La biochimica della coagulazione del sangue

di Sergio Barocci

Tempo di protrombina (PT)

Struttura e funzioni della protrombina

La protrombina è uno zimogeno cioè un enzima inattivo che viene attivato mediante un taglio proteolitico tra l’aminoacido arginina e l’aminoacido triptofano in posizione NH2 -terminale (dove la porzione NH2 -terminale va persa) e mediante un secondo taglio tra l’aminoacido arginina e l’aminoacido isoleucina in zona carbossi terminale (ma un – S – S – tiene unite queste due porzioni dell’enzima che scorrono l’una sull’altra per formare l’enzima maturo).
coagulazione del sangue in provettaLa trasformazione protrombina-trombina è un complesso di attivazione che vede l’intervento del calcio o fattore IV della coagulazione. Infatti, la protrombina interviene nel processo della coagulazione del sangue per la riparazione di una ferita o di una trombosi ( processo patologico che consiste nella formazione di trombi all’interno dei vasi sanguigni, che ostacolano o impediscono la normale circolazione sanguigna . Si distingue una trombosi arteriosa e una trombosi venosa a seconda del tipo di vaso sanguigno coinvolto). In breve: a causa del danno viene rilasciata tromboplastina la quale interagendo con un fattore presente sulla membrana cellulare delle piastrine, innesca l’attivatore protrombinico. L’attivatore protrombinico converte la protrombina, presente nel plasma, nell’enzima trombina o fattore IIa che a sua volta converte il fibrinogeno (una proteina solubile presente nel sangue) , in un polimero di fibrina insolubile. I filamenti di fibrina a loro volta formano una rete che, in corrispondenza della lesione, intrappola i globuli rossi e costituisce la base del coagulo. Successivamente il coagulo inizia a contrarsi, spremendo fuori dalla sua massa il siero (plasma privato dalle proteine della coagulazione) e avvicinando i margini della lesione della parete del vaso sanguigno. Normalmente il sangue coagula in circa 3-6 minuti e, una volta iniziato il processo della coagulazione, i fattori che l’hanno scatenato vengono di solito rapidamente inattivati per impedire che la coagulazione del sangue si diffonda per tutto l’apparato circolatorio.
Alla fine l’endotelio leso si rigenera e il coagulo si dissolve.
La via intrinseca viene innescata attraverso l’attivazione per “contatto” di alcune proteine plasmatiche e la via estrinseca innescata invece in seguito al danno tissutale

 

rete di fibrina in un coagulo sanguigno

rete di fibrina in un coagulo sanguigno

Fibrinogeno

(valori di riferimento : 200-400 mg/dl)
Il fibrinogeno è una glicoproteina sintetizzata dal fegato, che svolge un ruolo essenziale nel processo coagulativo. È una proteina solubile, che si trasforma in un prodotto insolubile e fibroso, la fibrina e rappresenta il substrato fisiologico della trombina. Aumenta nel corso di malattie infettive acute e croniche, nella necrosi tessutale, nelle neoplasie, in gravidanza e nelle ustioni mentre diminuisce nelle epatopatie e nella terapia di eparina in eccesso.

 

Trombina

La trombina è un enzima responsabile della conversione del fibrinogeno in fibrina . Circola nel plasma come protrombina, viene sintetizzata dal fegato e la sua formazione è condizionata dall’apporto di vitamina K. La trombina catalizza la scissione poteolitica dei fibrino peptidi del fibrinogeno in polipeptidi detti fibrin monomers, che a loro volta polimerizzano e infine vengono stabilizzati dal fattore XIII in presenza di ioni calcio.
processo di coagulazione dela sangue
I fattori della coagulazione hanno una emivita più breve rispetto all’albumina; quindi costituiscono un indice più fedele dell’attività protidosintetica delle cellula epatica . In genere viene preferito il dosaggio del fattore VII in situazioni come l’epatite fulminante, in cui la valutazione dell’attività epatocitaria viene fatta momento per momento

Tempo di protrombina (PT) o tempo di Quick
( Valori di riferimento: 12”- 14’’)
Il tempo di protombina (PT, dalla dizione anglosassone Prothrombin Time) o tempo di Quick valuta il meccanismo estrinseco e comune della coagulazione del sangue e può essere alterato in presenza di deficit dei Fattori I, II, V, X (prodotti a livello epatico). Si tratta quindi di un test in grado di quantificare il tempo necessario alla formazione di un coagulo di fibrina. A tale scopo, vengono addizionate specifiche sostanze al campione, come citrato, calcio e tromboplastina tissutale
In condizioni normali, il tempo di protrombina varia indicativamente dai 12 ai 14 secondi, in relazione alle metodiche analitiche adottate. Il tempo, in secondi, è necessario alla formazione del coagulo. Il più delle volte, comunque, il tempo di protrombina viene espresso mediante un indice detto INR (International Normalized Ratio), che tiene conto della sensibilità del reagente tromboplastinico utilizzato. In questo modo è possibile valutare i risultati in maniera accurata , anche quando provengono da laboratori che sfruttano differenti metodiche di determinazione.

Armand James Quick

Armand James Quick

Armand James Quick (1894 – 1978 ) , chimico statunitense , famoso per aver introdotto il tempo di protrombina o PT e per aver descritto l’effetto anticoagulante dell’ aspirina.

Il tempo di protrombina, espresso come INR, è molto importante per il monitoraggio dei pazienti in terapia con anticoagulanti orali come Cumadin, Warfarin che sono antagonisti della vitamina K e come tali inibiscono l’attivazione di alcuni fattori della coagulazione. Agendo in questo modo, questi farmaci “fluidificano il sangue”, impedendo che si formino dei coaguli all’interno del torrente circolatorio . In condizioni normali, il valore ottimale di INR è compreso tra 0,9 ed 1,3.
Tuttavia, in base alle caratteristiche del paziente e alle necessità terapeutiche, si possono stabilire valori ottimali di INR superiori; per es. nella prevenzione della trombosi venosa, l’INR ideale è compreso tra 2 e 3.
INR = ( PT paziente / PT medio controllo)
Il tempo di protrombina è anche utile per valutare alcuni dei dodici fattori della coagulazione ( fattore I o fibrinogeno , fattore II o protrombina, fattore V o proaccelerina, fattore VII o proconvertina e fattore X o protrombinasi) . Tutti questi fattori sono sintetizzati dal fegato e tre di questi (II, VII e X) sono attivati da enzimi vitamina K-dipendenti. Il tempo di protrombina aumenta :
1. in carenza o per alterazione congenita dei Fattori I, II, V, VII, X. Il test è particolarmente sensibile alle deficienze dei fattori VII e X;
2. nelle epatopatie (cirrosi, epatite o insufficienza epatica);
3. nel deficit di Vitamina K per ridotto apporto alimentare o cattivo assorbimento intestinale (dieta ipolipidica o presenza di un’ostruzione biliare);
4. nei casi di utilizzo di medicinali anticoagulanti.

 

Interpretazione dei risultati

Il PT è solitamente allungato di circa 3” oltre la media della popolazione nel corso di epatite acuta e di ischemia mentre raramente l’allungamento è > a 3” nell’epatire virale o alcolica. Il PTsignificato dei principali test coagulativi

La determinazione del PT è incorporata in numerosi sistemi di valutazione della severità dell’insufficienza epatica , rappresentando un suo allungamento un segno prognostico negativo. Tra le possibili cause di risultati “falsi positivi” sono da annoverare alcune problematiche analitiche come un inadeguato riempimento della provetta di sangue durante un prelievo o presenza di un alto ematocrito ( valore percentuale del volume sanguigno occupata dalla componente eritrocitaria: globuli rossi. Il suo valore normale si situa dal 36,1 al 44,3% per le donne, mentre normalmente per il sesso maschile è più alto (40,7-50,3%). La percentuale restante è occupata dalla frazione liquida, il plasma, i leucociti, anche detti globuli bianchi e le piastrine) ma anche da una carenza di Vit. K, qualunque sia la causa.

coagulometro portatile

coagulometro portatile

Coagulometro portatile che serve per controllare agevolmente il Tempo di Protrombina nei reparti di emergenza o nelle terapie intensive ( nei casi di trapianto di fegato) direttamente in prossimità del paziente senza necessariamente passare per il laboratorio analisi. Lo strumento ha dimensioni contenute e può essere gestito con efficiente manualità. Permette di analizzare un campione di sangue molto limitato (8 ul) tramite sangue capillare dal polpastrello ma anche da sangue venoso.

Il sangue capillare prelevato dal polpastrello viene posto su una striscia reattiva collegata all’apparecchio con un chip interno contenente un codice id univoco. In circa 1’ lo strumento restituirà il risultato clinico espresso in secondi e/o in rapporto INR. L’interfaccia grafica di funzionamento è intuitiva e permette di inserire un codice ID per ogni paziente prima di effettuare il test oppure ritrovare in memoria pazienti già inseriti da controllare (Positive Patient Identification) Il sistema possiede inoltre un lettore di codici a barre interno che può leggere codici a barre per facilitare e rendere più sicuro l’inserimento dei dati del paziente .
Il risultato ottenuto potrà essere così inviato via USB ad un computer collegato comprensivo di: data, risultato, id paziente, id operatore, lotto striscia, controllo qualità. Il principio dello strumento è la misurazione elettrochimica del Tempo di Protrombina (PT) dopo attivazione della coagulazione sangugina con tromboplastina ricombinante umana (o fattore tissutale liberato dalle cellule traumatizzate come nel caso di ferite). Il PT viene espresso in secondi ma la variabilità del dato analitico utilizzando questo sistema di misura è troppo elevata e dipendente dal fattore tissutale utilizzato il quale cambia da produttore a produttore. Per questo motivo sono stati introdotti l’ISI e l’INR. L’ISI indica un particolare lotto di fattore tissutale confrontato con un fattore tissutale internazionale di riferimento. L’INR (International Normalized Ratio) invece è l’unità di misura standardizzata utilizzata per esprimere il Tempo di Protombina in relazione all’ISI del fattore tissutale utilizzato per l’esame analitico. Esso si esprime come il rapporto tra il PT del paziente e il PT di riferimento elevato alla potenza del valore ISI stabilito.
L’ISI è di solito compreso tra 0,8 e 1,2


Nel Video:   animazione che illustra la cascata di eventi relativa alla coagulazione: descrizione del processo fisiologico dell’emostasi, comprensivo della compresa e formazione del tappo piastrinico e dei percorsi di coagulazione intrinseci ed estrinseci.

 

Tempo di tromboplastina parziale (PTT)

Il PTT (tempo di tromboplastina parziale) o aPTT (tempo di tromboplastina parziale attivata) è un valore numerico, espresso sotto forma di rapporto, che fornisce utili informazioni circa il meccanismo intrinseco e comune della coagulazione del sangue. Poiché una corretta coagulazione del sangue dipende dalla azione combinata e a cascata dei fattori della coagulazione, misurare il tempo di tromboplastina parziale aiuta a valutare quali specifici fattori della coagulazione possono essere mancanti o difettosi . Il test può essere alterato in presenza di deficit dei Fattori V, X , VIII, IX, XI, XII e il suo valore aumentato nei casi di carenza dei Fattori VIII (emofilia A) e X (emofilia B), nelle epatopatie e nel deficit di Vit. K Il test del PTT viene inoltre utilizzato per monitorare l’effetto della terapia eparinica sul sistema di coagulazione di un paziente.

elementi di emostasi testati con il tempo di tromboplastina parziale attivata

elementi di emostasi testati con il tempo di tromboplastina parziale attivata

Il campione di sangue viene raccolto in provetta in presenza di anticoagulanti come ossalato o citrato, (agiscono come chelanti chelanti cioè in grado di legare gli ioni calcio presenti nel campione) e consegnato al laboratorio. Per attivare la via intrinseca della coagulazione, vengono addizionati e mescolati al campione di sangue un attivatore ( fosfolipidi anionici, silice, celite, caolino, acido ellagico o inosina ) e ioni calcio . Il calcio ha lo scopo di annullare l’effetto anticoagulante dell’ossalato o del citrato, mentre il caolino od i fosfolipidi anionici agiscono come sostituti delle piastrine.
Il termine “parziale” sta a indicare che tra i reagenti non vi è la tromboplastina (fattore tissutale liberato normalmente dalle cellule traumatizzate, per es. quelle di una ferita) in modo da permettere la valutazione della via intrinseca della coagulazione. Invece , il termine “attivata” è riferito all’aggiunta nel campione di sangue di attivatori – quali caolino, celite, acido ellagico che determinano la massima attivazione del fattore XII. Il tempo di tromboplastina parziale è perciò il tempo impiegato da un simile campione a coagulare (tempo di formazione del trombo) ed è rapportato al tempo impiegato per coagulare da parte di un plasma di riferimento del laboratorio mentre l ‘aPTT è misurato con l’aggiunta di un attivatore della fase di contatto.
I valori normali di riferimento variano a seconda del metodo utilizzato e del tipo di attivatore. Il valore normale dell’ aPTT è in genere 28” – 40” mentre il valore normale del PTT è compreso tra i 60 “ – 70” secondi. il risultato spesse volte è espresso sotto forma di rapporto.
Il tempo di tromboplastina parziale attivata è il test di scelta per la valutazione ed il controllo della terapia anticoagulante con eparina. In particolare, questo test misura la presenza rispettivamente dei seguenti fattori della coagulazione VIII (fattore antiemofilico), IX (fattore di Christmas), XIe XII (Fattore di Hageman), oltre che del fibrinogeno o fattore I, della protrombina o fattore II e dei fattori numero V (proaccelerina) e X (protrombinasi). Per un paziente in terapia eparinica il risultato atteso dell’aPTT è circa 1,5 – 2,5 volte i valori normali mentre un aPTT > 100” indica un elevato rischio di sanguinamento spontaneo.

warfarin

warfarin

Rispetto al tempo di protrombina (INR), che risulta essere efficace per valutare la via estrinseca della coagulazione, il tempo di tromboplastina parziale è molto più sensibile ai difetti della via comune ed intrinseca. I due test vengono spesso eseguiti in contemporanea per ottenere un quadro più completo, specie in presenza di sintomi riconducibili a fenomeni trombotici (disordini della coagulazione ) o nei casi in cui si ha perdita di sangue dal naso, gengive sanguinanti, sangue nelle feci o nelle urine, perdita della visione, anemia cronica, ecchimosi ( versamenti sottocutanei emorragici) ed ematomi (versamenti emorragici profondi che spesso dissecano le fasce muscolari) Un aumento dell’aPTT Un tempo di tromboplastina può essere causato anche dal ridotto apporto alimentare o dal cattivo assorbimento della vitamina K, dalla ridotta sintesi dei fattori della coagulazione per cirrosi, insufficienza epatica ecc. oppure da una ipofibrinogemia, dalla malattia di Von Willebrand e dall’assunzione di anticoagulanti orali come il warfarin.

 

Carl P. H. Dam

Carl Peter Henrik Dam ( 1895 – 1976) biochimico danese e premio Nobel per la Medicina e la Fisiologia nel1943, insieme all’americano Edward Adelbert Doisy per aver realizzato la sintesi della Vitamina K.

Vitamina K

La vitamina K è una vitamina liposolubile che garantisce la corretta funzionalità di alcune proteine che formano il tessuto osseo . La vitamina K è anche coinvolta nella coagulazione del sangue per la sua attività antiemorragica. Il termine di Vitamina K è utilizzato per indicare una serie di composti che derivano dal 2-metil-1,4-naftochinone. Le diverse forme di vitamina K comprendono:

• Vitamina K1 o fillochinone (2-metil-3-fitil-1,4-naftochinone) di origine vegetale e che costituisce la forma più presente nella dieta,

• Vitamina K2 – menachinoni. Vitamina K2 o menachinoni di origine batterica (sintetizzata dai batteri simbionti normalmente presenti nella flora intestinale umana, come quelli appartenenti al genere Escherichia (come E. coli); i menachinoni differiscono per il numero di unità isopreniche che si trovano nella catena laterale).

• Vitamina K3 o menadione, liposolubile, di origine sintetica ed il suo derivato bisolfitico, idrosolubile.
struttura molecolare vitamine gruppo K

Queste diverse forme della vitamina K vengono assorbite in tratti differenti dell’intestino.

cumarina e dicumaroloFunzioni della Vitamina K

La Vit. K è essenziale per la sintesi della protrombina e di altri fattori della coagulazione. Il suo meccanismo d’azione è stato identificato attraverso esperimenti condotti su delle protrombine anormali in assenza di Vit.K e in presenza di alcuni antagonisti come il dicumarolo presente nei fiori gialli odorosi di una pianta la Melilotus officinalis che può causare emorragie letali nel bestiame alimentato con questo tipo di foraggio.

Melilotus officinalis : questa pianta contiene nella porzione fiorita tossine ad azione anticoagulante come lamelitotossina, la cumarigenina e la cumarina

Il dicumarolo è un anticoagulante orale che deriva dalla cumarina.

 

Una risposta a La biochimica della coagulazione del sangue

  • Camillo scrive:

    navigando
    La biochimica della coagulazione del sangue a cura del Dr. Sergio Barocci, trovo che sia interessante per chi ha studiato chimica farmaceutica, nel mio caso più che l’uso dei reagenti
    utilizzati, interesserebbe sapere come a causa dell’uso dei diversi reagenti con procedure
    differenti, avviene il passaggio da PT a N.R.I. per cui si è arrivati alla conclusione che a
    prescindere dal laboratorio dove vengono eseguite le analisi il referto sarà lo stesso.
    Ringrazio e La saluto vivamente

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *

Sostieni la divulgazione della Chimica
Il tuo libero contributo sarà interamente devoluto alle attività di divulgazione della Chimica.
CONDIVIDI QUESTO ARTICOLO
RICHIEDI LA NEWSLETTER
Una mail settimanale con gli aggiornamenti delle pubblicazioni, le attività dell'Associazione e le novità del mondo della divulgazione chimica
SEGUI CHIMICARE ANCHE SU FACEBOOK
segui chimicare anche su facebook
gli ultimi articoli inseriti
IL CARNEVALE DELLA CHIMICA
il più grande evento italiano che ogni mese riunisce decine di blogger attivi nella divulgazione della chimica. Da un'idea di Chimicare e Gravità Zero
ARCHIVI ARTICOLI chimiSPIEGA PER MESE
SEGUI CHIMICARE ANCHE SU TWITTER
Non solo gli aggiornamenti degli articoli pubblicati sui nostri blog e le novità del Carnevale della Chimica, ma anche le segnalazioni dei migliori interventi di divulgazione chimica in lingua italiana nel web.
ABBONATI AI FEED DI CHIMISPIEGA
Vota questo articolo..
http://www.wikio.it