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Cours PCEM2
Hémostase
21/03/2012
François Grand AHU, Pôle Biologie, Laboratoire d’Hémostase
frgrand@chu-angers.fr
Objectifs d’apprentissage
A la fin des six heures de cours, vous devrez être capable de :
- Décrire de manière synthétique les phases successives de l'hémostase physiologique.
- Reproduire un schéma de l’hémostase primaire, de la coagulation et de la fibrinolyse
- Connaître les grands tests d’exploration biologique en hémostase.
- - Reconnaître quelques situations pathologiques en rapport avec ces schémas.
Cours PCEM2
La coagulation plasmatique
21/03/2012
François Grand AHU, Pôle Biologie, Laboratoire d’Hémostase
frgrand@chu-angers.fr
Cours PCEM2
I Schéma de la coagulation
Objectifs d’apprentissage
Après ce premier chapitre, vous serez capable de :
- Définir la place de la coagulation au sein de l’hémostase et identifier son but.
- Énumérer les acteurs principaux de la coagulation et leurs modes d’action.
- Décrire les principales étapes de la coagulation et les reproduire sous forme d’un schéma complet.
- Reproduire un schéma de coagulation simple à garder dans la poche de blouse (et dans le cerveau)
1 La coagulation au sein de l’hémostase
HEMOSTASE : ensemble des mécanismes destinés à limiter les pertes sanguines au niveau d’une brèche vasculaire.
Vasoconstriction
Formation d’un clou plaquettaire(HEMOSTASE PRIMAIRE)
Formation d’un réseau de fibrine(COAGULATION PLASMATIQUE)
Brèche vasculaire
Dissolution du caillot de fibrine(FIBRINOLYSE)
1 La coagulation au sein de l’hémostase
HEMOSTASE PRIMAIRE, COAGULATION PLASMATIQUE
Deux phénomènes en réalité:
- Simultanés et interdépendants,
- Localisés et régulés : éviter d’obstruer tout le vaisseau.
2 Les intervenants
• Quels sont les acteurs de la coagulation?
2 Les intervenants
• Les protéines de la coagulation:
– Les 12 facteurs de la coagulation– Le facteur tissulaire– Les inhibiteurs physiologiques
2 Les intervenants
Les 12 facteurs de coagulation : présentation
La plupart sont désignés par un chiffre romain: ex: Facteur II (FII)Sauf : prékallikréine, kininogène de haut poids moléculaire (KHPM)
S’ils sont activés, ils portent le suffixe « a » : ex: Facteur Xa (FXa)
Certains facteurs sont plus connus sous le nom de : - Fibrinogène (Facteur I)- Prothrombine (Facteur II)- Thrombine (Facteur IIa)
2 Les intervenants
Les 12 facteurs de coagulation : différentes catégories
- Les zymogènes- Les cofacteurs- Le substrat final (le fibrinogène)
2 Les intervenants
Les 12 facteurs de coagulation : différentes catégories
Les zymogènes (proenzymes)- Zymogènes de sérine protéases
La majorité des facteurs (II, VII, IX, X, XI, XII, prékallicréine)
ex : X (zymogène)Xa (serine protéase)
Sérine protéase = enzyme protéolytique
2 Les intervenants
Les 12 facteurs de coagulation : différentes catégories
Remarque : une exception :
Zymogène de transglutaminaseConcerne le facteur XIIITransglutaminase : enzyme qui établit des liaisons covalentes entre deux protéines.
2 Les intervenants
Les 12 facteurs de coagulation : différentes catégories
Les cofacteurs
- Facteur V, VIII +++ (et KHPM).- N’ont pas d’activité enzymatique.- Nécessitent une activation pour être cofacteur (Va, VIIIa).- Sans eux, les réactions enzymatiques sont très lentes.
2 Les intervenants
Les 12 facteurs de coagulation :
Le fibrinogène (Fg), substrat final- Protéine soluble- Transformé en fibrine (insoluble) par la thrombine
(facteur IIa)
Rem: le Fg a déjà joué un rôle dans l’hémostase primaire
Représentation(très) schématique du Fg
2 Les intervenants
Les 12 facteurs de coagulation : conditions d’activation
Comment sont activés les zymogènes ?
- Activation par protéolyse par une enzyme
- Nécessite la fixation de l’enzyme (une protéase) et du substrat (le zymogène) à une surface membranaire (plaquettes) riche en phospholipides chargés négativement.
- La présence d’un cofacteur accélère considérablement la réaction
?
Zymogène(Proenzyme)
Enzyme
II --------- > IIa
2 Les intervenants
Les 12 facteurs de coagulation : conditions d’activation
Xa IIa
AMINOPHOSPHOLIPIDES
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Ca2+
II
Ca2+
2 Les intervenants
Les 12 facteurs de coagulation : conditions d’activation
Va
Xa IIa
AMINOPHOSPHOLIPIDES
- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Ca2+
II
Ca2+
2 Les intervenants
• Les protéines de la coagulation:
– Les 12 facteurs de la coagulation– Le facteur tissulaire– Les inhibiteurs physiologiques
2 Les intervenants
Le facteur tissulaire
Protéine membranaire (non plasmatique)Synthétisé par les cellules périvasculaires : fibroblastes
(adventice des vaisseaux)Mais séparé du sang par cellules endothélialesEnveloppe hémostatique autour des vaisseaux.
2 Les intervenants
Le facteur tissulaire
Facteurtissulaire
Le « démarreur », Le « détonateur »
VIIa
2 Les intervenants
• Les protéines de la coagulation:
– Les 12 facteurs de la coagulation– Le facteur tissulaire– Les inhibiteurs physiologiques
2 Les intervenants
Les inhibiteurs physiologiques
- L’antithrombine- Le système Protéine C/ Protéine S- Le TFPI (Tissue Factor Pathway inhibitor)
=> Régulateurs naturels de la coagulation(A suivre dans un prochain chapitre)
3 Les différentes étapes
• Initiation et formation de thrombine• Amplification du processus• Phase contact• Formation du caillot de fibrine
3 Les différentes étapes
• INITIATION
1) Facteur tissulaire (FT) mis en contact avec le sang circulant
- Fixe le facteur VII (FVII)- Autoactivation immédiate du VII : VIIa- Formation d’un complexe FT-VIIa
VIIa
VIIFT
VIIaFT
VIIaFT
3 Les différentes étapes
Le début d’une réaction en cascade
3 Les différentes étapes
• INITIATION
2) Le complexe FT-VIIa active le facteur X fixé sur les surfaces membranaires
VIIa
X
FT
VIIa
Xa
FT
3 Les différentes étapes
• INITIATION
3) Le facteur Xa est inclus dans un complexe :FXa + FVa + Phospholipides + Calcium
= le complexe prothrombinase
Ce complexe active le facteur II (prothrombine) en thrombine
Formation d’une petite quantité de thrombine (IIa)
VIIa
II
Xa
FT
V
Ca2+ PL
Complexe prothrombinase
VIIa
Xa
FT
V
Ca2+ PL
Complexe prothrombinase
ThrombineIIa
3 Les différentes étapes
• INITIATION
« Voie du facteur tissulaire » anciennement appelée « voie exogène » ou « voie extrinsèque »
Quelques points de précisions: - La thrombine produite est en quantité trop réduite- Le facteur IXa (activé par le FT/VIIa) active également le facteur X
VIIa
ThrombineIIa
Xa
IXaFT
VIII
V
3 Les différentes étapes
• Initiation et formation de thrombine• Amplification du processus• Phase contact• Formation du caillot de fibrine
3 Les différentes étapes
• AMPLIFICATION
Phénomène d’autoamplification : Une petite quantité de thrombine active sa propre production.
3 Les différentes étapes
• AMPLIFICATION
A) La thrombine active les plaquettes
- Permet le recrutement et l’agrégation de plaquettes.- Renforce le clou plaquettaire (hémostase primaire).- Permet l’exposition de phospholipides membranaires
nécessaires pour la fixation de facteurs et les réactions enzymatiques de la coagulation.
VIIa
ThrombineIIa
Xa
IXaFT
VIIIa
V
Plaquettes
3 Les différentes étapes
• AMPLIFICATION
B) La thrombine active les cofacteurs
Permet l’activation des facteurs VIII et V- Le FVa forme un complexe avec le FXa- Le FVIIIa forme un complexe avec le FIXa
IX VXVIIIComplexe prothrombinaseComplexe ténase
3 Les différentes étapes
• AMPLIFICATION
=> Accélération des réactions enzymatiques :- IXa/VIIIa accélère la formation du Xa- Xa/Va accélère la formation du IIa (thrombine)
VIIa
ThrombineIIa
Xa
Fibrinogène
IXaFT
VIIIa
V
VIIa
ThrombineIIa
Xa
Fibrinogène
IXaFT
VIIIa
Va
VIIa
ThrombineIIa
Xa
Fibrinogène
IXaFT
VIIIa
Va
3 Les différentes étapes
• AMPLIFICATION
C) La thrombine active le facteur XI
Le facteur XIa active le facteur IXRenforce les réactions en chaîne décrites précédemment.
VIIa
ThrombineIIa
Xa
Fibrinogène
IXa
XIa
FT
VIII
V
3 Les différentes étapes
• Initiation et formation de thrombine• Amplification du processus• Phase contact• Formation du caillot de fibrine
3 Les différentes étapes
• PHASE CONTACT
Voie « endogène »
Autre voie d’activation du facteur XI et d’initiation de la coagulation
Voie accessoire : rôle mineur dans l’initiation de la coagulation
3 Les différentes étapes
• PHASE CONTACT
« Contact » car contact de protéines plasmatique avec le sous-endothélium
Acteurs : - Facteur XII- Prékallikréine- KHPM (cofacteur)
3 Les différentes étapes
• PHASE CONTACT
En quelques mots :Prékallikréine transformée en kallikréineLa kallikréine active le FXIILe FXIIa active le FXI, l’action est accélérée par le cofacteur KHPM
En pratique: - un déficit en facteur XII n’a pas de conséquence hémorragique- KHPM, Kallikréine : hémostase très spécialisée, peu explorée en pratique !
VIIa
ThrombineIIa
Xa
Fibrinogène
IXa
XIa
XIIa
FT
VIII
V
3 Les différentes étapes
• Initiation et formation de thrombine• Amplification du processus• Phase contact• Formation du caillot de fibrine
3 Les différentes étapes
• FORMATION DU CAILLOT DE FIBRINE
Génération explosive de thrombine :
=> Transforme le fibrinogène en fibrine
Le but : former un réseau de fibrine au sein du clou plaquettaire
VIIa
ThrombineIIa
Xa
Fibrine
IXa
XIa
XIIa
FT
VIIIa
Va
3 Les différentes étapes
• FORMATION DU CAILLOT DE FIBRINE
Comment cela se passe en quelques mots :
1 - Protéolyse du fibrinogène : Formation de fibrinopeptides A et B et de monomères de fibrine
3 Les différentes étapes
+
Fibrinogène Monomères de fibrine
FibrinopeptidesA et B
ThrombineIIa
3 Les différentes étapes
• FORMATION DU CAILLOT DE FIBRINE
2 - Polymérisation de la fibrine :Les monomères de fibrine s’apparient spontanément pour
former un polymère de fibrine soluble.
3 Les différentes étapes
Monomères de fibrine
Polymèresde fibrine
3 Les différentes étapes
• FORMATION DU CAILLOT DE FIBRINE
3 - Stabilisation de la fibrine
Stabilisation de la fibrine par le facteur XIIIaCrée des liaisons covalentes (transglutaminase)Stabilise le caillot : formation d’un réseau de fibrine très solide
3 Les différentes étapes
Facteur XIIIa
Polymères de fibrine stabilisé
VIIa
ThrombineIIa
Xa
Fibrine
IXa
XIa
XIIa
FT
VIIIa
Va
XIIIa
VIIa
Thrombine IIa
Xa
Fibrinogène
IXa
XIa
XIIa
FT
VIIIa
Va
II
X
IX
XI
VII
FT
XII
Kallikréine
PKKHPM
Le schéma « usine à gaz »
Complexe prothrombinase
Complexe ténase
XIIIaPolymères de Fibrine
Monomères de fibrine
VII
Thrombine
X
Fibrinogène
IX
XI
XII
FT
VIII
V
Fibrine
Schéma « pratique » dans la poche de sa blouse…
VIIa
ThrombineIIa
Xa
Fibrine
IXa
XIa
XIIa
FT
VIIIa
Va
XIIIa
VIIa
ThrombineIIa
Xa
Fibrine
IXa
XIa
XIIa
FT
VIIIa
Va
XIIIa
HEMOPHILIE
Les points à retenir
- Forme un polymère de fibrine qui renforce le clou plaquettaire (formé par l’hémostase primaire).
- Activation par la voie du facteur tissulaire.- Formation d’une petite quantité de thrombine et
phénomène d’amplification.- Phase contact = voie endogène = voie accessoire.- La thrombine (IIa) transforme le fibrinogène en
fibrine.
La coagulation plasmatique
Les points à retenir
- Voie facteur tissulaire : VII- Voie phase contact : XII -> XI -> IX, VIII- Voie finale commune : X, V -> II -> Fg
- Déficit en facteur = possible tendance hémorragique
- Hémophilie A = déficit en F VIII.- Hémophilie B = déficit en F IX.
La coagulation plasmatique
Cours PCEM2
II Synthèse des protéines de la coagulation
Objectifs d’apprentissage
Après ce chapitre, vous serez capable de :
- Définir le rôle de l’hépatocyte dans la coagulation
- Définir le rôle de la vitamine K dans la coagulation
- Identifier les conséquences cliniques et thérapeutiques de ces connaissances physiologiques.
1 Le foie
Les protéines plasmatiques de la coagulation sont toutes produites par l’hépatocyte (sauf TFPI)
Rôle clé du foie dans le maintien de l’hémostase
Rem : le FVIII est également produit par la rate et le poumon
1 Le foie
Conséquences cliniques:
L’insuffisance hépatocellulaire (IHC)
déficit de synthèse de protéines de coagulation
risque hémorragique
2 La vitamine K
Vitamine liposoluble :
- apportée par l’alimentation : légumes verts (choux) …- synthétisée par la flore bactérienne intestinale
Absorption intestinale
Atteint le foie : - subit une oxydo-réduction- la forme réduite de la vitamine K sert de cofacteur à une
réaction de carboxylation.
2 La vitamine K
La carboxylase permet la modification post-traductionnelle de protéines de la coagulation synthétisées par le foie.
Modifications indispensables pour être actives biologiquement.
Peuvent alors se fixer à phospholipides membranaires.
Ca2+
II XCa2+
Moyen mnémotechnique …
Protéines « vitamine K-dépendantes »
A connaître par cœur !
1972 : 10 – 9 – 7 - 2
- Facteur X
- Facteur IX
- Facteur VII
- Facteur II
mais aussi…
- Protéine C
- Protéine S
2 La vitamine K
Conséquences cliniques:
2 La vitamine K
Conséquences cliniques:
Les antagonistes de la vitamine K = anti-vitamines K = AVK
Bloquent le cycle d’oxydoréduction de la vitamine K Empêchent la carboxylation des facteurs vitamine K
dépendants Ces facteurs ne peuvent plus se fixer au phospholipides Ne sont plus fonctionnels
Effet anticoagulantEx: traitement de phlébite (Thrombose veineuse profonde)
Les points à retenir
- Insuffisance hépatocellulaire = déficit de synthèse en protéines de coagulation = risque hémorragique.
- Traitement par AVK : diminution des facteurs X, IX, VII et II
- AVK : ne touche pas le facteur V.- AVK = fluidification du sang mais risque
hémorragique.
La coagulation plasmatique
Cours PCEM2
III Contrôle de la coagulation
Objectifs d’apprentissage
Après ce chapitre, vous serez capable de :
- Énumérer les principaux inhibiteurs de la coagulation.
- Décrire leurs actions au sein du schéma de la coagulation.
- Identifier l’intérêt clinique pratique de ces connaissances.
- Décrire l’action de l’héparine.
L’extension de la coagulation est limitée par des inhibiteurs physiologiques.
- L’antithrombine.- Le système Protéine C/ Protéine S.- Le TFPI (Tissue Factor Pathway inhibitor).
1 L’antithrombine
Protéine synthétisée par le foie
Deux sites de liaison :
- Facteurs de coagulation- Héparane-sulfates
1 L’antithrombine
1) L’AT se lie à des facteurs de coagulation
Inhibe les facteurs à distance de l’amas plaquettaire=> Sérine protéase
- Thrombine (« anti-thrombine ») : anti-IIa +++- Facteur Xa : anti Xa- mais aussi: IXa XIa XIIa
Complexe AT-facteur formé = irréversible
VII
Thrombine
Xa
Fibrinogène
IXa
XIa
XIIa
FT
VIIIa
Va
Fibrine
CIBLES DE L’ANTITHROMBINE= les ENZYMES
1 L’antithrombine
2) L’AT se lie à des héparane-sulfates
Héparane-sulfates : Polysaccharides présents sur la paroi vasculaire
L’AT se fixe sur une séquence pentasaccharidique Changement de conformation de l’AT L’action inhibitrice de l’AT sur les facteurs devient puissante
et immédiate
1 L’antithrombine
ENDOTHELIUM
ENDOTHELIUM
Caillot
AT
XaHéparane sulfate
1 L’antithrombine
ENDOTHELIUM
ENDOTHELIUM
Caillot
AT
XaFoie
1 L’antithrombine
ENDOTHELIUM
AT
Xa
Séquence pentasaccharidique
1 L’antithrombine
ENDOTHELIUM
AT
Xa
AT
IIaSite de liaisonau FIIa
1 L’antithrombine
1 L’antithrombine
Application pratique : les héparines
Constituées de chaines de polysaccharidesAnalogues des héparane-sulfates
Liaison à l’AT :=> Changement de conformation Accélère l’inactivation des facteurs Effet anticoagulant
1 L’antithrombine
AT
Xa
AT
IIa
AT
Xa
HNFHéparine non fractionnée
HBPMHéparine de bas poids moléculaire
=> Anti IIa et anti Xa => Anti Xa
2 Le système protéine C / protéine S
1) Activation de la protéine C
- La thrombine se fixe à la thrombomoduline (récepteur membranaire)
- La thrombine devient activateur de la protéine C.
- La protéine C se fixe au récepteur EPCR- La protéine C est activée (Protéine C activée = PCa) par le
complexe thrombine-thrombomoduline
2 Le système protéine C / protéine S
ENDOTHELIUM
EPCRThrombomoduline
IIa
a
2 Le système protéine C / protéine S
2) Action de la protéine C activée
La PCa inactive les cofacteurs :Va et VIIIa- Inactivation par protéolyse.- Donc ralentissement de la synthèse de thrombine.
La protéine S est cofacteur de la protéine C.
Action de ces protéines à la surface des phospholipides membranaires
a
VII
Thrombine
X
Fibrinogène
IX
XI
XII
FT
VIIIa
Va
Fibrine
CIBLES DE LA PROTEINE C = les cofacteursa
Les points à retenir
- L’antithrombine (AT) inhibe de façon irréversible certains facteurs de coagulation : anticoagulant
- Effet anti-IIa (anti«thrombine »), anti Xa- Fixation de l’AT aux héparane sulfates :
accélération de l’action de l’AT- Héparines = analogues des héparane sulfates =
anticoagulants- La PC activée travaille avec la protéine S pour
inhiber les cofacteurs Va et VIIIa- Déficit en AT, PC, PS : tendance à la thrombose
La coagulation plasmatique