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Lacoagulation sanguine est un processus complexe aboutissant à la formation decaillots sanguins. C’est une partie importante de l’hémostase où la paroi endommagée d’unvaisseau sanguin est couverte d’un caillot defibrine, ce qui a pour conséquence d'arrêter l’hémorragie. Les troubles de la coagulation qui mènent à des risques de saignements plus importants sont appeléshémophilie. D'autres troubles de la coagulation peuvent mener à un plus grand risque dethrombose.
La coagulation est remarquablement préservée d'une espèce à l'autre : chez tous lesmammifères, elle repose sur la formation d'unclou plaquettaire et sur une composanteprotéique de coagulation (ce sont lesfacteurs de coagulation).
Dans les années 1960, Davie, Ratnoff et Macfarlane décrivent le concept de la coagulation en la nommant« théorie de la chute d'eau » ou« de la cascade ». Ils décrivent le principe fondamental de la cascade de proenzymes menant à l'activation des enzymes en aval[1].
La coagulation débute presque instantanément après une brèche au niveau de la paroiendothéliale des vaisseaux sanguins. L'exposition du sang aufacteur tissulaire initie des changements au niveau des plaquettes et dufibrinogène et enclenche une séquence d'activation, en série, des facteurs de la coagulation. Lesplaquettes forment immédiatement un clou qui bloque le saignement : c'est l'hémostase primaire. L'hémostase secondaire débute au même moment : des protéinesplasmatiques appelées « facteurs de coagulation » réagissent dans une cascade complexe qui forme des fibres defibrine, ce qui renforce le clou plaquettaire.
Le phénomène de coagulation sanguine est généralement modélisé mathématiquement par l'équation de Smoluchowski[2], qui permet notamment de modéliser la formation decaillots sanguins lors de l'occurrence du phénomène degélation.
l'hémostase primaire[4] correspond à l’adhésion des plaquettes au vaisseau lésé et entre elles (agrégation plaquettaire) ;
l'hémostase secondaire correspond à la coagulation proprement dite ;
le caillot attire et stimule la croissance defibroblastes et de cellules demuscle lisse au sein de la paroi vasculaire et entame le processus de réparation qui résultera finalement en la dissolution du caillot (fibrinolyse).
La formation du clou plaquettaire (ou hémostase primaire)
La cascade de coagulation[8], observéein vitro, est constituée de deux voies qui mènent à la formation defibrine. Ce sont la voie extrinsèque (dépendante dufacteur tissulaire) et la voie intrinsèque. On croyait auparavant que ces deux voies étaient d'importance égale dans la cascade de coagulation. On sait à présent que la voie la plus importante dans l'initiation de la coagulation est la voie extrinsèque[9]. Les deux voies sont des séries de réactions dans lesquelles un zymogène (producteur d'enzymes) desérine protéase et son cofacteurglycoprotéique sont activés pour ensuite catalyser la prochaine réaction. Les facteurs de coagulation sont normalement identifiés par des chiffres romains, avec una minuscule pour distinguer la forme active.
Les facteurs de coagulation sont généralement des sérine protéases (enzymes). Il y a quelques exceptions. Par exemple, lefacteurVIII et lefacteurV sont des glycoprotéines, et le facteurXIII est unetransglutaminase. Les sérine protéases fonctionnent en clivant d'autres protéines à des résidus spécifiques de sérine. Les facteurs de coagulation circulent sous forme de zymogènes inactifs. La cascade de coagulation est classiquement divisée en trois voies : la voie extrinsèque et la voie intrinsèque activent toutes les deux la voie commune finale dufacteurX, de la thrombine et de la fibrine.
L'intégrité de la paroi des vaisseaux sanguins compromise,le facteur VII quitte la circulation et entre en contact avec lefacteur tissulaire exprimé par les fibroblastes du stroma et par les leucocytes. Il y a formation du complexe activé TF-FVIIa.
La cascade de coagulation expliquée selon la séparation en deux voies est une compréhension valablein vitro. L'observation de patients ayant des déficits enfacteur XII[10] et ayant pourtant une activation de la cascade de coagulation a remis en cause ce modèle[11]. La coagulation s'expliquerait de manière plus conforme à la réalitéin vivo en illustrant l'activation transversale, entre les deux voies extrinsèques et intrinsèques, selon plusieurs phases dont les dynamiques sont différentes . Ainsi il paraît plus juste de séparer de manière globale la coagulation par quatre phases : une phase d'initiation, une phase d'amplification, une phase de propagation et une phase de stabilisation.
Initiation: En cas de brèche, le FXa formé active la thrombine en faible quantité qui ne peut à cette étape cliver le fibrinogène mais qui active à son tour le Facteur V et VIII. Le complexe Facteur tissulaire-Facteur-VIIa -FXa est inhibé par le TFPI.
Amplification[12]. La thrombine initialement formée active le FVIII, le FV et le FXI. Le FIX peut être activé soit par le FXIa à la surface des plaquettes activées soit par le complexe FT-FVIIa. L'activation du FVIII permet la formation à la surface des plaquettes activées du complexe FVIIIa-FIXa.
Propagation Le complexe FVIIIa-FIXa permet l'activation du Facteur X à la surface des plaquettes activées. Le Facteur Xa forme avec le facteur Va le complexe prothrombinase sur les plaquettes activées et en présence de calcium. Ce complexe permet de former la thrombine en grande quantité.
Stabilisation Ce complexe permet la formation de fibrine par dégradation du fibrinogène en monomère de fibrine. A ce stade les monomères de fibrines sont solubles et instables ils s'associent pour former des polymères. Le Facteur XIII activé par la thrombine transforme ces polymères en des composés stable et insolubles. Un réseau se forme qui emprisonne les globules rouge (Thrombus Rouge).
Si par ces présentes descriptions, on se rapproche de la réalitéin-vivo, au fil des connaissances les compréhensions de la coagulation s'affinent. Par exemple, le mécanisme de génération du FVIIa fait l'objet de publication en 2019[13].
La fibrinolyse marque la fin du processus de coagulation et le retour à une circulation normale.
Lafibrinolyse est le processus par lequel lafibrine est dégradée par laplasmine et est ainsi dissoute. La plasmine est activée à partir du plasminogène par letissue plasminogen activator (tPA) ou l'urokinase. La voie principale est celle du tPA, l'urokinase agit plutôt comme amplificateur de la dégradation du fibrinogène en fibrine et en produit de dégradation de la fibrine (PDF). Il existe des inhibiteurs du processus du fibrinolyse, qui sont le PAI inhibant le tPA et l' α2-antiplasmine neutralisant la plasmine.
Des troubles de la fibrinolyse, par exemple des défauts de fonctionnalités des molécules activatrices ou une augmentation de concentration des inhibiteurs, vont engendrer un étathypercoagulabilité responsable d'un risque dethrombose.
Exploration de la coagulation par les tests de laboratoire