Hemostasis
Hemostasis merupakan suatu mekanisme yang dinamis dan terdiri dari beberapa fase: pembentukan sumbat trombosit, propagasi dari kaskade koagulasi, pembentukan bekuan, dan fibrinolisis dari bekuan darah. Semua komponen ini saling berkaitan dan mendukung satu sama lainnya dalam proses hemostasis. Terdapat tiga proses dalam fisiologi hemostasis yaitu hemostasis primer, hemostasis sekunder dan hemostasis tersier (fibrinolisis).
Hemostasis primer merupakan respon tubuh pertama kali terhadap suatu stimulus, kemudian akan direspon lebih lanjut oleh hemostasis sekunder apabila permasalahan pada hemostasis primer tidak teratasi. Sebagai langkah akhir jika terjadi paparan fibrin, secara fisiologis atau patologis, maka akan direspon oleh sistem fibrinolisis. Mekanisme regulasi koagulasi tersebut memberikan respon timbal balik dengan melisiskan fibrin"
Hemostasis Primer
Prinsip dasar hemostasis primer adalah menutup luka dan mencegah darah yang keluar terlalu banyak serta menghentikan perdarahan.
Sistem hemostasis primer akan membentuk sumbat trombosit untuk menutup luka pembuluh darah dan menghentikan perdarahan. Komponen utama yang terlibat dalam sistem ini adalah pembuluh darah dan trombosit.
Proses pertama yang terjadi ketika ada perlukaan pada pembuluh darah adalah terjadi vasokontriksi dan pengurangan kecepatan aliran darah. Hal ini diinduksi oleh endotelin untuk menyumbat luka atau mengurangi kecepatan aliran darah.
Proses yang terjadi bersamaan dengan vasokontriksi pembuluh darah adalah terjadinya aktivasi trombosit.
Trombosit berperan dalam hemostasis primer dengan membentuk sumbat trombosit untuk menghentikan perdarahan pada pembuluh darah yang terluka. Jumlah trombosit dalam sirkulasi harus mencukupi agar bisa membentuk sumbat trombosit, fungsi trombosit dan kandungan zat di dalamnya juga harus normal.
Hemostasis yang berjalan dengan baik memerlukan peran trombosit yang baik, yang dimulai dari adesi trombosit, reaksi pelepasan dan agregasi trombosit dan seterusnya"
Menempelnya trombosit pada subendotelium adalah proses inisasi dalam aktivasi trombosit. Trombosit akan menjadi aktif jika terpajan pada kolagen subendotel atau bagian jaringan yang cedera. Terjadi interaksi antara glikoprotein membran trombosit dengan jaringan yang terpajan atau cedera, ini akan memicu terjadinya adesi trombosit. Pada fase inisiasi ini, terjadi ikatan antara von Willebrand factor (vWF) melalui VWF-A1 domain dengan glikoprotein kompleks (GP) Ib-IX-V pada membran trombosit. Ikatan ini adalah reaksi awal yang selanjutnya akan terjadi rentetan reaksi pembentukan trombus.
Ketika trombosit beradesi pada subendotelium, trombosit mengalami aktivasi sitoskeletal yang menyebabkan perubahan bentuk menjadi pseudopodia. Proses pensinyalan intraseluler ini akan menyebabkan kalsium sitoplasma meningkat dan kemudian memulai reaksi pelepasan sekretori (adp, txa2, pg) dari granula trombosit. Trombosit akan berikatan pada kolagen melalui reseptor membran komplek GPVI dan reseptor kolagen α2β1 integrin. Dengan aktifnya adesi trombosit akan mengawali pelepasan zat aktif dan komponen yang terdapat pada α-granule dan δ-granule. Zat dan komponen ini akan menstimulasi trombosit di dalam sirkulasi untuk melepaskan dan meningkatkan pembentukan sumbat trombosit. Adenosine diphosphate (ADP) adalah salah satu komponen utama yang dilepaskan dan berperan aktif membantu aktivasi trombosit melalui ikatan pada reseptor ADP pada trombosit lainnya .
"Setelah adesi trombosit dengan subendotelium, selanjutnya akan terjadi agregasi trombosit yaitu melekatnya trombosit satu dengan yang lainnya untuk membentuk suatu sumbat. Terjadi kontak antar permukaan trombosit dan pelepasan ADP dari trombosit lain yang melekat ke permukaan endotel. Kemampuan agregasi trombosit juga dibantu dengan bentuk trombosit yang memudahkan untuk berinteraksi yaitu perubahan bentuk trombosit dari diskoid menjadi sferis. Pada fase inilah akan terbentuk platelet-rich thrombus. Von Willebrand factor (VWf) dan ikatan fibrinogen akan memediasi agregasi trombosit melalui integrin αIIbβ3 kompleks (GPIIb-IIIa) trombosit.
Trombosit yang aktif akan melepaskan ADP ke membran trombosit dan mengaktifkan enzim fosfolipase. Fungsi enzim ini adalah menghidrolisis fosfolipid di membran trombosit untuk menghasilkan asam arakidonat. Di dalam sitoplasma trombosit, asam arakidonat akan diubah oleh enzim siklooksigenase menjadi endoperoksida siklik, prostaglandin G2 (PGG2), dan prostaglandin H2 (PGH2), lalu diubah menjadi tromboxan A2. Pada fase ini juga dilepaskan senyawa tromboxan A2 yang merupakan stimulator kuat untuk agregasi trombosit. Tromboxan A2 dihasilkan oleh kerja enzim tromboksan sintetase pada berbagai endoperoksida siklik ini. Tromboksan A2 merupakan senyawa yang sangat aktif, akan tetapi tidak stabil, akan mengalami penguraian menjadi tromboksan B2 yang lebih stabil dan inaktif. Tromboksan A2 juga merupakan vasokontriktor pada pembuluh darah agar mencegah pengeluaran darah terus-menerus pada pembuluh yang terluka"
Hemostasis Sekunder
Hemostasis sekunder merupakan rangkaian aktivasi serial yang melibatkan reaksi kompleks biokimiawi, fosfolipid, ion kalsium dan faktor koagulasi. Proses ini melibatkan sejumlah glikoprotein yang awalnya dalam bentuk enzim inaktif berupa bentuk zymogen. Enzim akan aktif dan membentuk suatu kompleks kemudian mengaktifkan enzim lainnya. Proses ini terjadi secara bertahap dan serial sehingga berbentuk kaskade atau disebut juga bentuk serial waterfall (air terjun). Akhir dari aktivasi serial ini akan terbentuk fibrin untuk memperkuat sumbat trombosit. Fibrin terbentuk dari benang fibrin yang kemudian terdeposisi dengan sumbat tormbosit pada hemostasis primer. Gabungan ini disebut dengan sumbat hemostasis sekunder. Untuk mendukung sumbat ini, darah di sekitar area luka juga berubah bentuk dari cair menjadi gel semisolid. Terdapat 2 mekanisme koagulasi yaitu teori klasik model waterfall dan teori baru cell-based model of coagulation. Teori waterfall yang selama ini diterapkan lebih bermanfaat dipakai dalam pengertian pemeriksaan koagulasi in vitro, sedangkan teori baru lebih menggambarkan proses hemostasis in vivo. Teori ini memiliki perbedaan urutan proses, akan tetapi secara umum prinsip dasar kedua teori ini sama
Terdapat dua kaskade mekanisme koagulasi pada teori waterfall, yaitu jalur intrinsik dan ekstrinsik. Kedua jalur ini awalnya terpisah karena proses awal dan pencetusnya berbeda, kemudian kedua jalur ini akan begabung dalam jalur bersama. Jalur ekstrinsik melibatkan faktor dari luar sirkulasi yaitu tromboplastin jaringan, sedangkan jalur intrinsik melibatkan berbagai komponen dalam darah
Jalur intrinsik tercetus apabila terpapar terhadap permukaan bermuatan negatif seperti kolagen yang terpajan di pembuluh darah yang luka atau permukaan benda asing, misalnya permukaan tabung reaksi kaca. Paparan ini akan mengaktifkan beberapa faktor koagulasi yaitu faktor XII, pre-K dan high molecular weight kininogen (HMWK). Kombinasi ketiga faktor ini akan mengaktifkan faktor XI inaktif menjadi faktor XI aktif (XIa), kemudian faktor XIa mengaktifkan faktor IX inaktif menjadi faktor IXa. Kemudian faktor IXa bersama faktor VIIIa, fosfolipid dan kalsium membentuk kompleks tenase yang akan mengaktifkan faktor X menjadi Xa
Jalur ekstrinsik dimulai dengan terjadinya pelepasan tromboplastin jaringan atau faktor jaringan. Tromboplastin jaringan akan mengaktifkan faktor VII inaktif menjadi faktor VIIa dan membentuk kompleks faktor jaringan-VIIa. Kompleks faktor jaringan dan faktor VIIa bersama dengan ion kalsium dan fosfolipid akan mengaktifkan faktor X menjadi Xa. Dimulai dari proses pengaktifan faktor X ini, jalur ekstrinsik akan masuk ke jalur bersama (common pathway), bersama dengan jalur intrinsik yang akan mengaktifkan faktor Xa juga
Jalur bersama (common pathway) ditandai dengan faktor X yang teraktivasi. Faktor Xa bersama dengan kofaktornya yaitu FVa, bersama fosfolipid dan ion kalsium akan membentuk suatu kompleks protrombinase. Kompleks protrombinase akan mengaktifkan protrombin menjadi trombin. Trombin merupakan enzim protelitik yang berfungsi memecah fibrinogen menjadi fibrin. Trombin melepaskan empat peptida berat molekul rendah pada fibrinogen sehingga mengubah fibrinogen menjadi fibrin monomer. Sifat fibrin monomer ini bisa berpolimerisasi dengan fibrin monomer lainnya. Gabungan dari berbagai fibrin monomer ini akan membentuk benang fibrin yang akan terdeposit dengan sumbat trombosit dan memperkuatnya kemudian akan membentuk sumbat hemostasis sekunder. Gabungan jalur intrinsik dan ektrinsik kemudian bersatu pada jalur bersama akan menbentuk huruf Y sehingga teori kaskade (waterfall) juga disebut dengan Y-shaped cascade coagulation
Teori waterfall atau Y-shaped cascade coagulation belum bisa menjelaskan mekanisme koagulasi hemostasis secara utuh dan jelas, misalnya faktor XII terbukti ternyata tidak terlibat dalam mekanisme hemostasis. Contoh lainnya, apabila terjadi defisiensi faktor intrinsik faktor VIII atau faktor IX pada penyakit hemofilia A dan hemofilia B terjadi perdarahan hebat, padahal pada faktor ekstrinsik tidak terjadi gangguan dan masih bisa berperan sebagai jalur untuk mengaktifkan jalur bersama dan membentuk sumbat hemostasi sekunder untuk menghentikan perdarahan. Sebaliknya, terdapat penyakit dengan defisiensi faktor intrinsik lainnya, akan tetapi tidak menimbulkan perdarahan hebat misalnya defisiensi Faktor XII, high molecular weight kininogen (HMWK) atau prekalikrein (PK). Berbagai mekanisme ini masih sulit dijelaskan dengan teori kaskade waterfall. Hal ini yang mendorong diusulkannya teori dengan konsep baru yaitu cell-based model of coagulation. Konsep baru mekanisme koagulasi yaitu cell-based model of coagulation yang terdiri dari 3 fase yang saling tumpang tindih yaitu fase inisiasi, fase amplifikasi dan fase propagasi
Fase inisiasi ini diinisiasi oleh tissue factor-bearing cell yang memiliki peran dalam proses koagulasi darah in vivo. Tissue factor (TF) disintesis di membran sel endotel dan secara normal tidak terpapar oleh darah. Tissue factor (TF) tidak hanya diproduksi oleh membran sel endotel, tetapi diproduksi juga oleh beberapa sel yang bersirkulasi di pembuluh darah seperti monosit. Sel tumor juga memiliki kemampuan untuk memproduksi TF. Ketika terjadi perlukaan pada endotel pembuluh darah, maka tissue factor-bearing cell akan segera diekpresikan kemudian berikatan dengan faktor VIIa yang beredar dalam sirkulasi pembuluh darah dan membentuk kompleks TF-VIIa. Kompleks TF-VIIa akan mengaktifkan faktor IX dan X dalam jumlah kecil menjadi faktor IXa dan Xa. Faktor IXa akan bermigrasi menuju trombosit sedangkan faktor Xa mengaktifkan faktor Va kemudian membentuk kompleks protrombinase Va-Xa. Kompleks ini akan memecah protrombin (faktor II) menjadi trombin (faktor IIa) dalam jumlah kecil pada permukaan tissue factor-bearing cell. Trombin yang terbentuk dengan jumlah sedikit ini akan mengaktifkan trombosit, prokoagulan dan kofaktor pada fase selanjutnya
Trombin dalam jumlah kecil yang terbentuk pada fase inisiasi berperan dalam mengaktifkan trombosit dalam fase amplifikasi ini. Trombin akan berikatan dengan protease activated receptor (PAR) di permukaan trombosit. Hal ini akan memicu fosfolipase C dan peningkatan kalsium sehingga myosin light chain kinase (MLCK) menjadi aktif. Myosin light chain kinase menyebabkan trombosit menjadi aktif dengan melepaskan isi dari granulanya mengalami perubahan bentuk yang mendukung proses koagulasi serta menyebabkan permukaan trombosit menjadi permukaan yang prokoagulan. Selain mengaktifkan trombosit, trombin juga mengaktifkan beberapa faktor koagulasi lainnya yaitu faktor VIII, faktor V dan faktor XI menjadi faktor VIIIa, faktor Va dan faktor XIa. Ikatan kompleks F.VIIIa/vWF dipecah oleh trombin, sehingga faktor VIII menjadi aktif, kemudian faktor von Willebrand akan berikatan dengan reseptor GpIb di permukaan trombosit untuk membantu agregasi trombosit. Pada fase amplifikasi, faktor koagulan dan kofaktornya yang terlibat diaktifkan dan diamplifikasi untuk persiapan fase selanjutnya
Fase propagasi terjadi pada permukaan trombosit. Faktor IXa yang terbentuk pada fase inisiasi kemudian menuju trombosit dan berikatan dengan faktor VIIIa sebagai kofaktornya. Faktor IXa dan faktor VIIIa bersama fosfolipid dan ion kalsium akan membentuk kompleks tenase. Kompleks ini akan mengaktifkan faktor X menjadi faktor Xa yang kemudian dengan kofaktornya yaitu faktor Va bersama fosfolipid dan ion kalsium akan membentuk kompleks protrombinase. Kompleks protrombinase akan mengaktifkan protrombin menjadi trombin dan menghasilkan trombin. Berbeda dengan fase inisiasi yang menghasilkan sejumlah kecil trombin, pada fase propagasi trombin dihasilkan dalam jumlah yang banyak. Trombin merupakan enzim proteolitik yang berfungsi memecah fibrinogen menjadi fibrin dan kemudian akan terbentuk benang fibrin yang mendukung koagulasi. Fibrin yang terbentuk masih bersifat larut dan belum terlalu kokoh. Faktor XIIIa akan mengkatalisis fibrin menjadi fibrin yang lebih kuat dan bersifat tidak larut yaitu menjadi cross-linked fibrin
Hemostasis Tersier
Sumbat yang kokoh terbentuk dari gabungan trombosit dan fibrin yang terpolimerisasi untuk mencegah terjadinya perdarahan, akan tetapi sumbat ini harus dilisiskan untuk menormalkan kembali aliran darah. Untuk mencegah hal ini, akan terjadi proses fibrinolisis yang melibatkan mekanisme umpan balik negatif yang melibatkan beberapa substansi misalnya tissue plasminogen activator (t-PA). Pada proses fibrinolisis ini akan terbentuk plasmin yang berfungsi untuk mendegradasi fibrin menjadi fibrin degradation product (FDP) sedangkan degradasi cross-linked fibrin oleh plasmin akan menghasikan D-Dimer. Plasmin ini berasal dari plasminogen yang diaktifkan oleh aktivator endogen alami, tissue plasminogen activator (tPA). Tissue plasminogen activator dibantu juga oleh dua aktivator alami lainnya yaitu single-chain urokinase plasminogen activator (ScuPA) dan two-chain urokinase plasminogen activator (TcuPA). Aktivator ini juga ditemukan pada endotelium, netrofil dan monosit dan produksinya meningkat saat terjadi inflamasi. Tissue plasminogen activator (tPA) dan single-chain urokinase plasminogen activator (ScuPA) memiliki inhibitor utama yaitu plasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1). Plasmin juga memiliki inhibitor yaitu alpha2-antiplasmin. Inhibitor ini berfungsi untuk menjaga keseimbangan proses fibrinolisis. Terdapat sebuah carboxypeptidase juga yang terlibat dalam proses fibrinolisis ini yaitu trombin activable fibrinolysis inhibitor (TAFI) yang berperan dalam menghilangkan residual lisin dari fibrin. Jumlah plasminogen binding sites akan menurun jika terjadi pembersihan residual lisin sehingga akan menekan umpan balik positif fibrinolisis.
Mekanisme Regulasi
Agar terjadi keseimbangan dalam proses koagulasi, sistem koagulasi diregulasi oleh sistem fibrinolisis dan antikoagulan natural. Terdapat tiga antikoagulan utama dalam meregulasi sistem koagulasi yaitu antitrombin (AT), komponen jalur protein C (trombomodulin, protein C, protein S), dan tissue factor pathway inhibitor (TFPI). Antitrombin berfungsi menghambat faktor Xa dan IIa untuk mencegah pembentukan fibrin berlebihan. Antitrombin juga menghambat faktor VIIa, IXa, XIa, kallikrein dan XIIa. Sistem protein C diaktifkan oleh komplek trombin–trombomodulin. Protein C kemudian akan menjadi activated protein C (APC). Protein S akan memperkuat kerja activated protein C (APC). Activated protein C berfungsi menghambat faktor Va dan VIIIa menghambat terjadinya koagulasi. Tissue factor pathway inhibitor (TFPI) membentuk komplek quaternary dengan faktor VIIa, tissue factor dan faktor Xa untuk menghambat kerja kedua enzim tersebut.