Rozsiane wykrzepianie wewnątrznaczyniowe
W warunkach homeostazy, organizm jest utrzymywany w precyzyjnie dostrojonej równowadze krzepnięcia i fibrynolizy. W wyniku aktywacji kaskady krzepnięcia powstaje trombina, która przekształca fibrynogen w fibrynę; stabilny skrzep fibrynowy jest końcowym produktem hemostazy. Układ fibrynolityczny działa następnie w celu rozłożenia fibrynogenu i fibryny. Aktywacja układu fibrynolitycznego generuje plazminę (w obecności trombiny), która jest odpowiedzialna za lizę skrzepów fibryny. W wyniku rozpadu fibrynogenu i fibryny powstają polipeptydy zwane produktami degradacji fibryny (FDPs) lub produktami rozpadu fibryny (FSPs). W stanie homeostazy obecność plazminy jest krytyczna, ponieważ jest ona głównym enzymem proteolitycznym krzepnięcia i jest również niezbędna do rozpadu skrzepów, czyli fibrynolizy.
W DIC procesy krzepnięcia i fibrynolizy są zaburzone, a wynikiem tego jest rozległa krzepliwość z następowym krwawieniem. Niezależnie od czynnika wyzwalającego DIC, patofizjologia DIC jest podobna we wszystkich stanach chorobowych. Jednym z krytycznych mediatorów DIC jest uwalnianie transmembranowej glikoproteiny zwanej czynnikiem tkankowym (TF). TF jest obecny na powierzchni wielu typów komórek (w tym komórek śródbłonka, makrofagów i monocytów) i w normalnych warunkach nie ma kontaktu z krążeniem ogólnym, ale po uszkodzeniu naczynia zostaje do niego wprowadzony. Na przykład, TF jest uwalniana w odpowiedzi na kontakt z cytokinami (szczególnie interleukiną 1), czynnikiem martwicy nowotworów i endotoksyną. Odgrywa to istotną rolę w rozwoju DIC w stanach septycznych. TF jest również obficie obecny w tkankach płuc, mózgu i łożyska. Pomaga to wyjaśnić, dlaczego DIC łatwo rozwija się u pacjentów z rozległym urazem. Po kontakcie z krwią i płytkami krwi TF łączy się z aktywowanym czynnikiem VIIa (normalnie obecnym w śladowych ilościach we krwi), tworząc kompleks zewnątrzpochodnej tenazy. Kompleks ten dalej aktywuje czynnik IX i X odpowiednio do IXa i Xa, prowadząc do wspólnego szlaku krzepnięcia i następczego tworzenia trombiny i fibryny.
Uwolnienie endotoksyny jest mechanizmem, dzięki któremu posocznica Gram-ujemna prowokuje DIC. W ostrej białaczce promielocytowej leczenie powoduje zniszczenie prekursorów granulocytów białaczkowych, co prowadzi do uwolnienia dużych ilości enzymów proteolitycznych z ich ziarnistości magazynujących, powodując uszkodzenie mikronaczyń. Inne nowotwory złośliwe mogą nasilać ekspresję różnych onkogenów, które powodują uwalnianie TF i inhibitora aktywatora plazminogenu-1 (PAI-1), co zapobiega fibrynolizie.
Nadmiar krążącej trombiny wynika z nadmiernej aktywacji kaskady krzepnięcia. Nadmiar trombiny rozszczepia fibrynogen, co ostatecznie pozostawia w krążeniu liczne skrzepy fibryny. Te nadmiarowe skrzepy zatrzymują płytki krwi i przekształcają się w większe skrzepy, co prowadzi do zakrzepicy mikro- i makronaczyniowej. To składowanie skrzepów w mikrokrążeniu, w dużych naczyniach i w narządach jest tym, co prowadzi do niedokrwienia, upośledzenia perfuzji narządów i uszkodzenia narządów końcowych, które występuje w DIC.
Inhibitory krzepnięcia są również zużywane w tym procesie. Zmniejszony poziom inhibitorów pozwoli na zwiększenie krzepliwości, tak że powstaje pętla dodatniego sprzężenia zwrotnego, w której zwiększona krzepliwość prowadzi do większej krzepliwości. W tym samym czasie, małopłytkowość występuje i to zostało przypisane do uwięzienia i konsumpcji płytek krwi. Czynniki krzepnięcia są zużywane w rozwoju licznych zakrzepów, co przyczynia się do krwawienia obserwowanego w DIC.
Równocześnie nadmiar krążącej trombiny pomaga w konwersji plazminogenu do plazminy, co prowadzi do fibrynolizy. W wyniku rozpadu skrzepów powstaje nadmiar FDP, które mają silne właściwości przeciwzakrzepowe, przyczyniając się do krwotoków. Nadmiar plazminy aktywuje również układ dopełniacza i układ kininowy. Aktywacja tych układów prowadzi do wielu objawów klinicznych, które występują u pacjentów doświadczających DIC, takich jak wstrząs, hipotensja i zwiększona przepuszczalność naczyń. Ostra postać DIC jest uważana za skrajną ekspresję procesu krzepnięcia wewnątrznaczyniowego z całkowitym załamaniem prawidłowych granic homeostazy. DIC wiąże się ze złym rokowaniem i wysoką śmiertelnością.
Ostatnio pojawiły się jednak wyzwania dotyczące podstawowych założeń i interpretacji patofizjologii DIC. Badania nad sepsą i DIC w modelach zwierzęcych wykazały, że receptor o wysokiej ekspresji na powierzchni hepatocytów, określany jako receptor Ashwell-Morell, jest odpowiedzialny za małopłytkowość w bakteriemii i sepsie wywołanej przez Streptococcus pneumoniae (SPN) i prawdopodobnie inne patogeny. Trombocytopenia obserwowana w sepsie wywołanej przez SPN nie była spowodowana zwiększonym zużyciem czynników krzepnięcia, takich jak płytki krwi, ale była wynikiem aktywności tego receptora umożliwiającej hepatocytom połykanie i szybkie usuwanie płytek krwi z krążenia. Usuwając składniki prozakrzepowe, zanim wezmą udział w koagulopatii DIC, receptor Ashwella-Morella zmniejsza ciężkość DIC, redukując zakrzepicę i martwicę tkanek oraz sprzyjając przeżyciu. Krwotok obserwowany w DIC i wśród niektórych tkanek pozbawionych tego receptora może być zatem wtórny do zwiększonej zakrzepicy z utratą mechanicznej bariery naczyniowej.
Aktywacja wewnątrzpochodnych i zewnątrzpochodnych szlaków krzepnięcia powoduje nadmierne tworzenie skrzeplin w naczyniach krwionośnych. Zużycie czynników krzepnięcia w wyniku rozległej koagulacji powoduje z kolei krwawienie.