18.5 Hémostase
Objectifs d'apprentissage
À la fin de cette section, vous serez capable de :
- Décrire les trois mécanismes impliqués dans l'hémostase
- Expliquer comment les voies de coagulation extrinsèque et intrinsèque mènent à la voie commune, ainsi que les facteurs de coagulation impliqués dans chacune
- Discuter des troubles affectant l'hémostase
Les plaquettes sont des acteurs clés de l'hémostase, le processus par lequel le corps scelle un vaisseau sanguin rompu et prévient une perte de sang supplémentaire. Bien que la rupture de vaisseaux plus grands nécessite généralement une intervention médicale, l'hémostase est très efficace pour traiter les petites plaies simples. Ce processus comporte trois étapes : le spasme vasculaire, la formation d'un clou plaquettaire et la coagulation. L'échec de l'une de ces étapes entraînera une hémorragie — un saignement excessif.
Spasme vasculaire
Lorsqu'un vaisseau est sectionné ou perforé, ou lorsque la paroi d'un vaisseau est endommagée, un spasme vasculaire se produit. Lors d'un spasme vasculaire, le muscle lisse des parois du vaisseau se contracte de manière spectaculaire. Ce muscle lisse possède des couches circulaires ; les vaisseaux plus grands ont également des couches longitudinales. Les couches circulaires ont tendance à restreindre le débit sanguin, tandis que les couches longitudinales, lorsqu'elles sont présentes, ramènent le vaisseau dans le tissu environnant, rendant souvent plus difficile pour un chirurgien de localiser, de clamper et de ligaturer un vaisseau sectionné. La réponse de spasme vasculaire serait déclenchée par plusieurs substances chimiques appelées endothélines, libérées par les cellules de revêtement des vaisseaux et par les récepteurs de la douleur en réponse à une lésion vasculaire. Ce phénomène dure généralement jusqu'à 30 minutes, bien qu'il puisse durer des heures.
Formation du clou plaquettaire
Dans la deuxième étape, les plaquettes, qui flottent normalement librement dans le plasma, rencontrent la zone de rupture du vaisseau avec le tissu conjonctif sous-jacent exposé et les fibres de collagène. Les plaquettes commencent à s'agréger, deviennent épineuses et collantes, et se lient au collagène exposé et au revêtement endothélial. Ce processus est assisté par une glycoprotéine du plasma sanguin appelée facteur de von Willebrand, qui aide à stabiliser le clou plaquettaire en croissance. Au fur et à mesure que les plaquettes s'accumulent, elles libèrent simultanément des substances chimiques de leurs granules dans le plasma, qui contribuent davantage à l'hémostase. Parmi les substances libérées par les plaquettes figurent :
- l'adénosine diphosphate, qui aide des plaquettes supplémentaires à adhérer au site de la lésion, renforçant et élargissant le clou plaquettaire
- la sérotonine, qui maintient la vasoconstriction
- les prostaglandines et les phospholipides, qui maintiennent également la vasoconstriction et aident à activer d'autres substances chimiques de coagulation, comme nous le verrons ensuite
Un clou plaquettaire peut temporairement sceller une petite ouverture dans un vaisseau sanguin. La formation du clou, en substance, fait gagner du temps au corps pendant que des réparations plus sophistiquées et durables sont effectuées. De la même manière, même les navires de guerre modernes transportent encore un assortiment de bouchons en bois pour réparer temporairement de petites brèches dans leurs coques jusqu'à ce que des réparations permanentes puissent être faites.
Coagulation
Ces réparations plus sophistiquées et plus durables sont collectivement appelées coagulation, la formation d'un caillot sanguin. Le processus est parfois caractérisé comme une cascade, car un événement en déclenche un autre, comme dans une cascade à plusieurs niveaux. Le résultat est la production d'un caillot gélatineux mais robuste, constitué d'un maillage de fibrine — une protéine filamenteuse insoluble dérivée du fibrinogène, la protéine plasmatique introduite précédemment — dans lequel des plaquettes et des cellules sanguines sont piégées. La Figure 18.14 résume les trois étapes de l'hémostase.
Facteurs de coagulation impliqués dans la coagulation
Dans la cascade de coagulation, des substances chimiques appelées facteurs de coagulation déclenchent des réactions qui activent encore plus de facteurs de coagulation. Le processus est complexe, mais il est initié par deux voies principales :
- La voie extrinsèque, qui est normalement déclenchée par un traumatisme.
- La voie intrinsèque, qui commence dans la circulation sanguine et est déclenchée par des dommages internes à la paroi du vaisseau.
Ces deux voies convergent vers une troisième voie, appelée voie commune (voir Figure 18.14b). Les trois voies dépendent des 12 facteurs de coagulation connus, y compris le Ca2+ et la vitamine K (Tableau 18.1). Les facteurs de coagulation sont sécrétés principalement par le foie et les plaquettes. Le foie a besoin de la vitamine K liposoluble pour en produire beaucoup. La vitamine K est quelque peu inhabituelle parmi les vitamines car elle n'est pas seulement consommée dans l'alimentation, mais est également synthétisée par des bactéries résidant dans le gros intestin. L'ion calcium, considéré comme le facteur IV, provient de l'alimentation et de la dégradation des os. Certaines preuves récentes indiquent que l'activation de divers facteurs de coagulation se produit sur des sites récepteurs spécifiques à la surface des plaquettes.
Les 12 facteurs de coagulation sont numérotés de I à XIII selon l'ordre de leur découverte. Le facteur VI était autrefois considéré comme un facteur de coagulation distinct, mais il est maintenant considéré comme identique au facteur V. Plutôt que de renuméroter les autres facteurs, le facteur VI a été conservé comme un marqueur et aussi un rappel que les connaissances évoluent avec le temps.
| Numéro du facteur | Nom | Type de molécule | Source | Voie(s) |
|---|---|---|---|---|
| I | Fibrinogène | Protéine plasmatique | Foie | Commune ; converti en fibrine |
| II | Prothrombine | Protéine plasmatique | Foie* | Commune ; converti en thrombine |
| III | Thromboplastine tissulaire ou facteur tissulaire | Mélange de lipoprotéines | Cellules endommagées et plaquettes | Extrinsèque |
| IV | Ions calcium | Ions inorganiques dans le plasma | Alimentation, plaquettes, matrice osseuse | Processus entier |
| V | Proaccélérine | Protéine plasmatique | Foie, plaquettes | Extrinsèque et intrinsèque |
| VI | Non utilisé | Non utilisé | Non utilisé | Non utilisé |
| VII | Proconvertine | Protéine plasmatique | Foie * | Extrinsèque |
| VIII | Facteur antihémophilique A | Facteur de protéine plasmatique | Plaquettes et cellules endothéliales | Intrinsèque ; la carence entraîne l'hémophilie A |
| IX | Facteur antihémophilique B | Protéine plasmatique | Foie* | Intrinsèque ; la carence entraîne l'hémophilie B |
| X | Facteur Stuart–Prower | Protéine | Foie* | Extrinsèque et intrinsèque |
| XI | Facteur antihémophilique C (antécédent thromboplastique plasmatique) | Protéine plasmatique | Foie | Intrinsèque ; la carence entraîne l'hémophilie C |
| XII | Facteur Hageman | Protéine plasmatique | Foie | Intrinsèque ; initie la coagulation in vitro et active également la plasmine |
| XIII | Facteur stabilisateur de fibrine | Protéine plasmatique | Foie, plaquettes | Stabilise la fibrine ; ralentit la fibrinolyse |
Voie extrinsèque
La voie extrinsèque, plus rapide et plus directe (également connue sous le nom de voie du facteur tissulaire), débute lorsque les tissus environnants sont endommagés, par exemple lors d'une blessure traumatique. Au contact du plasma sanguin, les cellules extravasculaires endommagées, qui sont extrinsèques à la circulation sanguine, libèrent le facteur III. Séquentiellement, le Ca2+ puis le facteur VII, qui est activé par le facteur III, sont ajoutés, formant un complexe enzymatique. Ce complexe enzymatique conduit à l'activation du facteur X (facteur Stuart–Prower), qui active la voie commune discutée ci-dessous. Les événements de la voie extrinsèque sont achevés en quelques secondes.
Voie intrinsèque
La voie intrinsèque (également connue sous le nom de voie d'activation par contact) est plus longue et plus complexe. Dans ce cas, les facteurs impliqués sont intrinsèques (présents à l'intérieur) de la circulation sanguine. La voie peut être déclenchée par des dommages aux tissus, résultant de facteurs internes tels qu'une maladie artérielle ; cependant, elle est le plus souvent initiée lorsque le facteur XII entre en contact avec des matières étrangères, comme lorsqu'un échantillon de sang est placé dans un tube à essai en verre. Dans le corps, le facteur XII est généralement activé lorsqu'il rencontre des molécules chargées négativement, telles que des polymères inorganiques et du phosphate produits plus tôt dans la série de réactions de la voie intrinsèque. Le facteur XII déclenche une série de réactions qui activent à leur tour le facteur XI (facteur antihémophilique C ou antécédent thromboplastique plasmatique) puis le facteur IX (facteur antihémophilique B ou thromboplasmine plasmatique). Pendant ce temps, les substances chimiques libérées par les plaquettes augmentent le taux de ces réactions d'activation. Enfin, le facteur VIII (facteur antihémophilique A) des plaquettes et des cellules endothéliales se combine avec le facteur IX (facteur antihémophilique B ou thromboplasmine plasmatique) pour former un complexe enzymatique qui active le facteur X (facteur Stuart–Prower ou thrombokinase), menant à la voie commune. Les événements de la voie intrinsèque sont achevés en quelques minutes.
Voie commune
Les voies intrinsèque et extrinsèque mènent toutes deux à la voie commune, dans laquelle la fibrine est produite pour sceller le vaisseau. Une fois le facteur X activé par la voie intrinsèque ou extrinsèque, l'enzyme prothrombinase convertit le facteur II, l'enzyme inactive prothrombine, en l'enzyme active thrombine. (Notez que si l'enzyme thrombine n'était pas normalement sous forme inactive, des caillots se formeraient spontanément, une condition incompatible avec la vie.) Ensuite, la thrombine convertit le facteur I, le fibrinogène soluble, en brins de protéine de fibrine insoluble. Le facteur XIII stabilise ensuite le caillot de fibrine.
Fibrinolyse
Le caillot stabilisé est soumis à l'action de protéines contractiles au sein des plaquettes. Lorsque ces protéines se contractent, elles tirent sur les fils de fibrine, rapprochant plus étroitement les bords du caillot, un peu comme on resserre des lacets lâches (voir Figure 18.14a). Ce processus extrait également du caillot une petite quantité de liquide appelé sérum, qui est du plasma sanguin sans ses facteurs de coagulation.
Pour rétablir un débit sanguin normal à mesure que le vaisseau guérit, le caillot doit finalement être éliminé. La fibrinolyse est la dégradation progressive du caillot. Encore une fois, il existe une série de réactions assez compliquée qui implique le facteur XII et des enzymes catabolisant les protéines. Au cours de ce processus, la protéine inactive plasminogène est convertie en plasmine active, qui décompose progressivement la fibrine du caillot. De plus, la bradykinine, un vasodilatateur, est libérée, inversant les effets de la sérotonine et des prostaglandines des plaquettes. Cela permet au muscle lisse des parois des vaisseaux de se détendre et aide à rétablir la circulation.
Anticoagulants plasmatiques
Un anticoagulant est toute substance qui s'oppose à la coagulation. Plusieurs anticoagulants plasmatiques circulants jouent un rôle dans la limitation du processus de coagulation à la région de la lésion et dans le rétablissement d'un état sanguin normal, sans caillot. Par exemple, un groupe de protéines collectivement appelé système de la protéine C inactive les facteurs de coagulation impliqués dans la voie intrinsèque. Le TFPI (inhibiteur de la voie du facteur tissulaire) inhibe la conversion du facteur VII inactif en forme active dans la voie extrinsèque. L'antithrombine inactive le facteur X et s'oppose à la conversion de la prothrombine en thrombine dans la voie commune. Et comme mentionné précédemment, les basophiles libèrent de l'héparine, un anticoagulant à action rapide qui s'oppose également à la prothrombine. L'héparine se trouve également à la surface des cellules tapissant les vaisseaux sanguins. Une forme pharmaceutique d'héparine est souvent administrée à des fins thérapeutiques, par exemple chez les patients chirurgicaux à risque de caillots sanguins.
Lien interactif
Visionnez ces animations pour explorer les voies intrinsèque, extrinsèque et commune impliquées dans le processus de coagulation. La cascade de coagulation rétablit l'hémostase en activant les facteurs de coagulation en présence d'une lésion.
Troubles de la coagulation
Une production insuffisante ou excessive de plaquettes peut entraîner une maladie grave ou la mort. Comme discuté précédemment, un nombre insuffisant de plaquettes, appelé thrombocytopénie, entraîne généralement l'incapacité du sang à former des caillots. Cela peut entraîner des saignements excessifs, même à partir de blessures mineures.
Une autre raison de l'échec de la coagulation sanguine est la production insuffisante de quantités fonctionnelles d'un ou plusieurs facteurs de coagulation. C'est le cas de la maladie génétique hémophilie, qui est en fait un groupe de troubles apparentés, dont le plus courant est l'hémophilie A, représentant environ 80 % des cas. Ce trouble entraîne l'incapacité de synthétiser des quantités suffisantes de facteur VIII. L'hémophilie B est la deuxième forme la plus courante, représentant environ 20 % des cas. Dans ce cas, il y a une carence en facteur IX. Ces deux défauts sont liés au chromosome X et sont généralement transmis d'une femme saine à sa descendance masculine, puisque les hommes sont XY. Les femmes devraient hériter d'un gène défectueux de chaque parent pour manifester la maladie, puisqu'elles sont XX. Les patients atteints d'hémophilie saignent même de blessures internes et externes mineures, et ont des fuites de sang dans les espaces articulaires après l'exercice et dans l'urine et les selles. Des perfusions régulières de facteurs de coagulation isolés de donneurs sains peuvent aider à prévenir les saignements chez les patients hémophiles. À un certain moment, la thérapie génétique deviendra une option viable.
Contrairement aux troubles caractérisés par un échec de la coagulation, la thrombocytose, également mentionnée précédemment, est une condition caractérisée par un nombre excessif de plaquettes qui augmente le risque de formation excessive de caillots, une condition connue sous le nom de thrombose. Un thrombus (pluriel = thrombi) est une agrégation de plaquettes, d'érythrocytes et même de globules blancs, généralement piégés dans une masse de brins de fibrine. Bien que la formation d'un caillot soit normale suite au mécanisme hémostatique qui vient d'être décrit, des thrombi peuvent se former à l'intérieur d'un vaisseau sanguin intact ou seulement légèrement endommagé. Dans un grand vaisseau, un thrombus adhérera à la paroi du vaisseau et diminuera le débit sanguin, et est appelé thrombus mural. Dans un petit vaisseau, il peut en fait bloquer totalement le débit sanguin et est appelé thrombus occlusif. Les thrombi sont le plus souvent causés par des dommages aux vaisseaux de la paroi endothéliale, ce qui active le mécanisme de coagulation. Ceux-ci peuvent inclure la stase veineuse, lorsque le sang dans les veines, en particulier dans les jambes, reste stationnaire pendant de longues périodes. C'est l'un des dangers des longs vols en avion dans des conditions de foule et cela peut entraîner une thrombose veineuse profonde. La thrombophilie, également appelée hypercoagulation, est une condition dans laquelle il y a une tendance à former une thrombose. Cela peut être familial (génétique) ou acquis. Les formes acquises comprennent la maladie auto-immune lupus, les réactions immunitaires à l'héparine, la polyglobulie vraie, la thrombocytose, la drépanocytose, la grossesse et même l'obésité. Un thrombus peut sérieusement entraver le débit sanguin vers ou depuis une région et provoquera une augmentation locale de la pression artérielle. Si le flux doit être maintenu, le cœur devra générer une plus grande pression pour surmonter la résistance.
Lorsqu'une partie d'un thrombus se détache de la paroi du vaisseau et entre dans la circulation, elle est appelée embole. Un embole transporté par la circulation sanguine peut être suffisamment grand pour bloquer un vaisseau critique pour un organe majeur. Lorsqu'il est piégé, un embole est appelé embolie. Dans le cœur, le cerveau ou les poumons, une embolie peut en conséquence provoquer une crise cardiaque, un accident vasculaire cérébral ou une embolie pulmonaire. Ce sont des urgences médicales.
Parmi les nombreuses activités biochimiques connues de l'aspirine figure son rôle d'anticoagulant. L'aspirine (acide acétylsalicylique) est très efficace pour inhiber l'agrégation des plaquettes. Elle est systématiquement administrée lors d'une crise cardiaque ou d'un accident vasculaire cérébral pour réduire les effets indésirables. Les médecins recommandent parfois aux patients à risque de maladie cardiovasculaire de prendre une faible dose d'aspirine quotidiennement à titre préventif. Cependant, l'aspirine peut également entraîner des effets secondaires graves, notamment une augmentation du risque d'ulcères. Il est fortement conseillé à un patient de consulter un médecin avant de commencer tout régime d'aspirine.
Une classe de médicaments collectivement appelés agents thrombolytiques peut aider à accélérer la dégradation d'un caillot anormal. Si un agent thrombolytique est administré à un patient dans les 3 heures suivant un accident vasculaire cérébral thrombotique, le pronostic du patient s'améliore considérablement. Cependant, certains accidents vasculaires cérébraux ne sont pas causés par des thrombi, mais par une hémorragie. Par conséquent, la cause doit être déterminée avant de commencer le traitement. L'activateur tissulaire du plasminogène est une enzyme qui catalyse la conversion du plasminogène en plasmine, l'enzyme principale qui décompose les caillots. Il est libéré naturellement par les cellules endothéliales mais est également utilisé en médecine clinique. De nouvelles recherches progressent en utilisant des composés isolés du venin de certaines espèces de serpents, en particulier les vipères et les cobras, qui pourraient éventuellement avoir une valeur thérapeutique en tant qu'agents thrombolytiques.