Tutti i componenti necessari al processo di coagulazione si trovano nel sangue. Come tali, le proteine necessarie per la coagulazione fanno parte della via intrinseca della coagulazione del sangue. Questo percorso coinvolge una serie di proteine, cofattori proteici ed enzimi, che interagiscono in reazioni che avvengono su superfici di membrana. Queste reazioni sono avviate da una lesione del tessuto e portano alla formazione di un coagulo di fibrina (Figura 1).
Encyclopædia Britannica, Inc.
La via intrinseca è iniziata dall’attivazione del fattore XII da alcune superfici caricate negativamente, incluso il vetro. Il kininogeno ad alto peso molecolare e la prekallikreina sono due proteine che facilitano questa attivazione. La forma enzimatica del fattore XII (fattore XIIa) catalizza la conversione del fattore XI nella sua forma enzimatica (fattore XIa). Il fattore XIa catalizza la conversione del fattore IX nella forma attivata, il fattore IXa, in una reazione che richiede ioni di calcio. Il fattore IXa si assembla sulla superficie delle membrane in complesso con il fattore VIII; il complesso fattore IXa-fattore VIII richiede calcio per stabilizzare certe strutture su queste proteine associate alle loro proprietà di legame alla membrana. Il fattore X si lega al complesso fattore IXa-fattore VIII e viene attivato a fattore Xa. Il fattore Xa forma un complesso con il fattore V sulle superfici di membrana in una reazione che richiede anche ioni di calcio. La protrombina si lega al complesso fattore Xa-fattore V e viene convertita in trombina, un potente enzima che scinde il fibrinogeno in fibrina, un monomero. Le molecole di fibrina monomerica si legano poi tra loro (polimerizzano) per formare lunghe fibre. In seguito, un ulteriore legame tra le unità del polimero è promosso da un enzima noto come fattore XIIIa, che stabilizza il coagulo appena formato tramite legami incrociati. Anche se i meccanismi dettagliati non sono noti, questo effetto a cascata offre la possibilità di amplificare un piccolo segnale associato a una lesione tissutale in un grande evento biologico: la formazione di un coagulo di fibrina. Inoltre, un’attenta regolazione di questo sistema è possibile con la partecipazione di due cofattori proteici, il fattore VIII e il fattore V.
Alcune superfici caricate negativamente, tra cui vetro, caolino, alcune plastiche sintetiche e tessuti, attivano il fattore XII nella sua forma enzimatica, il fattore XIIa. Al contrario, alcuni materiali hanno poca tendenza ad attivare il fattore XII. Le superfici inattive includono alcuni oli, cere, resine, siliconi, alcune plastiche e le cellule endoteliali, la superficie più inerte di tutte. Le proprietà fisico-chimiche che determinano l’attività non sono note. Il problema è importante, perché la chirurgia moderna richiede un materiale perfettamente inattivo per realizzare sostituti (protesi) per valvole cardiache e sezioni di vasi sanguigni. La formazione di coaguli (trombi) su queste superfici può portare a complicazioni gravi o addirittura mortali. La chirurgia a cuore aperto richiede il pompaggio del sangue attraverso apparecchiature che non attivano significativamente il processo di coagulazione del sangue. Allo stesso modo, la filtrazione del sangue dei prodotti di scarto durante la dialisi renale non deve portare alla generazione di coaguli di fibrina. Per ridurre al minimo l’attivazione della coagulazione del sangue quando il sangue scorre su superfici estranee, vengono impiegati farmaci speciali (anticoagulanti) come l’eparina.
L’attività della via intrinseca può essere valutata in un semplice test di laboratorio chiamato tempo di tromboplastina parziale (PTT), o, più precisamente, il tempo di tromboplastina parziale attivato. Il plasma viene raccolto e anticoagulato con un tampone di citrato; il citrato si lega e rimuove efficacemente gli ioni di calcio funzionali dal plasma. In queste condizioni, un coagulo di fibrina non può essere generato. Un materiale caricato negativamente, come il caolino, viene aggiunto al plasma. Il caolino attiva il fattore XII nella sua forma enzimatica, il fattore XIIa, che poi attiva il fattore XI. Il processo è bloccato da un’ulteriore attivazione a causa della mancanza di ioni calcio, che sono necessari per la reazione successiva, l’attivazione del fattore IX. Dopo l’aggiunta di ioni calcio e di una preparazione fosfolipidica (che serve come membrana artificiale per l’assemblaggio dei complessi proteici della coagulazione del sangue), si registra la durata del tempo fino alla formazione di un coagulo visibile. Questa reazione avviene nel giro di 25-50 secondi, a seconda della formulazione delle sostanze chimiche utilizzate. In pratica, il tempo di coagulazione di un plasma di prova viene confrontato con il tempo di coagulazione del plasma normale. La coagulazione ritardata, misurata come un tempo di tromboplastina parziale prolungato, può essere dovuta a una carenza nell’attività di uno o più fattori di coagulazione del sangue o a un inibitore chimico della coagulazione del sangue.