Après avoir été bombardé de « Cellules au travail ! », vous devriez savoir ce qu’est la cascade de coagulation, n’est-ce pas ?

Auteur : Lin Lisha (Institut de botanique de Kunming, Académie chinoise des sciences)

L'article provient du compte officiel de l'Académie des sciences (ID : kexuedayuan)

——

L'animation scientifique populaire « Les cellules au travail ! » a charmé de nombreux internautes, et les jolies plaquettes de l'épisode 2 « Scratches » ont conquis d'innombrables fans. Afin de guérir les plaies et d’arrêter les saignements à temps, les plaquettes utilisent des facteurs de coagulation pour aider les globules blancs à vaincre les bactéries, protégeant ainsi le monde dans lequel vivent les cellules.

Source de l'image : bilibili

Lorsqu'il y a un saignement d'une plaie lors d'un traumatisme, ou lorsqu'il y a un petit point de saignement au point d'insertion de l'aiguille lors du prélèvement sanguin, nous pouvons généralement arrêter le saignement en appliquant une pression. Cela est principalement dû à la contribution des plaquettes et des facteurs de coagulation. Après qu'un vaisseau sanguin est blessé, les plaquettes se précipitent vers la plaie et l'activation ultérieure de la cascade de coagulation fournit un soutien opportun aux plaquettes. En parlant de la cascade de coagulation, vous ne la connaissez peut-être pas. Aujourd'hui, Dayuaner vous emmènera découvrir la « cascade de coagulation ».

Qu'est-ce que la cascade de coagulation ?

Aux yeux des scientifiques, le processus de coagulation n'est pas seulement une boule de coton hémostatique ou un caillot de sang, mais quelque chose comme la figure 1 (l'indice a indique l'état activé, activé). Comme d’autres voies de signalisation dans le corps, le processus de coagulation est délicatement régulé et est appelé au sens figuré la « cascade de coagulation ». Son essence biochimique est une série de réactions enzymatiques des facteurs de coagulation dans le plasma. Les facteurs en amont activent leurs facteurs en aval et, finalement, la prothrombine (FII) est convertie en thrombine (FIIa), qui convertit le fibrinogène soluble (FI) en fibrine insoluble (FIa).

Figure 1. « Cascade de coagulation », réaction en cascade des facteurs de coagulation (l'indice a indique l'état d'activation)

Dans des circonstances normales, les facteurs de coagulation dans le corps sont dans un état inactivé. Ils circulent simplement paresseusement dans le sang ou sont isolés par l'endothélium vasculaire. De plus, il existe de nombreuses « portes » dans le corps pour empêcher la cascade de coagulation de se précipiter et de former des caillots sanguins qui bloqueraient les vaisseaux sanguins normaux. Lorsque nous sommes blessés, la cascade de coagulation doit surmonter diverses forces de résistance le long du chemin de réaction en cascade pour former un caillot sanguin afin de bloquer les vaisseaux sanguins rompus et d'éviter un saignement excessif, ce qui est l'hémostase physiologique.

Êtes-vous un peu étourdi lorsque vous voyez pour la première fois la cascade de coagulation (Figure 1) ? Et cela n’inclut même pas les « portes » ; vous voyez, leurs chiffres romains ne sont pas dans l'ordre de la réaction en cascade, comme FXI-FIX-FX-FII, et certains chiffres manquent, comme FIII, FIV et FVI. Jetons un œil à « l’histoire secrète » des membres de la famille de la coagulation.

La logique derrière le chaos

En fait, les chiffres romains sont classés dans l’ordre dans lequel ils ont été découverts. De manière spectaculaire, le facteur de coagulation XII (FXII) le plus en amont est le dernier à remplir la cascade de coagulation, et sa découverte s'étend sur plus d'un siècle depuis la dénomination du premier facteur de coagulation (FI, fibrinogène).

La découverte du FXII est issue d’un test de fonction de coagulation anormal. En 1958, le Dr Ratnoff a découvert que lorsque le sang de Hageman était testé in vitro, le temps de coagulation était anormalement prolongé. Il a ajouté tous les facteurs de coagulation connus à l'époque au sang du patient, mais n'a toujours pas pu corriger le temps de coagulation. Cela signifie que le facteur de coagulation qui manquait à Hageman n’a pas encore été découvert. Ratnoff est devenu le découvreur de ce facteur inconnu et il l'a nommé facteur Hageman, d'après le nom du patient. Étant donné que le phénomène de promotion de la coagulation sanguine sur la surface du verre est lié à ce facteur, il est également appelé facteur de surface. Plus tard, la nomenclature internationale lui a donné un nom standard, FXII.

Comme vous pouvez l’imaginer, la plupart des autres facteurs de coagulation ont subi des processus de découverte et des changements de dénomination similaires (voir tableau).

Figure 2. Facteurs de coagulation et leurs codes numériques

De plus, pourquoi FIII, FIV et FVI ne sont-ils pas représentés dans le schéma ? La raison est qu’ils sont trop spéciaux. Le FIII existe principalement dans le tissu sous-endothélial et est le seul facteur de coagulation qui n’est pas présent dans le sang. Les scientifiques aiment l’appeler facteur tissulaire (FT). La nature chimique du FIV est particulière. C'est le seul facteur de coagulation qui n'est pas une protéine. Le Ca2+ dans le diagramme est le FIV lui-même. FVI est encore plus spécial. Les gens ont découvert que le facteur de coagulation que l’on pensait être le FVI est en fait la forme activée du FV (FVa). Une fois le malentendu résolu, cela n’aura plus rien à voir.

Histoire des cascades

Le système de coagulation original ne comportait que quatre éléments, dont des ions calcium. En 1905, Paul Morawitz a proposé un prototype du processus de coagulation (Figure 3).

Sur les épaules de nos prédécesseurs, des années 1940 aux années 1960, en un peu moins de 20 ans, les facteurs 5 à 12 ont été découverts les uns après les autres par des scientifiques diligents.

Pendant la Seconde Guerre mondiale, des histoires inspirantes d'aventures scientifiques ont été transmises. À cette époque, les approvisionnements étaient rares et la viande était une denrée rare. Il existait un test (temps de prothrombine) qui utilisait généralement de la poudre de cerveau de lapin riche en facteur tissulaire pour induire la coagulation. On dit qu'Owren, le scientifique finlandais qui a découvert le FV, a risqué sa vie pendant la guerre pour trouver deux lapins pour terminer l'expérience.

À mesure que de plus en plus de facteurs de coagulation ont été découverts, afin d'éviter toute confusion, les scientifiques ont créé le Comité international de nomenclature des facteurs de coagulation (plus tard la Société internationale de thrombose et de coagulation) en 1954 et ont décidé d'utiliser des chiffres romains pour la dénomination.

Figure 3. Modèles de systèmes de coagulation de haut en bas en 1905, 1964 et au 21e siècle

C'est l'esprit de conjecture audacieuse et de vérification minutieuse de ces scientifiques qui nous a donné le diagramme en cascade de coagulation que nous avons aujourd'hui. Sur la base de cette « carte », les scientifiques ont trouvé des cibles et développé de nombreux médicaments pour la prévention et le traitement des maladies thrombotiques, tels que le rivaroxaban qui inhibe le FXa, et le dabigatran et la bivalirudine qui inhibent le FIIa.

Figure 4. Anticoagulants courants rivaroxaban et dabigatran (Source de l'image : Baidu Image)

Si la cascade n'est pas complète...

L'hémophilie (hémophilie, dont la racine est hemo (sang) + (philia) amitié, signifiant « maladie hémorragique »), une maladie du sang bien connue, est un trouble de la coagulation causé par le manque de facteurs de coagulation. Les patients ont une tendance à souffrir de saignements post-traumatiques tout au long de leur vie, et les patients gravement malades peuvent également souffrir de saignements spontanés sans traumatisme. L'hémophilie fait généralement référence à l'hémophilie A, qui est une déficience du facteur de coagulation VIII, tandis que l'hémophilie B et C sont des déficiences des facteurs de coagulation IX et XI respectivement, qui sont tous deux moins courants.

L'hémophilie A et B sont des maladies génétiques récessives liées à l'X, généralement les femmes sont porteuses et les hommes sont touchés. On dit qu'au XIXe siècle, l'hémophilie s'est propagée aux familles royales européennes par les descendants de la reine Victoria, ce qui a indirectement fait tomber la famille royale russe (c'est la « maladie royale » de l'histoire).

Figure 5. Carte de liaison du chromosome X de l'hémophilie (image provenant d'Internet)

Bien que les premières traces d'hémophilie remontent à l'hébreu avant l'ère chrétienne (les Juifs de l'époque avaient peut-être le concept d'hérédité, et le patriarche a enregistré que si un garçon juif mourait d'hémorragie après la circoncision, son frère cadet pouvait être exempté de la circoncision), la compréhension de la cause de l'hémophilie n'est devenue progressivement claire qu'au 20e siècle. Les scientifiques ont finalement percé le brouillard et trouvé des traitements correspondants.

L’hémophilie est actuellement encore principalement traitée par un traitement de substitution, comme une supplémentation en plasma frais congelé, en concentré de FVIII extrait du sang et en préparations de FVIII recombinant ; De plus, les scientifiques étudient activement l’utilisation de la thérapie génique pour traiter l’hémophilie afin de guérir complètement les patients.

Bien que les chutes de la Coagulation puissent sembler un peu vertigineuses à première vue, vous pouvez trouver la direction si vous regardez attentivement la carte. Si vous n’avez pas de carte du tout, vous ne saurez pas par où commencer. Qu'en pensez-vous, chers lecteurs ?

Annexe Facteurs de coagulation et leurs fonctions

Références

1. Wang Zhenyi et al., Théorie fondamentale et pratique clinique de la thrombose et de l'hémostase, Shanghai Science and Technology Press, 2004 ;

2. Douglas S, Revue historique COAGULATION HISTORY, OXFORD 1951-1953, Br J Haematol., 1999, 107 : 22-32

3. Ratnoff OD, Rosenblum JM. Rôle du facteur Hageman dans l'initiation de la coagulation par le verre (preuve que le verre libère le facteur Hageman de l'inhibition). Am J Med. 1958, 25:160–168

4. Margolis J. Surface de verre et coagulation sanguine. Nature. 1956, 178 : 805–806.

5. Wang Guyun, Yao Hongxia : Progrès dans le traitement de l’hémophilie, Medical Review, 2016, 22 : 4429-4432

6. Yu Fenggao : La « maladie royale » de la famille royale européenne : d’où vient le gène de l’hémophilie ? | Tianxia, ​​​​Sohu.com, lien : http://www.sohu.com/a/119675375_162197

7. Boehringer Ingelheim : Un article qui vous aide à comprendre le passé et le présent de la médecine de la coagulation, Sohu.com, lien : http://www.sohu.com/a/119640212_352501