Hemostaz Mekanizmas. Prof. Dr. Burhan Ferhano lu

Transkript

1 .Ü. Cerrahpafla T p Fakültesi Sürekli T p E itimi Etkinlikleri Kanama ve Tromboza E ilim Sempozyum Dizisi No: 36 Kas m 2003; s Hemostaz Mekanizmas Prof. Dr. Burhan Ferhano lu Hemostaz, kan n dolafl mda s v halde kalmas n sa layan fizyolojik mekanizmad r. Fizyolojik mekanizman n kan n s v halde kalmas n sa lad gibi, kan damarlar nda herhangi bir travma sonucu oluflan kanamay durdurdu- u ve daha sonra ayn damar n fonksiyonunu devam ettirmesi için damar n p ht dan temizlenerek aç ld ve bu fonksiyonu da hemostaz arac l ile gerçeklefltirdi i bilinmektedir. Hemostaz ile koagülasyon zaman zaman ayn anlamda kullan lmakta ise de koagülasyonun hemostaz n sadece bir faz oldu u unutulmamal d r. Hemostaz mekanizmas n n üç önemli komponenti vasküler yap lar, koagülasyon sistemi ve trombositler, fibrinolitik sistemdir. Herhangi bir anda damar n zedelenmesiyle oluflan kanamada hemostaz n sa lanabilmesi amac yla bu sistemler s ras yla; vasküler sistem, trombositler, koagülasyon sistemi, fibrinolitik sistemin (tamir proçesi) devreye girmesi ile sa lanacakt r. Ö renim kolayl aç s ndan hemostaz bir s ra ile aç klanacak ise de birçok proçesin zamanlama aç s ndan birbirinin içine girdi i veya paralel seyretti i unutulmamal d r. Travmadan sonraki 1-2 saniye içinde refleks olarak zedelenen damarda oluflan vazokonstrüksiyon o damarda ak m n yavafllamas na neden olur. Sirkülasyondaki trombositler endoteldeki hasar reseptörleri arac l ile farkeder ve zedelenen endotele yap fl rlar. Vasküler sistemin antikoagülan ve prokoagülan özelli i oldu u bilinmektedir. Endotel; prostasiklin (trombosit adezyon ve agregasyonuna engel olarak), trombomodulin (Trombin Trombomodulin ile birleflerek Protein C nin aktivasyonu ve aktive Protein C; FV ve FVIII in inaktivasyonuna neden olarak) ve Doku Plasminojen Aktivatörü (tissue plasminogen activator t-pa) sentez ederek antikoagülan özelli e sahip iken, di er taraftan Von-Willebrand factor (vwf) sentezi ile trombosit adezyonunu artt rd gibi, doku faktörü sentezi ile koagülasyon mekanizmas n n aktivasyonuna ve plasminogen activator inhibitor PAI-1 sentezi ile fibrinoliz inhibisyonuna neden olabilecektir. 9

2 Burhan Ferhano lu Hemostaz n sa lanmas nda trombosit aktivasyonu ile koagülasyonun birbirinden ayr lmaz bir bütün oldu u tart fl lmaz. Trombositler çok çeflitli koagülasyon faktörleri ile interaksiyona girerken trombin de güçlü bir trombosit uyaran olarak dikkati çeker. fiekil 1. Trombosit Trombositlerin subendoteliyal kollajen veya trombin ile stimülasyonu prokoagülan fosfolipid olan fosfatidil serin in (PS) mikrovesiküler yap içinde belirginleflmesini sa lar. Endotelde sentez edilen NO ve PGI2 trombositlerin endotele yap flmas n (adezyon) önleyen bafll - ca yap olmalar na karfl n endotel hasar ile aç a ç kan kollajen, Von- Willebrand (VW) faktörünün ve trombositlerin bu bölgeye kümelenmesine engel olamaz. Adezyonda trombositlerin GPIb ad n verdi imiz reseptörleri primer olarak görev al r. Adezyonu, trombositlerin agregasyonu takip eder. Agregasyon veya trombositlerin birbirine yap flarak küme oluflturmas esnas nda trombositlerin GPIIb-IIIa reseptörleri ve fibrinojen ara ba lay c molekül görevi üstlenir (fiekil 1). Trombositlerde fosfolipaz aktivasyonu araflidonik asit üzerinden Tromboxane A2 sentezine varacak reaksiyonlarla trombosit agregasyonuna neden olacakt r (fiekil 2). KOAGÜLASYONDA MEMBRAN FOSFOL P DLER N SPES F K ROLÜ PS aç a ç karm fl trombositler iki önemli koagülasyon mekanizmas n akselere ederler. 1. Tenase, 2. Protrombinase reaksiyonlar Trombositler bu etkiyi lokal olarak koagülasyon faktörlerinde art fl, koagülasyon faktörlerinin optimal fonksiyonu için gerekli yap sal de iflikli in sa lanmas, koagülasyon kompleksinde substrate transferini kolaylaflt rma ve nihayet koagülasyonun aktivasyonunu sadece zedelenen bölgede lokalize etme fleklinde gerçeklefltirir. KOAGÜLASYON MEKAN ZMASININ AKT VASYONU Bugün için koagülasyon mekanizmas n n transmembran bir protein olup hücre bütünlü ü bozulunca kanla temas eden doku faktörünün FVII yi aktive GPIb Von-Willebrand f. Trombosit adezyon ve agregasyonu (Harrison s 14. bask s ndan al nm flt r) 10

3 Hemostaz Mekanizmas phospholipase aspirin sulphinpyrazone cyclo-oxygenase thromboxane synthetase arachidonic acid endoperoxides (PGG2 and PGH2) ATP thromboxane A2 prostacyclin adenylate cyclase dipyridamole phosphodiesterase AMP camp Aggregation GP receptors dextrans fiekil 2. Trombosit agregasyonuna götüren kimyasal reaksiyonlar ve bu reaksiyonu uyaran ve inhibe eden ajanlar (Kaynak: AV Hoffbrand ve JE Petit. Clinical Haematology 2. bask, Mosby-Wolfe, 1994, London) ederek bafllad (ekstrinsik yol) görüflü hakimdir. Bafllang ç faz olarak adland r lan bu fazda; Tromboplastin olarak bilinen TF (Tissue factor), FVII/VIIa ile çok güçlü bir ba oluflturur. FVII plazmada inaktif enzim (zymogen) olarak sirküle ederken sadece %1 veya daha az bir k sm n n aktif formda ( FVIIa) dolaflt bilinmektedir. TF e ba land an FVII s n rl bir proteoliz ile FVIIa ya dönüflür. F VIIa, TF ile ba land nda enzimatik aktivitesi çok belirgin artar. TF membrane proteini oldu undan TF:F VIIa kompleksi membrane yüzeyine yap fl r. Bu flekilde koagülasyon mekanizmas sadece lokal olarak gerekti i yerde aktive olur ve bunun sonucunda s n rl proteoliz ile FIX u, aktive ederken (FIXa) di er bir yoldan do rudan do ruya FX u FXa ya dönüfltürür. ster FIXa, FVIIIa-PS (trombosit yüzeyindeki fosfatidil serin) arac l ile ister FVIIa +TF yoluyla oluflmufl olsun neticede aktive olan FX (FXa); FVa, FII (Trombin), PS hep birlikte Protrombinase ad verilen kompleksi oluflturur ve Protrombin in Trombin e (FIIa) dönüflümü sa lan r. Bu flekilde oluflan trombin ve onun etkisiyle fibrinojenden oluflan fibrin in çok düflük düzeyde oldu u ve to- 11

4 Burhan Ferhano lu talin %4 ünü oluflturdu u hat rlanmal d r. Trombin Fibrinojen (faktör I) molekülünden önce FPA, FPB (fibrinopeptid A ve B) fragmanlar n kopararak fibrin monomerleri daha sonra monomerlerin bir araya gelmesi ile fibrin polimerlerini oluflturur. Trombin ayn zamanda FXIII ü (fibrin stabilize eden faktör) aktive ederek fibrin polimerlerinin çapraz ba lar n n oluflmas ve güçlü fibrin p ht s n n meydana gelmesini sa lar. Koagülasyon sisteminde ekstrinsik yol (TF) arac l yla bafllayan ve az miktarda fibrin oluflumu ile sonlanan ilk koagülasyon aktivasyonu endotelden sal nan TFPI (doku faktör yolu inhibitörü, tissue factor pathway inhibitor) arac l ile bloke edilir.bu nedenle devreye intrinsik patway girer. ntrinsik yolun Trombin arac l yla FXI in aktive edilmesiyle devreye girdi i, aktive FXI (FXIa) in FIX u aktive etti i (FIX a) ve neticede FIX, kofaktör olarak bulunan FVIII, FX ve trombosit PS in TENASE kompleksini oluflturarak FX u FXa ya dönüfltürdü ü görülür. Bundan sonraki aflamada yine yukar da ifade edilen Protrombinase kompleksi arac l ile Protrombinin Trombine dönüflümü ve fibrinojenden çok daha fazla fibrin oluflumu ile arzulanan düzeyde koagulum un meydana geldi i görülür. ntrinsik yolun aktivasyonuyla birlikte yeterli fibrin oluflumunun sa land bu faza propogasyon (geliflme) faz ad verilir. fiekil 3, bafllang ç ve geliflme faz nda oluflan koagülasyon aktivasyon TAT (nm) Geliflme Aktivasyon efli i Bafllang ç n=35 CT 4.7 +/- 0.2 Zaman (dak) fiekil örnek üzerinde yap lm fl koagülasyon modelinde ortalama clotting time 4.7 dak. olan bu modelde bafllang ç faz nda nekadar az trombin elde edildi i ve geliflme faz nda ise trombin oluflumunun ne kadar artt gösterilmekte (Kaynak: KG Mann, K Brummel and S Butenas. What is all that thrombin for? Journal of Thrombosis and Haemostasis 2003; 1: ) 12

5 Hemostaz Mekanizmas TAT (nm) Kontrol (n=35) Hemofili A, 1. hasta Hemofili A, 2. hasta Zaman (dak) fiekil 4. Hemofili A ve B hastalar n n propogasyon (geliflme) faz nda trombin oluflturmadaki yetersizli i görülüyor (Kaynak: KG Mann, K. Brummel and S. Butenas. What is all that thrombin for? Journal of Thrombosis and Haemostasis 2003; 1: ) düzeylerini göstermekte. fiekil 4 te hemofililerde geliflme faz nda koagülasyon sisteminin defekti dikkati çekiyor. KOAGÜLASYONUN SINIRLANDIRILMASI VE ANT KOAGÜLAN YOL Koagülasyonu aktive eden her yol ayn seviyede bir inhibitör sistemle kontrol alt nda tutulmakta bu flekilde hemostatik mekanizman n sadece hasar bölgesinde aktive olmas ve tamir proçesi tamamlan r tamamlanmaz zarar gören vasküler yap n n dolafl ma aç lmas mümkün hale gelmektedir. nhibitör mekanizmalar ndan önemli biri TF ve FVIIa arac l ile bafllayan kogülasyonun aktivasyonunun Tissue Faktör Pathway Inhibitor (TFPI) arac - l ile inhibe edilmesidir. TFPI geni yokedilen genetik modifiye farelerde koagülasyon mekanizmas n n anormal aktive oldu u ve tüketim koagülopatisi ile öldükleri gösterilmifltir. TFPI primer olarak endotelde sentez edilir. mmunhistokimyasal analizler megakaryositlerde varl n ortaya koymufltur. Akci er ve kalbin TFPI aç s ndan zengin oldu u monositlerin ve makrofajlar n az miktarda da olsa TFPI içerdi i bilinmektedir. TFPI %80-85 oran nda endotel hücre yüzeyinde, %10 plazmada lipoproteinlerle sirküle etti i ve küçük miktarlarda serbest dolaflt keza %3 oran nda 13

6 Burhan Ferhano lu trombositlerde bulundu u bilinmektedir. V yolla verilen heparinin TFPI düzeyini 2-4 kat artt rd bilinmektedir. TFPI yegane fizyolojik TF:FVIIa kompleksi inhibitörüdür. 3 adet Kunitz tipi inhibitör parçadan oluflur. Bir parças ile TF:FVIIa ile di er aktif parças da FXa ile birleflir. TFPI TF:FVIIa kompleksinin enzimatik yap s n bloke etti i gibi TF:FVIIa kompleksini monositler üzerinde parçalar. Koagülasyonu s n rlayan ve karaci erde sentez edilen bir di er protein Antitrombin III (ATIII) tür. ATIII öncelikle serbest dolaflan enzimleri inhibe eder. Bu sayede koagülasyon proçesinin vasküler hasar n oldu u yerle s n rl kalmas sa lan r. ATII effektif serin proteaz inhibitörüdür. Heparin benzeri moleküllerle aktivitesi belirgin artar. ATII; faktör XIa, IXa, Xa, IIa y öncelikle inaktive eder. FX ay inhibe eden bir di er protein olan vit K dependan Protein Z (protein Z) ve protein Z dependan inhibitör kompleksi (ZPI) olup negatif yüklü fosfolipitlere FXa y inhibe etmek üzere ba lan r. Protein C antikoagülan sistemi ise K vitamini dependan protein olup FVIIIa ve Va y inaktive eder. Trombin in endotelde bulunan trombomodulin ile birleflmesi ile aktive olmakta ve aktive Prot C (apc) FVII ve FV i inhibe VII TF IX XI VIIa/TF XIa TFPI VIII VIIIa IXa X Xa V Va Protrombin Trombin Fibrinojen Fibrin fiekil 5. Koagülasyon mekanizmas 14

7 Hemostaz Mekanizmas VII TF pz IX XI XII XIIa VIIa/TF XIa TFPI VIII VIIIa IXa AT PS APC V X Xa Va Protrombin Heparin Plazminojen tpa-i tpa PC TAF Trombin Plazmin Trombomodulin Fibrinojen Fibrin FDP TAFI: Trombin activatable fibrinolysis inhibitor fiekil 6. Koagülasyonu s n rlayan (inhibitör) mekanizmalar ederek koagülasyon sistemini inaktive edebilmektedir. Protein C nin aktivasyonunda trombositlerin aktivasyonu artt r c rol oynad klar gösterilmifltir. Vit K dependan kofaktör protein olan Prot S, apc nin antikoagülan etkisini artt rmaktad r. nsan plazmas nda protein S in %30 u serbest dolafl rken geri kalan kompleman regulatuvar protein olan C4b-binding proteine ba l bulunmaktad r. F BR NOL T K S STEM Trombus içindeki fibrin t-pa n n aktivasyonu için en önemli stimülüstür. Tp-A trombus varl ile aktive olunca inaktif enzim olan ve karaci erde sentez edilen plasminojen aktif enzim olan plasmine dönüflür. Urikinase tipi plasminojen (u-pa) ise fibrinden ba ms z bir flekilde aktive olur. T-pA ve u-pa endotel hücreleri ve aktive trombositlerden sal nan plasminojen aktivator inhibitor-1 (pai-1) taraf ndan inhibe edilebilmektedir. PAI-2 ise u-pa y tp-a dan daha fazla inhibe edebilmektedir. Aktif enzim olan plasmin fibrine ba land nda major inhibitörü olan alfa2 antiplasminin inhibe edici etkisinden kurtulabilmektedir. Fibrine ba l plasmin çapraz ba lar olan fibrini parçal ya- 15

8 Burhan Ferhano lu rak fibrin y k m ürünlerinin oluflturur. Fibrinolitik sistemi (plasminojen) aktive etme potansiyeli olan daha zay f aktivatörler ise kallikrein, faktör XI (XIa), FXII (FXIIa) dir. Endotel duvar nda t pk monositler ve makrofajlarda oldu u gibi u-pa ve Anneksin II reseptörü ihtiva ederler. Bu flekilde plasmin jenerasyonunun etkinli ini artt r rlar. KAYNAKLAR 1. Björn Dahlback. Blood coagulation. Lancet 2000; 355: Madhu S Bajaj, Jens J Birktoft, Sarah A Steer, S Paul Bajaj. Structure and biology of Tissue Factor Pathway inhibitor. Thromb Haemost 2001; 86: Paolo Golino. The inhibitors of the tissue factor: factor VII pathway.thrombosis Research 2002; 106: Peter N Walsh. Roles of platelets and FXI in the initiation of blood coagulation by thrombin. Thromb Haemost 2001; 86: JWM Heemskerk, EM Bevers, T Lindhout. Platelet activation and blood coagulation.thromb Haemost 2002; 88: D Gailani, D Ho, M-F Sun, Q Cheng, and P Walsh. Model for a factor IX activation complex on blood platelets: dimeric conformation of factor XIa is essential. Blood 2001; S Butenas, KM Cawthern, CV Veer, ME Di Lorenzo, JF Lock, and KG Mann. Antiplatelet agents in tissue factorinduced blood coagulation. Blood 2001; 97: Davie EW, Ratnoff. Waterfall sequence for intrinsic blood clotting. Science 1964;145: KG Mann, K Brummel and S Butenas. What is all that thrombin for? Journal of Thrombosis and Haemostasis 2003; 1: JP Jackson, WS Nesbitt and S Kulkarni. Signaling events underlying thrombus formation. Journal of Thrombosis and Haemostasis 2003; 1: CT Esmon. Inflamation and thrombosis. Journal of Thrombosis and Haemostasis 2003; 1: