Date post: | 02-May-2015 |
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Fisiopatologia dell’emostasi: la cascata e dintorni
Prof. Enrico Maria Pogliani
16/4/2014
• …perché è nel programma di studio• ..per capirci qualcosa, quando il paziente
sanguina• …per saper interpretare gli esami di laboratorio• perché i disordini congeniti e acquisiti
dell’emostasi non sono così rari!!• per l’ampia diffusione di farmaci antiaggreganti e
anticoagulanti ->alterazioni acquisite dell’emostasi
Perché l’emostasi “s’ha da fare”?
Un po’ di fisiologia….per cominciare
Funzione dell’endotelio vascolare
A atmosfera piastrinicaB membrana trilaminareC sistema canalicolare apertoD citoscheletro (sistema microtubulare contrattile )E sistema tubulare densoF glicogenoG mitocondrioH granuli α ( b-TG , FP4, fibrinogeno, VIII-Ag )I granuli δ ( ADP, ATP, serotonina, Ca++ )L granuli λ ( idrolisi, proteasi, catepsine )
Organelli piastrinici
3
La cascata “moderna”
Protrombina
Tissue Factor (Extrinsic) pathway
Contact Activation (Intrinsic) pathway
Common pathway
4
Come si valuta l’emostasi
Agregazione piastrinica indotta da ADP
Agregazione piastrinica indotta da trombina
Il coagulometro
La provetta…
Tempo di tromboplastina parziale attivata (aPTT)
• Tempo necessario alla formazione del coagulo di fibrina quando il plasma viene ricalcificato in presenza di sostanze come la cefalina e di attivatori della fase di contatto (acido ellagico, silice, caolino)
• Studia la via intrinseca e la via comune
Tempo di tromboplastina parziale attivata (aPTT)
• E’ sensibile alla presenza dei fattori della fase di contatto (precallicreina, chininogeno), ai fattori della via intrinseca (F XII, FXI, FIX, FVIII) e della via comune (FII, FV, FX, Fibrinogeno)
• E’ sensibile alla presenza di eparina
• E’ alterato in presenza di anticorpi antifosfolipidi (LAC e ACA)
Tempo di protrombina
• Il plasma viene ricalcificato e in presenza di una tromboplastina e viene indotta la coagulazione
• Il tempo necessario alla formazione del coagulo in queste condizioni è il PT
• Studia la funzionalità della via estrinseca ed è sensibile ai fattori VII, V, X, protrombina e fibrinogeno
• E’ sensibile ai fattori vitamina K dipendenti (II, VII, IX ), quindi si usa per monitorare i farmaci antagonisti della vitamina K (anticoagulanti orali)
Possibile espressione del PT
• Velocità di coagulazione (secondi)
• Attività (percentuale)
• PT ratio (tra plasma del paziente e plasma di riferimento)
• INR…….vale solo per i pazienti in terapia anticoagulante orale!!!
Come leggere PT e aPTT
• L’espressione corretta dei risultati andrebbe fatta con un rapporto fra il tempo di coagulazione del campione e quello di un plasma pool di controllo
Secondi plasma del paziente
Secondi plasma pool= ratio PT o ratio aPTT
L’ intervallo di riferimento può variare da lab a lab e andrebbe periodicamente rivalutato da parte del lab, testando il plasma pool di riferimento.
INR
INR
• Metodo di calcolo introdotto per ridurre la variabilità del tempo di coagulazione dipendente dai diversi reagenti impiegati (tromboplastine).
• Da usarsi solo per i pazienti anticoagulati con dicumarolici
I meccanismi di controllo della coagulazione
Antitrombina• Scoperta nel 1905• Appartiene alla famiglia delle “serpine” (serin
proteasi)• Inibisce la trombina, FXa e in misura minore i
FXIa e FXIIa, plasmina, callicreina e C1 (complemento)
• L’azione dipende dalla formazione di un complesso 1:1 tra il sito reattivo dell’AT e il dominio attivo delle proteine target
• L’effetto è potenziato in presenza dei glicosaminoglicani (GAG) esposti dall’endotelio o dall’eparina
…e se manca?
• Il difetto di AT è stata la prima causa di “trombofilia” congenita scoperta
• Nel 1965 Egeberg descrisse una famiglia norvegese con episodi recidivanti di trombosi venosa
• …alla prossima lezione maggiori dettagli
Proteina C
• Proteina C: scoperta agli inizi degli anni ’80.
• Proteina di sintesi epatica, vitamina K dipendente
• E’ uno zimogeno: prodotto in forma inattiva, viene attivata dalla trombina
• Ha un’azione di inibizione sul FVa e sul FVIIIa
Proteina S• Deve il suo nome a “Seattle” città dove fu
scoperta nel 1984
• Proteina vitamina K dipendente, di sintesi epatica
• Presente in circolo in due forme: una libera e attiva (circa il 40%) e una legata ad un residuo proteico, inattiva
• Ha azione di “cofattore” per la proteina C e ne potenzia l’attività
Protein C and Protein S
Patologie dell’emostasi
Un po’ di patologia dell’emostasi
Un po’ di patologia dell’emostasi
Petecchie
Epistassi
Ematoma
?
Disordini congeniti ed acquisiti dell’emostasi
• Malattia di Von Willebrand (vWD)• Trombocitopenia autoimmune• Piatsrinopenie secondarie (cirrosi, malattie
autoimmuni, tumori, chemioterapia, farmaci vari)
• Emofilia e altri disordini emorragici congeniti (malattia di Glanzmann, malattia di Bernard-Soulier )
• Anticorpi anti Antifosfolipidi (APA)
Malattia di von Willebrand (vWD)Malattia di von Willebrand (vWD)
Nel 1926 Erik von Willebrand descrive il caso di una bimba finlandese di 5 anni affetta da diatesi emorragica importante
Il pattern ereditario era differente dall’emofilia tradizionale, con carattere autosomico
Nella stessa famiglia 23 soggetti su 66, di entrambi i sessi erano affetti, con sanguinamenti mucocutanei e tempo di emorragia prolungato
Malattia di von Willebrand (vWD)Malattia di von Willebrand (vWD)
• Il più comune disordine emorragico ereditario. • Prevalenza: circa 1-2 %• La gravità della diatesi emorragica è
proporzionale alla carenza di fattore von Willebrand (VWF) e alla carenza secondaria di fattore VIII (FVIII), poiché il VWF è la proteina carrier del FVIII nel plasma
• Trasmissione autosomica dominante e recessiva
Classification of von Willebrand disease
Clinical characteristics of vWD
• Both sexes are affected• Mucocutaneous bleeding is the predominant
symptom• In women menhorragia may be the only
manifestation• Prolonged bleeding time with normal platelet
count is the most important lab abnormality• Soft tissue and joint bleeds are rare (except in
type 3 vWD)
How I treat VWD? General principle
• The goal is to treat the dual defect of haemostasis: abnormal platelet adhesion due to low VWF and the abnormal intrinsic coagulation due to low FVIII
• Desmopressin: it releases endogenous VWF from endothelial cells
• Exogenous VWF contained in plasma derived concentrates
Haemophilia A & BHaemophilia A & B
• Recessive inherited X-linked
• Prevalence 1:5000 (A), 1:25000 (B)
• Severity: Mild -> FVIII 5-40%
Moderate -> FVIII 1-5%
Severe -> FVIII < 1%
Clinica dell’emofilia
Clinical manifestation of haemophilia
• Musculoskeletal bleeding: 85% in the joint, 15% muscles
• Bleeding can occur spontaneously or after minor trauma
• The first episode often occurs in the first 2 years of life when walking begins
• Women carriers can report menorrhagia, bleeding in pregnancy or labor
How I treat Haemophilia? General principle
• The main treatment is to replace the clotting factor (FVIII or FIX)
• The prophylactic therapy is used to prevent bleeding
• Desmopressin: it releases endogenous FVIII from endothelial cells. Only for mild haemphilia
• Exogenous FVIII contained in plasma derived concentrates or recombinant concentrates
Tromboastenia di GlanzmannTromboastenia di Glanzmann
• Disordine autosomico recessivo delle piastrine
• Prolungamento del tempo di emorragia
• Normale conta piastrinica
• Assente aggregazione a tutti gli agenti aggreganti legato alla carenza o disfunzione della GPIIb/IIIa (recettore per il fibrinogeno)
Tromboastenia di Glanzmann
• Eterozigoti asintomatici o con lieve diatesi emorragica mucocutanea
• Omozigoti: episodi emorragici anche gravi, epistassi, gengivorragia soprattutto dopo interventi odontoiatrici, emorragie post partum
• Tipo I: carenza quasi totale di GpIIb/IIIa (< 1%)
• Tipo II: carenza di GpIIb/IIIa con livelli 10-20%
• Tipo III: dosaggio quantitativo normale di GpIIb/IIIa ma proteina disfunzionale
• Diagnosi: con test funzionali e citofluorimetria
Tromboastenia di Glanzmann
Trombofilia ereditariaTrombofilia ereditaria
• Condizione di aumentato rischio di sviluppo di eventi tromboembolici, solitamente venosi (ma possibili anche arteriosi) su base genetica
• Causata da difetti quantitativi o qualitativi delle proteine anticoagulanti naturali (AT, PC, PS) o da mutazioni genetiche di alcuni fattori della coagulazioni con conseguente ipercoagulabilità
Carenza di Antitrombina
• La più rara: 1: 5000
• Eventi di trombosi anche in giovane età
• Famigliarità per eventi tromboembolici
• Episodi recidivanti di trombosi
• Trombosi in gravidanza, puerperio o durante l’uso di anticoncezionali
Carenza di Antitrombina
• Tipo I: carenza quantitativa. Forma “classica” con riduzione del dosaggio antigenico e funzionale del 50% circa
• Tipo II: alterazione qualitativa con livelli plasmatici quantitativi normali, ma deficit funzionale
Deficit di Proteina C & Proteina S
• Carenza PC: in forma omozigote spesso incompatibile con la vita per comparsa di porpora fulminante alla nascita
• La carenza riduce la capacità di downregulation della generazione di trombina per attivazione da parte del FVa e FVIIIa
• Carenza PS: quantitativa o qualitativa. Causa una ridotta efficacia di azione della proteina C poiché funziona come suo cofattore
Activated protein C resistance
Glu 506
FVa resistance to
activated Protein C
FATTORE V Leiden
V Leiden
• Il Fattore Va Leiden mantiene inalterata la propria attività procoagulante, ma resiste alla inattivazione, determinando un aumentato rischio di trombosi
• Prevalenza variabile 3-13% nella popolazione generale, circa 10-20% nei soggetti con trombosi
G20210A protrombina
• La mutazione G20210 (sostituzione della Guanina con Adenosina in posizione 20210 del gene della protrombina) si esprime fenotipicamente con un aumento nel plasma della concentrazione di protrombina
• Prevalenza 2-12% nella popolazione generale
Trombofilia ereditaria: principalicause identificate
Anno della scoperta• Difetto di antitrombina 1965• Difetto di proteina C 1981• Difetto di proteina S 1984• Fattore VLeiden (G1691A) 1994• Mutazione protrombina (G20210A) 1996
• (Disfibrinogenemia)
< 10% degli eventi TEV
40% degli eventi
Prevalenza trombofilia ereditaria
popolazione pazienti generale
(unselected)
deficit antitrombina 0.02 - 0.2 % 1 %
deficit proteina C 0.1 - 0.5 % 3 %
deficit protein S ? 1 - 2 %
fattore V Leiden 3 - 12 % 15 - 20 %
protrombina G20210A 2 - 15 % 6 - 15 %
Rischio di TEV e trombofilia ereditaria
aumento rischio relativo
antitrombina 5 - 50 proteina C 7 - 15 proteina S 6 - 10 fattore V Leiden 5 - 8protrombina G20210A 2 - 4
Le alterazioni iatrogene dell’emostasi
Le alterazioni iatrogene dell’emostasi
• Antiplatelet drugs (aspirin, clopidogrel, ticlopidin)
• Heparin: unfractionated heparin, low molecular weight heparin
• Oral Anticoagulant: vitamin K antagonists
• New anticoagulant (oral or parenteral)
Available Drugs as Antithrombotic therapy
COX (cyclo-oxygenase)ADP (adenosine diphosphate)TXA2 (thromboxane A2)
CLOPIDOGREL
ASA COX
ADP
ADP
C
GPllb/llla(Fibrinogen receptor)
Collagen thrombinTXA2
Activation
TXA2
Mode of Action of Antiplatelet Agents
Schafer AI. Am J Med 1996; 101: 199–209.
il farmaco acetila la COX1 delle piastrine in modo irreversibile a livello della serina 529 presente sul sito attivo dell’enzima.
Aspirina
• Inibisce irreversibilmente la COX-1 piastrinica
• L’effetto è presente già dopo 60’ dall’assunzione del farmaco e persiste per giorni
Acido acetisalicilico (ASA)Acido acetisalicilico (ASA)
Effetti collaterali dell’ASA
• Emorragia G.I. con rischio dose-dipendente, presente anche a dosi di 50-100mg/die
• Rischio di 2-3 volte rispetto a non ASA (parzialmente ridotto con l’uso di gastroprotettori)
• Incidenza annua è di 1-2 /1000 pts trattati (con l’età, helicobacter pylori, altri FANS)
• Emorragie cerebrali (< 1/1000 pts trattati, ipertensione arteriosa non controllata)
• Nel paziente anziano è importante valutare il rischio/beneficio
Tienopiridine (ticlopidina, clopidogrel)
• Azione irreversibile, inibiscono il recettore P2Y12, delle piastrine.
• Ambedue le sostanze sono pro-farmaci richiedono il metabolismo epatico mediato dal citocromo P450 isoforma 3A4.
• Si forma un metabolita attivo che agisce sul recettore piastrinico.
• Slow onset of action (metabolismo epatico)• Somministrazione di una “loading dose” (300mg
Clopidogrel) prima delle procedure acute (PCI)
Farmaci antiaggreganti:Tienopiridine
Ticlopidina e Clopidogrel• Inibizione selettiva ed irreversibile per
recettore piastrinico dell’ADP• Sono efficaci in vivo dopo trasformazione in
metaboliti attivi (attraverso citocromo P450)• L’azione è lenta (2-3 giorni)• Miglior profilo tollerabilità gastricaEffetti collaterali• Neutropenia (3%), porpora trombotica
trombocitopenica (0,02% >50 volte rispetto alla popolazione generale), diarrea, rush cutanei, aumento colesterolo
Clopidogrel: Clopidogrel:
farmacocinetica migliore, minor effetti collateralifarmacocinetica migliore, minor effetti collaterali
A brief history of anticoagulant therapy
Unfractionated heparins: antithrombin (AT)-dependent inhibition of Factor Xa and IIa in a 1:1 ratio
Vitamin K antagonists:indirectly affect synthesis of multiple coagulation factors
Low molecular weight heparins: AT-dependent inhibition of factor Xa and IIa
Direct Factor IIa inhibitors
Indirect Factor Xa inhibitors
Direct Factor IIa inhibitors
Direct Factor Xa inhibitors
Parenteral
Parenteral
Parenteral
Oral
Oral
1930s
1940s
1980s
1990s
2000s
Oral
today
Alban, Eur J Clin Invest 2005; Link, Circulation 1959
EparinaEparinaEparinaEparina: : glicosaminoglicanoglicosaminoglicano
Elevata affinità per lElevata affinità per l’’Antitrombina III (potente Antitrombina III (potente inibitore naturale della coagulazione)inibitore naturale della coagulazione)
Eparina non frazionataEparina non frazionata
Si lega a molte proteine plasmatiche, Si lega a molte proteine plasmatiche, metabolismo epatico-renale, (clearance rapida)metabolismo epatico-renale, (clearance rapida)
Effetti collateraliEffetti collaterali: emorragia (2-5%), rischio con : emorragia (2-5%), rischio con aumentato dosaggio, età paziente (>70anni), aumentato dosaggio, età paziente (>70anni), trombocitopenia, osteoporositrombocitopenia, osteoporosi
Monitoraggio:Monitoraggio:
APTT (1,5-2,5) volte il valore basaleAPTT (1,5-2,5) volte il valore basale
Eparina a basso peso molecolare:Eparina a basso peso molecolare:
Maggiore biodisponibilitàMaggiore biodisponibilità
Caratteristiche farmacocinetiche miglioriCaratteristiche farmacocinetiche migliori
Risposta antitrombotica prevedibileRisposta antitrombotica prevedibile
Emivita più lungaEmivita più lunga
Minor rischio emorragico (1-2%)Minor rischio emorragico (1-2%)
Non monitoraggio di laboratorioNon monitoraggio di laboratorio
Anticoagulanti oraliAnticoagulanti orali
Dicumarolici:Dicumarolici:
derivati chimici delle 4-idrossicumarinaderivati chimici delle 4-idrossicumarina
In Italia:In Italia: Warfarin (cp da 5mg)Warfarin (cp da 5mg)
acenocumarolo (Sintrom)dose da 4mg e 1mgacenocumarolo (Sintrom)dose da 4mg e 1mg
Diversa emivita biologica Diversa emivita biologica
Warfarin 30-60hWarfarin 30-60h
Acenocumarolo 12hAcenocumarolo 12h
Vantaggi e svantaggi dei due farmaciWARFARIN
Trattamento a lunga durata, maggiore stabilità del range terapeutico
AcenocumaroloAcenocumarolo
Maggior reversibilità dellMaggior reversibilità dell’’effetto anticoagulante, 1mg utile in effetto anticoagulante, 1mg utile in pazienti anzianipazienti anziani
AZIONE:AZIONE:
• a livello epatico a livello epatico diminuisce la sintesi fattori K dipendente (II-VII-IX- diminuisce la sintesi fattori K dipendente (II-VII-IX-X) + Prot C-SX) + Prot C-S
•4-5 giorni per efficacia ottimale4-5 giorni per efficacia ottimale
•Risposta dipende (età, peso corporeo, compliance pts, assunzione Risposta dipende (età, peso corporeo, compliance pts, assunzione altri farmaci, dieta)altri farmaci, dieta)
MONITORAGGIO DI LABORATORIO
DicumaroliciDicumaroliciComplicanza: emorragia
Studio ISCOAT
Incidenza annuale 1-2%
Fattori coinvolti: età, rischio >2 volte per pazienti >70y
Livelli scoagulazione (INR>4,5, rischio > 6 volte i primi 90 giorni di terapia
Indicazione alla terapia (vasculopatia arteriosa, storia ictus cerebrali, comorbidità epatica-renale)
Necrosi cutanea (pts con deficit conferito di Prot-Prot S e/o sindrome da Ab antifosfolipidi
Eritemi cutanei
Alopecia
Gli anticoagulanti orali (1)
I farmaci anticoagulanti orali (AO) attualmente in uso (warfarina e acenocumarolo) sono molecole derivate dalla 4-idrossicumarina (dicumarolo).
Gli anticoagulanti orali (2)L’attività anticoagulante dei derivati cumarinici è legata alla presenza del residuo 4-idrossicumarinico e di un atomo di carbonio sostituente in posizione 3.
Meccanismo d’azione degli AO (1)
• I dicumarolici sono antagonisti della vitamina K e agiscono interferendo con la modificazione post-traslazionale epatica dei fattori della coagulazione vitamina K dipendenti (II, VII, IX, X, ma anche PC, PS).
• La vit.K è un cofattore essenziale per la carbossilazione dei residui di acido glutammico della regione N-terminale di questi fattori della coagulazione, dando origine ad un residuo aminoacidico γ-carbossiglutammico.
Meccanismo d’azione degli AO (2)
• I residui γ-carbossiglutammati delle proteine sintetizzate, sono responsabili della chelazione del calcio.
• La chelazione del calcio è necessaria affinchè i fattori della coagulazione vit.K dipendenti si leghino alle membrane cellulari contenenti fosfolipidi, sulle quali si attiva la cascata della coagulazione.
Variabilità della risposta agli AO
• Fattori farmacocinetici e farmacodinamici: interazione con farmaci che ne modificano l’assorbimento o il metabolismo, abuso di alcol, contenuto di vitamina K nella dieta, epatopatia, resistenza geneticamente determinata
• Fattori esterni: inaccuratezza dei test, scarsa compliance del paziente, mancanza di comunicazione medico-paziente
Cause di variazione INR
Ridotto apporto di vit.K (post operatorio, colestasi)
Aumentato apporto di vit. K con la dieta
Alterazione flora batterica intestinale
Scarsa compliance del paziente
Malattia epatica, diarrea, sepsi
Resistenza ereditaria
Interazioni farmacologiche
Interazioni farmacologiche
Ipertiroidismo, febbre
INR INR
Farmaci che potenziano l’effetto degli AO
amiodarone eritromicina cimetidinachinidina isoniazide omeprazolopropranololo metronidazolopropafenone fluconazolodanazolocotrimossazolo tamoxifenciprofloxacinasimvastatina sulfinpirazonefibrati
Farmaci che riducono l’effetto degli AO
rifampicina ciclosporinanafcillina vitamina K
carbamazepina spironolattonefenobarbitale estrogeni e progestinici
fenintoinaaloperidolo sucralfato
colestiraminaantiacidi
Characteristics of the ideal anticoagulant
• Highly effective in reducing thromboembolic risk• Low rate of bleeding events• Administered orally, once daily• Predictable dose response and kinetic• No routine monitoring of coagulation • Wide therapeutic window• No dose adjustment required• Little interaction with food or drugs• Low non specific plasma protein binding• Inhibition of both free and clot-bound activated
coagulation factors• Simple cheap antidote
Alternative Anticoagulants
TFPI (tifacogin)
FondaparinuxIdraparinux
RivaroxabanApixabanLY517717YM150DU-176bBetrixabanTAK 442
Ximelagatran Dabigatran ArgatrobanHirudinLepidurinBivalirudin
ORAL PARENTERAL
DX-9065a
Xa
IIa
TF/VIIa
X IX
IXaVIIIa
Va
II
FibrinFibrinogen
AT
APC (drotrecogin alfa)sTM (ART-123)
Adapted from Weitz & Bates, J Thromb Haemost 2007
TTP889
Idrabiotaparinux
ITP: definizioni e nuovi scenari terapeutici
Primary vs secondary immune thrombocytopenia
SLE, systemic lupus erythematosus; APS, antiphospholipid syndrome; CVID, common variable immune deficiency; CLL, chronic lymphocytic leukemia; APLS, autoimmune lymphoproliferative syndrome;post-tx, post-bone marrow or solid organ transplantation
ITP: phases of the disease
Diagnostic evaluation in suspected ITP
Examples of differential diagnosis of ITP identifies by patient history
Who should be treated?
Consensus recommendation for target platelet counts during
surgery
Br J Haematol 2003
First-line therapies for ITP treatment
Treatment of unresponsive or relapsed ITP
Treatment of refractory ITP in adults
(patients that have failed splenectomy or have relapsed thereafter)
Recommendations for treatment of ITP in pregnancy