Hemostaz

KOAGÜLASYON

Hemostaz, kanamayı durdurmak üzere pıhtı oluşumu ve lizisinin, patolojik pıhtılaşma (tromboz) oluşturmadan kontrollü bir şekilde aktivasyonudur. Bir diğer ifade ile de, kan damarlarındaki tüm sıvıların korunmasını sağlayan dolaşım sistemi özelliğidir. Primer hemostaz, vazokonstriksiyon, trombosit adezyonu, agregasyonu ve şekil değiştirmesini içeren bir dizi olaydan oluşur Bu amaçla vasküler faktörler, trombositler, ve koagülasyon proteinleri gibi çok sayıda ve çeşitte komponent rol almaktadır. Bunların bir kısmı dolaşımda çok az miktarda bulunur, çoğu da inaktif formdadır. Bu komponentler, lüzumu halinde depolardan yüksek miktarlarda salınabilir ve hızla sentezlenebilir. Ayrıca, tetikleyici bir faktörle karşılaşıldığında çok kısa bir sürede aktiflenebilirler. Dolaşımda çok küçük konsantrasyonlarda olmaları, bu komponentler arasında önemli bir etkileşim olmasını önler (1,2).

Koagülasyon kabaca üç aşamada gerçekleşir ve sonlanır.

1. Hasar sonrası ilk olarak damar duvarı, trombositler ve bazı plazma proteinlerinin rol aldığı primer hemostaz,
2. Hemen arkasından, dakikalar içinde koagülasyon faktörlerinin işe katılmasıyla oluşan sekonder hemostaz,
3. Yine dakikalar içinde fibrinolizisin başlaması ve saatler içinde de oluşan pıhtının parçalanması.

Kısaca koagülasyona katılan komponentlere göz atacak olursak;

Trombositler, muhtemelen koagülasyonda rol alan en önemli kan hücresi grubudur. 0,3×0,5 µm büyüklüğünde, diskoid şekilli olan bu hücreler esas olarak kemik iliğinde ve yüksek oranda özelleşmiş matür megakaryositlerde yapılır. Biyosentezi, plazmada düşük konsantrasyonlarda bulunan trombopoetin ile indüklenir. Plazmada yaklaşık olarak 150,000-450,000/µlt miktarında bulunur. Trombositlerin üçde ikisi kanda, kalan üçte biri de dalakta depolanmış olarak bulunur. Dolaşım ömrü 7-10 gün arasında değişir.

Hücre iskeleti, aktif olarak hücre şeklini değiştirmeyi sağlayan aktin ve spektrin gibi flamentlerden zengindir.

Normal durumda trombojenik değillerdir. Herhangi bir uyaranla aktifleşmeleri halinde koagülasyonda etkin rol alırlar. Aktiflenmiş trombositlerden çok sayıda sitokin, bazı proteinler ya da düşük molekül ağırlıklı maddeler salıverilir.

Damar duvarı, 3 ana tabakadan oluşur: İntima, media ve adventisya. İntima esas olarak endotel hücreleri ve bazal membrandan oluşur. Endotel hücreleri, bu hücrelerin lümene bakan yüzeyleri ve bu yüzdeki reseptörler, proteoglikanlar ve enzimler kan ile uyumludur. Ancak IL-1 ve TNFα gibi maddelerle uyarılırlarsa prokoagülan ve antifibrinolitik özellik kazanırlar. Subendotelyum ve bazal membran çok güçlü tromboz uyarıcı dokulardır.

Damar duvarına ait bazı hemostatik özellikler arasında, vazokonstriksiyon, vWF üretimi, t-PA üretimi, trombomodulin üretimi, çeşitli proteinler ve hücreler için reseptörleri bulundurmak, NO üretimi, PGI2 üretimi, FX ve FIX aktivasyonu ve bu faktörleri bağlama, antitrombinin trombomodulin ile bağlanmasını engelleme, trombinin trombomodulin ile bağlanmasını engelleme, vb. gibi etkiler sayılabilir.

Kan akımının yavaş olması trombozla yakından ilişkilidir. Arterlerdeki akım hızı venlere göre daha yüksektir. Ayrıca lümenin orta kısımlarındaki akım, duvara yakın kısımlardakine göre daha hızlıdır. Orta kısımlarda büyük hücreler daha fazla bulunurken, trombosit gibi küçük hücreler kenarlarda daha fazla bulunur. Bu durum, trombositlerin esas etki alanları olan duvar ile ve endotel üzerindeki glikokaliksle daha yakın olmasını ve daha etkin olmasını sağlar.

Diğer kan hücreleri: Eritrositlerin ve lökositlerin en temel etkileri kan viskozitesi üzerinden gerçekleşir. Ayrıca, trombositlerin damar duvarına daha yakın olmalarını da sağlarlar. Çeşitli hormonlar, interlökinler, koagülasyon aktivatörleri sekrete ederler. Koagülasyon faktörleri için reseptörler ve doku faktörleri sunarlar. Damarsal yapıların invazyonu ile aterosklerotik plak oluşumuna katkıda bulunurlar.

1.1. Primer Hemostaz

Primer hemostaz, vazokonstriksiyon, trombosit adezyonu, agregasyonu ve şekil değiştirmesini içeren bir dizi olaydan oluşur.

1.1.a. Vazokonstriksiyon

Özellikle küçük damarlarda kan kaybının önlenmesinde etkilidir. Kan damarlarının kasılması otonom sinir sistemi, düz kas hücreleri ve serotonin, epinefrin, norepinefrin gibi bazı mediyatörlerin kompleks etkileşimi ile olur. Vazodilatasyon ise, esas olarak prostaglandinler, özellikle de PGI2 ile ilişkilidir. Vasküler tonusda çeşitli mekanizmalar söz sahibidir. Bunların en önemlileri renin-anjiyotensin sistemi ve NO aracılı olanlardır.

Vazokonstriksiyon çok hızlı gelişir ve küçük damarlarda kanamanın durdurulmasında etkilidir. Ancak büyük damarlarda yetersiz kalabilir ve olaya başka mekanizmaların, özellikle de trombositlerin katılımı gerekir.

1.1.b. Trombosit adezyonu

Trombositlerin hasarlı kan damarları gibi fizyolojik olmayan yüzeylerle teması halinde oluşan, oldukça kompleks bir olaydır. Kollajenden zengin ekstrasellüler matriks ve subendotelyal yapılar esas rolü oynar. Çeşitli dokularda farklı kollajen tipleri vardır ve hepsinin adezyon uyarıcı etkisi de birbirinden farklıdır. Kollajen ve trombositler arasındaki etkileşim trombosit yüzeyindeki reseptörler ve glikoproteinler aracılığı ile olur. Daha ileri etkileşimlerde vWF ve fibrinojen gibi plazma proteinleri, akım durumu ve sürtünme kuvvetleri de rol alır. Trombositleri aktif hale getiren diğer etkenler arasında trombin, ADP, tromboksan A2, serotonin, epinefrin ve aktive trombositler sayılabilir.

Düşük sürtünme kuvveti etkisi altında, kollajen için primer reseptörler GPIa-IIa, GPVI ve GPIV’dür. Yüksek sürtünme kuvveti altında ise, vWF’e ihtiyaç vardır ve GPIb-IX-V kollajen için gereken reseptörlerdir. Yine GPIIb/IIIa’nın aktivasyonu da kollajen tarafından sağlanır. vWF, megakaryositler, özellikle de endotelyal hücrelerde sentezlenen, plazmanın en büyük glikoproteinlerinden biridir. Ayrıca subendotelyum ve trombosit granülleri de vWF’den zengindir. Trombositlerin kollajene sıkıca tutunmasını sağlayan vWF, bir tür moleküler tutkal işlevi görür.

1.1.c. Trombosit agregasyonu

Primer hemostazın son safhası trombosit agregasyonu ile sıkı ilişki içindedir. Çeşitli etkenlerle aktif hale gelen trombositler agregasyonu sağlar ve hızlandırır.

Çok önemli bir olay da aktive trombositlerin membranından dolaşıma bırakılan trombojenik mikropartiküllerdir. Bu partiküller koagülasyon faktörleri için ideal bir yüzey oluşturur ve trombin oluşumunu güçlü bir şekilde başlatırlar (1,2,5,6).

 

1.2. Koagülasyon kaskadı

Daha önce ifade edildiği gibi plazmada, koagülasyon faktörleri ve bunların inhibitörleri de dahil, çok sayıda protein vardır. Bunların etkileşimi çok sıkı kontrol altındadır. Koagülasyon sisteminin aktivasyonu, vücuttaki birçok sistemde olduğu gibi, substratların özel bölgelerinden proteolitik olarak parçalanması ile gerçekleşir (2,7).

 

Yüksek oranda glikozillenmiş bir plazma proteini grubudur. Birçoğu çok düşük konsantrasyonlarda bulunur. Doku faktörü dışındakiler plazmadadır ve aktif hale gelmek için bir proteolitik aktivasyon adımına gereksinim duyarlar.

Bazı koagülasyon faktörleri K vitamini bağımlıdır ve glutamik asit zincirinin modifikasyonu ile sonuçlanan bir dizi enzimatik modifikasyona uğrarlar. Bu durum, tromboembolik olayların profilaksi ve tedavisinde K vitamini antagonistlerinin kullanımına imkan tanır.

Koagülasyon çok düşük seviyelerde sürüp giden bir olaydır. Önemli bir aktivasyon olmaması halinde hemostaz etkilenmez. Koagülasyon sisteminin aktiflenmesinde iki önemli yol vardır:

1. Doku faktörü ile aktivasyon: Ekstrinsik yol

1. Fizyolojik olmayan yüzeylerle temas: İntirinsik yol

Bu iki yol tek başlarına tamamlanmaz ve kaskadın FX adımında birleşirler. Bundan sonraki adımlar ortaktır.

Ekstrinsik yol: Koagülasyonun fizyolojik aktivasyonu neredeyse tamamen doku faktörü (tissue factor, TF) yolu ile gerçekleşir. Doku faktörü bir membran proteinidir ve genellikle endotel yüzeyi, lökositler ve plazmada yeterli miktarda bulunmaz. Buna karşın, subendotelyal doku TF’den zengindir. Aterosklerotik plaklar ve monositler, lipopolisakkaritler ve IL- 1 ile uyarıldıktan sonra TF üretebilir.

Doku faktörü intrasellüler, transmembran ve ekstrasellüler zincirlerden ibarettir. Hücrelerin hasarı ya da stimülasyonu ile yeniden sentezlenebilir. Sentezin fizyolojik uyarıcıları arasında IL- 1, TNFα, trombin, C5a gibi birçok sitokin vardır.

TF ve FVII’nin teması, bir aktif kompleks oluşumuna yol açar. Bu kompleks de FX’u aktive eder. Fosfolipidlerin ve kalsiyum iyonlarının bulunması halinde olay daha etkindir.

Gerçekte bu sistem daha komplekstir. Sisteme, proteaz inhibitörleri ile pozitif ve negatif feedback reaksiyonları da dahildir. FVIII, FIX ve FXI’in rolleri hakkında da son zamanlarda yeniden birçok araştırma yapılmıştır.

İntrinsik yol: Kanın yapay yüzeylerle teması, özellikle yüzeyler negatif yüklüyse, bazı proteinlerin kompleks etkileşimini tetikler. Biyolojik yüzeylerdeki negatif yükleri membran yapılarından olan sülfatidler oluşturur. Bunlar herhangi bir hasar durumunda kana bırakılır. Kesin olmamakla birlikte bu sürecin başlamasına, endotel kaynaklı sistein proteaz da katılabilir. Bu olaylar koagülasyonun kontakt fazını oluşturur (1,2,9).

Kontakt faz pozitif feedback reaksiyonları ile karakterizedir. Kallikreinin aktive ettiği FXIIa’nın varlığında, yüksek molekül ağırlıklı kininojenin etkisiyle prekellikreinden kallikrein oluşur. Yine kallikreinle aktive olan FXIIa, FXI’i aktive eder. FXI, tek başına koagülasyon faktörü olarak adlandırılabilecek bir proteindir. Eksikliğinde (Hemofili C)  bazen orta şiddette bazen de daha şiddetli kanamalar ortaya çıkabilir. FXIa FIX’u, FIXa’ da FX’u aktive eder. Kaskaddaki tüm adımlar kalsiyuma gereksinim duyar ve fosfolipid bağımlıdır .

Kontakt aktivasyon nonfizyolojik yüzeylerle temas durumunda çok önemli rol oynar. Kardiyopulmoner bypass’da bu etkileşim, bir proteaz inhibitörü olan aprotininle etkin bir şekilde engellenebilir.