Tous les composants nécessaires au déroulement du processus de coagulation se trouvent dans le sang. En tant que telles, les protéines requises pour que cette coagulation ait lieu font partie de la voie intrinsèque de la coagulation du sang. Cette voie fait intervenir une série de protéines, de cofacteurs protéiques et d’enzymes, qui interagissent dans des réactions qui ont lieu à la surface des membranes. Ces réactions sont initiées par une lésion tissulaire et aboutissent à la formation d’un caillot de fibrine (figure 1).
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La voie intrinsèque est initiée par l’activation du facteur XII par certaines surfaces chargées négativement, dont le verre. Le kininogène de haut poids moléculaire et la prékallikréine sont deux protéines qui facilitent cette activation. La forme enzymatique du facteur XII (facteur XIIa) catalyse la conversion du facteur XI en sa forme enzymatique (facteur XIa). Le facteur XIa catalyse la conversion du facteur IX en sa forme activée, le facteur IXa, dans une réaction qui nécessite des ions calcium. Le facteur IXa s’assemble à la surface des membranes en complexe avec le facteur VIII ; le complexe facteur IXa-facteur VIII a besoin de calcium pour stabiliser certaines structures de ces protéines associées à leurs propriétés de liaison à la membrane. Le facteur X se lie au complexe facteur IXa-facteur VIII et est activé en facteur Xa. Le facteur Xa forme un complexe avec le facteur V sur les surfaces membranaires dans une réaction qui nécessite également des ions calcium. La prothrombine se lie au complexe facteur Xa-facteur V et est convertie en thrombine, une enzyme puissante qui clive le fibrinogène en fibrine, un monomère. Les molécules de fibrine monomère se lient ensuite entre elles (polymérisation) pour former de longues fibres. Par la suite, une liaison supplémentaire entre les unités du polymère est favorisée par une enzyme appelée facteur XIIIa, qui stabilise le caillot nouvellement formé par des liaisons croisées. Bien que les mécanismes détaillés ne soient pas connus, cet effet de cascade, ou de chute d’eau, offre la possibilité d’amplifier un petit signal associé à une lésion tissulaire pour en faire un événement biologique majeur : la formation d’un caillot de fibrine. En outre, une régulation minutieuse de ce système est possible avec la participation de deux cofacteurs protéiques, le facteur VIII et le facteur V.
Certaines surfaces chargées négativement, notamment le verre, le kaolin, certains plastiques synthétiques et les tissus, activent le facteur XII vers sa forme enzymatique, le facteur XIIa. En revanche, certains matériaux ont peu tendance à activer le facteur XII. Les surfaces inactives comprennent certaines huiles, cires, résines, silicones, quelques plastiques et les cellules endothéliales, la surface la plus inerte de toutes. Les propriétés physico-chimiques qui déterminent l’activité ne sont pas connues. Le problème est important, car la chirurgie moderne a besoin d’un matériau parfaitement inactif pour fabriquer des substituts (prothèses) de valves cardiaques et de sections de vaisseaux sanguins. La formation de caillots (thrombi) sur ces surfaces peut entraîner des complications graves, voire mortelles. La chirurgie à cœur ouvert nécessite le pompage du sang à travers un équipement qui n’active pas de manière significative le processus de coagulation du sang. De même, la filtration sanguine des déchets lors de la dialyse rénale ne doit pas conduire à la génération de caillots de fibrine. Pour minimiser l’activation de la coagulation sanguine lorsque le sang circule sur des surfaces étrangères, des médicaments spéciaux (anticoagulants) tels que l’héparine sont employés.
L’activité de la voie intrinsèque peut être évaluée par un simple test de laboratoire appelé le temps de thromboplastine partielle (TTP) ou, plus précisément, le temps de thromboplastine partielle activé. Le plasma est recueilli et anticoagulé avec un tampon au citrate ; le citrate se lie aux ions calcium fonctionnels et les élimine efficacement du plasma. Dans ces conditions, un caillot de fibrine ne peut pas être généré. Un matériau chargé négativement, tel que le kaolin, une matière diatomée, est ajouté au plasma. Le kaolin active le facteur XII sous sa forme enzymatique, le facteur XIIa, qui active ensuite le facteur XI. Le processus est bloqué en raison de l’absence d’ions calcium, qui sont nécessaires à la réaction suivante, l’activation du facteur IX. Après l’ajout d’ions calcium et d’une préparation phospholipidique (qui sert de membrane artificielle pour l’assemblage des complexes protéiques de coagulation du sang), on enregistre la durée jusqu’à la formation d’un caillot visible. Cette réaction se produit en l’espace de 25 à 50 secondes, en fonction de la formulation des produits chimiques utilisés. En pratique, le temps de coagulation d’un plasma testé est comparé au temps de coagulation d’un plasma normal. Le retard de coagulation, mesuré par un temps de thromboplastine partielle prolongé, peut être dû à une déficience de l’activité d’un ou plusieurs des facteurs de coagulation du sang ou à un inhibiteur chimique de la coagulation sanguine.