Zaburzenia krzepnięcia krwi dla anestezjologów - ebook

AUTORZY

dr n. med. ELZBIETA NOWACKA

I Klinika Anestezjologii i Intensywnej Terapii Uniwersytetu Medycznego w Warszawie

Szpital Kliniczny Dzieciątka Jezus

dr hab. n. med. BARBARA LISOWSKA

Oddział Anestezjologii i Intensywnej Terapii

Samodzielny Publiczny Szpital Kliniczny im. Prof. Grucy, CMKP w Otwocku

dr n. med. JERZY RATAJCZAK

Oddział Anestezjologii i Intensywnej Terapii

Centrum Onkologii, Instytut im. Marii Skłodowskiej Curie w WarszawiePRZEDMOWA

Zaburzenia krzepnięcia w praktyce anestezjologicznej występują często i na ogół są złożone, a ich rozpoznanie oraz wdrożenie odpowiedniego leczenia stanowią wyzwanie. W ciągu ostatniej dekady diametralnie zmieniło się podejście lekarzy anestezjologów do zagadnień związanych z oceną hemostatycznego statusu krytycznie chorego pacjenta i stosowanej terapii. Rozpoznanie rodzaju zaburzeń w układzie krzepnięcia oraz nakierowanie postępowania na indywidualnego chorego i cel umożliwiają osiągnięcie maksymalnych korzyści.

Książka została napisana przez lekarzy anestezjologów dla kolegów pracujących codziennie na oddziałach intensywnej terapii i w salach operacyjnych. Wiele problemów pozostaje nadal otwartych, czeka na odkrycie i wyjaśnienie, ale to, co wiemy już dzisiaj o krzepnięciu, wzbogaca i zmienia nasze postępowanie. Nowatorskie podejście do zagadnień globalnej oceny hemostazy, omówienie nowych testów i leków prohemostatycznych przybliży Czytelnikom ten trudny temat. Mamy nadzieję, że „krzeptologia” stanie się dla nich miła, łatwa i przyjemna.

Elżbieta NowackaROZDZIAŁ 1 ELŻBIETA NOWACKA FIZJOLOGIA HEMOSTAZY

1.1. Wstęp

Hemostaza to zespół złożonych i zintegrowanych procesów utrzymujących integralność zamkniętego układu krążenia po przerwaniu ciągłości łożyska naczyniowego. Celem jest wytworzenie skrzepu w miejscu uszkodzenia, ale jednocześnie jego rozpuszczenie i przywrócenie prawidłowej perfuzji. W hemostazie udział biorą następujące elementy: ściana naczyń krwionośnych, płytki krwi, układ krzepnięcia i układ fibrynolizy. Podział na etapy: hemostaza naczyniowa, płytkowa, osoczowa; hemostaza pierwotna, wtórna; krzepnięcie i fibrynoliza jest obecnie umowny i daleko uproszczony, ale umożliwia zobrazowanie i ułatwia opis zachodzących zjawisk.

1.2. Rola ściany naczyniowej w procesie hemostazy

Podstawowa forma reakcji ściany naczyniowej na uszkodzenie uwarunkowana jest jej budową. Ściany wszystkich naczyń o większej średnicy niż naczynia włosowate zbudowane są z trzech warstw: zewnętrznej, środkowej i endotelium (śródbłonka).

Warstwa zewnętrzna zwana przydanką, utworzona głównie z włókien kolagenu, odpowiada za przytwierdzenie naczynia do otoczenia. Media, czyli warstwa środkowa zbudowana jest z okrężnej mięśniówki gładkiej oraz – w zależności od typu naczynia (tętnica, żyła) – różnej liczby włókien kolagenowych i sprężystych. Uszkodzenie większych naczyń to przede wszystkim w pierwszym okresie reakcja mięśniówki i skurcz naczynia ograniczający wypływ krwi oraz bezpośrednie przyleganie płytek do odsłoniętego kolagenu. W obrębie naczyń włosowatych, w których działają siły o dużym module ścinania, a zbudowanych tylko z endotelium i otaczającej blaszki podstawnej z perycytami o właściwościach kurczliwych, nie obserwujemy klasycznego skurczu naczynia i nie dochodzi po jego uszkodzeniu do odsłaniania kolagenu. Za przyleganie płytek krwi do miejsca uszkodzenia odpowiedzialny jest syntetyzowany bezpośrednio w komórkach endotelium czynnik von Willebranda (von Willebrand factor – vWF).

Wyróżniamy trzy typy naczyń włosowatych: o ścianie ciągłej, okienkowej i zatokowe o ścianie nieciągłej. Pierwsze to najpowszechniejszy typ, o selektywnej przepuszczalności kontrolowanej przez ciągłą warstwę komórek śródbłonka. Naczynia o ścianie okienkowej, w których komórki śródbłonka mają bardzo niewielkie otworki (fenestracje), występują w narządach, gdzie wymiana między tkankami a krwią jest szczególnie intensywna (kosmki jelitowe, nerka, gruczoły dokrewne). Włośniczki okienkowe charakteryzuje duża przepuszczalność dla substancji wysokocząsteczkowych. Naczynia włosowate zatokowe o ścianie nieciągłej mają większą średnicę, charakteryzują się albo dużymi otworami w komórkach śródbłonka, albo szerokimi szczelinami pomiędzy tymi komórkami. Blaszka podstawna może być nieciągła lub nieobecna. Naczynia te pozwalają na swobodne przechodzenie przez ich ścianę wszystkich substancji, a także komórek; występują w wątrobie, śledzionie i szpiku krwiotwórczym.

Niezależnie od średnicy i typu histologicznego naczyń, endotelium – najbardziej wewnętrzny element ściany naczyniowej – zbudowany jest z pojedynczej warstwy komórek. Prawidłowy śródbłonek, o zachowanej ciągłości cechuje się ujemnym ładunkiem elektrycznym, a jego komórki odpychają do wnętrza naczynia ujemnie naładowane elementy komórkowe, w tym płytki krwi. Endotelium z uwagi na funkcje parai autokrynne odgrywa kluczową rolę w procesie odpowiedzi hemostatycznej każdego naczynia. Elementem wazomotorycznej odpowiedzi jest wydzielany przez komórki śródbłonka tlenek azotu (NO). Uwalniany z komórek, w odpowiedzi na siły ścinające, działające na ścianę naczynia, które powstają w procesie przepływu krwi, powoduje wazodylatację, ale jednocześnie ogranicza adhezję i agregację płytek.

Endotelina powstająca ze swojego prekursora (pre-pro-endoteliny), wpływając na swoisty receptor ETA, działa przeciwstawnie. Strategicznym elementem odpowiedzi śródbłonka naczyniowego, zwłaszcza w obrębie naczyń włosowatych, w procesie hemostazy jest wspomniany vWF, gromadzony w obrębie komórki w ciałkach Weibela-Palade’a, a wydzielany po jej stymulacji przez mediatory krzepnięcia, do których zaliczamy trombinę i plazminę oraz mediatory zapalenia, tj.: leukotrieny, histaminę, endotoksyny, czynnik martwicy nowotworu (tumor necrosis factor – TNF) oraz interleukiny. Trombomodulina – swoista glikoproteina przezbłonowa – jest integralną częścią endotelium. Składa się z ok. 550 aminokwasów podzielonych na pięć domen. Trzy należą do tzw. domen zewnątrzkomórkowych. Czwarta to część przezbłonowa, a piąta stanowi ogon zakotwiczony w obrębie cytoplazmy komórkowej. Jej odsłonięcie w wyniku uszkodzenia powoduje odłączenie zewnętrznego fragmentu (tzw. frakcja rozpuszczalna TM; ang. soluble thrombomodulin – sTM), co umożliwia jego przyłączenie do krążącej trombiny i wytworzenie kompleksu trombina-trombomodulina (T-TM) zmieniającego właściwości trombiny z prozakrzepowej na przeciwzakrzepową. Kompleks T-TM odpowiedzialny jest, z jednej strony, za hamowanie tworzenia fibryny i aktywacji płytek, a z drugiej – za aktywację krążącego białka C (patrz: naturalne inhibitory układu krzepnięcia).

1.3. Płytki krwi

Płytki krwi odgrywają podstawową rolę we współczesnym komórkowym modelu fizjologicznej odpowiedzi ustroju na uszkodzenie naczynia. Tworzą pierwotny czop hemostatyczny i jednocześnie uczestniczą w reakcjach krzepnięcia i fibrynolizy. Należą do elementów komórkowych procesu hemostazy i powstają w szpiku kostnym oraz płucach poprzez fragmentację cytoplazmy megakariocytów. Płytki należą do najmniejszych elementów komórkowych krwi i są bezjądrowymi fragmentami cytoplazmy megakariocytów szpiku kostnego.

Liczba płytek we krwi obwodowej wynosi 150–450 × 10⁹/l. Żyją przeciętnie w krążeniu 10 dni, a „stare” usuwane są przez swoiste grupy komórek należących do układu siateczkowo-śródbłonkowego głównie śledziony i wątroby. Krążące płytki w warunkach spoczynkowych mają owalny kształt, są naładowane ujemnie i nie wykazują właściwości trombogennych. Około ²/₃ puli trombocytów krąży we krwi, a ¹/₃ jest zmagazynowana w śledzionie i stanowi tzw. pulę wymienialną.

Błona komórkowa płytki krwi ma budowę trójwarstwową; wpukla się, tworząc system licznych kanalików, którymi odbywa się transport substancji zawartych w ziarnistościach. Cytoszkietet płytki utworzony przez podbłonowy układ mikrowłókienek i mikrokanalików warunkuje utrzymanie jej dyskoidalnego kształtu w stanie spoczynku oraz odpowiada za zmianę kształtu i tworzenie wypustek (pseudopodia – nibynóżek) po aktywacji.

W obrębie cytoplazmy płytek znajdują się: ziarnistości gęste, ziarnistości α, lizosomy i mitochondria. Ziarnistości gęste zawierają czynniki proagregacyjne: nukleotydy adeninowe (ADP, ATP), guaninowe (GDP, GTP), aminy (serotoninę, histaminę), fosfoinozytole oraz jony dwuwartościowe (wapń, magnez). Skład ziarnistości α pełniących funkcję czynników adhezyjnych i naprawczych jest bardziej złożony. Uwalniane są z nich swoiste białka jak czynnik płytkowy 4 (PF4), β-tromboglobulina (βTG) oraz glikoproteiny bogate w serynę. Ziarnistości α zawierają białka adhezyjne, do których zaliczamy: fibronektynę, vWF, trombospondynę i witronektynę. Białka uczestniczące w procesie krzepnięcia (fibrynogen; czynnik V, VII, XI, XII, XIII, kininogen), naturalne inhibitory trombiny (białko S) oraz w procesie fibrynolizy (plazminogen, inhibitor α-plazminy i tkankowy aktywator plaz-minogenu tPA).

Płytki krwi wydzielają zawarte w lizosomach kwaśne hydrolazy, katepsyny, karboksypeptydazy, kolagenazy, fosfatazy kwaśne i glikohydrolazy. Ponadto mogą uwalniać katecholaminy i albuminy. Na powierzchni płytek obecne są białka adhezyjne odpowiedzialne za proces adhezji i agregacji płytek. Kompleks glikoprotein GIb-IX-V, obecny zawsze na powierzchni płytek, jest szczególnie istotny dla ich adhezji do czynnika von Willebranda związanego z podśródbłonkową tkanką łączną. Wynikiem adhezji jest aktywacja płytek.

Zaktywowane płytki zmieniają swoją strukturę przestrzenną – wysuwają pseudopodia i tym samym wielokrotnie zwiększają własną powierzchnię czynną. Jednocześnie w procesie aktywacji dochodzi do uwolnienia zawartości ziarnistości płytkowych i prowadzi ona do udostępnienia fosfolipidów błonowych, głównie fosfatydyloseryny, oraz umożliwia aktywację osoczowych czynników krzepnięcia. Ekspresja czynnika GP IIa-IIIb po aktywacji odpowiada za agregację płytek przy udziale fibrynogenu. Tworzenie mostków fibrynogenowych w procesie agregacji warunkuje tworzenie się konglomeratów płytkowych. Powstała na zaktywowanych płytkach trombina przekształca fibrynogen w fibrynę, która oplata powstałe konglomeraty.

1.4. Układ krzepnięcia

Krzepnięcie to uwarunkowany wieloczynnikowo proces. Polega on na zmianie krążącego w osoczu rozpuszczalnego fibrynogenu w nierozpuszczalną fibrynę w wyniku aktywacji kolejnych czynników krzepnięcia. Udział w nim biorą wspomniane wyżej elementy komórkowe, czyli płytki krwi oraz czynniki osoczowe.

Do osoczowych czynników krzepnięcia zaliczamy:

- czynnik I – fibrynogen;

- czynnik II – protrombinę;

- czynnik III – tromboplastynę tkankową;

- czynnik IV – zjonizowany wapń (Ca2+);

- czynnik V – proakcelerynę (czynnik chwiejny, ac-globulinę);

- czynnik VI – akcelerynę (aktywny czynnik V);

- czynnik VII – prokonwertynę (czynnik stabilny);

- czynnik VIII – globulinę przeciwkrwawiączkową (czynnik przeciwhemofilowy A, AHG);

- czynnik IX – zwany czynnikiem Christmasa (czynnik przeciwhemofilowy B, PTC);

- czynnik X – czynnik Stuarta-Prowera;

- czynnik XI – PTA (czynnik przeciwhemofilowy C, czynnik Rosenthala);

- czynnik XII – czynnik Hagemana (czynnik kontaktowy);

- czynnik XIII – stabilizujący włóknik (fibrynaza, FSF – czynnik Laki-Loranda, transglutamidaza osoczowa);

- prekalikreinę – czynnik Fletchera;

- kininogen – czynnik Fitzgeralda (zob. tab. 1.1).

Tabela 1.1. Charakterystyka czynników krzepnięcia

+--------------------+--------------------+--------------------+--------------------+
| CZYNNIK | MASA CZĄSTECZKOWA | STĘŻENIE W OSOCZU | CZAS PÓŁTRWANIA |
| | (kDA) | | |
| | | (µg/ml) | (godziny) |
+--------------------+--------------------+--------------------+--------------------+
| Fibrynogen | 340 | 3000 | 90 |
+--------------------+--------------------+--------------------+--------------------+
| Protrombina | 72 | 100 | 60 |
+--------------------+--------------------+--------------------+--------------------+
| Czynnik tkankowy | 45 | – | – |
+--------------------+--------------------+--------------------+--------------------+
| Czynnik V | 330 | 10 | 12–36 |
+--------------------+--------------------+--------------------+--------------------+
| Czynnik VII | 50 | 0,5 | 6 |
+--------------------+--------------------+--------------------+--------------------+
| Czynnik VIII | 330 | 0,1 | 12 |
+--------------------+--------------------+--------------------+--------------------+
| Czynnik IX | 56 | 5 | 24 |
+--------------------+--------------------+--------------------+--------------------+
| Czynnik X | 56 | 10 | 40 |
+--------------------+--------------------+--------------------+--------------------+
| Czynnik XI | 125 | 5 | 60 |
+--------------------+--------------------+--------------------+--------------------+
| Czynnik XII | 76 | 30 | 50 |
+--------------------+--------------------+--------------------+--------------------+
| Czynnik XIII | 320 | 60 | 168–336 |
| | | | |
| | | | (7–14 dni) |
+--------------------+--------------------+--------------------+--------------------+
| Prekalikreina | 85 | 50 | 48 |
+--------------------+--------------------+--------------------+--------------------+
| Wielkocząsteczkowy | 120 | 70 | 144 |
| kininogen | | | |
| | | | (6 dni) |
+--------------------+--------------------+--------------------+--------------------+

Kolejność numeracji czynników krzepnięcia oznaczonych cyframi rzymskimi jest przypadkowa i niezależna od żadnego poglądu teoretycznego.

Z wyjątkiem czynnika III (tromboplastyny tkankowej) i jonów wapnia wszystkie pozostałe, biorące udział w procesie krzepnięcia, są białkami osocza. Osoczowe czynniki krzepnięcia dzielimy na trzy grupy: czynniki zespołu protrombiny zależne od witaminy K (II, VII, IX i X), wrażliwe na trombinę (I, V, VIII, XI, XIII) i czynniki kontaktu (XI i XII, prekalikreina, kininogen wielkocząsteczkowy). Większość czynników występuje w osoczu w postaci proenzymów (zymogenów), a ich przekształcanie do form aktywnych enzymów (proteaz serynowych) odbywa się drogą wieloenzymatycznej proteolizy, czyli hydrolitycznego rozkładu wiązania peptydowego. Każdy proenzym jest substratem dla uprzednio zaktywowanego enzymu, a każdy enzym – produktem tej reakcji. Czynniki V i VIII oraz wielkocząsteczkowy kininogen nie wykazują aktywności enzymatycznej i pełnią funkcję kofaktorów (katalizatorów). Opisane wyżej jony wapnia, także należące do kofaktorów układu tworzenia skrzepu, występują na wielu poziomach aktywacji czynników krzepnięcia. Niezbędne są do aktywacji II, VII, IX i X czynnika krzepnięcia oraz warunkują prawidłową polimeryzację fibryny (zamiana fibryny labilnej w stabilną) za pomocą aktywnego czynnika XIII.

Fibrynogen – należy do czynników krzepnięcia występujących w najwyższym stężeniu w osoczu. Jest asymetryczną wielkocząsteczkową glikoproteiną o budowie dimerowej. Obie podjednostki składają się z łańcuchów polipeptydowych aminokwasów, a monomery połączone są wiązaniami dwusiarczkowymi. Synteza fibrynogenu zachodzi w hepatocytach, a za jej prawidłowy przebieg odpowiedzialne są trzy geny ulokowane na chromosomie 4. Fibrynogen jest trzygrudkową strukturą przestrzenną składającą się z dwóch domen D i jednej domeny E. Liczne wiązania dwusiarczkowe międzyi śródłańcuchowe utrzymują jego strukturę. Fibrynogen wiąże jony wapnia, które odgrywają kluczową rolę w utrzymywaniu struktury przestrzennej, podatności na denaturację oraz ograniczeniu trawienia fibrynogenu przez plazminę. Prawie cały znajduje się w osoczu, mimo że należy do białek uwalnianych z ziarnistości płytek pod wpływem czynników aktywujących. Jego stężenie jest wielokrotnie wyższe niż innych osoczowych czynników krzepnięcia i wynosi średnio 1,5–3,5 g/l, przy okresie półtrwania ok. 4 dni, a dobowy obrót oscyluje pomiędzy 1,7 a 5 g.

Fibrynogen należy do białek uwalnianych z płytek krwi. Organizm ludzki nie ma jego depozytów. Białko to bierze udział w regulacji lepkości krwi i należy do białek ostrej fazy. Synteza przez hepatocyty i fibroblasty może wzrosnąć w odpowiedzi na interleukinę 6, interleukinę 1 oraz jako efekt aktywacji układu krzepnięcia i fibrynolizy.