Hemostasia: Mecanismos y Regulación en la Coagulación Sanguínea

Introducción
La habilidad del cuerpo para controlar el flujo de sangre luego de una lesión vascular es un componente indispensable de la supervivencia. El proceso de la coagulación sanguínea y luego la disolución del coágulo, seguido por una reparación del tejido lesionado, se denomina hemostasia. La hemostasia se conforma de 4 eventos principales que ocurren en un orden determinado luego de la pérdida de la integridad vascular:
1. La fase inicial del proceso es la constricción vascular. Esto limita el flujo sanguíneo al área de la lesión.
2. A continuación, se activan las plaquetas por la trombina y se agregan en el sitio de la lesión, formando un tapón temporario y flojo conformado de plaquetas. La proteína fibrinógeno es principalmente responsable de estimular la agregación plaquetaria. Las plaquetas se agregan al unirse al colágeno que se expone debido a la ruptura del recubrimiento epitelial de los vasos. Luego de su activación, las plaquetas liberan ADP, un nucleótido y un eicosanoide, TXA₂ (los cuales activan más plaquetas), serotonina, fosfolípidos, lipoproteínas y otras proteínas importantes de la cascada de coagulación. Además de su secreción, las plaquetas activadas cambian su conformación para acomodar la formación del coágulo.
3. Para asegurar la estabilidad del tapón flojo inicial, se forma una malla de fibrina (también llamada un coágulo) que recubre al tapón. Si el tapón únicamente contiene plaquetas se denomina un trombo blanco; si glóbulos rojos están presentes se lo denomina un trombo rojo.
4. Finalmente, el coágulo debe ser disuelto para que el flujo sanguíneo normal pueda resumir luego de que se repare el tejido. La disolución del coágulo ocurre a través de la acción de la plasmina.
Dos vías llevan a la formación de un coágulo de fibrina: la vía intrínseca y la vía extrínseca. Aunque las dos son iniciadas por mecanismos diferentes, las dos convergen en una vía común que lleva a la formación del coágulo. La formación del trombo rojo o coágulo en respuesta a una anormalidad en un vaso pero en la ausencia de una lesión del tejido es el resultado de la vía intrínseca. La vía intrínseca tiene poca significancia bajo condiciones fisiológicas normales. El suceso más importante clínicamente es la activación de la vía intrínseca por el contacto de la pared del vaso con las partículas de lipoproteína, VLDLs y quilomicrones. Este proceso claramente demuestra el papel de la hiperlipidemia en la generación de la ateroesclerosis. La vía intrínseca también puede ser activada por el contacto de la pared del vaso con bacterias.
La formación del coágulo de fibrina en respuesta a una lesión del tejido es el evento clínico más importante de la hemostasia bajo condiciones normales de respuesta. Este proceso es el resultado de la activación de la vía extrínseca.
Ambas vías son complejas e incluyen varias proteínas diferentes denominadas factores de la coagulación.

Activación Plaquetaria y el Factor von Willebrand (vWF)
Para que ocurra la hemostasia, las plaquetas deben adherirse al colágeno expuesto, liberar los contenidos de sus gránulos y agregarse. La adhesión plaquetaria al colágeno expuesto en las superficies endoteliales de las células es mediada por el factor von Willebrand (vWF). Las deficiencias hereditarias del vWF son la causa de la enfermedad de von Willebrand (vWD) (ver abajo para más detalles). La función del vWF es actuar como un puente entre un complejo específico de glicoproteínas en la superficie de las plaquetas (GPIb-GPIX-GPV) y las fibrillas de colágeno. El GPIb parte del complejo se compone de dos proteínas, GPIbá y GPIbâ, codificadas por los genes por separado. La importancia de esta interacción entre el vWF y el complejo GPIb de las plaquetas es ilustrada en los desórdenes hereditarios de la coagulación causados por defectos en las proteínas del complejo GPIb, de los cuales el más común es el síndrome de Bernard-Soulier (también conocido como el síndrome de las plaquetas gigantes).
Además de servir como un puente entre las plaquetas y el colágeno expuesto de las superficies endoteliales, el vWF se une y estabiliza el factor de coagulación VIII. La unión del factor VIII por el vWF es necesaria para la supervivencia normal del factor VIII en la circulación.
El factor von Willebrand es una glicoproteína multimérica compleja que es producida y almacenada en los gránulos á de las plaquetas. También es sintetizado por los megacariocitos y se encuentra asociado al tejido conectivo subendotelial.
La activación inicial de las plaquetas es inducida por una trombina ligada a un receptor específico ubicado en la superficie de las plaquetas, lo cual inicia la transducción de una cascada de señalización. El receptor de la trombina está acoplado a una proteína G que a su vez activa a la fosfolipasa C-α (PLC-α). La PLC-α hidroliza al fosfatidilinositol-4,5-bifosfato (PIP₂) resultando en la formación de inositol trifosfato (IP₃) y diacilglicerol (DAG). El IP₃ induce la liberación de los almacenes intracelulares de Ca²⁺ y el DAG activa a la proteína cinasa C (PKC).
El colágeno al cual se adhieren las plaquetas, al igual que la liberación del Ca²⁺ intracelular, resulta en la activación de la fosfolipasa A₂ (PLA₂) la cual a continuación hidroliza fosfolípidos en la membrana, llevando a la liberación del ácido araquidónico. La liberación del ácido araquidónico resulta en un aumento en la producción y liberación del tromboxano A₂ (TXA₂). El TXA₂ es un vasoconstrictor potente e induce la agregación plaquetaria y funciona al unirse a receptores que trabajan a través de la vía de la PLC-α.
Otra enzima que es activada por la liberación del Ca²⁺ intracelular es la cinasa de la cadena liviana de miosina (myosin light chain kinase, MLCK). La MLCK activada fosforila a la cadena liviana de la miosina, la cual interactúa con la actina, resultando en una alteración en la morfología y motilidad plaquetaria.
Uno de los varios efectos de la PKC es la fosforilación y activación de una proteína plaquetaria específica de 47,000 Daltons. Esta proteína activada induce la liberación de los contenidos de los gránulos plaquetarios; uno de los cuales es el ADP. El ADP promueve la estimulación plaquetaria al incrementar la activación general de la cascada. El papel importante del ADP en la activación plaquetaria puede apreciarse con el uso de antagonistas del receptor del ADP como el Plavix® (clopidogrel), en el control de la trombosis (ver abajo). El ADP también modifica la membrana de las plaquetas, conllevando a una exposición del complejo de receptores de glicoproteínas plaquetarias: GPIIb-GPIIIa. El GPIIb-GPIIIa constituye un receptor para el vWF y el fibrinógeno, resultando en una agregación plaquetaria inducida por el fibrinógeno. El complejo GPIIb-GPIIIa es un miembro de una familia de integrinas de receptores de la superficie celular que interactúan con la matriz extracelular. El complejo GPIIb-GPIIIa también es llamado αIIb-β₃ integrina. La importancia del GPIIb-GPIIIa en la activación plaquetaria y la coagulación es ilustrada por el hecho de que los desórdenes de coagulación resultan de defectos heredados en este complejo de glicoproteínas. El más común de estas disfunciones plaquetarias hereditarias es la trombastenia de Glanzmann http://themedicalbiochemistrypage.org/glanzmann.html>, la cual resulta de defectos en la proteína GPIIb de este complejo. Además, la importancia de este complejo en la hemostasia es demostrada por el uso de anticuerpos que bloquean este receptor y actúan como anticoagulantes (p. ej. ReoPro®, abciximab: ver abajo).
La activación de las plaquetas es necesaria para su consecuente agregación y formación del coágulo plaquetario. Sin embargo, igualmente de importante en la activación de la cascada de coagulación es el papel de los fosfolípidos activados en la superficie de las plaquetas.

Factores Primarios
Factor Nombre(s) Común(es) Vía Característica Precalicreina (PK) Factor Fletcher Intrínseca Funciona con el HMWK y el factor XII Quininógeno de alto peso molecular (HMWK) Cofactor de activación al contacto, Fitzgerald, factor Flaujeac Williams Intrínseca Co-factor en la activación de la calicreína y el factor XII, necesario en la activación del factor XIIa por el factor XI, precursor de la bradicinina (un potente vasodilatador e inductor de la contracción del músculo liso) I Fibrinógeno Ambas II Protrombina Ambas Contiene el segmento gla de la N-terminal III Factor tisular Extrínseca IV Calcio Ambas V Proacelerina, factor débil, acelerador (Ac-) globulina Ambas Cofactor proteico VI (igual que el Va) Acelerina Ambas Este es el Va, una redundancia del Factor V VII Proconvertina, acelerador de la conversión de la protrombina del suero (SPCA), cotromboplastina Extrínseca Endopeptidasa con residuos gla VIII Factor A antihemofílico, globulina antihemofílica (AHG) Intrínseca Cofactor proteico IX Factor de Navidad, factor B antihemofílico, compuesto de la tromboplastina plasmática (PTC) Intrínseca Endopeptidasa con residuos gla X Factor Stuart-Prower Ambas Endopeptidasa con residuos gla XI Antecedente de la tromboplastina plasmática (PTA) Intrínseca Endopeptidasa XII Factor Hageman Intrínseca Endopeptidasa XIII Protransglutaminasa, factor estabilizante de la fibrina (FSF), fibrinoligasa Ambas Transpeptidasa Clasificación Funcional de los Factores de Coagulación
Proteasas Zimógenos de Serina Actividades Factor XII Se une al colágeno expuesto en el lugar de la lesión en la pared del vaso, activado por el quininógeno de alto peso molecular y la calicreina Factor XI Activado por el factor XIIa Factor IX Activado por el factor XIa en presencia del Ca²⁺ Factor VII Activado por la trombina en presencia del Ca²⁺ Factor X Activado en la superficie de plaquetas activadas por un complejo de tenasa y por el factor VIIa en presencia del factor tisular y Ca²⁺ Factor II Activado en la superficie de plaquetas activadas por el complejo protrombinasa Cofactores Actividades Factor VIII Activado por la trombina; el factor VIIIa es un cofactor en la activación del factor X por el factor IXa Factor V Activado por la trombina; el factor Va es un cofactor en la activación de la protrombina por el factor Xa Factor III (factor tisular) Una glicoproteína de la superficie celular subendotelial que actúa de cofactor del factor VII Fibrinógeno Actividad Factor I Clivado por la trombina para formar un coágulo de fibrina Transglutaminasa Actividad Factor XIII Activado por la trombina en presencia del Ca²⁺; estabiliza el coágulo de fibrina a través de uniones covalentes Proteínas Reguladoras/Otras Actividades Factor von Willebrand Asociado con el tejido conectivo subendotelial; sirve como un puente entre la glicoproteína GPIb/IX de las plaquetas y el colágeno Proteína C Activada a proteína Ca por una trombina unida a una trombomodulina; luego degrada a los factores VIIIa y Va Proteína S Actúa como un cofactor de la proteína C; ambas proteínas contienen residuos gla Trombomodulina Proteína en la superficie de las células endoteliales; se une a la trombina la cual luego activa a la proteína C Antitrombina III El inhibidor de coagulación más importante, controla la actividad de la trombina y los factores IXa, Xa, XIa y XIIa.

Las Cascadas de la Coagulación

Las cascadas de coagulación: la cascada intrínseca (la cual tiene menos importancia in vivo en comparación a la cascada extrínseca) es iniciada cuando se realiza el contacto entre la sangre y las superficies expuestas de carga negativa. La vía extrínseca es iniciada cuando ocurre una lesión vascular lo cual resulta en una exposición del factor tisular (TF) (también identificado como el factor III), una glicoproteína subendotelial en la superficie celular que se une a fosfolípidos. Las dos vías se convergen en la activación del factor X a Xa. El factor Xa tiene un papel en la activación del factor VII a VIIa. El factor Xa activo hidroliza y activa la protrombina a trombina. La trombina puede por ende activar los factores XI, VIII y V lo cual ayuda a que proceda la cascada. Básicamente, el papel de la trombina es convertir el fibrinógeno a fibrina y activar el factor XIII a XIIIa. El factor XIIIa (también llamado transglutaminasa) se une a polímeros de fibrina y así solidificando el coágulo.

El Kallikrein-Kinin Sistema de Coagulación
El kallikrein-kinin sistema comprende un complejo de proteínas que, cuando activado, conduce a la liberación de kininas vasoactivas. Las kininas son liberadas de alto peso molecular kininogen (HMWK) y de bajo peso molecular kininogen (LMWK) como consecuencia de la activación de cualquiera de los tejidos kallikrein o plasma kallikrein. El kallikrein sí existe en las preformas inactivas. Las kininas están involucradas en muchos procesos fisiológicos y patológicos, incluidos los procesos de regulación de la presión arterial y el flujo (a través de la modulación de la renina-angiotensina), la coagulación de la sangre, la proliferación celular y el crecimiento, la angiogénesis, apoptosis, y la inflamación. La acción de las kininas en las células endoteliales conduce a la vasodilatación, el aumento de la permeabilidad vascular, la liberación de activador tisular del plasminógeno (tPA), la producción de óxido nítrico (NO), y la movilización de ácido araquidónico, fundamentalmente el resultado de la prostaciclina (PGI₂) producida por las células endoteliales. Aunque las actividades del sistema kallikrein-kinin están involucradas en numerosos procesos, en esta sección se ocupará sólo de su función en la coagulación de la sangre. Con respecto a la hemostasia, lo más importante es la bradiquinina kinin que se libera de HMWK.
Las dos formas de prekallikrein, plasma y tejidos, se derivan de diferentes genes en diferentes cromosomas. El plasma kallikrein gen (símbolo KLKB1) está en el cromosoma 4q34-q35 y el tejido kallikrein gen (símbolo KLK1) situado en el cromosoma 19q13.2-q13.4. Estos dos son serina proteasas kallikreins cuyos principales sustratos son HMWK (plasma kallikrein) y LMWK (tejido kallikrein). Cuando plasma prekallikrein está activada para kallikrein, se cliva HMWK en un proceso de dos fases que, en definitiva, libera bradiquinina. La bradiquinina es un 9-aminoácido péptido vasoactivo que induce a la vasodilatación y el aumento de la permeabilidad vascular. El tejido kallikrein activado cliva lysyl-bradiquinina (también llamado kallidin) de LMWK. Lysyl-bradiquinina es bradiquinina con un residuo de lisina en la N-terminal que es un 10-aminoácido péptido vasoactivo. Sus actividades son esencialmente idénticas a las de la bradiquinina.
Ambos HMWK y LMWK se derivan del mismo gen en el cromosoma 3q26-qter que está compuesto de 11 exones. Exones 1 al 9 codifican la cadena pesada de ambas kininogens. El exón 10 codifica bradiquinina, así como la cadena ligera de HMWK. El exón 11 codifica la cadena ligera de LMWK. La cadena pesada y la ligera y la nomenclatura se refieren a la servidumbre-disulfuro de la estructura de cada kininogen después de su activación por kallikrein.
HMWK se considera una α-globulina y se compone de seis áreas funcionales. La proteína que circula en el plasma como una sola cadena polipeptídica con un peso molecular de 88-120 kDa depende del nivel de glucosilación. La cadena pesada es de 64 kDa y contiene los dominios 1, 2 y 3, mientras que la cadena ligera es de 45-56 kDa y comprende dominios 5 y 6. Las cadenas pesadas y ligeras están unidas entre sí a través del dominio 4, que también contiene la secuencia de la bradiquinina. El dominio 1 contiene una baja afinidad de unión de calcio. Los dominios 2 y 3 contienen secuencias de aminoácidos (QVVAG) que inhiben las cisteínas proteasas. El dominio 3 también tiene actividad de unión a plaquetas y células endoteliales. El dominio 5 contiene sitios de unión a heparina, propiedades de unión celular y antiangiogénicos. La unión de HMWK a las superficies de carga negativa se produce a través de una región de la cadena de histidina ligera que se encuentra en el dominio 5. El dominio 6 contiene los sitios de unión de prekallikrein y factor XI. Al ser capaces de obligar a cargado a través de superficies de dominio 5 y al mismo tiempo obligar factor XI y prekallikrein dominio a través de 6, puede servir como HMWK cofactor en la activación de contacto con el plasma. LMWK se considera una β-globulina y tiene un peso molecular de 50 a 68 kDa. La estructura de LMWK es similar a la de HMWK, sin embargo, la cadena ligera está a sólo 4-5 kDa y no tiene ningún contacto de activación ni prekallikrein-sitios de unión.
El plasma kinin que forman el sistema se llama el sistema de contacto y de plasma se compone de factor XII, factor XI, prekallikrein y HMWK. Factor XII, prekallikrein, y HMWK se unen saturablemente y reversiblemente a las células endoteliales, plaquetas y granulocitos en una reacción dependiente de zinc. Cuando se hace contacto de plasma con una superficie de carga negativa, el factor XII se une y se autoactiva (el “uno” significa el factor activado). Entonces el factor XIIa activa a prekallikrein y kallikrein cliva HMWK, liberando bradiquinina. Existe también la activación del factor de reciprocidad XII por kallikrein, resultando en el sistema de amplificación. La superficie real que conduce al factor XII a la autoactivación es desconocida, sin embargo, varias sustancias fisiológicas apoyan el proceso. Estas sustancias incluyen hematina, la piel, ácidos grasos, los cristales de urato sódico, protoporfirina, sulfatides, heparinas, sulfatos de condroitina, el cartílago articular, endotoxina, la L-homocisteína, β-amiloide y la proteína. Una vez que el sistema de contacto se activa, la vía intrínseca (se describe a continuación) se inicia.

Cascada Intrínseca de la Coagulación
La vía intrínseca (también llamada la vía de activación por contacto) es mucho menos significativa en la hemostasia bajo condiciones fisiológicas normales en comparación a la vía extrínseca. Sin embargo, durante un estado patológico tal como la hiperlipidemia o una infiltración bacteriana puede conllevar a la activación de la trombosis a través de la cascada de coagulación de la vía intrínseca.
La vía intrínseca requiere de los factores de coagulación VIII, IX, X, XI y XII. También requiere de proteínas tales como la precalicreina (PK) y el quininógeno de alto peso molecular (HK o HMWK), al igual que iones de calcio y fosfolípidos secretados por las plaquetas. Cada uno de los componentes de estas vías resulta en la conversión del factor X (inactivo) al factor Xa (“a” significa activo). La iniciación de la vía intrínseca ocurre cuando la precalicreina, quininógeno de alto peso molecular, factor XI y el factor XII son expuestos a una superficie de carga negativa. A esto se lo denomina como la fase de contacto y puede ocurrir como el resultado de una interacción con los fosfolípidos (principalmente fosfotidiletanolamina, PE) de las partículas lipoproteínas circulantes tales como los quilomicrones, VLDL y LDL oxidada. Esta es la base del papel de la hiperlipidemia en promover un estado pro-trombótico y en el desarrollo de la arteriosclerosis.
La activación de contacto de la vía intrínseca también puede ocurrir en la superficie de las bacterias, y mediante la interacción con los cristales de ácido úrico, ácidos grasos, protoporfirina, β-amiloide, y homocisteína. De hecho, los niveles elevados de homocisteína en la sangre han demostrado que son equivalentes con disfunción cardiovascular. Por lo tanto, es importante garantizar que la función apropiada de la reacción metionina sintasa se mantiene. Aunque sería suponer que una mayor ingesta de vitamina B₁₂ debería conducir a la conversión de aumento de la homocisteína en metionina, y por lo tanto reduce los niveles circulantes de homocisteína, estudios controlados han demostrado que esto no ocurre.
El ensamblaje de los componentes de la fase de contacto resulta en la conversión de la precalicreina a la calicreina, la cual a su vez activa al factor XII a factor XIIa. El factor XIIa puede entonces hidrolizar más precalicreina a calicreina, estableciendo una recíproca activación de la cascada. El factor XIIa también activa al factor XI a factor XIa y conlleva a la liberación de bradicinina, un vasodilatador potente, a partir del quininógeno de alto peso molecular.
En la presencia del Ca²⁺, el factor XIa activa al factor IX a factor IXa. El factor IX es una proenzima que contiene residuos α-carboxiglutamato (gla) vitamina K-dependientes, cuya actividad de proteasas de serina es activada luego de que el Ca²⁺ se une a los residuos gla. Varias de estas proteasas de serina de la cascada (II, VII, IX y X) son proenzimas que contienen gla. El factor activo IXa cliva al factor X en una unión interna de arg-ile (R-I) resultando en su propia activación al factor Xa.
La activación del factor Xa requiere el ensamblaje del complejo de tenasa (Ca²⁺ y los factores VIIIa, IXa y X) en la superficie de las plaquetas activadas. Una de las respuestas de las plaquetas a su activación es la presentación de un fosfatidilserina (PA) y un fosfatidilinositol (PI) en sus superficies. La exposición de estos fosfolípidos permite que se forme el complejo de tenasa. El papel del factor VIII en este proceso es de servir como un receptor, en la forma del factor VIIIa, para los factores IXa y X. El factor VIIIa se denomina un cofactor en la cascada de coagulación. La activación del factor VIII al factor VIIIa (el verdadero receptor) ocurre en la presencia de cantidades diminutas de trombina. Cuando la concentración de trombina se incrementa, el factor VIIIa es clivado por la trombina e inactivado. Esta acción doble de la trombina, sobre el factor VIII, actúa para limitar la formación del complejo de tenasa y por ende, la extensión de la cascada de coagulación.

Cascada Extrínseca de la Coagulación
El factor Xa activado es el sitio en el cual las cascadas de coagulación intrínseca y extrínseca se convergen. La vía extrínseca es iniciada en el sitio de la lesión en respuesta a la liberación del factor tisular (factor III) y por ende, es también conocida como la vía del factor tisular. El factor tisular es un cofactor en la activación catalizada del factor X por el factor VIIa. El factor VIIa, una proteasa de serina que contiene un residuo gla, cliva al factor X en factor Xa de manera idéntica a la del factor IXa en la vía intrínseca. La activación del factor VII ocurre a través de la acción de la trombina o el factor Xa. La habilidad del factor Xa de activar al factor VII crea una asociación entre las vías intrínseca y extrínseca. Una asociación adicional entre las dos vías se da a través de la habilidad del factor tisular y el factor VIIa de activar al factor IX. Se cree que la formación del complejo entre el factor VIIa y el factor tisular es el paso principal en toda la cascada de coagulación. La evidencia de esta declaración nace del hecho que personas con deficiencias hereditarias en los componentes de la fase de contacto de la vía intrínseca no exhiben problemas de coagulación. Uno de los mecanismos más importantes de la inhibición de la vía extrínseca ocurre en el complejo tisular factor-factor VIIa-Ca²⁺-Xa. La proteína, un inhibidor de la coagulación asociado a una lipoproteína, LACI, se une específicamente a este complejo. LACI también se denomina el inhibidor de la vía extrínseca, EPI o factor tisular inhibidor de la vía, TFPI y anteriormente se lo conocía como anticonvertina. LACI está compuesto de 3 dominios inhibidores de proteasas. El dominio 1 se une al factor Xa y el dominio 2 se une al factor VIIa, pero sólo en la presencia del factor Xa.

Activación de la Protrombina a Trombina
El punto en el cual las dos vías se convergen es en la activación del factor X al factor Xa. El factor Xa activa a la protrombina (factor II) para convertirse en trombina (factor IIa). La trombina, a su vez, convierte el fibrinógeno a fibrina. La activación de la trombina ocurre en la superficie de las plaquetas activadas y requiere de la formación de un complejo de protrombinasa. Este complejo está compuesto de los fosfolípidos de las plaquetas: fosfatidilinositol y fosfatidilserina, Ca²⁺, factores Va y Xa y protrombina. El factor V es un cofactor en la formación del complejo de protrombinasa y tiene un papel similar al del factor VIII en la formación del complejo de tenasa. Como la activación del factor VIII, el factor V es activado al factor Va a través de cantidades diminutas y es inactivado por niveles aumentados de trombina. El factor Va se une a receptores específicos en la superficie de las plaquetas activadas y forma un complejo con la protrombina y el factor Xa.
La protrombina es una proteína de cadena simple de 72,000 Daltons, que contiene diez residuos gla en la región de su N-terminal. Dentro del complejo de protrombinasa, la protrombina es clivada en 2 sitios por el factor Xa. Este clivaje genera una molécula de trombina activa de 2 cadenas que contiene una cadena A y una cadena B, las cuales están unidas por una unión simple de disulfuro.
Además de su papel en la activación de la formación del tampón de fibrina, la trombina juega un papel regulador importante en la coagulación. La trombina se une con la trombomodulina presente en la superficie de las células endoteliales formando un complejo que convierte la proteína C a la proteína Ca. La proteína S y la proteína Ca son cofactores que degradan a los factores Va y VIIIa y así limitando la actividad de estos 2 factores en la cascada de la coagulación.
La trombina también se une, resultando en la activación de la señalización, a una clase de receptores acoplados a proteínas G llamados receptores activados por proteasas (PARs), específicamente PAR-1, -3 y -4. Los PARs utilizan un mecanismo único para convertir el producto del clivaje proteolítico extracelular a un evento de señalización intracelular. Los PARs llevan su propio ligando el cual se mantiene inactivo hasta que el clivaje por las proteasas libere al ligando, por ejemplo como es el caso de la trombina. El ligando liberado reacciona con un dominio de unión del ligante del PAR, lo que resulta en la activación de varias cascadas de señalización. Estas cascadas de señalización resultan en una liberación aumentada de interleucinas (ILs), IL-1 e IL-6, una secreción aumentada de la molécula de adhesión intercelular-1 (ICAM-1) y la molécula de adhesión de la célula vascular-1 (VCAM-1). La señalización inducida por la trombina también resulta en un aumento en la activación plaquetaria y en la adhesión de leucocitos.
La trombina también activa al inhibidor de fibrinólisis activado por la trombina (TAFI) y así modulando la fibrinólisis (degradación de los coágulos de fibrina). El TAFI también se conoce como la carboxipeptidasa U (CPU) cuya actividad resulta en la eliminación de las lisinas en la C-terminal de la fibrina parcialmente degradada. Esto conlleva a una falla en la activación del plasminógeno, y así reduciendo la tasa de disolución del coágulo de fibrina (esto se llama fibrinólisis).

Control de los Niveles de Trombina
La incapacidad del cuerpo de controlar los niveles circulantes de la trombina activa puede resultar en graves consecuencias. Hay dos mecanismos principales por los cuales la actividad de la trombina es regulada. La forma de la trombina que predomina en la circulación es la protrombina inactiva cuya activación requiere de las vías de activación de las proenzimas de la cascada de la coagulación, descritas anteriormente. A cada paso de la cascada, los mecanismos de retroalimentación regulan el balance entre las enzimas activas e inactivas.
La activación de la trombina también es regulada por 2 inhibidores de trombina específicos. La antitrombina III es el más importante debido a que también puede inhibir la actividad de los factores IXa, Xa, XIa y XIIa. La actividad de la antitrombina III es aumentada en la presencia de la heparina a través de las siguientes maneras: la heparina se une a un sitio específico en la antitrombina III, produciendo una conformación alterada de la proteína y la nueva conformación tiene una afinidad más alta para la trombina al igual que otros sustratos. Este efecto de la heparina es la base de su uso clínico como un anticoagulante. El activador de la heparina de la antitrombina III está presente como heparan y heparan sulfato en la superficie de las células endoteliales de los vasos. Es esta misma característica que controla la activación de la cascada de la coagulación intrínseca.
Sin embargo, la actividad de la trombina es inhibida por la α₂-macroglobulina, heparina cofactor II y la α₁-antitripsina. Aunque la α₁-antitripsina tiene un papel pequeño en la regulación de la trombina, es el inhibidor principal de proteasas de serina en el plasma humano. Su importancia fisiológica se ilustra por el hecho de que la deficiencia de esta proteína juega un papel en el desarrollo del enfisema.

Proteína C: Control de la Coagulación y Sepsis
La proteína C (PC) es una serina proteasa tipo tripsina que sirve como un regulador importante del proceso de coagulación. La proteína S (PS) sirve como un cofactor para las funciones de la proteína C activada (abreviado aPC, y también APC). El gen de la proteína C humana (gen símbolo = PROC) se encuentra en el cromosoma 2p13-14 y se compone de 9 exones que codifican una proteína de 419 aminoácidos. La proteína C pasa por una serie de modificaciones post-traduccionales que incluyen varios sitios de N-glicosilación en alternancia y α-carboxilación de nueve residuos de glutamina (residuos glaciares) en el extremo amino terminal. Estos residuos glaciares en el extremo amino terminal de la PC constituyen el “dominio gla” de la proteína. Además del dominio gla, PC contiene dos regiones similares a factores de crecimiento epidérmico (dominios EGF), el dominio de la proteasa serina, y un péptido de activación.
La división de PC de trombina elimina el péptido de activación generando aPC. Cuando se activa a través de la hendidura por la trombina, aPC se unirá a ambos, factor Va y el factor VIII, en las enzimas inactivas. Esto resulta en la terminación de la función del VIII como el andamiaje para la formación de la tenasa compleja y Va como un cofactor en la conversión de protrombina en trombina en el complejo protrombinasa. El efecto neto, a nivel de la coagulación, de la activación de la PC es la terminación de nuevas subidas en la producción de trombina y un alto a la formación de más coágulos de fibrina. La activación de la PC se produce cuando la trombina en la superficie del endotelio se une a la trombina y la trombomodulina “captura” la PC en circulación. Después de la activación, aPC interactúa con PS y rompe VIIIa y Va.
La importancia de la aPC en el control de la actividad de la coagulación se puede ver en la hipocoagulopatía (trombofilia) referida como el factor V Leiden. Esta trombofilia es causada por una mutación en el gen del factor V que resulta en una proteína que no es realmente degradada por aPC. El factor V Leiden es la más común de trombofilia hereditaria en la población caucásica de origen europeo. En general, el 5% de la población mundial alberga la mutación del factor V Leiden. Los síntomas del factor V Leiden son la trombosis venosa profunda (TVP) y embolia pulmonar, los cuales pueden ser fatales. De hecho, se estima que hasta en el 30% de los pacientes que sufren de TVP o embolia pulmonar son portadores de la mutación del factor V Leiden. La pérdida de la proteína C en las complicaciones trombóticas masivas y por lo general letales en niños con deficiencia homocigota de PC. En individuos que son heterocigotos para las deficiencias de PC hay un mayor riesgo para la trombosis venosa.
Aunque el papel de aPC en la terminación de la coagulación es muy importante, también sirve muchas funciones adicionales que modifican los procesos inflamatorios que ocurren en la vasculatura. La aPC activada se une al receptor de la proteína C (EPCR) en el endotelio y conduce a la activación de PAR-1 (véase más arriba para el papel de la trombina en la activación de PAR), lo que provoca respuestas citoprotectoras y antiinflamatorias en las células endoteliales. Las funciones del EPCR como co-receptor para la ruptura de APC-mediada y la activación de PAR-1. El EPCR se encuentra también en monocitos, neutrófilos, fibroblastos y queratinocitos. Los efectos citoprotectores provocados por la activación de aPC de PAR-1 incluyen la protección de la barrera celular endotelial y la inducción de las vías de señalización anti-apoptóticas, así como la expresión de eNOS. Adicionalmente, las respuestas endoteliales a la activación de aPC de PAR-1 se producen a través de la inhibición de la expresión y las acciones del potente factor proinflamatorio de transcripción NFκB. La supresión de la acción de NFκB resulta en la regulación a la baja en la síntesis de óxido nítrico endotelial, citocinas proinflamatorias como la IL-6 e IL-8, la quimiocina MCP-1 (quimiotáctica de monocitos proteína-1), y la molécula de adhesión celular ICAM-1 (de adhesión intercelular molécula-1).
La unión de aPC a la EPCR en monocitos conduce a la inhibición de la síntesis y liberación de citoquinas proinflamatorias (por ejemplo, la IL-1, IL-6 y TNFα) de estas células, lo que resulta de la inhibición de las acciones de NFκB. Los efectos adicionales de aPC en monocitos incluyen disminución de la expresión del factor tisular (factor III) y la inhibición de la liberación de las quimiocinas MIP-1α (macrófagos inflamatorios proteína-1α) y MCP-1.
Los efectos antiinflamatorios y citoprotectores de aPC son tan potentes que el fármaco Xigris® (dotrecogin alfa) es aprobado por los Estados Unidos FDA como un tratamiento para la sepsis. La sepsis se inicia por la infección por microbios y/o toxinas microbianas liberadas a la sangre y desencadenan una activación sistémica incontrolada tanto de la cascada de coagulación como de las vías inflamatorias. La sepsis es la principal causa de muerte en pacientes de cuidados intensivos que no son pacientes coronarios. La sepsis grave afecta a más de 700,000 personas en los Estados Unidos cada año con una tasa de mortalidad de 30% a 50%.
Además de su eficacia demostrada en el tratamiento de la sepsis, aPC actualmente se está investigando para el tratamiento de numerosas condiciones. Estos incluyen el tratamiento de un accidente cerebrovascular, ya que en modelos de ratón, las acciones antiinflamatorias y anticoagulantes de aPC tienen la ventaja adicional de ejercer efectos neuroprotectores. La lesión por isquemia-reperfusión (I/R) se produce cuando los tejidos son temporalmente privados de sangre oxigenada (isquemia) y el retorno del flujo sanguíneo (reperfusión) se traduce en daños al tejido. El daño secundario de I/R es una consecuencia de las intensas reacciones inflamatorias que se inician en respuesta a la anoxia. El daño de reperfusión puede ocurrir en los tejidos u órganos que no se vieron afectados por el episodio isquémico inicial. En modelos de ratón, se ha demostrado que la infusión de aPC atenúa el daño oxidativo de los tejidos isquémicos y este efecto puede deberse a la inhibición directa de la activación de los neutrófilos mediada por aPC. Otras afecciones que pueden tratarse con infusión de aPC incluyen la lesión pulmonar aguda, asma y pancreatitis aguda. Los estudios también han demostrado que aPC puede promover la cicatrización de heridas y la angiogénesis.

Activación del Fibrinógeno a Fibrina
El fibrinógeno (factor I) consiste en 3 pares de polipéptidos ([Aá][Bâ][ã])₂. Las 6 cadenas están covalentemente unidas cerca de sus N-terminales a través de uniones disulfuro. Las porciones A y B de las cadenas Aá y Bâ constituyen los fibrinopéptidos, A y B, respectivamente. Las regiones de fibrinopéptidos del fibrinógeno contienen varios residuos de glutamato y aspartato, impartiendo una alta carga negativa a esta región y promoviendo la solubilidad del fibrinógeno en el plasma. La trombina activa es una proteasa de serina que hidroliza al fibrinógeno en cuatro uniones arg-gly (R-G) entre el fibrinopéptido y las porciones a y b de la proteína.
La liberación de los fibrinopéptidos mediada por la trombina genera monómeros de fibrina con una estructura de subunidades (áâã)₂. Estos monómeros se agregan espontáneamente en un arreglo regular, formando un coágulo de fibrina relativamente débil. Además de la activación de la fibrina, la trombina convierte el factor XIII al factor XIIIa, una transglutaminasa altamente específica que introduce uniones covalentes entre el nitrógeno de amidas de las glutaminas y el grupo α-amino de las lisinas pertenecientes a los monómeros de fibrina.

Disolución de los Coágulos de Fibrina
La degradación de los coágulos de fibrina es la función de la plasmina, una proteasa de serina que circula como la proenzima inactiva plasminógeno. Cualquier plasmina libre circulante es rápidamente inhibida por la antiplasmina α₂. El plasminógeno se une al fibrinógeno y a la fibrina, y así se incorporan en un coágulo. El activador tisular del plasminógeno (tPA) y, a un grado menor, la urocinasa son proteasas de serina que convierten el plasminógeno a plasmina. El tPA inactivo es liberado de las células endoteliales vasculares luego de una lesión; se une a la fibrina y es consecuentemente activado. La urocinasa es producida como el precursor de la prourocinasa por las células epiteliales que recubren los conductos excretorios. El papel de la urocinasa es activar la disolución de los coágulos de fibrina que pueden depositarse en estos conductos.
La tPA activa cliva al plasminógeno para producir plasmina, la cual digiere a la fibrina; esta degradación resulta en un producto soluble al cual ni la plasmina ni el plasminógeno se pueden unir. Luego de la liberación del plasminógeno y la plasmina, estos se inactivan rápidamente por sus respectivos inhibidores. La inhibición de la actividad de la tPA resulta de la unión de específicas proteínas inhibidoras. Por lo menos 4 diferentes inhibidores han sido identificados, dos de los cuales son inhibidores de los activadores del plasminógeno tipo I (PAI-1) y tipo 2 (PAI-2) tienen la mayor importancia fisiológica.

Pruebas de Coagulación Sanguínea y las Interpretaciones
Tiempo de sangría ensayos se utilizan para evaluar la vascular y de plaquetas las respuestas que se asocian con la hemostasia. El tiempo de sangría es un frecuente ensayo realizado en pacientes preoperatorios para asegurar que haya una respuesta adecuada a la lesión vascular antes de la cirugía. Como se indicó anteriormente, la respuesta rápida a la lesión vascular (se producen en cuestión de segundos) se constricción de los vasos y las plaquetas la adhesión a la pared del vaso. El método de Ivy para determinar el tiempo de sangrado implica el uso de un manguito de presión arterial (esfigmomanómetro) que se coloca en el antebrazo y se infla a 40 mmHg. Se realiza una incisión superficial en el antebrazo y el tiempo que toma para detener el sangrado se registra. Con el método de Ivy, el sangrado debe cesar en 1-9 minutos. Cualquier tiempo de sangría superior a 15 minutos sería indicativa de un defecto en las respuestas iniciales de los vasos y las plaquetas a la lesión vascular. Un ensayo menos invasivo consiste en el tiempo de sangría usando un bisturí o una aguja especial y un pinchazo de 3-4 mm de profundidad se realiza sobre la yema del dedo o lóbulo de la oreja. Este ensayo de tiempo de sangría se conoce como el método de Duke y en este ensayo debe cesar la hemorragia en 1-3 minutos. El tiempo de sangría es afectado (prolongado) por cualquier defecto en la función plaquetaria, por trastornos vasculares, y en enfermedad de von Willebrand, pero no se ve afectada por otros factores de la coagulación. Los trastornos que se asocian comúnmente con un tiempo de aumento de hemorragia incluyen trombocitopenia, coagulación intravascular diseminada (CID), el síndrome de Bernard-Soulier y enfermedad de Glanzmann. Anormales los tiempos de hemorragia se encuentran también en los pacientes con síndrome de Cushing, severa enfermedad hepática, leucemia, y la insuficiencia de la médula ósea.
Los defectos asociados a los factores de las vías de la coagulación de la sangre también pueden evaluarse con pruebas específicas. El tiempo de protrombina (TP) es un ensayo diseñado para detectar defectos en el fibrinógeno, la protrombina, y los factores V, VII, y X, y por lo tanto las medidas de las actividades de la vía extrínseca de la coagulación. Cuando cualquiera de estos factores es deficiente, entonces el TP se prolonga. Un TP normal es de 11.0-12.5 segundos. Un TP más de 20 segundos es indicativo de la coagulación de déficit. El TP se mide utilizando el plasma después de que las células de sangre se eliminan. Una muestra de sangre se recoge en un tubo que contiene citrato o EDTA para quelar calcio y por lo tanto inhibir la coagulación y las células son eliminadas por centrifugación. Después de que las células se eliminan, el exceso de calcio se añade al plasma para iniciar la coagulación. La medida más común de TP es dividir el tiempo de coagulación de la sangre de los pacientes por la de un estándar conocido y este valor se conoce como el cociente internacional normalizado (INR). Los valores normales de INR oscilan entre 0.8-1.2. El TP se utiliza para determinar la dosis correcta de la warfarina, una clase de medicamentos contra la coagulación (por ejemplo, Coumadin), por la presencia de enfermedad del hígado o daños, y para evaluar el estado de la vitamina K.
El tiempo de tromboplastina parcial (TTP) se utiliza para analizar los defectos en la vía intrínseca de la coagulación. El ensayo de PPH ha sido modificado por los activadores que acortan el tiempo de coagulación normal y esta forma del ensayo se conoce como el tiempo de tromboplastina parcial activado (TTPa). El TTP se prescribe normalmente en pacientes con sangrado inexplicable o la coagulación. El ensayo evaluará la función de fibrinógeno, la protrombina, y los factores V, VIII, IX, X, XI y XII. Un defecto en cualquiera de estos factores resulta en una prolongada TTP (o TTPa). Un TTP normal es de 60-70 segundos, mientras que para el TTPa el rango normal es de 30-40 segundos. El TTP es un ensayo estándar para evaluar la eficacia de la terapia anticoagulante con heparina. TTP prolongado se asocia con trastornos adquiridos o congénitos de la coagulación, la deficiencia de factor de coagulación, la deficiencia de vitamina K, enfermedad hepática, CID, enfermedad de von Willebrand, leucemia, hemofilia, y durante la administración de heparina.