ACT (Activated Clotting Time): Scopri il Significato e l'Utilizzo Essenziale nell'Esame del Sangue

L'ossigenazione a membrana extracorporea (ECMO) è in grado di fornire un temporaneo supporto cardiocircolatorio, attraverso un sistema di circolazione extracorporea, a pazienti con severo ma potenzialmente reversibile deterioramento cardiaco o respiratorio refrattario alle convenzionali strategie terapeutiche. Ad oggi il suo utilizzo è in netto aumento come dimostrato dai dati del registro ELSO (Extracorporeal Life Support Organization).

Tipologie di ECMO

L’ECMO può essere utilizzato secondo due metodiche, in relazione all’obiettivo che si vuole perseguire. La modalità veno-venosa ha lo scopo di vicariare esclusivamente la funzione respiratoria del polmone, in caso di insufficienza respiratoria grave refrattaria, ma non fornisce nessun tipo di supporto al circolo. Quando, invece, l’ECMO viene utilizzato in modalità veno-arteriosa (VA-ECMO), fornisce un supporto circolatorio (extracorporeal life support, ECLS). Questa è la modalità utilizzata in caso di shock cardiogeno refrattario ed arresto cardiaco refrattario.

In nessun caso l’ECMO rappresenta un intervento terapeutico di per sé, ma costituisce esclusivamente un supporto alle funzioni vitali al fine di mantenere il cuore e/o i polmoni a riposo permettendone così il recupero funzionale e rendendo possibile un trattamento medico massimale.

Ossigenazione a Membrana Extracorporea Veno-Arteriosa (VA-ECMO)

Questo tipo di metodica ha l’obiettivo di vicariare la funzione circolatoria di pazienti con un cuore ormai insufficiente per un periodo tale da permetterne il recupero funzionale (bridge to recovery), oppure da poter candidare o inviare il paziente a trapianto cardiaco (bridge to candidacy, bridge to transplantation) o da poter valutare la possibilità di altre strategie terapeutiche o di impianto di dispositivi di assistenza ventricolare sinistra (LVAD) (bridge to decision, bridge to bridge).

È costituito da una pompa centrifuga, un ossigenatore, uno scambiatore di calore e da un sistema di cannule di drenaggio e reinfusione. Il tipo di configurazione più comune è quello con accesso periferico in cui il sangue viene prelevato dal paziente da una cannula inserita a livello di una vena periferica (di solito femorale) che drena l’atrio destro, è trasportato alla pompa centrifuga extracorporea che vicaria la funzione circolatoria generando un flusso di sangue continuo, viene quindi inviato ad un ossigenatore a membrana extracorporea che vicaria la funzione polmonare (ossigenazione e rimozione dell’anidride carbonica) e viene reinfuso al paziente attraverso una cannula posizionata in arteria femorale.

Anche l’arteria ascellare può essere scelta come sede di cannulazione periferica. La cannulazione periferica viene solitamente effettuata per via percutanea, più raramente richiede un approccio chirurgico. In alcuni casi è necessario commutare l’ECMO periferico in centrale, in particolare quando viene rilevato un insufficiente scarico del ventricolo sinistro o sono presenti complicanze dell’accesso periferico.

Nella cannulazione centrale la cannula venosa viene posizionata in atrio destro e quella arteriosa in aorta ascendente (mediante toracotomia o sternotomia) con il vantaggio di garantire un flusso anterogrado ed una portata maggiore. Le principali indicazioni al posizionamento di VA-ECMO sono: shock cardiogeno refrattario, arresto cardiaco refrattario in casi selezionati, cardiomiopatia in fase terminale, embolia polmonare, miocardite acuta, aritmie maligne refrattarie, grave depressione della funzione cardiaca da farmaci o sepsi, disfunzione ventricolare acuta postcardiotomica, insufficienza ventricolare destra post-trapianto cardiaco.

Il trattamento con ECLS è una metodica invasiva e complessa che può essere gravata da complicanze gravi come eventi embolici, emorragie, danno d’organo, in particolare neurologico. Pertanto richiede un’attività assistenziale intensa durante tutto il decorso in unità di terapia intensiva cardiologica (UTIC), che deve essere caratterizzata da particolari accortezze, tese a prevenire, limitare, cogliere e risolvere prontamente le complicanze correlate.

Ventilazione Meccanica Durante ECLS

Durante ECLS il paziente è generalmente intubato e ventilato meccanicamente. Essendo l’ECMO un ottimo scambiatore di gas, l’obiettivo della ventilazione meccanica in questi pazienti deve essere quello di mantenere un adeguato scambio gassoso minimizzando il rischio di danno polmonare da ventilazione mettendo il polmone a riposo. Al fine di mantenere il polmone a riposo ed evitare il rischio di volotrauma e barotrauma, è raccomandabile mantenere una “ventilazione protettiva”, impostando una frequenza respiratoria tra 10 e 15 atti/min, un volume corrente (tidal volume, Vt) ≤6 ml/kg ed una pressione di plateau ≤25 cmH2O, tollerando un certo grado di ipercapnia “permissiva”.

Alcuni studi hanno poi suggerito che una ventilazione “iperprotettiva” (Vt <4 ml/kg e pressione di plateau <20 cmH2O) può migliorare la prognosi. Nel paziente in ECLS una ventilazione di questo genere può essere mantenuta garantendo buoni scambi respiratori grazie alla presenza combinata dell’ossigenatore extracorporeo.

Nel paziente con severa compromissione cardiaca come quello in ECLS, elevati livelli di pressione positiva di fine espirazione (positive end-expiratory pressure, PEEP) inibiscono il ritorno venoso e possono avere effetti negativi sull’emodinamica. Non esiste un valore di PEEP raccomandato; solitamente vengono impostati valori di PEEP tra 5 e 15 cmH2O. Infine, alcuni studi hanno suggerito che l’iperossia sia associata ad un incremento della mortalità nei pazienti in ECLS poiché provoca una risposta pro-infiammatoria alle specie reattive dell’ossigeno e l’induzione della vasocostrizione con conseguente ipoperfusione d’organo; pertanto è raccomandabile ridurre la frazione inspirata di ossigeno (FiO2) al livello più basso possibile con un target di pressione arteriosa di ossigeno tra 60 e 100 mmHg. Anche l’ipocapnia ha mostrato essere correlata con complicanze in pazienti con ECLS.

Il monitoraggio degli scambi gassosi deve essere effettuato a livello dell’arteria radiale destra, che rappresenta il punto del corpo più lontano dal sito di reinfusione di sangue ossigenato. Questa è la sede dove è meglio valutabile il livello di perfusione cerebrale e cardiaca.

Sedazione

Il paziente in ECLS dovrebbe essere profondamente sedato durante la cannulazione e il mantenimento dell’assistenza per le prime 12-24 h allo scopo di evitare il respiro spontaneo e il movimento del paziente. Raramente è necessario curarizzare il paziente. Nelle fasi di mantenimento la sedazione e l’analgesia dovrebbero essere dosate sulla base dell’agitazione e del disagio del paziente usando i dosaggi minimi tali da assicurare che il paziente non trazioni le cannule provocando un rischio di decannulazione o di occlusione della linea di perfusione. Quotidianamente dovrebbe essere eseguita una sospensione della sedoanalgesia per il tempo necessario ad eseguire una finestra neurologica.

Funzione Renale e Nutrizione

Nel paziente in ECLS deve essere mantenuta un’adeguata diuresi spontanea o stimolata farmacologicamente volta al mantenimento di un adeguato stato volemico e all’eliminazione degli edemi. Questo favorisce il recupero cardiaco e polmonare e aiuta a ridurre i tempi di ECLS. Non di rado tuttavia il paziente trattato con ECLS presenta o sviluppa insufficienza renale che può essere correlata alle condizioni di base (shock cardiogeno) o al sovrapporsi di una noxa patogena (terapia antibiotica, stato settico, nefropatia da mezzo di contrasto) con necessità di terapia sostitutiva renale.

Infine, è indispensabile un supporto nutrizionale (generalmente enterale mediante sondino nasogastrico) con completo apporto calorico e proteico.

Terapia dell’Emostasi Durante ECLS

Le alterazioni dell’emostasi durante ECMO sono complesse e possono comportare sia eventi emorragici che trombotici a causa di alterazioni di molti costituenti della cascata coagulativa. Tutti i pazienti sottoposti a trattamento con ECMO richiedono una terapia antitrombotica che controbilanci l’ipercoagulabilità risultante dall’interazione tra il sangue e il materiale del circuito extracorporeo. L’ipercoagulabilità innesca un’eccessiva fibrinolisi che porta al consumo di fattori della coagulazione, a piastrinopenia, a disfunzione piastrinica e ad una risposta infiammatoria massiva.

Come risultato, il sanguinamento è la complicanza più comune in questo tipo di pazienti e si associa ad una peggiore sopravvivenza. Le sedi più comuni di sanguinamento sono i siti di accesso delle cannule, la cute e le mucose. Meno frequenti ma potenzialmente fatali sono i sanguinamenti maggiori (polmonari, gastrointestinali, retroperitoneali e del sistema nervoso centrale).

Farmaci Utilizzati nella Terapia dell'Emostasi Durante ECLS

Eparina non frazionata: è l’agente anticoagulante più utilizzato durante ECMO. Deve essere mantenuta in infusione continua. Il livello di anticoagulazione deve essere monitorato mediante controlli del tempo di tromboplastina parziale attivata (aPTT) mantenendo un range tra 45 e 50 s o mantenendo il tempo di coagulazione attivata (ACT) 1.5 volte il valore di riferimento normale. L’attività dell’eparina è fortemente dipendente dai livelli plasmatici di antitrombina (AT); se l’AT viene corretta farmacologicamente, la dose di eparina richiesta sarà minore. Allo stesso modo, anche bassi livelli di piastrine portano ad un’aumentata sensibilità all’eparina, pertanto la somministrazione di concentrati piastrinici modifica la dose di eparina richiesta.
Inibitori diretti della trombina (bivalirudina e argatroban): costituiscono un’alternativa all’anticoagulazione con eparina durante ECLS. In particolar modo la loro utilità è riconosciuta in caso di trombocitopenia indotta da eparina (HIT), condizione che può verificarsi dopo somministrazione di eparina, causata dallo sviluppo da parte dell’organismo di anticorpi anti-complesso fattore piastrinico 4 (PF4)/eparina e caratterizzata da fenomeni trombociti e piastrinopenia grave. Se i criteri diagnostici per questa sindrome sono soddisfatti, è indicata la sospensione immediata dell’eparina e la sostituzione con inibitori diretti della trombina. L’efficacia della bivalirudina è stata dimostrata nel paziente in ECMO anche in assenza di HIT. La dose di bivalirudina riportata è di 0.03-0.2 mg/kg/h con o senza bolo di 0.5 mg/kg.
Altri farmaci: per controbilanciare questa condizione di ipercoagulabilità multifattoriale spesso è necessario ricorrere ad una trombofilassi individualizzata. Nel tempo sono stati sviluppati protocolli di associazioni di farmaci che agiscono sul sistema emostatico in aggiunta alla terapia eparinica volti a controbilanciare lo stato di ipercoagulabilità nel paziente in ECMO. Tuttavia ad oggi non esiste una standardizzazione. I farmaci che generalmente vengono associati all’eparina sono:
- Antipiastrinici:
  - Aspirina: iniziando con un basso dosaggio (dose iniziale 81 mg/die) ed eventualmente aumentato.
  - Dipiridamolo: la dose iniziale usata durante ECLS è di 50 mg ogni 8 h e può essere aggiustata sulla base dell’aggregometria.
- Pentossifillina: ha come scopo la riduzione della viscosità plasmatica quando i valori di fibrinogeno sono >350 mg/dl. La dose di partenza è di 200 mg ogni 8 h fino ad un massimo di 400 mg ogni 8 h.

Al fine di prevenire e/o trattare le complicanze emorragiche, possono inoltre essere associati i seguenti farmaci:

Antifibrinolitici: acido aminocaproico e acido tranexamico. Queste terapie sono richieste soprattutto nella gestione del sanguinamento post-impianto di ECMO. L’utilizzo di questi farmaci non è standardizzato. Generalmente l’acido aminocaproico viene somministrato tramite una dose carico di 100 mg/kg e.v. in 1 h, poi seguito dall’infusione continua di 25-33 mg/kg/h e.v. per almeno 48 h. L’acido tranexamico viene tipicamente infuso ad una velocità di 10-16 mg/kg/h e.v. fino alla cessazione del sanguinamento.
Antitrombina: in caso di rilievo di bassi valori di AT plasmatica, può essere considerata la correzione mediante somministrazione di AT concentrata o ricombinante. Alcuni centri utilizzano l’AT profilatticamente nei pazienti in ECLS in caso di AT <50-80%. Altri centri invece correggono i valori di AT solo se c’è evidenza di ridotta risposta all’eparina. Dopo la somministrazione di AT, il dosaggio di eparina deve essere ridotto (fino al 50%) per un incremento del suo effetto anticoagulante.

Nei pazienti in ECLS è consigliabile il monitoraggio dell’attività emocoagulativa in toto con tromboelastogramma da effettuare ogni 24 h.

Monitoraggio Durante ECLS

Durante il supporto con ECLS l’ecocardiografia permette di eseguire una serie di valutazioni volte al monitoraggio e all’ott...

Coagulazione: Vie, Inibizione e Sistemi Fibrinolitici

L’attivazione della cascata coagulativa può avvenire attraverso una via estrinseca oppure una via intrinseca. La prima interviene in particolare quando si presentano, per esempio, danni dei tessuti che determinano una liberazione di fattore tissutale (TF) che è in grado di legare il fattore VII (FVII) della coagulazione, formando un complesso che attiverà la cascata coagulativa trasformando il fattore X (FX) in FX attivato (FXa). Il FXa, in seguito, attiva la protrombina in trombina, la quale trasforma il fibrinogeno in fibrina che, dopo polimerizzazione spontanea e azione del FXIIIa, porterà alla formazione del coagulo stabile.

Si tratta di una via veloce, cosiddetta “d’emergenza”; in realtà, in vivo, il complesso TF-FVIIa attiva preferenzialmente il fattore IX (FIX) in fattore IX attivato (FIXa) che a sua volta trasformerà il FX in FXa. La via intrinseca invece può attivarsi per esempio per effetto di un danno endoteliale quale si può avere in una condizione di infiammazione.

Vi è una serie di sistemi di inibizione fisiologica della coagulazione tra cui ben noto è quello dell’antitrombina. Si tratta di una proteina che lega, bloccandoli, i fattori II, X e IX attivati, ma anche altri fattori attivati. È presente anche il sistema della proteina C/proteina S in cui la proteina C attivata, attraverso il suo co-fattore proteina S, inattiva il fattore VIIIa e Va della coagulazione.

Quando si esegue un PT (tempo di protrombina), si attiva la via estrinseca e si valuta il tempo di formazione del coagulo; viceversa, un PTT (tempo di tromboplastina parziale) si ottiene attivando la via intrinseca con sostanze inerti quale, per esempio, la silice micronizzata.

Le piastrine rappresentano delle superfici ottimali sulle quali avvengono i processi coagulativi. Gli endoteli sono le superfici dove fondamentalmente risiedono i meccanismi di inibizione fisiologica della coagulazione.

Il sistema fibrinolitico entra in gioco costantemente quando si forma della fibrina, in particolare quando la bilancia coagulativa non è compensata in modo adeguato e si verifica una spinta eccessiva verso la produzione di fibrina. L’incremento del D-dimero è frutto dell’attività del sistema fibrinolitico che degrada la fibrina formata e stabilizzata ad opera del FXIIIa. Il test del D-Dimero è pertanto aspecifico nella diagnostica del tromboembolismo venoso perché, se presente, non significa necessariamente sia presente un trombo all’interno di un vaso.

È invece espressione di presenza di fibrina formata e stabilizzata, vale a dire di attivazione del sistema coagulativo con fibrino-formazione che può anche, ma non necessariamente, condurre alla formazione di un trombo e all’occlusione di un vaso.

La trombina possiede svariate altre attività tra cui una serie di funzioni cellulari come, per esempio, la stimolazione della proliferazione dei fibroblasti, la regolazione della crescita dei neuroni, la mitogenesi delle cellule del muscolo liscio e molte altre.

Concentrazioni plasmatiche dei fattori della coagulazione

Un concetto molto importante è sicuramente quello del livello minimo dei fattori della coagulazione per mantenere una normale emostasi in condizioni fisiologiche (Tab. I). I valori riportati si riferiscono alla soglia entro cui può ancora avvenire un’emostasi normale, vale a dire in assenza di uno dei fattori scatenanti (p. es. un intervento chirurgico).

Fattore della coagulazione	Concentrazione plasmatica minima per emostasi normale
Fibrinogeno	0.5-1 g/L
Piastrine	50.000/microL
Altri fattori	>20-30%

Quando si deve affrontare un’emorragia severa, si presentano due problematiche che riguardano la coagulazione. La prima è legata alla coagulopatia da perdita in quanto l’emorragia determina di per sé la perdita di fattori e inibitori della coagulazione. Il secondo problema consiste in una coagulopatia diluizionale, generata dalla somministrazione di liquidi o emoderivati che porta a una riduzione del numero di piastrine e dei livelli di fibrinogeno. Possono subentrare poi lo shock, l’acidosi e l’ipotermia.

Test Viscoelastici Point-of-Care (POC)

Per ottenere i risultati dei test coagulativi classici è necessario attendere dai 40 minuti a più di un’ora di tempo, in base ai diversi contesti organizzativi dei laboratori di urgenza. Da qui, la necessità di utilizzare dei test non convenzionali ma Point-of-Care, che possano fornire una rapida risposta utile nelle decisioni terapeutiche per quel paziente in corso di emorragia severa.

Queste apparecchiature valutano la formazione del coagulo su del sangue intero, dopo attivazione della coagulazione con reagenti specifici. All’interno delle cuvette contenenti sangue intero, un pistoncino ruota avanti e indietro di pochi gradi. Una volta attivata la coagulazione nel campione di sangue, si formerà progressivamente un coagulo che tenderà a ostacolare il movimento del pistoncino. Si genererà un segnale elettrico di “impedenza” che verrà rappresentato dal tromboelastogramma.

Molto semplicemente, tanto più si genera fibrina e si stabilizza, tanto più il coagulo diviene consistente, tanto più il pistoncino risulterà impedito nel suo movimento e il tracciato tromboelastografico aumenterà di ampiezza.

Vantaggi della Tromboelastografia POC

I vantaggi di tale metodica POC possono essere così riassunti: i risultati sono ottenuti su sangue intero, i test sono eseguiti direttamente al letto del paziente e le risposte sono disponibili in pochi minuti. Inoltre, i test viscoelastici sono utili perché le apparecchiature, la cui gestione è molto semplice, sono oggi disponibili anche in versione completamente automatizzata.

Nella fase iniziale, quando il pistoncino è libero di muoversi perché il sangue non è coagulato, si avrà una linea piatta del tracciato. Man mano che si forma il coagulo, si verificherà un aumento dell’ampiezza del tracciato tromboelastografico. La tromboelastografia consente di ottenere informazioni anche sulla presenza di iperfibrinolisi.

In sintesi, la fase iniziale della formazione del coagulo (linea piatta) può essere immaginata come la fase iniziale di attivazione della coagulazione con trombinogenerazione. Quando la trombina agendo sul fibrinogeno lo trasforma in fibrina e si genera il coagulo, l’ampiezza del tromboelastogramma via via aumenta.

Tra i diversi test disponibili, può essere attivata la via estrinseca utilizzando un reagente che contiene fattore tissutale come nei test del PT. Possono essere utilizzati reagenti che attivano la via intrinseca come si fa per esempio nel PTT. Se si è interessati a valutare la formazione del coagulo senza il contributo delle piastrine, si può procedere attivando la via estrinseca e bloccando l’attivazione piastrinica, cosa che permette una valutazione più precisa della formazione del coagulo dipendente dai livelli di fibrinogeno e di polimerizzazione della fibrina. Se è presente un’alterazione del tracciato tromboelastografico dovuto all’iperfibrinolisi, l’aggiunta di un antifibrinolitico al campione in esame permette di correggere gli effetti di quest’ultima sulla lisi del coagulo, rispristinando un tracciato normale.

Fondamentalmente i test coagulativi classici non aiutano nella scelta della terapia in fase acuta nei pazienti con emorragia grave. Nella Figura 1, è presentato un esempio di tracciato tromboelastografico in un caso di trauma pelvico con rottura dell’aorta. Il coagulo è poco consistente per la mancanza di fibrinogeno (in FIBTEM c’è una linea piatta). Si può osservare un’iperfibrinolisi sia nella fase finale sia in quella iniziale nella formazione del coagulo.

In un altro esempio (Fig. 2), si può invece osservare un caso di tromboelastogramma eseguito in fase finale di bypass aorto-coronarico. Si potrebbe pensare di intervenire con acido tranexamico per la condizione di iperfibrinolisi evidente nel tracciato. È fondamentale in questi casi, però, chiedersi se il paziente stia sanguinando o meno. Il trattamento non deve essere mirato alla correzione del test tromboelastografico ma alla cura del paziente.

Valutazione della Funzione Piastrinica

Per poter interpretare correttamente la funzione piastrinica sono necessari dei POC dedicati. Ne esistono vari, tra loro abbastanza sovrapponibili dal punto di vista tecnologico ma in grado di fornire informazioni diverse sui vari aspetti della funzione piastrinica più o meno indotta dai comuni agonisti. Per esempio, nell’aggregometro a impedenza Multiplate®, due elettrodi sono immersi nel campione di sangue intero che permette tra questi il passaggio di corrente elettrica. L’area sotto la curva (integrale) è proporzionale all’entità dell’aggregazione piastrinica dopo aggiunta di agonisti.

Esistono diversi test Multiplate® e i più utilizzati sono TRAPtest (attivatore trombina), ASPItest (attivatore acido arachidonico) e ADPtest (attivatore ADP). In un paziente in trattamento con ASA 100 mg, l’aggregazione piastrinica viene inibita nell’ASPItest, mentre quella complessiva risulta normale così come quella indotta dall’ADP.

Se un paziente è in terapia con clopidrogel, il test dell’acido acetilsalicilico risulterà normale (ASPItest), mentre quello con l’ADP sarà inibito.

Sono in via di sviluppo degli strumenti che permettono oggi di ottenere dati sulla trombinogenerazione di un determinato campione in circa 25-45 minuti. Purtroppo,si tratta di tempistiche ancora troppo lunghe per la gestione di un’emorragia critica.