Alteraciones de la Cascada de la Coagulación en los Pacientes Críticos III-1 Coagulation Cascade Abnormalities (García-de-Lorenzo) Alteraciones de la Cascada de la Coagulación en los Pacientes Críticos Abelardo García-de-Lorenzo Coordinator FMC Hospital Universitario La Paz Madrid Spain A. García-de-Lorenzo M. Quintana

Respuesta a la Agresión III-1 Coagulation Cascade Abnormalities (García-de-Lorenzo) Respuesta a la Agresión Post-agresión, independientemente de su etiología, aparece una respuesta inflamatoria sistémica. Esta respuesta inflamatoria está mediada por citocinas, activación de los monocitos, expresión de los factores tisulares, células endoteliales y moléculas de adhesión. Bone RC. Toward a theory regarding the pathogenesis of the systemic inflammatory response syndrome: what we do and do not know about cytokine regulation. Crit Care Med 1996; 24: 163-72. Bone RC Crit Care Med 1996; 24: 163

Síndrome de Respuesta Inflamatoria Sistémica (SIRS) La consecuencia clínica de una alteración en la homeostasis corporal, secundaria al estrés, se denomina Síndrome de Respuesta Inflamatoria Sistémica o SIRS. Cuando el SIRS presenta una alta severidad, puede ser debido a la presencia de disfunción o fracaso multiórgano.

Cascada de la Agresión TRAUMA SIRS RESPUESTA LOCAL Fase I Citocinas Macrófagos Células endoteliales Fase I RESPUESTA PARACRINA / AUTOCRINA ALTERACION EN HOMEOSTASIS Fase II SIRS Fase III Endocrina Cerebro Hematológica Hígado Corazón Pulmón Renal Intestino Metabólico MODS/MOFS

Coagulopatía en el Paciente Crítico La agresión crítica en sí misma, así como los subsecuentes eventos fisiopatológicos, pueden condicionar el fracaso de la homeostasis. La patogénesis de la coagulopatía grave post-agresión o trauma es compleja. En las situaciones de hipotermia y acidosis se afecta virtulamente cada aspecto de la cascada normal de la coagulación.

Coagulopatía en el Paciente Crítico III-1 Coagulation Cascade Abnormalities (García-de-Lorenzo) Coagulopatía en el Paciente Crítico Post-agresión, se puede activar el sistema de coagulación: Esta activación se caracteriza por: Consumo de inhibidores Activación del sistema fibrinolítico Alteración en la función y calidad de las plaquetas El cuadro clínico de una respuesta descontrolada del sistema de la coagulación tiene dos posibilidades de evolución: Trombosis Sangrado Vallet B and Wiel E. Endothelial cell dysfunction and coagulation. Crit Care Med 2001; 29: S36-41. Vallet B, Wiel E Crit Care Med 2001; 29: S36

III-1 Coagulation Cascade Abnormalities (García-de-Lorenzo) Desarrollo de las Alteraciones de la Coagulación en los Pacientes de UCI activación de la coagulación Situaciones que conducen a la trombosis oclusión trombótica de la microcirculación en todos los órganos fibrinolisis en la microcirculación consumo de plaquetas y de las proteínas de la coagulación productos circulantes de la degradación de la fibrina Boldt J. Changes of the hemostatic network in the critically ill. In Yearbook of Intensive Care and Emergency Medicine (Vincent JL, ed.) 2001. Springer-Verlag, Berlin; 123-33. signos de trombosis microvascular signos de diátesis hemorrágica Boldt J. In Yearbook of Intensive Care and Emergency Medicine 2001

Patogénesis de la Coagulopatía en el Paciente Agredido III-1 Coagulation Cascade Abnormalities (García-de-Lorenzo) Patogénesis de la Coagulopatía en el Paciente Agredido Hemodilución Consumo de factores de coagulación Hipotermia Alteraciones metabólicas Lynn M, Jerouhhimov I and Klein Y. Coagulopathy in trauma patients. In Yearbook of Intensive Care and Emergency Medicine (Vincent JL, ed.) 2002. Springer-Verlag, Berlin; 661-9. Lynn M et al. In Yearbook of Intensive Care and Emergency Medicine 2002

Patogénesis de la Coagulopatía en el Paciente Crítico III-1 Coagulation Cascade Abnormalities (García-de-Lorenzo) Patogénesis de la Coagulopatía en el Paciente Crítico Hemodilucion Trombocitopenia dilucional Consumo de factores de coagulación y anticoagulación Antitrombina III, Proteína C, Proteína S Hipotermia Alteración función plaquetar Alargamiento de la coagulación Alteraciones del equilibrio del sistema fibrinolítico Alteraciones Metabólicas Acidosis metabólica Lynn M, Jerouhhimov I and Klein Y. Coagulopathy in trauma patients. In Yearbook of Intensive Care and Emergency Medicine (Vincent JL, ed.) 2002. Springer-Verlag, Berlin; 661-9. Lynn M et al. In Yearbook of Intensive Care and Emergency Medicine 2002

Un ejemplo de Consumo de los Factores de Coagulación III-1 Coagulation Cascade Abnormalities (García-de-Lorenzo) Un ejemplo de Consumo de los Factores de Coagulación n = 22 pacientes quemados críticos ABSI = 8.7 SCTQ %: 38,5 ± 4,0 Edad = 42,1 ± 4,6 años Razón Hombre/Mujer = 2:1 Ventilación mecánica = 72,72% Tobiasen J, Hiebert JM and Edlich RF. The abbreviated burn severity index. Ann Emerg Med 1982; 11: 260-2. ABSI: Abbreviated Burn Severity Index Tobiasen J et al. Ann Emerg Med 1982; 11: 260

Evolución de los Parámetros de Coagulación y Anti-Coagulación (%) Valor Normal = 70-110% 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Día 1 Día 6 Protrombina (75-100 %) AT III (85-109 %) F VII (85-100 %) Prot C (70-120 %) Prot S (70-120 %) UCI-Unidad de Quemados, Hospital Universitario La Paz, Madrid, Spain

Evolución de los Parámetros de Coagulación 14 12 10 PAI-I (7,35-17,3 IU/mL) t-PA (0-9,1 ng/mL) APTT (0,89-1,45 sec) 8 6 4 2 Día 1 Día 6 UCI-Unidad de Quemados, Hospital Universitario La Paz, Madrid, Spain

Fisiología de la Hemostasia: Puesta al Día III-1 Coagulation Cascade Abnormalities (García-de-Lorenzo) Fisiología de la Hemostasia: Puesta al Día Primaria: Contracción vascular Creación de un tapón de plaquetas Activación de la coagulación y disminución de la fibrinolisis Fibrinolisis

Coagulopatía en la Agresión: Fisiopatología Depósitos de fibrina en la microcirculación por una respuesta inflamatoria excesiva Inhibición progresiva de la coagulación endógena secundaria a elevado consumo Inhibición de la fibrinolisis Trombocitopenia multifactorial

Paso I: Activación de la Coagulación Trauma: citocinas moléculas de adhesión células endoteliales Factor Mecánico: expresión del factor tisular (FT) Polimorfismo Genético

Citocinas Causa Causa SIRS TROMBOSIS MICROVASCULAR FALLO MULTIORGÁNICO Citocinas Pro- inflamatorias Citocinas Pro-inflamatorias Neutrófilos Depósitos de fibrina IL-6 TNF-α Mediadores inflamatorios CID Actividad pro-coagulante (TF) Inhibición de la anti-coagulación Inhibicion de la fibrinolisis (PAI-1) Daño endotelial SIRS Alteración inflamatoria Alteración isquémica TROMBOSIS MICROVASCULAR FALLO MULTIORGÁNICO

Citocinas y Respuesta Hemostática Citocinas Pro-inflamatorias (con estimulación de la expresión del FT) TNF-α IL-6, IL-1, IL-2, IL-12 IFN-α Citocinas Anti-inflamatorias (con inhibición de la expresión del FT) IL-4, IL-10, IL-13 Inhibición de los receptores de las citocinas pro-inflamatorias IL-6 IL-10 TNFα IL-1

Factor Tisular 263 aminoácidos en tres dominios: Citoplásmico Transmembrana Extracelular: receptor VII/VIIa Puede ser encontrado en: Células subendoteliales Monocitos

El Factor Tisular: ¿Qué es? III-1 Coagulation Cascade Abnormalities (García-de-Lorenzo) El Factor Tisular: ¿Qué es? Un receptor transmembrana que activa el sistema de coagulación funciona como un co-factor del factor VIIa. El FT se expresa, por las citocinas, en la superficie celular; en ese momento se activa el factor VII. Desencadena la cascada de la coagulación a nivel extracelular empleando la vía extrínseca. Induce el flujo de Ca2+ dentro de las células, activando las proteínas mitógenas y potenciando la capacidad de quimiotaxis y de transcripción.

Factor Tisular Trombina Trombina TF IX IXa X Xa X Xa Fibrina XIa VIIa Fibrinógeno Fibrina Protrombina Trombina XIa X Xa estable Va IX IXa VIIIa VIIa Protrombina Trombina X Xa inestable

Polimorfismo Genético III-1 Coagulation Cascade Abnormalities (García-de-Lorenzo) Polimorfismo Genético Las concentraciones plasmáticas de PAI-1 en los pacientes traumáticos se elevan significativamente en el grupo que presenta el genotipo 4G/4G. El 84% de los pacientes homozigotos para esta mutación desarrollan sepsis (ante una infección) y más de la mitad mueren. Menges T, Hermans PW, Little SG, et al. Plasminogen-activator-inhibitor-1 4G/5G promoter polymorphism and prognosis of severely injured patients. Lancet 2001; 357: 1096-7. Menges T et al. Lancet 2001; 357: 1096

Paso II: Consumo de Inhibidores Fisiológicos La generación descontrolada de trombina es secundaria al descenso de las principales enzimas que tienen capacidad de regular la activación de la coagulación.

Inhibidores Fisiológicos de la Trombina III-1 Coagulation Cascade Abnormalities (García-de-Lorenzo) Inhibidores Fisiológicos de la Trombina Proteína C TFPI (inhibidor de la vía del factor tisular) Prostaciclina Antitrombina

Inhibidores Fisiológicos de la Trombina Proteína C: Trombina-dependiente Complejo TM-APC Potencia el co-factor S Inactiva los factores Va y VIIIa TM-APC: Proteína C trombina-activada

Proteína C Trombina Trombina TF IX IXa X Xa X Xa Fibrinógeno Fibrina XIa TF VIIa IX IXa VIIIa X Xa estable X Xa inestable Va Protrombina Trombina Protrombina Trombina Fibrinógeno Fibrina

Inhibidores Fisiológicos de la Trombina TFPI: Factor Xa-dependiente Complejo Factor Xa-TFPI Bloquea la actividad TF-VIIa

TFPI Trombina TF IX IXa X Xa Fibrina XIa VIIa VIIIa Va Protrombina Fibrinógeno Fibrina IX IXa VIIIa Va X Xa Protrombina Trombina XIa estable VIIa inestable TF

Inhibidores Fisiológicos de la Antitrombina Prostaciclina: Trombina-dependiente Expresión de GPIIb/IIIa disminuída Disminución de la unión fibrinógeno-plaquetas Disminución de la agregación plaquetar GP: glicoproteína

Inhibidores Fisiológicos de la Antitrombina Ligada a la trombina Bloqueo de la actividad proteolítica

Antitrombina Trombina TF IX IXa X Xa Fibrina XIa VIIa VIIIa Va Fibrinógeno Fibrina IX IXa VIIIa Va X Xa Protrombina Trombina XIa estable VIIa inestable TF

Paso III: Sistema Fibrinolítico Plasminógeno Plasmina Degradación de Fibrina Activadores: t-PA (intravascular) u-PA (extravascular) Sistema de contacto-FXII t-PA u-PA XIIa PAI-1 C1-Inhibidor α2-antiplasmina Inhibidores: - PAI-1 - α2-antiplasmina - C1 inhibidor (FXII) - α2-macroglobulina - α1-antitripsina

Inactivación del Sistema Fibrinolítico La liberación inicial de t-PA se continúa con el aumento del complejo plasmina-2-antiplasmina. Esta actividad antifibrinolítica precede al progresivo aumento en los niveles de PAI-1, cuando se ha agotado la liberación de t-PA.

Degradación de la Fibrina Fisiopatología t-PA u-PA XIIa Plasminógeno Plasmina Degradación de la Fibrina PAI-1 C1-Inhibidor α2-antiplasmina Plasminógeno bajo Consumo Degradación PAI-1 elevado TAT >> PAP TAT >> PAP: complejo trombina-antitrombina mas elevado que complejo plasmina-antiplasmina

Paso IV: Alteración Plaquetar Trombocitopenia por destrucción microvascular y secuestro en diferentes órganos (hígado, pulmón, intestino). Aumento en la agregación y adhesividad plaquetar por afectación de la expresión de las moléculas de superficie y producción disminuida del tromboxano A2 plaquetar.

Resumen Los disbalances del sistema homeostático observados en el paciente crítico, son habitualmente secundarios a un sangrado excesivo o a una activación múltiple de las vías inflamatorias. La activación de mecanismos pro-coagulantes y la retro-regulación de las vías anti-coagulantes también contribuyen a ese disbalance.

Resumen Activación sistémica e intravascular de la coagulación Amplios depósitos de fibrina Coagulopatía de consumo (sangrado) Fallo orgánico (isquémico) Activación del sistema de coagulación Depósitos de fibrina Coagulopatía de consumo Trombosis microvascular Sangrado (severo)

Implicaciones Pronósticas III-1 Coagulation Cascade Abnormalities (García-de-Lorenzo) Implicaciones Pronósticas La coagulopatía, cuando se presenta con hipotermia y acidosis metabólica, se asocia a elevada mortalidad. La coagulopatía es la causa más común de sangrado-relacionado con la mortalidad en el periodo post-operatorio precoz. Hoyt DB, Bulger EM, Knudson MM, et al. Death in the operating room: an analysis of a multi-center experience. J Trauma 1994; 37: 426-32. Hoyt DB et al. J Trauma 1994; 37: 426

Trombosis Coágulo Hemostasia normal Tendencia al sangrado Sangrado activo