L'Hémostase
(la coagulation)

La coagulation.

     L'hémostase veut dire l'arrêt du sang. Quand on se coupe, il ne faut pas qu'on se vide de notre sang, il faut qu'on arrête de saigner. Pour ce faire, il y a plusieurs mécanismes cellulaires et moléculaires qui font arrêter le saignement. C'est un phénomène assez complexe que je vais essayer de résumer en ne mentionnant que les principales étapes.

     Lorsqu'il y a dommage à un vaisseau sanguin, la première étape de l'hémostase est le spasme vasculaire. C'est une vasoconstriction locale qui entraîne une diminution du flot sanguin au site du dommage. Cette réduction du débit sanguin réduit la perte de sang et favorise l'accumulation de plaquettes sanguines.

     Ces plaquettes se collent à la paroi du vaisseau sanguin ce qui forme une fine membrane qui bouchera le dommage vasculaire. On nomme cette obturation encore fragile, le clou plaquettaire ou le thrombus blanc.

     Ensuite, il y a des filaments de fibrine qui emprisonnent les globules rouges, les globules blancs et d'autres plaquettes au site endommagé. Puis, à la suite d'une cascade de réaction impliquant différents facteurs de coagulation, ces filaments de fibrine se polymérisent (se cristallisent) pour former le caillot sanguin.

     Finalement, lorsque le vaisseau sanguin est réparé, il y a des enzymes qui dissolvent le caillot et la circulation sanguine peut reprendre son cours normal.

     Les sections suivantes expliqueront plus en détail le rôle des différentes composantes et réactions impliquées dans ce phénomène.

Le vaisseau sanguin.

     Le vaisseau sanguin, lui-même, joue un rôle important dans le phénomène de l'hémostase et de la fluidité du sang en général. Je ne ferai pas, ici, une description détaillée du vaisseau sanguin, mais seulement une description de ses composantes impliquées dans l'hémostase.

     Comme vous le voyez sur le schéma de la coupe d'un vaisseau sanguin, la couche la plus interne du vaisseau est l'endothélium. C'est une couche monocellulaire, c'est-à-dire qu'elle est constituée d'une seule couche de cellules, les cellules endothéliales. Ces cellules sont impliquées dans le maintien d'une certaine fluidité du sang. Elles sécrètent des substances, dont la prostacycline (PGI2) et l'oxyde nitrique (NO; ou monoxyde d'azote), qui préviennent l'agglutination des plaquettes sanguines.

     La couche suivante c'est la couche sous-endothéliale. C'est une couche qui contient du collagène et c'est à ce collagène surtout que les plaquettes sanguines se colleront lorsqu'il y a un dommage au vaisseau sanguin.

     Participant aussi à l'hémostase, il y a la couche du milieu d'un vaisseau sanguin. Cette couche est la couche musculaire. C'est une couche composée de cellules musculaires lisses qui, en se contactant, fait réduire le débit de sang à cet endroit ce qui favorise l'accumulation de plaquettes sanguines et autres molécules impliquées dans la formation du caillot sanguin.

Les plaquettes sanguines.

     Les plaquettes sanguines sont aussi appelées des thrombocytes. Elles participent à la formation de thrombus, ou caillots sanguins.

     Les plaquettes sanguines sont des fragments de cellules. Elles originent de gros globules blancs nommés des mégacaryocytes, et ces mégacaryocytes, comme toutes les cellules sanguines, proviennent de la moelle hématopoïétique (moelle osseuse). Ces mégacaryocytes sont tellement gros (100-150μm) qu'ils ne passent pas dans tous les vaisseaux sanguins. Chacun donne naissance à des milliers de plaquettes sanguines.

     Les plaquettes sont plus petites que les globules rouges (7μm), elles ne mesurent que de 2 à 4μm de diamètre. On en retrouve de 150-400 milliards par litre de sang. Elles y vivent de 8 à 10 jours, puis sont dégradées au niveau de la rate.

     Les thrombocytes, ces fragments de cellules, n'ont pas noyau, mais ils ont plusieurs autres organelles cellulaires. Ils ont une double membrane lipidique; des récepteurs d'adhérence et de la fibronectine qui leur permet d'adhérer les unes aux autres; des mitochondries qui fournissent l'énergie; des granules denses qui contiennent du calcium, de l'ADP (adénosine diphosphate) et de la sérotonine (5-HT); des granules alpha qui contiennent du fibrinogène, des messagers, des facteurs de coagulation et des facteurs de croissance; des lysosomes qui contiennent des enzymes protéolytiques pour digérer certaines protéines; et des filaments d'actine et de myosine leur permettant de se contracter.

Les facteurs de coagulation.

     Les facteurs de coagulation, comme leur nom l'indique, sont des molécules impliquées dans la coagulation du sang. La plupart de ces facteurs sont des molécules solubles dans le sang, à l'exception du facteur tissulaire (le facteur III) qui sera libéré lors d'un dommage au vaisseau sanguin. Vous noterez également que la plupart de ces facteurs sont produits au niveau du foie, et que la production de certains est dépendant de la vitamine K. En conséquence, les problèmes hépatiques ou les déficits en vitamine K pourront influencer la coagulation du sang.

Liste des facteurs de coagulation (tiré de Wikipédia).

      Ces facteurs ne sont pas numérotés par ordre d'importance, mais bien par ordre de leurs découvertes.

Le fibrinogène.

     Le fibrinogène est le facteur de coagulation I. C'est la principale molécule impliquée dans la formation du caillot sanguin.

     Le fibrinogène est une molécule, une protéine dimère. Elle est formée de deux brins d'une protéine. Ces brins se positionnent à contre-sens, et sont unis, en leur centre, par des acides aminés possédant une charge négative. Ceci leur confère une solubilité dans le sang.

     Sous l'action de la thrombine (le facteur II), le fibrinogène se polymérisera et deviendra insoluble.

L'hémostase.

     L'hémostase proprement dite est la réaction qui se produit, suite au dommage d'un vaisseau sanguin, comme une coupure par exemple, et qui aide à prévenir la perte de sang.

      La première étape de l'hémostase c'est le spasme vasculaire. C'est une contraction locale des muscles lisses du vaisseau sanguin à l'endroit où il y a eu le dommage vasculaire. Ce spasme se produit assez rapidement, en 15-60sec, et peut durer de 20-30min. C'est à la fois l'atteinte du muscle lisse lui-même, l'activité des nocicepteurs (récepteurs de la douleur) et la libération de calcium et de sérotonine (5-HT; 5-hydroxytryptamine) par l'endothélium vasculaire et les plaquettes qui entraînent la contraction.

     En se contractant, le vaisseau sanguin diminue de diamètre ce qui réduit le flot sanguin et diminue les pertes sanguines à cet endroit, et favorise aussi l'accumulation de plaquettes sanguines et des facteurs de coagulation.

     La deuxième étape, qui se produit en moins d'une minute, est la formation du clou plaquettaire qu'on nomme aussi le thrombus blanc. Les plaquettes adhèrent au collagène du vaisseau sanguin, et les unes aux autres formant ainsi un bouchon temporaire pour arrêter le saignement. Cette activation des plaquettes fait qu'elles libèrent plusieurs substances telles que le facteur de von Willebrand, l'ADP (adénosine diphosphate) et le thromboxane A2 (de la famille des prostaglandines impliquées dans l'inflammation) qui favoriseront encore plus l'agrégation des plaquettes.

     Ensuite, la troisième étape est la coagulation. C'est l'étape où il y a formation du caillot sanguin proprement dit. Cela prend de 3 à 6min et implique une cascade d'activation de facteurs de coagulation et la polymérisation de filaments de fibrine. Et, il y a des globules blancs et des globules rouges qui s'emmêlent aux filaments de fibrine et aident à mieux sceller le dommage vasculaire.

     La cascade d'activation des facteurs de coagulation est illustrée sur la figure de gauche. Deux voies distinctes mènent à la formation de l'activateur de la prothrombine: une voie intrinsèque requérant les facteurs de coagulation qui sont dissous dans le sang, et une voie extrinsèque requérant un facteur provenant du tissu endommagé. Ces deux voies sont généralement activées en même temps et sont complémentaires, mais la voie intrinsèque peut à elle seule mener à la coagulation (c'est le cas du sang dans une éprouvette). Puis, la cascade se poursuivra: la prothrombine sera activée en thrombine qui polarisera le fibrinogène en filaments de fibrine insoluble et activera le facteur XIII qui à son tour stabilisera le caillot sanguin.

     Par la suite, en 30-60min, il y aura rétraction du caillot. Les fibres d'actine et de myosine dans les plaquettes font contracter le caillot. Ceci a pour effet de rapprocher les parois du dommage vasculaire, assécher le caillot et faciliter la guérison. Les plaquettes libéreront aussi un facteur de croissance, le PDGF (Platelet-Derived Growth Factor ou Facteur de Croissance Dérivé des Plaquettes) qui stimulera la prolifération cellulaire pour aider à la reconstruction du vaisseau sanguin.

     Finalement, après quelques jours ou une semaine, lorsque le dommage vasculaire sera réparé, il y aura fibrinolyse. C'est la dégradation du caillot. Lorsque l'endothélium se refait, il sécrète l'activateur tissulaire du plasminogène (t-PA) qui activera le plasminogène déjà présent dans le caillot. Le plasminogène se transformera alors en plasmine qui est un enzyme qui dégradera la fibrine du caillot sanguin. Le facteur XII pourrait également stimuler l'activation du plasminogène et participer à la fibrinolyse.

     Le vaisseau sanguin est maintenant complètement rétabli et la circulation sanguine est redevenue normale.

Quelques pathologies de la coagulation du sang et leurs traitements.

     Je tiens d'abord à avertir mes lecteurs que je ne suis pas médecin et que je n'ai pas d'expériences concrètes avec les pathologies humaines et leurs traitements.

     On évalue généralement la coagulation du sang en mesurant le taux de prothrombine. On utilise l'INR (International Normalized Ratio) comme mesure de comparaison, où la vitesse de coagulation dans la population est normalisée à 1.0. Chez un patient, un INR de 2.0 à 3.0 signifie que le sang prend de 2 à 3 fois plus de temps pour coaguler comparé à une population normale. Ce sont habituellement les valeurs recherchées pour prévenir les embolies thrombotiques.

---Troubles qui provoquent une faible coagulation, donc un risque d'hémorragie, de saignement prolongé.

     Hémophilie: Souvent dû à un déficit des facteurs de coagulation VIII, IX ou XI.
     Maladie de von Willebrand: Dû à un déficit en facteur de von Willebrand.
     Thrombopénie: Diminution du nombre de thrombocytes (plaquettes sanguines).
     Thrombopathie: Déficit de la fonction des thrombocytes.
     Déficit en vitamine K: Comme dans l'insuffisance hépatique ou la cirrhose du foie.
♦ Peux se traiter à  l'aide de facteurs de coagulation administrés par voie intraveineuse, ou selon le cas, avec un supplément de vitamine K.

---Troubles qui provoquent une hypercoagulabilité, donc un risque de thrombose et embolie.

     Thrombophilie: Peut résulter d'une hyperplaquettose, cancer, grossesse, stase veineuse souvent causée par l'immobilité, et artériosclérose. Peut aussi être causé par un manque de fibrinolyse.
♦ On traite généralement l'hypercoagulabilité ou les risques d'embolies thrombotiques à l'aide, entre autres, des composés suivant:
     L'aspirine (acide acétylsalicylique) et le Plavix (clopidogrel) inhibent l'agrégation plaquettaire.
     L'héparine (de la famille des glycosaminoglycanes) inhibe la thrombine.
    Le Coumadin (ou warfarine) qui est un inhibiteur de la vitamine K et diminue donc la production de certains facteurs de coagulation.