background image

1

 

 

                                                                                                                  Lec:3  

   Prof.Dr.Maha AlYasiri 

HEMOSTASIS AND THROMBOSIS 

Normal  hemostasis 

comprises  a  series  of  regulated  processes  that 

culminate in the formation of a blood clot that limits bleeding from an 
injured vessel.  
The  pathologic  counterpart  of  hemostasis  is  thrombosis,  the 

formation  of  blood  clot  (thrombus)  within  non-traumatized,  intact 
vessels. 
This discussion begins with
 normal hemostasis and its regulation, to 
be followed by causes and consequences of thrombosis.
 
 

Normal Hemostasis 

     

Hemostasis  is  a  precisely  orchestrated  process  involving 

platelets, clotting factors

, and 

endothelium

 that occurs at the site of 

vascular injury and culminates in the formation of a blood clot, which 
serves to prevent or limit the extent of bleeding.  
  The  general  sequence  of  events  leading  to  hemostasis  at  a  site  of 
vascular injury: 
 (A)  After  vascular  injury,  local  neurohumoral  factors  induce  a 

transient vasoconstriction. 

 (B)

 

Primary hemostasis: the formation of the platelet plug

. Platelets 

bind  via  glycoprotein  Ib  (GpIb)  receptors  to  von  Willebrand  factor 
(VWF)  on  exposed  ECM  and  are  activated,  undergoing  a 

shape 

change 

(from  small  rounded  discs  to  flat  plates  with  spiky 

protrusions  that  markedly  increased  surface  area)  and 

granule 

release

.  Within  minutes  the  secreted  products  recruit  additional 

platelets,  which  undergo 

aggregation

  to  form  a 

primary  hemostatic 

plug. 

 

(C) 

Secondary hemostasis: deposition of fibrin. 

Vascular injury 

exposes  tissue  factor  at  the  site  of  injury.  Tissue  factor  is  a 
glycoprotein  that  is  normally  expressed  by  subendothelial  cells  in 
the vessel wall, such as smooth muscle cells and fibroblasts. Tissue 
factor  binds  and  activates  factor  VII,  setting  motion  a  cascade  of 
reactions that culiminates in 

thrombin generation

. Thrombin cleaves 

circulating 

fibrinogen  into  insoluble  fibrin

,  creating  a  fibrin 

meshwork,  and  also  is  a 

potent  activator  of  platelets

,  leading  to 

additional  platelet  aggregation  at  the  site  of  injury.  This  sequence, 
referred to as secondary hemostasis, consolidates the initial platelet 
plug

 definitive secondary hemostatic plug.

  


background image

2

 

 

(D) 

Clot stabilization and resorption. 

Polymerized fibrin and platelet 

aggregates undergo contraction to form a solid, permanent plug that 

prevents  further  hemorrhage.  At  this  stage,  counterregulatory 
mechanisms  (e.g.,  tissue  plasminogen  activator,  t-PA  made  by 
endothelial cells) are set into motion that limit clotting to the site of 
injury and eventually lead to clot resorption and tissue repair. 
 

 

 
 
 
 


background image

3

 

 

 

Fig. Normal hemostasis. 

 

 

 

Fig. The coagulation cascade in the laboratory and in vivo. (A) Clotting is initiated 
in the laboratory by adding phospholipids, calcium, and either a negative-charged 

substance  such  as  glass  beads  (intrinsic  pathway)  or  a  source  of  tissue  factor 
(extrinsic  pathway).  (B)  In  vivo,  tissue  factor  is  the major  initiator  of  coagulation, 

which  is  amplified  by  feedback  loops  involving  thrombin  (dotted  lines).  The  red 
polypeptides are inactive factors, the dark green polypeptides are active factors, 

whereas the light green polypeptides correspond to cofactors. 
 


background image

4

 

 

Thrombosis 

The  pathologic  counterpart  of  hemostasis  is  thrombosis,  the 
formation  of  blood  clot  (thrombus)  within  non-traumatized,  intact 
vessels. 
The primary abnormalities that lead to intravascular thrombosis are: 

 (1) endothelial injury,  
(2) stasis or turbulent blood flow, and 
 (3) hypercoagulability of the blood 
(the so-called “Virchow triad”). 
 Thrombosis  underlies  the  most  serious  and  common  forms  of 

cardiovascular disease. 

 

Fig. Virchow’s triad in thrombosis. Endothelial integrity is the most important 

factor. Abnormalities of procoagulants or anti-coagulants can tip the balance in 
favor of thrombosis. Abnormal blood flow (stasis or turbulence) can lead to 
hypercoagulability directly and also indirectly through endothelial dysfunction. 

 

Endothelial injury 

• Endothelial injury leading to platelet activation.  

• underlies  thrombus  formation  in  the  heart  and  the  arterial 

circulation, where the high rates of blood flow impede clot formation 
by preventing platelet adhesion or diluting coagulation factors. 

• severe  endothelial  injury  may  trigger  thrombosis  by  exposing  VWF 

and tissue factor. 

•  Most common examples are: 

    #Endocardial injury during myocardial infarction.  

      #Injury over ulcerated plaque in severely atherosclerotic arteries. 

     #vasculitis. 
 

Abnormal Blood Flow 

Turbulence

  (chaotic  blood  flow)  contributes  to  arterial  and 

cardiac thrombosis by causing endothelial injury or dysfunction, 


background image

5

 

 

as  well  as  by  forming  countercurrents  and  local  pockets  of 
stasis.  

Stasis

 

is a major factor in the development of venous thrombi. 

 Under  conditions  of  normal  laminar  blood  flow,  platelets  (and 
other  blood  cells)  are  found  mainly  in  the  center  of  the  vessel 
lumen, separated from the endothelium by a slower-moving layer 
of plasma. 

By contrast, stasis and turbulence have the following deleterious 
effects: 
•  Both  promote  endothelial  cell  activation  and  enhanced 
procoagulant activity. 
• Stasis allows platelets and leukocytes to come into contact with 

the endothelium when the flow is sluggish. 
• Stasis also slows the washout of activated clotting factors and 
impedes the inflow of clotting factor inhibitors. 

Turbulent  and  static  blood  flow  contributes  to 
thrombosis in a number of clinical settings.

 

• 

Ulcerated 

atherosclerotic 

plaques 

not 

only 

expose 

subendothelial ECM but also cause turbulence.  

• 

Abnormal aortic and arterial dilations called aneurysms 

create 

local stasis and consequently are fertile sites for thrombosis . 

• 

 Acute  myocardial  infarction 

results  in  focally  noncontractile 

myocardium.  Ventricular  remodeling  after  more  remote 
infarction  can  lead  to  aneurysm  formation.  In  both  cases, 
cardiac  mural  thrombi  are more  easily  formed  because  of the 

local blood stasis. 

•   

Mitral  valve  stenosis 

(e.g.,  after  rheumatic  heart  disease) 

results  in  left  atrial  dilation.  In  conjunction  with  atrial 
fibrillation, a dilated atrium also produces stasis and is a prime 
location for the development of thrombi. 

•   

Hyperviscosity  syndromes 

(such  as  polycythemia  vera,) 

increase resistance to flow and cause small vessel stasis; 

•   

sickle  cell  anemia 

the  deformed  red  cells  cause  vascular 

occlusions,  and  the  resultant  stasis  also  predisposes  to 
thrombosis. 

 

Hypercoagulability 

Hypercoagulability refers to an abnormally high tendency of the 
blood to clot, and is typically caused by alterations in coagulation 
factors. 
It  contributes  infrequently  to  arterial  or  intracardiac  thrombosis 

but is an important underlying risk factor for venous thrombosis. 


background image

6

 

 

The  alterations  of  the  coagulation  pathways  that  predispose 
affected  persons  to  thrombosis  can  be  divided  into  primary 

(genetic) and secondary (acquired) disorders. 

Primary (Genetic) 

Common (>1% of the Population) 

•  Factor V mutation  

•  Prothrombin mutation  

•  Increased levels of factor VIII, IX, or XI or fibrinogen 

Rare 

•  Anti-thrombin III deficiency 

•  Protein C deficiency 

•  Protein S deficiency 

 

Secondary (Acquired) 

•  Prolonged bed rest or immobilization 

•  Myocardial infarction 

•  Atrial fibrillation 

•  Tissue injury (surgery, fracture, burn) 
•  Cancer 

•  Prosthetic cardiac valves 

•  Disseminated intravascular coagulation 

•  Heparin-induced thrombocytopenia 

•  Anti-phospholipid antibody syndrome 

 

MORPHOLOGY 

Thrombi can develop anywhere in the cardiovascular system.  

Arterial or cardiac thrombi 

typically arise at sites of endothelial injury 

or turbulence;  

venous thrombi 

characteristically occur at sites of stasis.  

Thrombi are 

focally attached to the underlying vascular  surface 

and 

tend  to 

propagate  toward  the  heart; 

thus, 

arterial  thrombi 

grow  in  a 

retrograde  direction  from  the  point  of  attachment,  whereas 

venous 

thrombi

 extend in the direction of blood flow. 

The  propagating  portion  of  a  thrombus  tends  to  be  poorly  attached 

and therefore prone to fragmentation and migration through the blood 
as an 

embolus.

 

Thrombi can have grossly (and microscopically) apparent laminations 
called 

lines  of  Zahn

;  these  represent  pale  platelet  and  fibrin  layers 

alternating with darker red cell–rich layers. Such lines are significant 

in that they are only found in thrombi that form in flowing blood; their 
presence  can  therefore  usually  distinguish  antemortem  thrombosis 
from the bland nonlaminated clots that form in the postmortem state. 


background image

7

 

 

 Although  thrombi  formed  in  the  “low-flow”  venous  system 
superficially resemble postmortem clots, careful evaluation generally 

shows ill-defined laminations. 
Thrombi  occurring  in  heart  chambers  or  in  the  aortic  lumen  are 
designated as 

mural thrombi. 

 

Arterial  thrombi 

are  frequently  occlusive.  They  are  typically  rich  in 

platelets,  as  the  processes  underlying  their  development  (e.g., 

endothelial  injury)  lead  to  platelet  activation.  Although  usually 
superimposed  on  a  ruptured  atherosclerotic  plaque,  other  vascular 
injuries (vasculitis, trauma) can also be underlying causes. 

Venous  thrombi 

(phlebothrombosis)  are  almost  invariably  occlusive; 

they frequently propagate some distance toward the heart, forming a 

long cast within the vessel lumen that is prone to give rise to emboli. 
Because  these  thrombi form  in the  sluggish  venous  circulation,  they 
tend to contain more enmeshed red cells, leading to the moniker red, 
or  stasis,  thrombi.  The  veins  of  the  lower  extremities  are  most 
commonly affected (90% of venous thromboses 

At autopsy, postmortem clots can sometimes be mistake for venous 
thrombi. However, the former are: 

•  gelatinous  

•  and because of red cell settling they have a dark red dependent 

portion and a yellow “chicken fat” upper portion; 

•   they also are usually not attached to the underlying vessel wall.  

By contrast, red thrombi typically are: 

•  firm,  

•  focally attached to vessel walls, 

•   and the contain gray strands of deposited fibrin. 

Thrombi on heart valves are called vegetations. 
  


background image

8

 

 

 

Fig.  Mural  thrombi.  (A)  Thrombus  in  the  left  and  right  ventricular 

apices,  overlying  white  fibrous  scar.  (B)  Laminated  thrombus  in  a 
dilated  abdominal  aortic  aneurysm.  Numerous  friable  mural  thrombi 

are  also  superimposed  on  advanced  atherosclerotic  lesions  of  the 
more proximal aorta 

(left side of photograph). 

 

 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Ali Haider
المشاهدات: لقد قام عضو واحد فقط و 101 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل