Hémostase

Le système hémostatique (hémostase) est un ensemble de mécanismes fonctionnels, morphologiques et biochimiques qui assurent le maintien de l'état liquide du sang, la prévention et l'arrêt des saignements, ainsi que l'intégrité des vaisseaux sanguins.

Dans un organisme entier, en l'absence de tout effet pathologique, l'état liquide du sang est une conséquence de l'équilibre des facteurs qui déterminent les processus

Coagulation et prévention de leur développement. La perturbation de cet équilibre peut être causée par de nombreux facteurs. Cependant, quelle que soit l'étiologie, la formation de thrombus dans l'organisme se déroule selon des lois uniformes, impliquant certains éléments cellulaires, enzymes et substrats.

Dans la coagulation sanguine, on distingue deux maillons: l'hémostase cellulaire (vasculaire-plaquettaire) et plasmatique (coagulation).

• L'hémostase cellulaire est comprise comme l'adhésion cellulaire (c'est-à-dire l'interaction des cellules avec une surface étrangère, y compris les cellules d'un type différent), l'agrégation (le collage des mêmes cellules sanguines ensemble), ainsi que la libération de substances à partir d'éléments formés qui activent l'hémostase plasmatique.
• L'hémostase plasmatique (coagulation) est une cascade de réactions impliquant des facteurs de coagulation sanguine, aboutissant à la formation de fibrine. La fibrine ainsi obtenue est ensuite détruite par la plasmine (fibrinolyse).

Il est important de noter que la distinction entre réactions hémostatiques cellulaires et plasmatiques est conditionnelle, mais elle est valable in vitro et simplifie considérablement le choix des méthodes adéquates et l'interprétation des résultats du diagnostic de laboratoire des pathologies hémostatiques. Dans l'organisme, ces deux maillons du système de coagulation sanguine sont étroitement liés et ne peuvent fonctionner séparément.

La paroi vasculaire joue un rôle essentiel dans la mise en œuvre des réactions d'hémostase. Les cellules endothéliales des vaisseaux sanguins sont capables de synthétiser et/ou d'exprimer à leur surface diverses substances biologiquement actives qui modulent la formation de thrombus. Parmi celles-ci figurent le facteur de von Willebrand, le facteur de relaxation endothéliale (oxyde nitrique), la prostacycline, la thrombomoduline, l'endothéline, l'activateur tissulaire du plasminogène, son inhibiteur, le facteur tissulaire (thromboplastine), l'inhibiteur de la voie du facteur tissulaire, et quelques autres. De plus, les membranes des cellules endothéliales portent des récepteurs qui, dans certaines conditions, assurent la liaison aux ligands moléculaires et aux cellules circulant librement dans la circulation sanguine.

En l'absence de lésion, les cellules endothéliales tapissant le vaisseau présentent des propriétés thromborésistantes, contribuant au maintien de la fluidité du sang. La thromborésistance de l'endothélium est assurée par:

• inertie de contact de la surface interne (face à la lumière du vaisseau) de ces cellules;
• synthèse d'un puissant inhibiteur de l'agrégation plaquettaire - la prostacycline;
• la présence de thrombomoduline sur la membrane des cellules endothéliales, qui lie la thrombine; dans ce cas, cette dernière perd la capacité de provoquer la coagulation du sang, mais conserve l'effet activateur sur le système de deux anticoagulants physiologiques les plus importants - les protéines C et S;
• teneur élevée en mucopolysaccharides sur la surface interne des vaisseaux sanguins et fixation du complexe héparine-antithrombine III (ATIII) sur l'endothélium;
• la capacité de sécréter et de synthétiser l’activateur tissulaire du plasminogène, qui assure la fibrinolyse;
• la capacité de stimuler la fibrinolyse par le biais du système des protéines C et S.

La violation de l'intégrité de la paroi vasculaire et/ou des modifications des propriétés fonctionnelles des cellules endothéliales peuvent contribuer au développement de réactions prothrombotiques: le potentiel antithrombotique de l'endothélium est transformé en potentiel thrombogène. Les causes des lésions vasculaires sont très diverses et incluent des facteurs exogènes (dommages mécaniques, rayonnements ionisants, hyper- et hypothermie, substances toxiques, y compris les médicaments, etc.) et endogènes. Ces derniers incluent des substances biologiquement actives (thrombine, nucléotides cycliques, plusieurs cytokines, etc.) qui, dans certaines conditions, peuvent présenter des propriétés agressives pour la membrane. Ce mécanisme de lésion de la paroi vasculaire est caractéristique de nombreuses maladies associées à une tendance à la formation de thrombus.

Tous les éléments cellulaires du sang participent à la thrombogenèse, mais pour les plaquettes (contrairement aux érythrocytes et aux leucocytes), la fonction procoagulante est la principale. Les plaquettes sont non seulement les principaux acteurs du processus de formation du thrombus, mais elles ont également un effet significatif sur d'autres maillons de l'hémocoagulation: elles fournissent les surfaces phospholipidiques activées nécessaires à la mise en œuvre des processus d'hémostase plasmatique, libèrent de nombreux facteurs de coagulation dans le sang, modulent la fibrinolyse et perturbent les constantes hémodynamiques, à la fois par une vasoconstriction transitoire induite par la production de thromboxane A2 _et par la formation et la libération de facteurs mitogéniques favorisant l'hyperplasie de la paroi vasculaire. Lorsque la thrombogenèse est initiée, l'activation plaquettaire se produit (c'est-à-dire l'activation des glycoprotéines et des phospholipases plaquettaires, le métabolisme des phospholipides, la formation de messagers secondaires, la phosphorylation des protéines, le métabolisme de l'acide arachidonique, l'interaction actine et myosine, l'échange Na ⁺ /H ⁺, l'expression des récepteurs du fibrinogène et la redistribution des ions calcium) et l'induction de leurs processus d'adhésion, de leurs réactions de libération et d'agrégation; l'adhésion précède la réaction de libération et d'agrégation des plaquettes et constitue la première étape du processus hémostatique.

Lorsque la paroi endothéliale est endommagée, les composants sous-endothéliaux de la paroi vasculaire (collagène fibrillaire et non fibrillaire, élastine, protéoglycanes, etc.) entrent en contact avec le sang et forment une surface de liaison au facteur von Willebrand, qui non seulement stabilise le facteur VIII dans le plasma, mais joue également un rôle clé dans le processus d'adhésion plaquettaire, en reliant les structures sous-endothéliales aux récepteurs cellulaires.

L'adhésion des plaquettes à la surface thrombogène s'accompagne de leur propagation. Ce processus est nécessaire à une interaction plus complète des récepteurs plaquettaires avec les ligands fixés, contribuant ainsi à la progression de la thrombus. En effet, d'une part, il renforce la connexion des cellules adhérentes à la paroi vasculaire et, d'autre part, le fibrinogène immobilisé et le facteur de von Willebrand agissent comme agonistes plaquettaires, contribuant ainsi à une activation accrue de ces cellules.

Outre leur interaction avec une surface étrangère (y compris une lésion vasculaire), les plaquettes peuvent adhérer les unes aux autres, c'est-à-dire s'agréger. L'agrégation plaquettaire est provoquée par des substances de natures diverses, telles que la thrombine, le collagène, l'ADP, l'acide arachidonique, la thromboxane A₂ _, les prostaglandines G₂ _et H₂ _, la sérotonine, l'adrénaline, le facteur d'activation plaquettaire, etc. Des substances exogènes (absentes de l'organisme), comme le latex, peuvent également agir comme proagrégants.

L'adhésion et l'agrégation plaquettaires peuvent toutes deux conduire au développement d'une réaction de libération – un processus sécrétoire spécifique dépendant du Ca₂₃ ^au cours duquel les plaquettes libèrent un certain nombre de substances dans l'espace extracellulaire. Cette réaction de libération est induite par l'ADP, l'adrénaline, le tissu conjonctif sous-endothélial et la thrombine. Initialement, le contenu des granules denses est libéré: ADP, sérotonine, Ca₂₃^; une stimulation plaquettaire plus intense est nécessaire pour la libération du contenu des granules α (facteur plaquettaire 4, β-thromboglobuline, facteur de croissance plaquettaire, facteur de von Willebrand, fibrinogène et fibronectine). Les granules liposomaux contenant des hydrolases acides ne sont libérés qu'en présence de collagène ou de thrombine. Il convient de noter que les facteurs libérés par les plaquettes contribuent à la fermeture du défaut de la paroi vasculaire et au développement d'un bouchon hémostatique. Cependant, avec des lésions vasculaires suffisamment prononcées, une activation supplémentaire des plaquettes et leur adhésion à la zone lésée de la surface vasculaire constituent la base du développement d'un processus thrombotique généralisé avec occlusion vasculaire ultérieure.

Quoi qu'il en soit, les lésions des cellules endothéliales entraînent l'acquisition de propriétés procoagulantes par l'intima vasculaire, ce qui s'accompagne de la synthèse et de l'expression du facteur tissulaire (thromboplastine), principal initiateur du processus de coagulation sanguine. La thromboplastine elle-même n'a pas d'activité enzymatique, mais peut agir comme cofacteur du facteur VII activé. Le complexe thromboplastine/facteur VII est capable d'activer à la fois les facteurs X et XI, provoquant ainsi la production de thrombine, laquelle induit à son tour une progression ultérieure des réactions d'hémostase cellulaire et plasmatique.

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Mécanismes de régulation de l'hémostase

Plusieurs mécanismes inhibiteurs empêchent l'activation incontrôlée des réactions de coagulation susceptibles d'entraîner une thrombose locale ou une coagulation intravasculaire disséminée. Ces mécanismes comprennent l'inactivation des enzymes procoagulantes, la fibrinolyse et la dégradation des facteurs de coagulation activés, principalement dans le foie.

Inactivation des facteurs de coagulation

Les inhibiteurs de protéase plasmatique (antithrombine, inhibiteur de la voie du facteur tissulaire, α _-2 -macroglobuline, cofacteur II de l'héparine) inactivent les enzymes de la coagulation. L'antithrombine inhibe la thrombine, les facteurs Xa, Xla et IXa. L'héparine renforce l'activité de l'antithrombine.

Deux protéines dépendantes de la vitamine K, la protéine C et la protéine S, forment un complexe qui inactive protéolytiquement les facteurs VIIIa et Va. La thrombine, en se liant à un récepteur des cellules endothéliales appelé thrombomoduline, active la protéine C. La protéine C activée, associée à la protéine S et aux phospholipides comme cofacteurs, protéolyse les facteurs VIIIa et Va.

Fibrinolyse

Le dépôt de fibrine et la fibrinolyse doivent être équilibrés pour maintenir et limiter la formation d'un caillot hémostatique lors de la réparation de la paroi vasculaire endommagée. Le système fibrinolytique dissout la fibrine grâce à 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 plasmatique se lient à la fibrine. Les activateurs du plasminogène clivent le plasminogène de manière catalytique, formant ainsi la plasmine. La plasmine forme des produits de dégradation de la fibrine solubles, libérés dans la circulation.

Les activateurs du plasminogène sont divisés en plusieurs types. L'activateur tissulaire du plasminogène (tPA) des cellules endothéliales présente une faible activité lorsqu'il est libre en solution, mais son efficacité augmente lorsqu'il interagit avec la fibrine à proximité immédiate du plasminogène. Le deuxième type, l'urokinase, existe sous forme simple et double chaîne, avec des propriétés fonctionnelles différentes. L'urokinase simple chaîne est incapable d'activer le plasminogène libre, mais comme le tPA, elle peut l'activer lorsqu'elle interagit avec la fibrine. Des traces de plasmine clivent la chaîne simple en urokinase double chaîne, qui active le plasminogène en solution et se lie à la fibrine. Les cellules épithéliales des canaux excréteurs (par exemple, tubules rénaux, canaux mammaires) sécrètent de l'urokinase, un activateur physiologique de la fibrinolyse dans ces canaux. La streptokinase, un produit bactérien normalement absent de l'organisme, est un autre activateur potentiel du plasminogène. La streptokinase, l'urokinase et le tPA recombinant (altéplase) sont utilisés à des fins thérapeutiques pour induire la fibrinolyse chez les patients atteints de maladies thrombotiques aiguës.

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Régulation de la fibrinolyse

La fibrinolyse est régulée par les inhibiteurs de l'activateur du plasminogène (IAP) et les inhibiteurs de la plasmine, qui ralentissent la fibrinolyse. L'IAP-1 est le principal IA. Libéré par les cellules endothéliales vasculaires, il inactive le tPA et l'urokinase, et active les plaquettes. L'inhibiteur de la plasmine le plus important est l'α-antiplasmine, qui inactive la plasmine libre libérée par le caillot. Une partie de l'α-antiplasmine peut se lier au caillot de fibrine via le facteur XIII, empêchant ainsi une activité plasmine excessive dans le caillot. L'urokinase et le tPA sont rapidement éliminés par le foie, ce qui constitue un autre mécanisme permettant de prévenir une fibrinolyse excessive.

Les réactions hémostatiques, dont l'ensemble est communément appelé hémostase plasmatique (coagulation), conduisent finalement à la formation de fibrine; ces réactions sont principalement réalisées par des protéines appelées facteurs plasmatiques.

Nomenclature internationale des facteurs de coagulation

Facteurs	Synonymes	Demi-vie, h
Je	Fibrinogène*	72-120
II	Prothrombine*	48-96
III	Thromboplastine tissulaire, facteur tissulaire	-
IV	Ions calcium	-
V	Proaccélérine*, Ac-globuline	15-18
VI	Accelerin (retiré du marché)
VII	Proconvertine*	4-6
VIII	Globuline antihémophilique A	7-8
IX	Facteur de Noël, composant de la thromboplastine plasmatique,	15-30
	Facteur antihémophilique B*
X	Facteur de Stewart-Prower*	30-70
XI	Facteur antihémophilique C	30-70
XII	Facteur Hageman, facteur de contact*	50-70
XIII	Fibrinase, facteur de stabilisation de la fibrine Supplémentaire:	72
	Facteur von Willebrand	18-30
	Fletcher, prékallicréine plasmatique	-
	Facteur Fitzgerald, kininogène de haut poids moléculaire	-

*Synthétisé dans le foie.

Phases de l'hémostase plasmatique

Le processus d’hémostase plasmatique peut être conditionnellement divisé en 3 phases.

Phase I - Formation de prothrombinase ou activation de la cascade contact-kallikréine-kinine. La phase I est un processus en plusieurs étapes entraînant l'accumulation dans le sang d'un complexe de facteurs capables de convertir la prothrombine en thrombine, d'où le nom de prothrombinase. Il existe des voies intrinsèques et extrinsèques pour la formation de la prothrombinase. Dans la voie intrinsèque, la coagulation sanguine est initiée sans la participation de la thromboplastine tissulaire; les facteurs plasmatiques (XII, XI, IX, VIII, X), le système kallicréine-kinine et les plaquettes participent à la formation de la prothrombinase. Suite à l'initiation des réactions de la voie intrinsèque, un complexe de facteurs Xa et V se forme à la surface des phospholipides (facteur plaquettaire 3) en présence de calcium ionisé. Ce complexe agit comme prothrombinase, convertissant la prothrombine en thrombine. Le facteur déclenchant de ce mécanisme est le facteur XII, activé soit par contact du sang avec une surface étrangère, soit par contact du sang avec le sous-endothélium (collagène) et d'autres composants du tissu conjonctif suite à une lésion des parois vasculaires; le facteur XII est également activé par clivage enzymatique (par la kallicréine, la plasmine et d'autres protéases). Dans la voie extrinsèque de formation de la prothrombinase, le rôle principal est joué par le facteur tissulaire (facteur III), qui s'exprime à la surface cellulaire lors d'une lésion tissulaire et forme un complexe avec le facteur VIIa et les ions calcium, capable de convertir le facteur X en facteur Xa, lequel active la prothrombine. De plus, le facteur Xa active rétrogradement le complexe facteur tissulaire-facteur VIIa. Ainsi, les voies intrinsèque et extrinsèque sont connectées au niveau des facteurs de coagulation. Les « ponts » entre ces voies sont réalisés par l'activation mutuelle des facteurs XII, VII et IX. Cette phase dure de 4 min 50 s à 6 min 50 s.

Phase II – formation de thrombine. Au cours de cette phase, la prothrombinase, en association avec les facteurs de coagulation V, VII, X et IV, transforme le facteur II inactif (prothrombine) en facteur IIa actif (thrombine). Cette phase dure de 2 à 5 secondes.

Phase III – formation de fibrine. La thrombine scinde deux peptides A et B de la molécule de fibrinogène, la transformant en monomère de fibrine. Les molécules de ce dernier se polymérisent d'abord en dimères, puis en oligomères, encore solubles, notamment en milieu acide, et enfin en polymère de fibrine. De plus, la thrombine favorise la conversion du facteur XIII en facteur XIIIa. Ce dernier, en présence de Ca₂ ⁺, transforme le polymère de fibrine, d'une forme labile, facilement soluble par la fibrinolysine (plasmine), en une forme lentement et peu soluble, qui constitue la base du caillot sanguin. Cette phase dure de 2 à 5 secondes.

Lors de la formation d'un thrombus hémostatique, la propagation de la formation de thrombus du site de lésion à la paroi vasculaire le long du lit vasculaire ne se produit pas, car cela est empêché par le potentiel anticoagulant rapidement croissant du sang après la coagulation et l'activation du système fibrinolytique.

Le maintien de la fluidité sanguine et la régulation des interactions entre les facteurs à toutes les phases de la coagulation sont largement déterminés par la présence de substances naturelles anticoagulantes dans la circulation sanguine. La fluidité sanguine assure un équilibre entre les facteurs induisant la coagulation et ceux qui l'inhibent. Ces derniers ne sont pas classés dans un système fonctionnel distinct, car leur action est souvent impossible sans la participation de facteurs procoagulants. Par conséquent, l'attribution d'anticoagulants empêchant l'activation des facteurs de coagulation et neutralisant leurs formes actives est très conditionnelle. Les substances anticoagulantes sont synthétisées en permanence dans l'organisme et libérées dans la circulation sanguine à un rythme déterminé. Il s'agit notamment de l'ATIII, de l'héparine, des protéines C et S, de l'inhibiteur de la voie de coagulation tissulaire récemment découvert, le TFPI ( inhibiteur du complexe facteur tissulaire-facteur VIIa-Ca ^{2+ ), de l'α}₂ -macroglobuline, de l'antitrypsine, etc. Lors de la coagulation sanguine, la fibrinolyse, des substances à activité anticoagulante sont également formées à partir des facteurs de coagulation et d'autres protéines. Les anticoagulants ont un effet marqué sur toutes les phases de la coagulation sanguine; il est donc essentiel d'étudier leur activité dans les troubles de la coagulation sanguine.

Une fois la fibrine stabilisée, avec les éléments figurés qui forment le thrombus rouge primaire, deux processus principaux de la phase postcoagulation débutent: la fibrinolyse spontanée et la rétraction, qui conduisent finalement à la formation d'un thrombus final hémostatiquement complet. Normalement, ces deux processus se déroulent en parallèle. La fibrinolyse et la rétraction physiologiques spontanées contribuent à la compaction du thrombus et à l'exécution de ses fonctions hémostatiques. Le système plasmine (fibrinolytique) et la fibrinase (facteur XIIIa) participent activement à ce processus. La fibrinolyse spontanée (naturelle) reflète une réaction complexe entre les composants du système plasmine et la fibrine. Le système plasmine est composé de quatre composants principaux: le plasminogène, la plasmine (fibrinolysine), les activateurs des proenzymes de la fibrinolyse et leurs inhibiteurs. Un déséquilibre entre les composants du système plasmine entraîne une activation pathologique de la fibrinolyse.

En pratique clinique, l’étude du système hémostatique poursuit les objectifs suivants:

• diagnostic des troubles du système hémostatique;
• déterminer l'admissibilité d'une intervention chirurgicale en cas de troubles identifiés dans le système hémostatique;
• surveillance du traitement par anticoagulants directs et indirects, ainsi que du traitement thrombolytique.

Hémostase vasculaire-plaquettaire (primaire)

L'hémostase vasculaire-plaquettaire, ou primaire, est perturbée par des modifications de la paroi vasculaire (pathologies capillaires dystrophiques, immunoallergiques, néoplasiques et traumatiques); thrombocytopénie; thrombocytopathie, combinaison de pathologies capillaires et de thrombocytopénie.

Composante vasculaire de l'hémostase

Les indicateurs suivants caractérisent la composante vasculaire de l’hémostase.

• Test de pincement. La peau est rassemblée sous la clavicule en un pli et pincée. Chez les personnes en bonne santé, aucun changement cutané n'apparaît, ni immédiatement après le pincement, ni après 24 heures. Si la résistance capillaire est altérée, des pétéchies ou des ecchymoses apparaissent au niveau du pincement, particulièrement visibles après 24 heures.
• Test du garrot. En reculant de 1,5 à 2 cm du creux de la veine cubitale, tracez un cercle d'environ 2,5 cm de diamètre. Placez le brassard du tonomètre sur l'épaule et appliquez une pression de 80 mm Hg. Maintenez la pression strictement au même niveau pendant 5 minutes. Toutes les pétéchies apparaissant dans le cercle sont comptées. Chez les personnes en bonne santé, les pétéchies ne se forment pas ou leur nombre ne dépasse pas 10 (test du garrot négatif). Si la résistance de la paroi capillaire est altérée, le nombre de pétéchies augmente fortement après le test.

Composante plaquettaire de l'hémostase

Indicateurs caractérisant la composante plaquettaire de l'hémostase:

• Détermination de la durée du saignement selon Duke.
• Compter le nombre de plaquettes dans le sang.
• Détermination de l'agrégation plaquettaire avec l'ADP.
• Détermination de l'agrégation plaquettaire avec du collagène.
• Détermination de l'agrégation plaquettaire avec de l'adrénaline.
• Détermination de l'agrégation plaquettaire avec la ristocétine (détermination de l'activité du facteur von Willebrand).