de ces médicaments, ainsi que les risques, les avantages et les agents d'inversion, sont abordés dans les sections du Manuel sur la fibrillation auriculaire, la thrombose veineuse profonde, et l'embolie pulmonaire.

Anticoagulants et leurs sites d'action

TF = facteur tissulaire (tissue factor).

Fibrinolyse

Le dépôt et la lyse de la fibrine sont normalement équilibrés afin de conserver temporairement puis éliminer l'obstruction de la brèche vasculaire par le caillot pendant la réparation de la paroi vasculaire lésée. Le système fibrinolytique dégrade la fibrine par le biais de la plasmine, une enzyme protéolytique. La fibrinolyse est activée par les activateurs du plasminogène libérés par les cellules endothéliales vasculaires. Les activateurs du plasminogène et le plasminogène (du plasma) se lient à la fibrine et les activateurs du plasminogène clivent le plasminogène en plasmine (voir Figure Voie fibrinolytique). La plasmine génère des produits de dégradation de la fibrine qui sont solubles et rejoignent la circulation et métabolisés par le foie.

Voie de la fibrinolyse

Le dépôt de fibrine et la fibrinolyse doivent être équilibrés pendant la réparation de la lésion vasculaire. Les cellules vasculaires endothéliales lésées libèrent les activateurs du plasminogène (l'activateur tissulaire du plasminogène, l'urokinase), qui activent la fibrinolyse. Les activateurs du plasminogène catalysent le clivage du plasminogène, générant ainsi la plasmine, qui dégrade le caillot. La fibrinolyse est contrôlée par des inhibiteurs de l'activateur du plasminogène (p. ex., PAI-1) et des inhibiteurs de la plasmine (p. ex., alpha 2-antiplasmine).

Il existe plusieurs activateurs du plasminogène:

• L'activateur tissulaire du plasminogène (tPA) synthétisé par les cellules endothéliales est un activateur peu efficace du plasminogène lorsqu'il est à l'état libre en solution, mais il devient efficace lorsqu'il est fixé à la fibrine à proximité du plasminogène.

• L'urokinase existe sous des formes monocaténaire et bicaténaire, chacune possédant des propriétés fonctionnelles différentes. L'urokinase à chaîne unique ne peut pas activer le plasminogène libre, mais, comme le tPA, peut facilement activer le plasminogène lié à la fibrine. Des traces de plasmine clivent l'urokinase à chaîne unique en urokinase à double chaîne, qui active le plasminogène en solution ainsi que le plasminogène lié à la fibrine. Les cellules épithéliales qui bordent les canaux excréteurs de l'organisme (p. ex., tubules rénaux, canaux galactophores) libèrent également de l'urokinase, qui est l'activateur physiologique déclenchant la lyse de tout dépôt de fibrine ayant pu se former dans ces canaux.

• La streptokinase, un produit bactérien non présent dans l'organisme à l'état normal, est un autre activateur puissant du plasminogène.

La streptokinase, l'urokinase et le tPA recombinant (altéplase) ont tous été utilisés en thérapeutique pour induire une fibrinolyse en cas de thrombose aiguë.