Hemokoagulace a renální insuficience, hemokoagulace a diabetes mellitus 2. typu

Overview

Diabetes mellitus je častou příčinou renální nedostatečnosti. Při renální nedostatečnosti se objevují jak krvácivé projevy, které mají příčinu především v poruše funkce krevních destiček, tak také hyperkoagulační stavy, který vyplývají z významné hyperfibrinogenemie. Fibrinolýza bývá jak zvýšena, tak i často snížená. Změnami hemostázy u renální nedostatečnosti se literatuře zabývala řada autorů. V konečné fázi renální insuficience dominuje spíše krvácivá diatéza. Projevuje se kožním krvácením, slizničními projevy, ale také retroperitoneálním a mozkovým krvácením. Hlavní příčinou krvácivého stavu je destičková dysfunkce, k ní se přidává účinek antikoagulační a protidestičkové léčby, která se používá při dialýze. Poruchy destičkových funkcí jsou vyvolány získanou trombocytopatií a rezultují v poruchu interakce stěny cévní a destičky. Dialýza odstraňuje destičkové abnormality jen dočasně tím, že odstraní uremické toxiny vyvolávající destičkové poruchy. Dialýza na druhé straně může způsobovat protrombotickou aktivitu. Změny hemostázy u diabetu 2. typu jsou součástí syndromu inzulinové resistence a navozují protrombotický stav díky snížené fibrinolýze.

Klíčová slova:
hemokoagulace - renální insuficience - diabetes mellitus

Jaký je vliv renální nedostatečnosti na krvácivý či trombofilní stav

Renální nedostatečnost je onemocněním, které cituje v literatuře již v 18. století Morgagni [1], ale první popis renální nedostatečnosti je připisován Brightovi [2]. Renální nedostatečnost je provázena řadou významných změn homeostázy a také závažnými změnami funkce destiček, koagulačních faktorů a fibrinolýzy. Při renální nedostatečnosti se objevují jak krvácivé projevy, které mají příčinu především v poruše funkce krevních destiček, tak také hyperkoagulační stavy, který vyplývají ze změn fibrinolýzy, aktivity koagulačních faktorů a hyperfibrinogenemie. Fibrinolýza bývá jak zvýšena, tak i často snížena. Změnami hemostázy u renální nedostatečnosti se literatuře zabývala řada autorů. V konečné fázi renální insuficience dominuje spíše krvácivá diatéza. Projevuje se kožním krvácením, slizničními projevy, ale také retroperitoneálním a mozkovým krvácením. Hlavní příčinou krvácivého stavu je destičková dysfunkce, k ní se přidává účinek antikoagulační a protidestičkové léčby, která se používá při dialýze. Poruchy destičkových funkcí jsou vyvolány získanou trombocytopatií a rezultují v poruchu interakce stěny cévní a destičky [3-5]. Dialýza odstraňuje destičkové abnormality jen dočasně tím, že odstraní uremické toxiny vyvolávající destičkové poruchy [6-8]. Dialýza však na druhé straně může způsobovat protrombotickou aktivitu [9]. Jde především o kontaktní aktivaci hemostázy umělými povrchy a podpůrnou léčbou renální nedostatečnosti, jako je léčba anémie, podávání erytropoetinu, desmopresinu a estrogenů. Změny funkce krevních destiček při ledvinové nedostatečnosti jsou tedy jistě hlavní známou příčinou uremického krvácení. Pro objasnění získané trombocytopatie při uremii je nutné uvést několik poznámek k funkci destiček v hemostáze.

Role krevních destiček v hemostáze

Krevní destičky mají více úloh v primární hemostáze:

1. Přispívají k zachování integrity cévní stěny uzavíráním drobných defektů endoteliální výstelky.
2. Tvorbou primitivní hemostatické zátky zastavují v iniciální fázi krvácení.
3. Stabilizují a zpevňují primární koagulum uvolňováním koagulačně aktivních látek během release reakce a poskytnutím povrchu, na němž některé koagulační rekce proběhnou [10].

Krevní destičky v primární hemostáze se aktivují ve 4 krocích:

1. adherují na poškozený endotel a umělé povrchy
2. uvolňují ze zásobních granulí aktivační působky, především ADP
3. agregují spolu a vytvářejí hemostatickou zátku
4. vytvářejí prokoagulační povrch pro aktivní koagulační proteiny [11]

Destičky jsou stimulovány poraněním endotelu a adherují k subendoteliální matrix a absorbují plazmatické proteiny včetně von Willebrandova faktoru a fibrinogenu. Destičky adherují na von Willebrandův faktor pomocí receptoru destičkových glykoproteinů (GP) Ib/IX/V a prostřednictvím fibrinogenu pomocí glykoproteinu (GP) IIb/IIIa. Adherující destičky mění po kontaktu s kolagenem svůj tvar. Vytvářejí pseudopodie a rozprostírají se po exponovaném povrchu. Současně s tím dochází ke změnám povrchových vlastností membrány destiček a k uvolňovací reakci. Destičková adheze stimuluje intracelulární signál, který vede k uvolnění destičkového faktoru 4 (PF4) a β-tromboglobulinu (β-TG) růstového destičkového faktoru, faktoru V a dále trombospondinu z α-granulí, zároveň se uvolňují fosfolipidy, které dovolují zahájení koagulační reakce na povrchu destiček a vedou k tvorbě fibrinu. Adenozindifosfát (ADP) se uvolňuje z denzních granulí a aktivuje GP IIb/IIIa receptor a podmiňuje agregaci krevních destiček. Spolu s ním se uvolňuje z denzních granulí ATP, serotonin a Ca++ ionty [10].

Hlavními fyziologickými induktory agregace je ADP a tromboxan A2 (TXA2), který vzniká metabolickým pochodem zahájeným aktivací destičkové fosfolipázy. Na agregaci se též podílí trombin vzniklý v malém množství na povrchu destiček. Agregace trombocytů je závislá na přítomnosti 2 dalších glykoproteinů (GP IIb a GP IIIa) v membráně destiček, fibrinogenu a Ca++. Fibrinogen spojuje destičky, a podmiňuje tím tvorbu agregátů. Zatímco TXA2 podporuje uvolňování ADP, druhý prostaglandin - prostacyklin PGI2, který vzniká v cévních endoteliích, uvolňování ADP brzdí, inhibuje agregaci destiček a zabraňuje tvorbě destičkových trombů mimo místo poranění. Vede navíc k lokální vazodilataci [11].

Vyšetřovací metody destiček v minulých desetiletích se soustředily především na zjišťování krvácivých stavů destičkového původu. Metod, jak prokázat destičkovou hyperaktivitu a z ní usuzovat na větší schopnost trombogeneze, je poměrně málo a jejich interpretace je pro komplexnost změn a interakce s endotelem a krevními elementy stále problematická. Vyšetření destičkových funkcí se často omezuje pouze na vyšetření agregace krevních destiček a z tohoto vyšetření se dělají zásadní klinické závěry. Vyšetření agregace destiček je jen jedna laboratorní metoda se svými metodickými zásadami a specifickou interpretací. Při pátrání po chorobách destiček zůstává základním přístupem k vyšetření destičkových funkcí vyšetření anamnézy a fyzikální vyšetření. Vyšetřovací metody jsou uvedeny v tab. 1.

Přijdou-li krevní destičky během cirkulace do styku s obnaženým kolagenem v subendoteliální vrstvě cévní stěny v důsledku ruptury aterosklerotického plátu, dochází v tomto místě k jejich adhezi. Záleží na rovnováze proagregačních a antiagregačních mechanizmů, zda tento děj přestoupí do tvorby destičkového trombu.

Aktivity destiček v primární hemostáze jsou vzájemně provázány a agregace je pouze jednou nedílnou součástí primární hemostázy.

Příčiny změn destičkových funkcí při renální nedostatečnosti

U uremie je snížená hladina glykoproteinu 1b (GP1b) a je spojená se zvýšením glykokalicinu - solubilního bílkovinného fragmentu glykoproteinu 1b [13]. To je vyplývá z proteolýzy GP1b na povrchu krevní destičky [14]. U uremických nemocných je snížená vazba von Willebrandova faktoru a fibrinogenu na glykoprotein IIb/IIIa (GPIIb/IIIa), což se projeví sníženou adherencí destiček k endotelu a k subendoteliálním strukturám. Dialýza dočasně upravuje defekt vazby GP IIb/IIIa a fibrinogenu. Jde o funkční defekt, neboť počet receptorů GP IIb/IIIa je normální [15]. Prostacyklin (PGI2), který inhibuje destičkové funkce aktivací adenylcyklázy, také produkuje inhibitor destičkových funkcí cyklického adenozinmonofosfátu (cAMP). Všechny tyto látky jsou u uremických destiček zvýšené [16,17]. Fakt, že aspirin zhoršuje uremické krvácení, je dokladem toho, že zvýšená produkce prostacyklinu je pouze jedním z faktorů, které způsobují uremické krvácení [18]. Oxid dusný (NO) způsobuje poruchu destičkových funkcí tím, že zvyšuje tvorbu cyklického guanosinmonofosfátu v hladkých svalových vláknech a destičkách. Oba působky jsou zvýšeny v destičkách u uremiků [19]. Parathormon (PTH) bývá u uremie zvýšen a stimuluje destičkovou adenylcyklázu, a tím opět zvyšuje cAMP a zároveň krvácivou pohotovost. Existuje korelace mezi hladinou PTH a krvácivým syndromem u nemocných v uremii [20].

Anémie

Anémie také potencuje krvácivý stav, neboť ovlivňuje destičkové funkce [21]. Erytrocyty totiž napomáhají adhezi krevních destiček, takže nedostatek erytrocytů snižuje destičkové funkce. Erytrocyty také mění destičkové funkce, protože uvolňují adenozindifosfát (ADP) a inaktivují PGI2. Při léčbě anémie erytropoetinem dochází ke zvýšení počtu receptorů GPIIb/IIIa destiček a mění se trombinem indukovaná fosforylace destičkových proteinů [22]. Na jedné straně zlepšuje krvácivý syndrom - získanou destičkovou trombocytopatii, na druhé straně může navodit destičkovou hyperaktivitu [23].

Vliv léků

Léky měnící destičkové funkce zvyšují riziko krvácení, zejména když dochází k nakupení jejich metabolitů pro snížených renálních funkcí. Betalaktamová antibiotika mění destičkovou membránu a interferují s ADP receptorem. Mohou se akumulovat při renální nedostatečnosti a vyvolávat snížení destičkové agregace a prodloužení krvácivosti [24]. Třetí generace cefalosporinů také mění destičkové funkce a navíc dochází při jejich užívání ke koagulačním změnám [25]. Aspirin ve středních dávkách prodlužuje krvácivost u nemocných s renální nedostatečností, stejně jako nesteroidní antiflogistika, která inhibují destičkovou cyklooxygenázu. Krvácivý efekt nesteroidních antiflogistik je po jejich vysazení krátkodobý, na rozdíl od aspirinu, kde přetrvává déle [26].

Trombóza při renální nedostatečnosti

Hemostáza při renální nedostatečnosti je vychýlena směrem ke krvácení, které je převážně vyvoláno poruchou destičkových funkcí. Přesto může při renální nedostatečnosti docházet k aktivaci hemostázy a trombózám. Hemodialýza zvyšuje destičkovou agregace, ke konci dialýzy může být navozen trombofilní stav. Tento stav může být způsoben kvalitou dialyzačních membrán. Během dialýzy tvoří cirkulující aktivované destičky komplexy s leukocyty a erytrocyty a indukují destičkovou agregaci [27]. Aminofosfolipid fosfatidylserin také vytváří na destičkové membráně trombofilní podmínky při chronické aktivaci destiček u chronicky dialýzovaných nemocných. Mikropartikule s prokoagulační aktivitou erytropoetinu významně zvyšuje mikropartikule u hemodialyzovaných i peritoneálně dialyzovaných nemocných [28]. Léčba erytropoetinem vede rovněž k vzestupu mikropartikulí s prokoagulační aktivitou. Předpokládá se, že tyto mikropartikule mají vliv na prokoagulační tendence u dialýzovaných nemocných s anémií jak při hemodialýze, tak při peritoneální dialýze [27].

Jaké jsou změny hemostázy při diabetes mellitus 2. typu

Studie, které zkoumaly změny hemostázy u obézních diabetiků 2. typu, včetně změn fibrinolýzy, prokazovaly snížení fibrinolytické aktivity a zvýšení trombogenního rizika v rámci plurimetabolického syndromu inzulinové rezistence [29]. Diabetes mellitus 2. typu s obezitou ovlivňuje jak složky fibrinolýzy, tak i některé složky koagulačního systému a projevy aktivace destiček, včetně poškození endotelu [30,31]. Ranieri [32] prokázal, že krevní destičky u obézních mužů mají větší střední objem. Zvětšení středního objemu trombocytů (MPV) je pokládáno za projev aktivace destičkových funkcí a provází kardiovaskulární onemocnění, jako je náhlá cévní příhoda mozková, srdeční infarkt, ale i diabetes mellitus.

Analýza změn hemostázy je základem pro studium trombogenicity v různých situacích [33]. Zvýšení koncentrace inhibitoru aktivátoru plazminogenu (PAI-1) je prediktivní faktor infarktu myokardu u nemocných s anginou pectoris. Zvýšení tkáňového aktivátoru (tPa) je prognostický faktor pro vznik srdečního infarktu u zdravých osob. Stejně tak je pozitivní korelace mezi hladinou PAI-1 a tPa u nemocných s počínající karotickou stenózou. Fibrinolytická aktivita, PAI-1 a tPa těsně korelují s četnými komponentami syndromu inzulinové rezistence (IR): body mass indexem - BMI, poměrem pas-boky, triglyceridy, HDL-cholesterolem, endogenním inzulinem, krevním tlakem atd [34]. Vzestup PAI-1 koreluje se vzestupem BMI, korekcí hypertenze, hladinou inzulinu, vzestupem triacylglycerolů (TAG) a poklesem HDL-cholesterolu [35]. Ukazuje se, že změny fibrinolýzy by mohly mít i genetický podklad. Byl prokázán vztah mezi 4G alelou a vysokou koncentrací PAI-1 v plazmě. Sekvence 4G/5G má část ovlivňující vazbu triglyceridů. Vztah mezi genotypem a fenotypem však nebyl studiemi bezpečně potvrzen. Zatím bylo popsáno 8 polymorfizmů genu pro PAI-1. Nejvíce se uplatňuje 4G/5G polymorfizmus promotorové oblasti genu. 4G alela defektní pro vazbu specifického receptoru transkripce je spojená s vyšší koncentrací PAI-1, vyššími TAG a vyšším rizikem trombózy spojené s aterosklerózou [36].

Změny fibrinolytických vlastností krve jsou u obézních nemocných s diabetem 2. typu závislé na produkci PAI-1 adipocyty. Metabolický kompartment PAI-1 je tvořen adipocyty a hepatocyty. Hepatocyty produkují jen malé množství PAI-1. Experimentálně se u obézních myší zjistilo, že se až 7krát zvyšuje produkce PAI-1 v adipocytech a jen 2krát v hepatocytech. Hladiny PAI-1 při obezitě a diabetu jsou jednoznačně dány množstvím viscerálního tuku. Lidské kultury omentálních adipocytů tvoří více PAI-1 než podkožní tuková tkáň. Lokální tvorba PAI-1 je důležitá pro regulaci proliferace adipocytů, která je závislá na plazminem aktivované proteolýze. PAI-1 tak nepřímo inhibičně ovlivňuje zvyšování buněčnosti tukové tkáně [34].

Vztah PAI-1 k tvorbě tukových zásob vysvětluje jeho regulaci různými hormony, růstovými faktory a cytokiny, jako je inzulin, transformační růstový faktor β (TGFβ) a TNFα. Inzulin stimuluje tvorbu PAI-1 v adipocytech současně s působením VLDL a volných mastných kyselin. Tuková tkáň je nejdůležitějším zdrojem PAI-1 v závislosti na inzulinu. V experimentu se prokázalo, že aplikace inzulinu zvyšuje expresi mRNK pro PAI-1 více v tuku než v játrech. Ve splanchnickém endotelu se jeho tvorba neindukovala [37].

Adipocyty jsou významným zdrojem lokálních regulátorů množství tuku typu TGFβ a TNFα. TGFβ je mitogenem pro adipocyty, čímž zvyšuje buněčnost tukové tkáně, zároveň inhibuje jejich diferenciaci na adipocyty. TNFα je naopak fyziologickým adipostatem. Oba faktory indukují tvorbu PAI-1 na úrovni genu, přičemž stimulační účinek TNFα je srovnatelný s inzulinem, zatímco efekt TGFβ je několikanásobně vyšší.

Sakamoto [38] soudí, že obezita je provázená hyperinzulinemií a zvýšenou koncentrací TNFα v tukové tkáni. TNFα podmiňuje syntézu PAI-1 v kulturách adipocytů. TNFα selektivně zvyšuje syntézu PAI-1 bez současného zvyšování sekrece tPa. Inkubace adipocytů s TNFα nebo inzulinem po 5 dní zvyšuje sekreci PAI-1.

TNFα inhibuje lipoproteinové lipázy a potlačuje diferenciaci adipocytů. Vlivem TNFα dochází k tvorbě kyslíkových radikálů. Hlavním zdrojem tvorby TNF jsou makrofágy v odezvě na řadu podnětů. TNF je považován za jednoho z mediátorů inzulinorezistence, a to pro svůj prokázaný vliv na fosforylaci tyrozinu na inzulinovém receptoru, která má za následek zhoršení signalizace po vazbě na inzulin vzhledem k útlumu proteinových kináz. U inzulinorezistence spojené s obezitou byl prokázán vliv solubilního receptoru pro TNF (sTNF-R p55) na substrát inzulinového receptoru IRS-1. Sekundární úlohu u inzulinorezistence při obezitě hraje IL-6 [39]. Yudkin [40] shrnuje, že syndrom inzulinové rezistence v sobě neobsahuje pouze klasické rizikové faktory kardiovaskulárních onemocnění, jako je hypertenze a hyperlipoproteinemie, ale je často provázen četnými změnami koagulace a fibrinolýzy. V experimentu je exprese sekrece PAI-1 v hepatocytu a endoteliálních buňkách indukována inzulinem, triglyceridy, oxidovanými LDL a proinzulin like molekulami. U syndromu inzulinové rezistence je zvýšená koncentrace endoteliálního faktoru von Willebrandova, která svědčí o poškození endotelu. Zvýšení fibrinogenu je spojováno se syndromem inzulinové rezistence. Podle posledních pozorování sekrece IL-6 z tukové tkáně, kombinovaná s TNFα u obézních diabetiků indukuje inzulinovou rezistenci a při inzulinové rezistenci dochází k poškození endotelu, koagulopatiím a ischemické chorobě srdeční.

Práce vznikla za podpory výzkumného záměru VZ MZO 00179906.

prof. MUDr. Jaroslav Malý, CSc.

www.lfhk.cuni.cz

e-mail: maly@lfhk.cuni.cz

Doručeno do redakce: 10. 2. 2008