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Cascadas de coagulación in vivo mostrando el papel central jugado por la trombina

La cascada completa de coagulación. En el texto se describen las diferentes vías y factores de coagulación.

Se denomina coagulación al proceso por el cual la sangre pierde su liquidez convirtiéndose en un gel, para formar un coágulo. Este proceso potencialmente desemboca en la hemostasis, es decir, en el cese de la pérdida de sangre desde un vaso dañado, seguida por su reparación. El mecanismo de coagulación involucra la activación, adhesión y agregación plaquetaria, junto con el depósito y maduración de la fibrina. Los desórdenes de la coagulación son estados de enfermedad que pueden provocar hemorragias espontáneas, formación de hematomas o coagulación obstructiva (trombosis).^[1]​

El mecanismo de coagulación se encuentra altamente conservado a través de diferentes especies en la biología; en todos los mamíferos, la coagulación involucra a factores celulares (plaquetas) y factores proteicos (factores de coagulación).^[2]​ El sistema ha sido extensamente estudiado en humanos, especie donde es mejor comprendido.^[3]​

La coagulación comienza casi instantáneamente luego de que una herida daña el endotelio de un vaso sanguíneo. La exposición de la sangre al espacio que se encuentra debajo del endotelio inicia dos procesos: cambios en las plaquetas, y exposición del factor tisular subendotelial al factor VII del plasma, lo cual conduce finalmente a la formación de fibrina. Las plaquetas inmediatamente forman un tapón en el sitio de la lesión; este proceso se denomina hemostasis primaria. La hemostasis secundaria ocurre en simultáneo; los factores de coagulación proteicos más allá del factor VII responden en una compleja cascada de reacciones enzimáticas para formar fibras de fibrina, que fortalecen el tapón de plaquetas.^[4]​

Fisiología

Activación plaquetaria

Cuando se daña el endotelio, el colágeno subyacente, normalmente aislado, queda expuesto a las plaquetas circulantes, las cuales se unen directamente al colágeno por medio de receptores de superficie específicos para colágeno (glicoproteína Ia/IIa). Esta adhesión se fortalece posteriormente por medio del factor de von Willebrand (FvW), el cual se libera desde el endotelio y desde las plaquetas. El FvW forma enlaces adicionales entre las glicoproteínas Ib/iX/V^[5]​ de las plaquetas y las fibrillas de colágeno. Esta localización de las plaquetas hacia la matriz extracelular promueve las interacciones del colágeno con la glicoproteína VI plaquetaria. La unión del colágeno con la glicoproteína VI desencadena una cascada de señalización que resulta en la activación de las integrinas plaquetarias. Las integrinas activadas median la unión fuerte de las plaquetas a la matriz extracelular. Este proceso adhiere las plaquetas al sitio de la lesión.^[6]​

Las plaquetas activadas, liberan el contenido de los gránulos que tienen almacenados hacia el plasma sanguíneo. Los gránulos contienen ADP, serotonina, factor activador de plaquetas (FAP), factor de von Willebrand, factor plaquetario 5 y tromboxano A
2 (TXA
2), los cuales, a su vez, activa a plaquetas adicionales. El contenido de los gránulos activan una cascada de señalización iniciada por un receptor proteico acoplado a una proteína G
q, lo que provoca un aumento en la concentración de calcio en el citosol de las plaquetas. El calcio activa una proteína quinasa C, la cual a su vez, activa a la fosfolipasa A
2 (PLA
2). La PLA
2 posteriormente modifica a la glicoproteína IIb/IIIa (una integrina de membrana) aumentando su afinidad por el fibrinógeno. Las plaquetas activadas cambian su forma esférica por una estrellada, y el fibrinógeno forma enlaces entrecruzados con la glicoproteína IIb/IIIa, lo cual contribuye a la agregación de las plaquetas adyacentes (completando de esta forma la hemostasis primaria).^[7]​

La cascada de coagulación

Las vías de la cascada de coagulación clásica.^[8]​

Vías de la cascada de coagulación moderna. Gráfico elaborado a partir de unos gráficos similares presentados por el Profesor Dzung Le, MD, PhD, en las Conferencias de Química Clínica en la UCSD el 14 y 21 de octubre de 2014. El esquema original proviene de Introduction to Hematology (de Samuel I. Rapaport. 2nd ed;Lippencott:1987). El Dr. Le añadió la porción del factor XI basado en un trabajo científico del año 2000. Los gráficos del Dr. Le presentaban el desarrollo de esta cascada a lo largo de 6 viñetas, en forma similar a un cómic.

El proceso de coagulación implica toda una serie de reacciones enzimáticas encadenadas de tal forma que actúan como un alud o avalancha, amplificándose en cada paso: un par de moléculas iniciadoras activan un número algo mayor de otras moléculas, las que a su vez activan un número aún mayor de otras moléculas, etc. En estas reacciones un zimógeno (precursor enzimático inactivo) y su cofactor glicoproteico son activados para convertirse en componentes activos que luego catalizan la siguiente reacción en la cascada, una enzima activa "recorta" una porción de la siguiente proteína inactiva de la cascada, activándola; finalizando en la formación de fibrina entrecruzada.^[8]​

En esta serie de reacciones intervienen más de 12 proteínas, iones de Ca²⁺ y algunos fosfolípidos de membranas celulares.

A cada uno de estos compuestos participantes en la cascada de coagulación se les denomina "Factor" y comúnmente se lo designa por un número romano elegido de acuerdo al orden en que fueron descubiertos y con una a minúscula para indicar la forma activa.^[8]​

Siete de los factores de coagulación (preacelerina —factor V—, protrombina —Factor II—, proconvertina —factor VII—, factor antihemofílico beta —IX—, factor Stuart —X—, tromboplastina plasmática —XI— y factor Hageman —XII—) son zimógenos sintetizados en el hígado, esto es, proenzimas que normalmente, cuando circulan en el plasma, no tienen una actividad catalítica importante, pero que pueden convertirse en enzimas activas cuando se hidrolizan determinadas uniones peptídicas de sus moléculas.

La mayoría de los factores de coagulación son serina proteasas que actúan recortando a las proenzimas que se encuentran por debajo de la cascada, activándolas. Sin embargo, hay algunas excepciones. Por ejemplo los FVIII y FV son glicoproteínas, y el factor XIII es una transglutaminasa.^[8]​

Algunos factores de coagulación requieren vitamina K durante su síntesis en el hígado para convertirse en biológicamente activos, entre ellos los factores II (protrombina), VII (proconvertina), IX (antihemofílico beta) y X (Stuart).

Mecanismo básico

Cada reacción de estas vías da como resultado el ensamblado de un complejo compuesto por una enzima (factor de coagulación activado), un sustrato (proenzima de un factor de coagulación) y un cofactor que actúa posibilitando la reacción.

Estos componentes se ensamblan en general sobre una superficie fosfolipídica y se mantienen unidos por medio de puentes formados por iones Ca²⁺. Por lo tanto la reacción en cascada tiende a producirse en un sitio donde este ensamblaje puede ocurrir; por ejemplo sobre la superficie de plaquetas activadas.

Etapas de la cascada de coagulación

La cascada de coagulación se divide para su estudio, clásicamente en tres vías: la vía de activación por contacto (también conocida como vía intrínseca), la vía del factor tisular (también conocida como vía extrínseca) y la vía común.

Las vías de activación por contacto y del factor tisular son las vías de iniciación de la cascada, mientras que la vía común es hacia donde confluyen las otras dos desembocando en la conversión de fibrinógeno en fibrina. Tanto la vía intrínseca como la vía extrínseca desembocan en la conversión del factor X en X_a (la letra "a" como subíndice "_a" significa "activado"), punto en el que se inicia la vía común.

Esta división es un tanto arbitraria y tiene más que ver con las deficiencias de las técnicas que en su momento se utilizaron para desentrañar los mecanismos implicados, que con lo que ocurre realmente en una lesión vascular; ya que en este último caso se establecen varias interrelacciones entre las vías de iniciación. Antiguamente se pensaba que las dos vías de la cascada de coagulación tenían igual importancia, pero ahora se sabe que la vía primaria para la iniciación de la coagulación de la sangre es la vía del factor tisular (extrínseca).^[9]​

Vía del factor tisular (extrínseca)

Recibió este nombre debido a que fue posible notar desde un primer momento que la iniciación de esta vía requería de factores ajenos a la sangre para ocurrir.

Cuando la sangre entra en contacto con tejidos lesionados o se mezcla con extractos de tejidos, se genera muy rápidamente factor X_a. En este caso la activación de la proenzima X es mediada por un complejo formado por factor VII, Ca²⁺ y factor tisular (antiguamente este complejo factor tisular-fosfolípidos era conocido como tromboplastina).

El factor tisular es una lipoproteína sintetizada en el endotelio de los vasos sanguíneos de todos los tejidos, aunque es especialmente abundante en pulmón, cerebro y placenta. El factor tisular se encuentra normalmente "secuestrado" en el interior de las células endoteliales y es secretado en respuesta a una lesión, o bajo el efecto de algunas citoquinas tales como el Factor de Necrosis Tumoral (TNF), InterLeucina 1 (IL-1); o por endotoxinas bacterianas.

La vía extrínseca es muy rápida, se cumple en apenas unos segundos y comprende dos pasos; mientras que la intrínseca insume varios minutos.

El principal rol de la vía del factor tisular es la de generar una "ráfaga de trombina", un proceso por el cual la trombina, —el más importante constituyente de la cascada de coagulación en términos de los papeles en las vías de retroalimentación que desempeña— se libera rápidamente. El FVII_a circula en una concentración mucho mayor a la de cualquier otro factor de coagulación activado. El proceso incluye los siguientes pasos:^[8]​

• Luego del daño en un vaso sanguíneo, el FVII presente en la circulación general, entra en contacto con el factor tisular (FT) expresado en las células productoras de factor tisular (células estromales, fibroblastos y leucocitos), formando un complejo activado (FT-FVII_a)


• El complejo FT-FVII_a activa al FIX y al FX.


• El propio FVII resulta activado por la trombina, FXI_a, FXII y FX_a.


• La activación del FX (para formar FX_a) mediado por el complejo FT-FVII_a es casi inmediatamente inhibida por el inhibidor de la vía del factor tisular (TFPI).


• El FX_a y su cofactor FV_a forman el complejo protrombinasa, el cual activa a la protrombina para formar trombina.


• Luego la trombina activa a los otros componentes de la cascada, incluyendo al FV y FVIII (los cuales forman un complejo con el FIX), y activa y libera al FVIII que se encontraba unido al FvW.


• El FVIII_a es el cofactor del FIX_a, y juntos forman el complejo tenasa, que activa al FX; y así se propaga el ciclo. (nótese que el nombre es "Tenasa", no tenaza, ya que es una contracción del prefijo "ten" (diez en inglés), y el sufijo "-asa" que denomina a las enzimas. Tenasa entonces, es la enzima que trabaja sobre el factor diez.)

Vía de activación por contacto (intrínseca)

Recibe este nombre debido a que antiguamente se pensaba que la sangre era capaz de coagular "intrínsecamente" por esta vía sin necesidad de contar con la ayuda de factores externos. Actualmente se sabe que esto no es exactamente así. De hecho la vía extrínseca es la que realmente inicia el proceso y la vía intrínseca sirve como mecanismo de amplificación y red de seguridad del proceso hemostático, además de que parece desempeñar un cierto papel en los mecanismos inflamatorio y de inmunidad innata.

El proceso de coagulación en esta vía se desencadena cuando la sangre entra en contacto con una superficie "extraña", es decir, diferente al endotelio vascular. En el caso de una lesión vascular, la membrana basal del endotelio o las fibras colágenas del tejido conectivo, proporcionan el punto de iniciación. En general las superficies polianiónicas (cargadas negativamente) pueden cumplir el mismo papel, tanto materiales orgánicos como la celulosa, o no orgánicos como el vidrio, el caolín o algunas resinas pueden actuar como desencadenantes de la reacción.

In vivo vía de activación por contacto comienza con la formación del complejo primario sobre el colágeno, en este complejo participan el quininógeno de alto peso molecular (HMWK), precalicreína y FXII (factor Hageman). Esta etapa no requiere de iones calcio. Los cuatro factores se adsorben sobre la superficie cargada negativamente, formando el complejo cebador o de iniciación. De estos factores el XII funciona como verdadero iniciador, ya que si bien es una proenzima, posee una pequeña actividad catalítica que alcanza para activar a la precalicreína convirtiéndola en calicreína. En segunda instancia la calicreína actúa catalíticamente sobre el factor XII para convertirlo en XII_a, una enzima muchísimo más activa. La actividad catalítica de la calicreína se ve potenciada por el HMWK. Como resultado la precalicreína se convierte en calicreína y el FXII se activa convirtiéndose en FXII_a. A su vez el FXII_a convierte al FXI en FXI_a. El factor XI_a activa al FIX, el cual en conjunción con su cofactor (FVIII_a) forman el complejo tenasa, que finalmente es el que se encarga de activar el FX a FX_a.

El rol menor que desempeña la vía de activación por contacto in vivo en el inicio de la formación de un coágulo queda ilustrado por el hecho de que los pacientes con deficiencias severas de los factores FXII, HMWK y precalicreína; no presentan desórdenes hemorrágicos. En su lugar, parece ser que la vía de activación por contacto tiene una mayor implicación en el proceso de inflamación,^[8]​ e inmunidad innata.^[10]​ A pesar de esto, las interferencias con esta vía pueden conferir protección contra la trombosis, sin un aumento significativo del riesgo de hemorragia.^[10]​

Vía final común

Representación del mecanismo de activación de la trombina.

Llegando al punto en que se activa el factor X, ambas vías confluyen en la llamada vía común. La vía común termina con la conversión de fibrinógeno en fibrina, y el posterior entrecruzamiento de la misma estabilizando el coágulo.

A grandes rasgos implica dos pasos, en primer término el FX_a actúa sobre la protrombina convirtiéndola en trombina; en segundo término la trombina activa actúa sobre el fibrinógeno convirtiéndolo en fibrina, y sobre el factor XIII convirtiéndolo en FXIII_a. La fibrina polimeriza espontáneamente formando enlaces laxos de tipo electrostáticos y puente hidrógeno entre sus monómeros. El FXIII_a estabiliza el coágulo generando enlaces covalentes entre los monómeros de fibrina.

La trombina (también llamada factor II_a) es una proteasa generada por la ruptura de la cadena proteica de la proenzima protrombina (factor II), una glicoproteína constituida por 582 aminoácidos y con 12 puentes disulfuro intracatenarios.

La trombina se activa luego de que la proteasa FX_ahidroliza dos uniones peptídicas de la protrombina. El FX_a produce en primer término la escisión de un fragmento de 32 KDa de la región N-terminal de la cadena, cortándola sobre una unión arginina-treonina. En segundo término produce la ruptura de un enlace entre una arginina y una isoleucina; sin embargo estos dos últimos fragmentos permanecen unidos por un puente disulfuro. La trombina es una serina proteasa similar a la tripsina, pero mucho más selectiva. En sus sustratos ataca casi de manera exclusiva las uniones de arginina con un aminoácido cargado positivamente. La conversión de protrombina a trombina debida al factor X_a se acelera notablemente por la formación de un complejo con el factor V_a y Ca²⁺ sobre la superficie de las membranas plaquetarias (fosfolípidos de membrana). El factor X_a y la protrombina se adsorben sobre la membrana utilizando iones Ca²⁺ como puentes. El factor V_a se une a la protrombina acelerando la reacción. El factor V_a se produce por la acción de la trombina sobre el factor V en un claro ejemplo de una reacción que va acelerándose a medida que progresa (reacción autoacelerada).

El fibrinógeno (factor I) es una glicoproteína compuesta por seis cadenas polipeptídicas: dos A-alfa, dos B-beta y dos gamma; unidas entre sí por puentes disulfuro. Se trata de una molécula alargada y simétrica formada por tres dominios globulares conectados por segmentos fibrilares. Cada mitad de la molécula se encuentra formada por tres cadenas (A-alfa, B-beta y gamma) que se enrollan en una triple hélice muy compacta en los sectores fibrilares. Los extremos amino de las seis cadenas se reúnen en el dominio globular central. En un hecho que parecería muy curioso, los extremos N-terminales de las cadenas A-alfa y B-beta emergen como cabos libres del dominio globular central. Estas cadenas son muy ricas en aspartato y glutamato, además las cadenas B-beta poseeen en esta región residuos tirosina-O-sulfato formados postraduccionalmente. Estos residuos con una alta tendencia a adquirir carga negativa contribuyen a formar una región central con una muy alta densidad de carga. Esta región electronegativa central es la responsable de la repulsión entre moléculas de fibrina que las mantiene en solución.

La trombina ataca los enlaces arginina-glicina presentes en estos "cabos libres", separando cuatro péptidos; dos segmentos A de 18 aminoácidos cada uno (provenientes de las cadenas A-alfa), y dos segmentos B de 20 aminoácidos (provenientes de las cadenas B-beta). A estos péptidos se los suele denominar "fibrinopéptidos". El resto que queda de la molécula es un monómero de fibrina de composición α₂β₂γ₂. Al eliminarse los fibrinopéptidos desaparecen las fuerzas de repulsión intermoleculares con lo que los monómeros de fibrina tienden a agruparse espontáneamente formando asociaciones altamente ordenadas. Los monómeros se disponen uno a continuación del otro, cabeza con cabeza en forma de largas hebras. Estas hebras a su vez forman manojos, emparejándose con otras hebras de tal manera que la región central de los monómeros de fibrina de una se encuentra rodeada por las cabezas de los monómeros de fibrina de las otras. Este emparejamiento se hace posible gracias a interacciones de tipo electrostático y puente hidrógeno entre las regiones centrales de los monómeros de una y las cabezas globulares de otras.

Los haces paralelos de fibrina polimerizada forman una asociación laxa, que se encuentra en equilibrio con la forma monomérica de la molécula; por lo que sería imposible que cumplieran su papel de formar un coágulo estable sin reforzar esta estructura por medio de enlaces covalentes entre hebras vecinas. La formación de estos "puentes" covalentes intercatenarios es catalizada por el factor XIII_a (una transglutaminasa) como factor XIII). El FXIII cataliza la formación de enlaces amida entre restos glutamina y lisina de hebras próximas entre sí. En la reacción se libera amoniaco en forma de ion amonio (NH₄⁺).

Esta enzima se forma a partir del factor XIII por acción de la trombina.

La división de la cascada de coagulación en dos vías es principalmente artificial, y tiene su origen en los ensayos de laboratorio que se utilizaban anteriormente para estudiarla. En la actualidad existen ensayos que permiten evaluar estas vías en forma separada, se mide el tiempo que tarda en formarse un coágulo luego de que la cascada se inicia por el contacto con una superficie de vidrio (vía intrínseca), o por tromboplastina (una mezcla de factor tisular y fosfolípidos). Sin embargo, in vivo la trombina se encuentra presente desde el mismo comienzo del proceso hemostático, desde el momento en que las plaquetas comienzan a formar el tapón primario. La trombina posee un gran número de funciones, no solo se encarga de convertir el fibrinógeno en fibrina, adicionalmente es el activador de plaquetas más importante y por sobre todo activa a los factores VIII y V y a su inhibidor, la proteína C (en presencia de trombomodulina); también activa al factor XIII, el cual forma enlaces covalentes entre los polímeros de fibrina formados a partir de los monómeros activados.^[8]​

Luego de la activación ya sea por la vía de contacto o por la del factor tisular, la cascada de coagulación se mantiene en un estado protrombótico causado por la activación continuada de los FVIII y FIX para formar el complejo tenasa, hasta que se regula a la baja por la acción de las vías anticoagulantes.^[8]​

Cofactores

Se requieren varias sustancias para el funcionamiento adecuado de la cascada de coagulación:

• Se necesita de calcio y fosfolípidos (como los de las membranas de las plaquetas) para que los complejos tenasa y protrombinasa puedan funcionar. El calcio media la unión de los complejos a las superficies de fosfolípidos de las plaquetas por medio de los residuos gamma carboxilo terminal en los FXa y FIXa. También se requiere de calcio en otros puntos de la cascada de coagulación.


• La vitamina K es un factor esencial de la enzima gamma-glutamil carboxilasa que añade los grupos carboxilo a los residuos de ácido glutámico presentes en los factores II, VII, IX y X, como así también a la proteína S, proteína C, y proteína Z. Al añadir los grupos gama carboxilo a los residuos glutamato en los factores inmaduros, la propia vitamina K resulta oxidada; por lo que otra enzima la vitamina K epóxido reductasa (VKORC) reduce a la vitamina K oxidada de nuevo a su forma activa. La vitamina K epóxido reductasa es farmacológicamente importante como diana de las drogas anticoagulantes warfarina y las cumarinas tales como acenocumarol, fenprocumon y dicumarol. Estas drogas provocan una deficiencia de vitamina K reducida bloqueando a la VKORC, y por lo tanto inhibiendo la maduración de los factores de coagulación. Las deficiencias de vitamina K, por esta o por otras causas (p.ej. malabsorción) o un metabolismo de la vitamina K defectuoso (p.ej. en fallo hepático) conducen a la formación de PIVKAs (proteins induced by vitamin K absence), las cuales son factores de coagulación que carecen total o parcialmente de los residuos gamma carboxilo; lo que afecta su capacidad para unirse a fosfolípidos, y por lo tanto de participar eficientemente en la cascada de coagulación.

Reguladores

Debido a que la cascada de coagulación consiste en una serie de reacciones que van amplificándose y acelerándose en cada paso, es lógico pensar que debe existir algún mecanismo de regulación; un "freno" a la reacción en cadena; ya que de progresar sin control en pocos minutos podría provocar un taponamiento masivo de los vasos sanguíneos (CID).

Cascada de coagulación con flechas que representan los mecansimos de retroalimentación positiva y negativa.

Varios mecanismos intervienen en la regulación de la cascada de reacciones, manteniendo la activación plaquetaria y a la cascada de coagulación bajo control. Las anormalidades en estos mecanismos pueden conducir a una tendencia aumentada hacia la trombosis:

• El flujo sanguíneo normal, arrastra a los factores activados, diluyendo su acción e impidiéndoles acelerarse. Esta es una de las razones por las cuales cuando existe estasis del flujo sanguíneo se favorece la formación de trombos.


• El hígado actúa como un filtro quitando de la sangre en circulación los factores activados e inactivándolos.


• Existen además algunas proteasas que degradan específicamente a ciertos factores activados, y otras proteasas y sustancias químicas que ejercen acciones inhibitorias sobre factores activos.

1. La proteína C es el principal anticoagulante fisiológico. Se trata de una serina proteasa que normalmente circula como proenzima, y cuya síntesis en el hígado es dependiente de la vitamina K; pero que resulta activada a proteína C activa (PCA), por la misma trombina que convierte el fibrinógeno en fibrina. La proteína C se activa en una secuencia que comienza con la proteína C y la trombina unidas a la proteína de superficie celular trombomodulina. La trombomodulina une a estas proteínas de una forma tal que activa a la proteína C. La forma activa de la proteína C, junto con la proteína S y utilizando fosfolípidos como factores, degrada a los factores FV_a y FVIII_a, con lo que limita la proyección de la cascada. Las deficiencias cualitativas o cuantitativas, tanto de proteína C como de proteína S pueden conducir a la trombofilia (una tendencia a desarrollar trombosis). Una actividad inadecuada de la proteína C (resistencia a la proteína C activada), por ejemplo debida a la variante "Leiden" del factor V o a niveles demasiado elevados de FVIII también pueden conducir a una tendencia trombótica. Es interesante notar el triple papel que desempeña la trombina: cataliza la formación de fibrina, activa a la enzima responsable de su entrecruzamiento, y una vez que el proceso de coagulación y estabilización del coágulo está en marcha; ejerce acciones tendientes a limitarlo.


2. La antitrombina es una glicoproteína de 60 kDa sintetizada en el hígado sin depender de la vitamina K, actúa como inhibidor de serina proteasa (una serpina). Esta proteína actúa degradando irreversiblemente a varios factores procoagulantes activos, el principal de los cuales es la trombina; aunque también actúa sobre la calicreína y los factores IX_a, X_a, XI_a y XII_a. La antitrombina se encuentra constantemente activa, pero su adhesión a estos factores se ve aumentada por la presencia de heparán sulfato (un glicosaminglicano) o por la administración de heparinas. (los diferentes heparinoides aumentan su afinidad por FX_a, trombina, o ambas). La heparina se encuentra en el endotelio de los vasos sanguíneos y en los gránulos de las células cebadas, tiene una poderosa acción anticoagulante ya que facilita la unión de la antitrombina III con los factores procoagulantes activos. Las deficiencias cuantitativas o cualitativas de antitrombina (sean innatas o adquiridas, p. ej. en los casos de proteinuria) conducen a la trombofilia.


3. El inhibidor de la vía del factor tisular (TFPI) limita la acción del factor tisular. También inhibe la activación excesiva de FVII y FX mediada por el factor tisular.


4. La plasmina, una proteína que se genera por la acción proteolítica del activador tisular del plasminógeno (t-PA), sobre el plasminógeno. el t-PA se sintetiza y secreta en el endotelio. La plasmina escinde proteolíticamente a la fibrina en productos de degradación de la fibrina (PDFs), lo que inhibe la excesiva formación de fibrina.


5. La prostaciclina (PGI₂) es una sustancia que libera el endotelio y activa los receptores acoplados a proteína G plaquetarios. Estos, a su vez, activan a la adenilil ciclasa, la cual sintetiza AMPc. El AMPc inhibe la activación plaquetaria al provocar la disminución de los niveles citosólicos de calcio, y al hacer esto inhibe la liberación de gránulos que podrían conducir a la activación de plaquetas adicionales y de la cascada de coagulación.^[11]​

Existen otras anti-proteasas sanguíneas que también ejercen acción anticoagulante aunque menos potente tales como la alfa₂ macroglobulina y la alfa₁ antitripsina.

Fibrinólisis

Después de que el coágulo se ha establecido, comienza la reparación de los tejidos afectados con el proceso de cicatrización. Para hacer posible esto el coágulo es colonizado por células que formarán nuevos tejidos y en el proceso va siendo degradado. La degradación de la fibrina (fibrinólisis), componente mayoritaria del coágulo, es catalizada por la enzima plasmina, una serina proteasa que ataca las uniones peptídicas en la región triple hélice de los monómeros de fibrina, y se encuentra regulada por varios activadores e inhibidores.^[11]​

La plasmina se genera a partir del plasminógeno, un precursor inactivo; activándose tanto por la acción de factores intrínsecos (propios de la cascada de coagulación) como extrínsecos, el más importante de los cuales es producido por el endotelio vascular. Se le denomina "activador tisular del plasminógeno" (t-PA). El gen de este factor ha sido clonado y actualmente se puede obtener la proteína producida por tecnología de ADN recombinante.

Este factor suele utilizarse en clínica para favorecer la disolución de trombos.

Papel en el sistema inmune

El sistema de coagulación se solapa con el sistema inmune. El mecanismo de coagulación puede atrapar físicamente a los microbios invasivos en coágulos sanguíneos. Además, algunos productos de la coagulación pueden contribuir a la acción del sistema inmune por su capacidad de aumentar la permeabilidad vascular y actuar como agentes quimiotácticos para las células fagocíticas. Adicionalmente, algunos de los productos del proceso de coagulación son directamente antimicrobianos. Por ejemplo la beta-lisina, un aminoácido que producen las plaquetas durante la coagulación, puede causar la lisis de muchas bacterias Gram positivas al actuar como detergente catiónico.^[12]​ Muchas proteínas de fase aguda inflamatorias se encuentran involucradas en el sistema de coagulación. Adicionalmente, muchas bacterias patogénicas pueden secretar agentes que alteran el sistema de coagulación; p. ej. la coagulasa y la estreptoquinasa.

Evaluación

Plasma sanguíneo luego de la adición de factor tisular forma una estructura similar a un gel (test de tiempo de protrombina).

Se utilizan numerosos ensayos para evaluar la función del sistema de coagulación:^[13]​

• Comunes: aPTT, PT (también se utiiza para determinar el INR), ensayo de fibrinógeno (llevado a cabo a menudo por el método de Clauss), recuento de plaquetas, ensayo de la función plaquetaria (a menudo por PFA-100), ensayos trombodinámicos.


• Otros: TCT, tiempo de sangría, ensayos de corrección (donde la anormalidad se corrige si el plasma del paciente se mezcla con un plasma normal), ensayos para los factores de coagulación, anticuerpos antifosfolípidos, dímero D, ensayos genéticos (p.ej. factor V Leiden, mutación G20210A de la protrombina), tiempo del veneno de la vívora de Russell diluido (dRVVT), varios test funcionales de plaquetas, tromboelastografía (TEG o Sonoclot), tiempo de lisis de euglobulina (ELT).

La vía de activación por contacto (intrínseca) puede iniciarse por la activación de los factores de contacto del plasma, y puede ser evaluada por el ensayo de tiempo parcial de tromboplastina (aPPT).

La vía del factor tisular (extrínseca) se inicia por la liberación del factor tisular (una lipoproteína celular específica), y puede ser evaluada por el ensayo del tiempo de protrombina. Los resultados del TP a menudo se pueden expresar como un índice (INR value) para monitorear la dosificación de anticoagulantes orales tales como la warfarina.

El test de cribado cualitativo y cuantitativo para el fibrinógeno es el tiempo de coagulación de trombina (TCT). La medición de la cantidad exacta de fibrinógeno presente en el plasma en general se hace por el método de Clauss. Muchos autoanalizadores son capaces de medir un nivel de fibrinógeno derivado del gráfico del tiempo de coagulación de protrombina.

Si un factor de coagulación forma parte de sólo una de las vías de coagulación, la de contacto o la de factor tisular; una deficiencia de este factor afectará solamente a uno de los ensayos específicos. Así por ejemplo, la hemofilia A, que es una deficiencia de factor VIII, el cual forma parte de la vía de activación por contacto, resulta en un aPPT anormalmente prolongado, pero un test TP normal. Las excepciones sos factores que participan en la vía final (protrombina, fibrinógneo y FX), algunas variantes el FX de hecho pueden ser determinadas por algunos ensayos de aPTT o TP.

Si se presenta un tiempo de TP o aPPT anormal, se deben llevar a cabo ensayos adicionales para determinar cual (si es que lo hay) factor está alterado.

Las deficiencias de fibrinógeno (cualitativas o cuantitativas) afectan a todos los test de cribado.

Papel en la enfermedad

Los defectos en la coagulación pueden causar hemorragias o trombosis, y, ocasionalmente ambas; dependiendo de la naturaleza del defecto.^[14]​

Desórdenes plaquetarios

Los desórdenes plaquetarios pueden ser congénitos, o adquiridos. Algunas patologías congénitas son por ejemplo la tromboastenia de Glanzmann, el síndrome de Bernard-Soulier (complejo glicoproteína Ib-IX-V anormal), síndrome de plaquetas grises (deficiencia de gránulos alfa), y la deficiencia de gránulos densos. La mayor parte son enfermedades raras. La mayor parte de las patologías congénitas de las plaquetas predisponen a las hemorragias. La enfermedad de Von Willebrand, debida a una deficiencia o función anormal del factor de Von Willebrand presenta un patrón de sangrado similar; sus formas leves son relativamente comunes.

Una disminución del número de plaquetas puede ser debida a varias causas, incluyendo una producción insuficiente (p.ej. en un síndrome mielodisplásico u otras enfermedades de la médula ósea); destrucción mediada por el sistema inmune (púrpura trombocitopénica inmune/PTI), o por consumo, debida a varias causas (púrpura trombocitopénica trombótica/PTT), síndrome urémico hemolítico (SHU), hemoglobinuria paroxística nocturna (HPN); coagulación intravascular diseminada (CID), trombocitopenia inducida por heparina (TIH). La mayor parte de las patologías por consumo conducen a la activación plaquetaria, y algunas se asocian con trombosis.

Enfermedades e importancia clínica de la trombosis

Los desórdenes de los factores de coagulación mejor conocidos son las hemofilias. Hay tres formas principales de hemofilia; la hemofilia A (deficiencia de factor VIII), hemofilia B (deficiencia de factor IX o "enfermedad de Christmas") y la hemofilia C, que es una deficiencia de factor XI con una tendencia leve a las hemorragias. Las hemofilias A y B son enfermedades genéticas recesivas y ligadas al X, mientras que la hemofilia C es una enfermedad autosómica recesiva mucho más rara, que se observa con mayor frecuencia en los judíos Ashkenazi.

La enfermedad de von Willebrand (que se comporta más como un desorden plaquetario, excepto en los casos severos), es la causa hereditaria de desórdenes hemorrágicos más común y se ha caracterizado tanto como un desorden autosómico dominante, como recesivo. En esta enfermedad, existe un defecto en el factor de von Willebrand (FvW), que media la unión de la glicoproteína Ib (GPIb) al colágeno. Esta unión media y contribuye a la activación de las plaquetas y a la formación del tapón primario.

El síndrome de Bernard-Soulier es un defecto o deficiencia en la GPIb. La GPIb, es decir el receptor para el FvW, en este síndrome no funciona como debería, y esto conduce a una falla en la formación del tapón primario (hemostasis primaria), y una tendencia aumentada al sangrado. Se trata de un desorden con un patrón de herencia autosómico recesivo.

La tromboastenia de Glanzmann y Naegeli es una condición extremadamente rara. Se caracteriza por un defecto en el complejo receptor de fibrinógeno GPIIb/IIIa. Cuando el receptor GPIIB/IIIa se presenta como disfuncional, el fibrinógeno no puede formar enlaces cruzados con las plaquetas, lo que inhibe la hemostasis primaria. Se trata de un desorden autosómico recesivo.

En un fallo hepático (ya sea en forma aguda o crónica), hay una producción insuficiente de factores de coagulación en el hígado; lo que puede aumentar el riesgo de sangrado.

La carencia de vitamina K, también puede contribuir a desórdenes hemorrágicos, debido a que la maduración de los factores de coagulación requiere de vitamina K.

La trombosis es el desarrollo patológico de coágulos sanguíneos. Estos coágulos pueden crecer, fragmentarse, liberarse y convertirse en móviles, causando un émbolo que ocluye el vaso en el cual se desarrolla. Un embolismo se presenta cuando el trombo se convierte en móvil y migra a otra parte del organismo, interfiriendo con la circulación y por lo tanto, dificultando el funcionamiento del órgano corriente abajo de la oclusión. Esto provoca una isquemia y a menudo conduce a una necrosis isquémica del tejido. La mayor parte de los casos de trombosis venosa son debidos a estados o condiciones adquiridas (edad avanzada, cirugías, cáncer, inmovilidad, síndrome antifosfolípidos), pero en algunos casos pueden ser debidos a trombofilias hereditarias, por ejemplo por factor V Leiden y otras varias deficiencias genéticas y variantes.

Las mutaciones en el factor XII se han asociado con tiempos de coagulación prolongados y posiblemente una tendencia a la tromboflebitis. Otras mutaciones se han asociado con una forma rara de angioedema hereditario (tipo III).

Farmacología

Procoagulantes

El uso de químicos absorbentes, tales como las zeolitas, y otros agentes hemostáticos es bastante común para el sellado rápido de heridas severas (como por ejemplo en las hemorragias traumáticas secundarias a las heridas de armas de fuego). También se utilizan quirúrgicamente la trombina y la fibrina para tratar sangrados y trombosar aneurismas.

Se suele utilizar la desmopresina para mejorar la función plaquetaria activando el receptor 1A (receptor 1A arginina vasopresina).

Para el tratamiento de la hemofilia se utilizan factores de coagulación concentrados, estos factores también se utilizan para revertir los efectos de algunos medicamentos anticoagulantes, y para tratar las hemorragias en pacientes con una síntesis de factores deficiente o que padecen un consumo excesivo. Otros productos utilizados para promover la coagulación son el concentrado de complejo protrombina, plasma fresco congelado y crioprecipitado. Un producto con popularidad en aumento es el factor VII humano recombinante, utilizado para tratar hemorragias mayores.

El ácido tranexámico y el ácido aminocaproico inhiben la fibrinólisis, y conducen a una disminución en la tasa de sangrado. Antes de su desarrollo, se utilizaba la aprotinina en algunas formas de cirugía mayor, para disminuir el riesgo de sangrado y la necesidad de derivados sanguíneos.

Anticoagulantes

Un anticoagulante es, como su nombre lo indica, una sustancia química que retrasa o impide la coagulación de la sangre, existen diferentes tipos de anticoagulantes que actúan dificultando o impidiendo alguno de los pasos de la cascada de coagulación. En su sentido más estricto este grupo de sustancias se definen como "medicamentos que impiden la coagulación o la agregación plaquetaria". Los anticoagulantes y los agentes antiplaquetarios se encuentran entre las medicaciones más comúnmente recetados. Entre los agentes antiplaquetarios se incluyen por ejemplo la aspirina, dipiridamol, ticlopidina, clopidogrel, ticagrelor y prasugrel; esta familia de inhibidores de la glicoproteína IIb/IIIa se utilizan durante las angioplastías.

Entre los medicamentos anticoagulantes, la warfarina y la familia de compuestos relacionados de la cumarina; como así también la heparina son los más utilizados. La warfarina y cumarina afectan la maduración de los factores de coagulación dependientes de vitamina K (II, VII, IX y X), como así también a la proteínas C y S; mientras que la heparina y compuestos relacionados aumentan la acción de la antitrombina sobre la trombina y el factor Xa. Actualmente se encuentran en uso y desarrollo una nueva clase de medicamentos, los inhibidores directos de la trombina (algunos ya están en uso clínico tales como la lepirudina). También bajo desarrollo se encuentran otros compuestos de bajo peso molecular que interfieren directamente con la acción enzimática de algunos factores de coagulación en particular (p. ej, rivaroxaban, dabigatran, apixaban).^[15]​

• La heparina alarga el tiempo de coagulación, se administra generalmente mediante inyección subcutánea o endovenosa. Ya que es un compuesto fisiológico presente en gran cantidad en los mamíferos, comúnmente se utiliza heparina obtenida de pulmón de vaca o de mucosa intestinal de cerdo convenientemente purificada. La potencia difiere según el origen, pero hoy en día vienen estandarizadas en UI, por lo que se pueden comparar solo con este índice. Comercialmente se obtiene en forma de dos sales (cálcica y sódica) que no guardan demasiada diferencia en su actividad. Las cálcicas se usan preferentemente por vía subcutánea, ya que resultan menos dolorosas, pero por vía endovenosa pueden utilizarse ambas. La heparina nunca se administra vía intramuscular. La heparina se utiliza cuando se precisa de acción anticoagulante rápida y por poco tiempo. En la prevención de trombosis venosas de cirugía se utiliza a bajas dosis, 5.000UI, dos horas antes de la intervención y después cada 12 horas hasta el alta del paciente. Las heparinas de bajo peso molecular son fragmentos de peso molecular entre 3.500 y 6.000, con ello tiene una vida más larga y aumenta su biodisponibilidad. Tiene una menor inhibición de la agregación plaquetaria. No sustituyen a las heparinas tradicionales sino que en terapias de baja dosis son más cómodas porque se aplican una sola vez al día. En terapias de altas dosis se utilizan las heparinas tradicionales.

• Anticoagulantes dicumarínicos. Reciben este nombre genérico un grupo de compuestos derivados del Dicumarol (un compuesto extraído del trébol dulce) entre los que se encuentran el Acenocumarol (el de uso más frecuente en España, bajo el popular nombre de Sintrom) y la warfarina. Estos medicamentos presentan la ventaja de poder ser administrados por vía oral y de poseer un efecto prolongado en el tiempo, con gran variabilidad interindividual, por ello necesitan controles periódicos para su ajuste terapéutico. Todos ellos son inhibidores de la vitamina K (aVK). Debido a que la vitamina K interviene como cofactor enzimático en la síntesis de los factores II, VII, IX y X (concretamente en la gamma-carboxilación de estos); el resultado es que provoca la aparición en sangre, de unas formas inactivas de los mismos denominadas PIVKAs (“Proteins Induced by Vitamin K Antagonists”). Dada la diferente vida media que presentan los factores de coagulación (el tiempo que permanecen en sangre antes de ser degradados), por ejemplo el VII comienza a descender en 6 horas pero el II tarda cerca de 70, no se consigue una anticoagulación efectiva hasta el 3º-4º día de tratamiento y el efecto no se estabiliza hasta después de una semana. Curioso es que la activación de dos inhibidores fisiológicos de la coagulación como son las proteínas C y S de importancia fundamental (inhiben a los Factores V y VIII activados), también depende de la vitamina K, por lo que los cumarínicos originan una “paradoja bioquímica” anticoagulante-procoagulante. No obstante, su efecto anticoagulante supera ampliamente al procoagulante, por lo que solo puede tener consecuencias clínicamente significativas en raros casos (déficits congénitos de proteína C o S) y de forma transitoria al inicio del tratamiento.

Anticoagulantes para uso in vitro

Se trata de un grupo de compuestos químicos que tienen por finalidad impedir la coagulación de la sangre una vez que esta ha sido extraída del organismo. La mayoría de estos compuestos actúa como agentes quelantes del calcio, impidiendo de esta forma la acción de los factores de coagulación dependientes de calcio, y bloqueando la cascada de coagulación casi en su inicio.

• 
  EDTA (C₁₀H₁₆N₂O₈) o sal disódica, dipotásica o tripotásica del ácido etilendiaminotetraacético. ₈ Esta sustancia actúa mediante un efecto quelante sobre el ion calcio (Ca²⁺), lo que impide la formación de los complejos procoagulantes en los que este ion participa. Este anticoagulante se utiliza fundamentalmente para la realización de recuentos celulares, sobre todo en autoanalizador. Tiene la ventaja de permitir la realización del hematocrito y de frotis sanguíneo hasta dos horas después de la extracción de la muestra. También impide la aglutinación de las plaquetas.

• 
  Heparina Sódica. Heparina de Litio, es un anticoagulante fisiológico que actúa impidiendo que la protrombina se transforme en trombina. Estructuralmente es un mucopolisacárido ácido que posee grupos sulfato. Esta última característica no la hace adecuada para muestras que van a ser examinadas al microscopio luego de tinción, ya que altera notablemente las coloraciones obtenidas.

• 
  Citrato Trisódico (C₆H₅O₇Na₃) actúa impidiendo que el calcio se ionice, evitando así la coagulación. Se utiliza principalmente para realizar pruebas de hemostasia; así como también para medir la velocidad de eritrosedimentación.

• ACD, es un anticoagulante formado por una mezcla de compuestos (Ácido cítrico Citrato y Dextrosa en una proporción de 0.9, 2 y 2 g respectivamente en 120 ml de agua destilada) se emplea fundamentalmente en bancos de sangre para conservar las unidades de sangre y para realizar estudios metabólicos eritrocitarios ya que permite una buena conservación de los hematíes.

Factores de coagulación

Historia

Descubrimientos iniciales

Existen teorías sobre el mecanismo de la coagulación desde la antigüedad. El fisiólogo Johannes Müller (1801–1858) describió a la fibrina, la sustancia que forma los trombos. Su precursor soluble, el fibrinógeno, fue nombrado posteriormente por Rudolf Virchow (1821–1902), y fue aislada químicamente por Prosper Sylvain Denis (1799–1863). El fisiólogo Alexander Schmidt sugirió que la conversión de fibrinógeno a fibrina es el resultado de un proceso enzomático, y etiquetó a la hipotética enzima como "trombina" y a su precursor como "protrombina".^[16]​^[17]​ Nicolas Maurice Arthus descubrió en 1890 que el calcio era esencial para la coagulación.^[18]​^[19]​ Las plaquetas fueron identificadas en 1865, y su función fue elucidada por Giulio Bizzozero en 1882.^[20]​

La teoría de que la trombina se genera por la presencia del factor tisular fue consolidada por Paul Morawitz en 1905.^[21]​ En este punto, ya se sabía que la tromboquinasa/tromboplastina (factor III) se libera de los tejidos dañados, reacciona con la protrombina (II), la cual, junto con el calcio (IV), forma trombina, la cual a su vez convierte el fibrinógeno en fibrina (I).^[22]​

Descubrimiento de los factores de coagulación

Los factores bioquímicos restantes que participan en la cascada de coagulación fueron en su mayor parte descubiertos en el siglo XX.

En 1935 el Dr. Rossi Belgrano estudió, en el Hospital Durand de la ciudad de Buenos Aires, la influencia de los medicamentos en el tiempo de coagulación^[23]​​. En aquellos tiempos era común usar durante los post-operatorios el aceite alcanforado, a través de sus estudios se pudo determinar con este se aumentaba entre tres y diez minutos el tiempo de coagulación. Por el contrario, según los resultados de laboratorio, el alcohol lo disminuía y por lo tanto era conveniente adoptar su utilización^[24]​.

La primera pista sobre la real complejidad del sistema de coagulación vino con el descubrimiento de la proacelerina (llamada más tarde como factor V) de la mano de Paul Owren (1905-1990) en 1947. Quién además postuló que su función sería la generación de acelerina (factor VI), el cual más tarde se convertiría en la forma activada del factor V (V_a); actualmente el título de factor VI no tiene uso.^[22]​

El factor VII (también conocido como acelerador sérico de la conversión de protrombina o proconvertina, precipitado por sulfato de bario) fue descubierto casi simultáneamente en 1949 y 1951 por diferentes grupos.

El factor VIII, el que se descubrió que era deficiente en la entidad clínica reconocida como hemofilia A, de la cual se desconocía la etiología; fue descubierto en los años 1950, y se la conoce alternativamente globulina antihemofílica debido a su capacidad de corregir la hemofilia A.^[22]​

El factor IX fue descubierto en 1952 en un paciente joven con hemofilia B llamado Stephen Christmas (1947–1993). Su deficiencia fue descrita por el Dr. Roesemary Biggs y el profesor R.G. MacFarlane en Oxford, Reino Unido. El factor, por lo tanto, se llamó Factor Christmas. Christmas vivió en Canadá, e hizo campaña en favor de la seguridad en las transfusiones de sangre hasta que falleció a la edad de 46 a causa de SIDA adquirido en una transfusión. Un nombre alternativo para el factor es el de componente tromboplastínico del plasma, nombre dado por un grupo independiente en California.^[22]​

El factor Hageman, conocido actualmente como factor XII, fue identificado en 1955 en un paciente asintomático con un tiempo de sangría prolongado llamado John Hageman. El siguiente fue el factor X, o factor Stuart-Prower, descubierto en 1956. Este factor fue identificado en la señorita Audrey Prower, de Londres; la que toda la vida había presentado una tendencia al sangrado. En 1957, un grupo estadounidense identificó el mismo factor en el señor Rufus Stuart. Los factores XI y XIII fueron identificados en 1953 y 1961 respectivamente.^[22]​

El punto de vista de que el proceso de coagulación es una cascada fue enunciado casi simultáneamente por MacFarlane^[25]​ en el Reino Unido y por Davie y Ratnoff^[26]​ en los Estados Unidos respectivamente.

Nomenclatura

El uso de numerales romanos en vez de epónimos o nombres sistemáticos fue acordado durante las conferencias anuales de hemostasia (que comenzaron en 1955). En 1962 se alcanzó el consenso para la numeración de los factores del I al XII.^[27]​ Este comité evolucionó hasta el actual International Committee on Thrombosis and Hemostasis (ICTH - Comité Internacional sobre Trombosis y Hemostasia). La asignación de numerales terminó en 1963 luego de nombrar al factor XIII. Los nombres de factor Fletcher y factor Fitzgerald fueron posteriormente dados a otras proteínas relacionadas con la coagulación, nombrados precalicreína y quininógeno de alto peso molecular, respectivamente.^[22]​

Los factores III y VI actualmente se encuentran sin asignación, ya que la tromboplastina nunca fue identificada, y en realidad resultó consistir en un grupo de diez factores adicionales, mientras que la acelerina demostró ser en realidad la forma activada del factor V.

En otras especies

Todos los mamíferos poseen un proceso de coagulación extremadamente relacionado, haciendo uso de una serie de procesos celulares y de serina proteasas combinados. De hecho, es posible para cualquier factor de coagulación mamífero, el activar a su diana equivalente en cualquiero otro mamífero. El único otro animal conocido que hace uso de serina proteasas para su proceso de coagulación es el cangrejo herradura.^[28]​

Véase también

• embolia


• émbolo


• factor de coagulación


• Cicatrización

Bibliografía

• Ch.4 Haemodynamic diseases. Kumar: Robbins and Cotran Pathologic Basis of Disease 8th Ed. 2009 Saunders (Elsevier).

Referencias

Lecturas adicionales

• 
  Hoffman, M; Monroe DM, 3rd (June 2001). «A cell-based model of hemostasis.». Thrombosis and haemostasis 85 (6): 958-65. PMID 11434702. 
  


• 
  Hoffman, Maureane; Monroe, Dougald M. (2007). «Coagulation 2006: A Modern View of Hemostasis». Hematology/Oncology Clinics of North America 21 (1): 1-11. PMID 17258114. doi:10.1016/j.hoc.2006.11.004. 
  

Enlaces externos

• 
  Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Coagulación.


• Coagulación (material gráfico).

Estructuras tridimensionales

• 
  Plantilla:UMichOPM – Calculated orientations of complexes with GLA domains in membrane


• 
  Plantilla:UMichOPM – Discoidin domains of blood coagulation factors