6.4 Hämostase Primäre Hämostase. Thrombozytenadhäsion. Thrombozytenaggregation

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1 6.4 Hämostase Hämostase 6.4 Hämostase Definition. Unter dem Begriff Hämostase werden sämtliche Prozesse zusammengefasst, die für die Beendigung einer Blutung verantwortlich sind. Man unterscheidet dabei folgende nacheinander ablaufenden Phasen: primäre Hämostase und sekundäre Hämostase. Definition. Die Blutstillung einer kleinen Wunde erfolgt normalerweise innerhalb von 1 3 Minuten. Bei dieser primären Hämostase lagern sich auf der Wunde immer mehr Thrombozyten (Blutplättchen) zu einem sog. weißen Thrombus zusammen, der die Verletzung abdichtet. Außerdem setzen die Thrombozyten Stoffe (Serotonin, Thromboxan A 2 ) frei, die eine Vasokonstriktion bewirken. Die nachfolgende Aktivierung der Blutgerinnung durch Thrombin führt zur Bildung eines Fibrinnetzes. Durch Einlagerung von Blutzellen (u. a. Erythrozyten) entsteht daraus schließlich der sog. rote Thrombus, der die Wunde stabil verschließt. Während der sekundären Hämostase beginnt bereits die Wundheilung. Ziele der primären Hämostase: Bildung eines Thrombozytenpfropfs (weißer Thrombus) Vasokonstriktion Ziele der sekundären Hämostase: stabiler Wundverschluss durch Bildung eines Fibrinnetzes aus Fibrinogen Einlagerung von Blutzellen in das Fibrinnetz Entstehung des roten Thrombus Primäre Hämostase Thrombozytenadhäsion Bei einer Verletzung der Endothelwand wird subendotheliales Kollagen freigelegt. Aus dem verletzten Endothel wird der sog. von-willebrand-faktor (vwf) freigesetzt, der an das subendotheliale Kollagen und gleichzeitig an den Glykoproteinkomplex GP Ib/IX/V auf der Thrombozytenoberfläche bindet. Die freigelegten Kollagenstrukturen interagieren zusätzlich direkt (also ohne vwf als Bindeglied) mit GP Ia/IIa und GP VI auf der Thrombozytenoberfläche. Beide Interaktionen tragen dazu bei, dass die Thrombozyten an der Gefäßwand entlangrollen und schließlich anheften (Abb. 6.11). Thrombozytenaggregation Durch die Bindung von vwf an GP Ib/IX/V sowie durch das zu diesem Zeitpunkt in geringen Mengen gebildete Thrombin (s. S. 184) werden (insbesondere über die Aktivierung der InsP 3 -Ca 2+ -Kaskade, wobei InsP 3 die Freisetzung von Ca 2+ aus intrazellulären Speichern veranlasst) die Thrombozyten aktiviert. Folgen der Thrombozytenaktivierung sind: Formänderung der Thrombozyten über Aktin-Myosin-Interaktionen: Die bei intaktem Endothel normalerweise als bikonkave Scheiben geformten Thrombozyten bilden bis zu mehrere μm lange Pseudopodien aus, die es ihnen ermöglichen, Primäre Hämostase Thrombozytenadhäsion Bei einer Verletzung der Endothelwand wird subendotheliales Kollagen freigelegt. Der daraus freigesetzte vwf bindet an Kollagen und GP Ib/IX/V auf der Thrombozytenoberfläche. Das Kollagen bindet außerdem direkt an GP Ia/IIa und GP VI. Durch diese Mechanismen haften die Thrombozyten an der Gefäßwand (Abb. 6.11). Thrombozytenaggregation Durch die Bindung von vwf an GP Ib/IX/V sowie das zu diesem Zeitpunkt in geringen Mengen gebildete Thrombin (s. S. 184) werden die Thrombozyten aktiviert. Folgen sind: Formänderung der Thrombozyten (Ausbildung von Pseudopodien, Abb. 6.12) über Aktin-Myosin-Interaktionen Aktivierung des Glykoproteinrezeptors GP IIb/IIIa (Abb. 6.11) 6.11 Primäre Hämostase Freisetzung von: von-willebrand-faktor (vwf) Wachstumsfaktoren Fibrinogen und andere Gerinnungsfaktoren Thrombospondin Fibronektin Sekretion Freisetzung von: ADP Serotonin Kalzium TXA 2 Thrombozyt GP-VI-Rezeptor GP-Ib-IX-V-Rezeptor GP-IIb-IIIa-Rezeptor α-granulum δ-granulum Aktivierung Aggregation Fibrinogen vwf GP-Ia-IIa-Rezeptor Kollagenfasern Endothelzelle Adhäsion

2 182 6 Blut Ruhende und aktivierte Thrombozyten (mit freundlicher Genehmigung von Prof. Groscurth, Zürich) a 0,5 μm b 0,5 μm a Ruhende Thrombozyten sind bikonkave, 0,5 1 μm dicke und 2 4 μm durchmessende Scheiben. b Aktivierte Thrombozyten bilden bis zu mehrere μm lange Pseudopodien aus. Ausschüttung von Mediatoren aus den granulären Organellen (α- und δ-granula, Abb. 6.11) der Thrombozyten Freisetzung von Thromboxan A 2 (TXA 2, Abb. 6.11). Thrombozytenadhäsion und -aggregation tragen gemeinsam zur Ausbildung eines weißen Wundverschlusspfropfs (weißer Thrombus) bei. besser aneinander und am Endothel zu haften (Abb. 6.12). Durch die teilweise Formauflösung der Thrombozyten wird ein Teil der negativ geladenen Phospholipide nach außen gekehrt. Diese Phospholipide sind ein wichtiger Kofaktor für die folgende Blutgerinnungskaskade. Aktivierung des Glykoproteinrezeptors GP IIb/IIIa auf der Thrombozytenoberfläche, welcher Fibrinogen bindet und dadurch die Thrombozyten vernetzt (Abb. 6.11). Daraufhin verfestigt aus den α-granula ausgeschüttetes Thrombospondin die Fibrinogenbrücken und macht so die zunächst reversible Vernetzung irreversibel. Ausschüttung von Mediatoren aus den granulären Organellen (α- und δ-granula, Abb. 6.11), die zur Thrombozytenaggregation und -quervernetzung beitragen und günstige Voraussetzungen für die nachfolgende sekundäre Hämostase schaffen. Tab. 6.7 gibt einen Überblick über die Funktionen der verschiedenen Mediatoren. Freisetzung von Thromboxan A 2 (TXA 2, Abb. 6.11): Dieses wird an der Plasmamembran der Thrombozyten ausgehend von Arachidonsäure unter dem Einfluss der Ca 2+ -abhängigen Phospholipase A 2 und Zyklooxygenase gebildet, unterstützt die Thrombozytenaggregation und wirkt vasokonstriktorisch. Thrombozytenadhäsion und -aggregation tragen gemeinsam zur Ausbildung eines weißen Wundverschlusspfropfs bei. Dieser sog. weiße Thrombus bildet den Abschluss der primären Hämostase. Der Thrombus wird als weiß bezeichnet, da er (im Gegensatz zum roten Thrombus, s. S. 183) keine Erythrozyten enthält Mediatoren aus granulären Organellen Mediatoren Funktion aus α-granula von-willebrand-faktor Plättchenadhäsion an Kollagen Fibrinogen (Gerinnungsfaktor I) Thrombozytenaggregation über GP IIb/IIIa; plasmatische Gerinnung Fibronektin dient der Zellhaftung Thrombospondin irreversible Vernetzung der Thrombozyten Wachstumsfaktoren wirken mitogen und stimulieren das Wachtum (z. B. PDGF, FGF, TGFβ) verschiedener Zelltypen (z. B. glatter Muskelzellen im Rahmen der Wundheilung), Vasokonstriktion Gerinnungsfaktoren VIII und V katalysieren die Gerinnungskaskade (Abb. 6.14) aus δ-granula ADP Thrombozytenaktivierung; Aktivierung der Aggregation; Ca 2+ -Freisetzung aus den δ-granula Ca 2+ Kofaktor für Thrombozytenaktivierung, plasmatische Gerinnung ( vermittelt die Anheftung der Gerinnungsfaktoren an die Thrombozytenmembran) und Retraktion (s. S. 186) Serotonin Vasokonstriktion; Thrombozytenaktivierung

3 Vasokonstriktion 6.4 Hämostase Die Verengung verletzter Gefäße (Vasokonstriktion) spielt bei der primären Hämostase ebenfalls eine Rolle. Neben Serotonin und verschiedenen Wachstumsfaktoren aus den α- und β-granula (Abb. 6.11) wirkt auch Thromboxan A 2 (TXA 2 ) vasokonstriktorisch. Exkurs. Methoden zur Überprüfung der primären Hämostase Zur Überprüfung der primären Hämostase kann man zunächst die Blutungszeit bestimmen, die vorwiegend zur Einschätzung der Thrombozytenfunktion dient. Dabei wird mit einer Lanzette in die Fingerbeere punktiert, anschließend der Finger in warme Kochsalzlösung getaucht und die Zeit bis zum Sistieren der Blutung gemessen. Das Blutungsende sollte nach 1 3 Minuten erreicht sein. Bei verlängerter Blutungszeit folgt die Bestimmung der Thrombozytenzahl aus Venen- oder Kapillarblut. Dadurch werden primäre Hämostase und Knochenmarkfunktion beurteilt. Liegt eine verlängerte Blutungszeit bei normaler Thrombozytenzahl vor, wird als Nächstes die Thrombozytenfunktion getestet. Dazu kann man plättchenreiches Plasma aus Zitrat-Vollblut beispielsweise mit sog. Platelet-Function-Analyzern untersuchen. Diese ermöglichen die Bestimmung verschiedenster Thrombozytenparameter wie Adhäsion oder Aggregation durch Extinktionsmessungen oder elektrische Messungen. 183 Vasokonstriktion Serotonin, verschiedene Wachstumsfaktoren aus den α- und β-granula (Abb. 6.11) und TXA 2 wirken durch Vasokonstriktion an der primären Hämostase mit. Exkurs. Kongenitale Thrombozytopathien beruhen auf Defekten des Zellstoffwechsels, der Zellorganellen oder der Plasmamembran. Es gibt grundsätzlich keine kausalen, sondern lediglich symptomatische Therapien wie die Gabe von Thrombozytenkonzentraten bei schweren Blutungen. Sportarten mit erhöhtem Verletzungs- und damit Blutungsrisiko oder blutverdünnende Medikamente, wie z. B. Acetylsalicylsäure, sollten gemieden werden. Die derzeitig am besten charakterisierten Thrombozytopathien sind das Bernard- Soulier-Syndrom sowie die Thrombasthenie. Beide Krankheiten beruhen auf Defekten von Membranrezeptoren in der Thrombozytenmembran. Bei der Thrombasthenie (Glanzmann-Syndrom) liegt ein autosomal-rezessiver Defekt des Glykoproteins IIb/IIIa vor. Dadurch wird die Vernetzung der Thrombozyten erschwert, was sich in einer Störung der Thrombozytenadhäsion und -aggregation mit vermehrter Blutungsneigung äußert. Beim ebenfalls seltenen autosomal-rezessiv vererbten Bernard-Soulier-Syndrom fehlt der Glykoproteinkomplex GP Ib/IX/V, weshalb die vwf-abhängige Aktivierung und Adhäsion der Thrombozyten gestört ist. Außerdem findet man makrothrombozytäre Zellen (Riesenplättchen) und eine leichte Thrombozytopenie. Dieses Syndrom führt zu einer ausgeprägten Blutungsneigung. Hemmung der Thrombozytenadhäsion und -aggregation an intaktem Endothel Bei intaktem Endothel liegen die Thrombozyten im Blut als bikonkave Scheiben vor (Abb. 6.12a). Endothelzellen setzen kontinuierlich Prostazyklin und NO (das außerdem vasodilatierend wirkt, s. S. 147) frei, welche einer Anheftung und Aggregation der Thrombozyten entgegenwirken Sekundäre Hämostase Nach der primären, noch instabilen Abdichtung der Wunde durch den weißen Thrombozytenthrombus wird die Gerinnungskaskade (Abb. 6.14) aktiviert, die letztlich zur Umwandlung von Fibrinogen zu Fibrin und damit zum stabilen Wundverschluss führt. Aufgabe der Blutgerinnung ist es, durch Umwandlung von Fibrinogen zu Fibrin ein Netzwerk zu bilden, das gemeinsam mit den darin gefangenen Blutzellen (u. a. Erythrozyten, Leukozyten) und dem Thrombozytenthrombus die Wunde stabil verschließt. Das Aggregat aus Fibrin und Blutzellen bezeichnet man als roten Thrombus (Abb. 6.13). Hemmung der Thrombozytenadhäsion und -aggregation an intaktem Endothel Prostazyklin und NO werden aus Endothelzellen freigesetzt und verhindern Anheftung und Aggregation der Thrombozyten Sekundäre Hämostase Nach dem noch instabilen primären Wundverschluss durch den Thrombozytenthrombus wird die Gerinnungskaskade (Abb. 6.14) aktiviert.

4 184 6 Blut Roter Thrombus Im Rahmen der sekundären Hämostase entstehendes Aggregat aus Fibrin und Blutzellen (u. a. Erythrozyten und Leukozyten). Phasen der sekundären Hämostase: Aktivierungsphase: Bildung von Thrombin Koagulationsphase: Bildung des Fibrinnetzes ausgehend vom Fibrinogen Retraktionsphase: Kontraktion des Fibrinnetzes unter Beteiligung der Thrombozyten. Gerinnungsfaktoren: Bei einem Großteil der Gerinnungsfaktoren handelt es sich um Proteasen, andere haben keine eigene enzymatische Aktivität und dienen z. B. als Kofaktoren. Bevor sie ihre jeweiligen Aufgaben erfüllen können, müssen die Gerinnungsfaktoren zunächst aktiviert werden. Tab. 6.8 zeigt die verschiedenen Gerinnungsfaktoren, Abb die Gerinnungskaskade. Zusammenwirken exogener und endogener Faktoren Das Gerinnungssystem wird durch exogene Faktoren aktiviert. Durch endogene Faktoren kann die Blutgerinnung verstärkt werden (Abb. 6.14). Nach Gewebsläsionen kommen im Blut zirkulierende Gerinnungsfaktoren mit subendothelialen Zellen in Kontakt. Faktor VII bildet dabei einen Komplex mit dem Membranprotein Gewebethromboplastin (Faktor III, Tissue Faktor), der seine volle Aktivität erst durch die Ca 2+ -vermittelte Bindung an Phospholipide der Thrombozytenmembran erlangt (Gewebethromboplastin-VIIa-Ca 2+ -P- Lip-Komplex) und daraufhin Faktor X aktiviert. Die Faktoren Xa und Va bilden in Anwesenheit von Ca 2+ an der Thrombozytenoberfläche den Xa-Va-Ca 2+ -P-Lip-Komplex, der als sog. Bei der sekundären Hämostase werden nacheinander folgende Phasen durchlaufen: Aktivierungsphase: Diese beinhaltet sämtliche Schritte der Gerinnungskaskade bis zur Bildung des Thrombins. Koagulationsphase: Während dieser Phase wird mithilfe von Thrombin ausgehend von Fibrinogen das Fibrinnetz gebildet. Durch den Faktor XIIIa (fibrinstabilisierender Faktor) wird das Netz kovalent verknüpft. Retraktionsphase (s. S. 186): Hier kontrahiert sich das Fibrinnetz unter Beteiligung der Thrombozyten und die Wundränder nähern sich einander an. Gerinnungsfaktoren: Bei einem Großteil der Gerinnungsfaktoren handelt es sich um Proteasen (Serin-Proteasen). Einige Gerinnungsfaktoren haben keine eigene enzymatische Aktivität und dienen z. B. als Kofaktoren. Die verschiedenen Gerinnungsfaktoren liegen zunächst in inaktiver Form im Blutplasma vor und müssen erst aktiviert (erkennbar am a hinter der römischen Ziffer) werden, um ihre jeweilige Aufgabe erfüllen zu können. Da aktivierte Gerinnungsfaktoren eine große Menge nachgeschalteter Faktoren aktivieren können, verstärkt sich die Kaskade selbst. Die meisten Gerinnungsfaktoren werden in der Leber gebildet und abgebaut, wobei ihre Halbwertszeiten im Bereich von Stunden (Faktor VII) bis Tagen (Faktor XIII) liegen. Die Bildung der Faktoren II, VII, IX und X ist Vitamin-K-abhängig. Tab. 6.8 gibt eine Übersicht über die verschiedenen Gerinnungsfaktoren, ihren Bildungsort und ihre Funktion. In Abb ist die Gerinnungskaskade schematisch dargestellt. Zusammenwirken exogener und endogener Faktoren Das Gerinnungssystem wird durch exogene (sich außerhalb der Gefäßwand befindende, extrinsische, extravasale) Faktoren aktiviert. Die endogenen (sich innerhalb der Gefäßwand befindenden, intrinsischen, intravasalen) Faktoren dienen in erster Linie der Verstärkung der Blutgerinnung (Abb. 6.14). Die im Blut zirkulierenden Gerinnungsfaktoren kommen infolge einer Gewebsläsion mit subendothelialen Zellen (z. B. glatte Muskelzellen und Fibroblasten) und deren Membranproteinen in Kontakt. Eine besondere Rolle spielt in diesem Zusammenhang das Gewebethromboplastin (Faktor III, Tissue Faktor), ein Membranprotein, das nicht auf Endothelzellmembranen vorkommt. Faktor VII (Prokonvertin) bindet an Gewebethromboplastin und wird dadurch aktiviert (Faktor VIIa). Die volle Aktivität erlangt dieser Gewebethromboplastin-Faktor-VIIa-Komplex erst durch die Ca 2+ -vermittelte Bindung an Phospholipide auf der Plasmamembran aktivierter Thrombozyten (Gewebethromboplastin-VIIa-Ca 2+ -P-Lip-Komplex) und kann daraufhin Faktor X (Stuart-Prower-Faktor) aktivieren. Faktor Xa bildet in Anwesenheit von Ca 2+ an der Thrombozytenoberfläche einen Komplex mit Faktor Va (Xa-Va-Ca 2+ -P-Lip-Komplex), der als sog. Prothrombinase das inaktive Prothrombin (Faktor II) in aktives Thrombin (Faktor IIa) überführt. Mit der

5 6.4 Hämostase Übersicht über die verschiedenen Blutgerinnungsfaktoren, ihren Bildungsort und ihre Funktion Faktor Name Bildungsort Funktion I Fibrinogen Leber Vorstufe des Fibrin ( Gerinnselbildung) II Prothrombin Leber, Vitamin-K-abhängig III Gewebethromboplastin Kofaktor Serin-Protease, Vorstufe des Thrombin IV (ungebundenes) Ca 2+ Kofaktor bei der Aktivierung der meisten Gerinnungsfaktoren V Proakzelerin bzw. Akzeleratorglobulin Leber Bestandteil der Prothrombinase, also Kofaktor bei der Aktivierung von Prothrombin zu Thrombin VI nicht existent! VII Prokonvertin Leber, Vitamin-K-abhängig Serin-Protease, aktiviert als Bestandteil des Gewebethromboplastin-VIIa-Ca 2+ -P-Lip-Komplexes den Faktor X VIII Antihämophiliefaktor A Kofaktor bei der Aktivierung von Faktor X IX Antihämophiliefaktor B, Christmas-Faktor Leber, Vitamin-K-abhängig Serin-Protease, Kontaktfaktor, aktiviert als Bestandteil des IXa-VIIIa-Ca 2+ -P-Lip-Komplexes den Faktor X X Stuart-Prower-Faktor Leber, Vitamin-K-abhängig Serin-Protease, Bestandteil der Prothrombinase Aktivierung von Prothrombin zu Thrombin XI Plasma-thromboplastin-antecendent (PTA) Serin-Protease, Kontaktfaktor, aktiviert Faktor IX XII Hageman-Faktor Serin-Protease, Kontaktfaktor (wird durch Kallikrein aktiviert), aktiviert Faktor XI XIII fibrinstabilisierender Faktor Leber Transglutaminase, bewirkt die Vernetzung des Fibrins 6.14 Sekundäre Hämostase 6.14 exogene Faktoren Gewebsläsion Ca 2+ endogene Faktoren negativ geladene Oberflächen Präkallikrein Kininogen XIa XIIa XI XII Im Rahmen der sekundären Hämostase spielt Thrombin eine zentrale Rolle (blaue Pfeile): Abspaltung kurzer Peptidketten von Fibrinogen Aktivierung von Faktor V, VIII, XI (positive Rückkopplung) und XIII. VIIa VII IXa IX Ca 2+ -VIIa-P-Lip P-Lip-Ca 2+ -IXa-VIIIa VIII Koagulationsphase Aktivierungsphase X Stuart-Prower- Faktor II Prothrombin Fibrinogen Xa P-Lip-Ca 2+ -Xa-Va XIII IIa Thrombin Gewebethromboplastin Fibrinmonomere XIIIa V fester Fibrinthrombus

6 186 6 Blut Prothrombinase Prothrombin in Thrombin überführt. Zu den Aufgaben des Thrombins gehören: Fibrinogenspaltung (Beginn der Koagulationsphase) Aktivierung des Faktors XIII kovalente Verknüpfung des instabilen Fibrinnetzes Aktivierung von Faktor V positive Rückkopplung auf seine eigene Bildung Förderung der Thrombozytenaggregation Aktivierung der Faktoren XI und VIII Bildung des IXa-VIIIa-Ca 2+ -P-Lip-Komplexes Aktivierung von Faktor X Thrombinbildung Beschleunigung der Blutgerinnung. Die Bildung des IXa-VIIIa-Ca 2+ -P-Lip-Komplexes kann auch durch Präkallikrein und Kininogen (Kontaktfaktoren) ausgelöst werden. Eine rein endogene Aktivierung spielt jedoch nur eine untergeordnete Rolle. Den Abschluss der sekundären Hämostase bildet die Retraktionsphase, die sich nach einigen Stunden an die Koagulationsphase anschließt. Während dieser Phase wird das Fibrinnetz unter Beteiligung von Thrombozyten kontrahiert, wodurch die darin gefangenen Zellen (u. a. Leukozyten, Erythrozyten) in den Thrombus eingeschlossen werden und sich die Wundränder einander annähern. Bildung des Thrombins ist die Aktivierungsphase der sekundären Hämostase abgeschlossen. Aufgaben des Thrombins: Thrombin als zentraler Faktor der Gerinnungskaskade erfüllt folgende für die Blutgerinnung entscheidende Funktionen: Abspaltung kurzer Peptidketten von Fibrinogen (Faktor I), wodurch Fibrinmonomere entstehen, die sich zu einem Fibrinnetz zusammenlagern (Beginn der Koagulationsphase), Aktivierung von Faktor XIII (fibrinstabilisierender Faktor), der eine stabile Quervernetzung des Fibrins bewirkt, Aktivierung von Faktor V, wodurch es wiederum seine eigene Aktivierung beschleunigt (positive Rückkopplung), Förderung der Thrombozytenaggregation (Thrombozytenaktivierung ). Aktivierung der Faktoren XI und VIII: Der durch Thrombin aktivierte Faktor XI aktiviert wiederum Faktor IX (Antihämophiliefaktor B, Christmas-Faktor). Faktor VIII ist im Blut an vwf gebunden. Bei der primären Hämostase wird er freigesetzt und durch Thrombin aktiviert. Faktor VIIIa bildet an der Oberfläche aktivierter Thrombozyten Ca 2+ -vermittelt einen Komplex mit Faktor IXa. Dieser IXa-VIIIa- Ca 2+ -P-Lip-Komplex aktiviert Faktor X. Über die Aktivierung von Faktor X wird wiederum die Thrombinbildung gesteigert (positive Rückkopplung) und somit die Blutgerinnung beschleunigt. Die Bildung des IXa-VIIIa-Ca 2+ -P-Lip-Komplexes kann auch durch die Kontaktfaktoren Präkallikrein und Kininogen ausgelöst werden. Eine rein endogene Aktivierung spielt jedoch nur eine untergeordnete Rolle, was auch dadurch ersichtlich wird, dass der Mangel einzelner Faktoren (z. B. XI oder XII) nur zu einer geringen Störung der Hämostase führt. Den Abschluss der sekundären Hämostase bildet die Retraktionsphase, die sich nach einigen Stunden an die Koagulationsphase anschließt. Während dieser Phase wird das Fibrinnetz unter Beteiligung von Thrombozyten kontrahiert. Die Erhöhung der zytoplasmatischen Ca 2+ -Konzentration durch Freisetzung von Ca 2+ aus intrazellulären Speichern führt in den Thrombozyten zur Aktin-Myosin-Querbrückenbildung und dadurch zu einer Kontraktion, welche im Fibrinnetz gefangene Zellen, wie z. B. Leukozyten oder Erythrozyten, mit in den Thrombus einschließt. Zusätzlich wird die Wundheilung durch die mit der Kontraktion verbundene Annäherung der Wundränder begünstigt. Exkurs. Methoden zur Diagnostik der Gerinnungsfunktion Es gibt verschiedene Tests, die zur Diagnostik von Gerinnungsstörungen und zur Überprüfung der Wirkung gerinnungshemmender Medikamente eingesetzt werden: Beim Quick-Test wird durch Bestimmung der Thromboplastinzeit (TPZ) die Funktion des exogenen Systems getestet. Dazu wird in einer Blutplasmaprobe aus Zitrat-Vollblut durch Zugabe von Gewebethromboplastin (Faktor III), Ca 2+ -Ionen und Phospholipiden die Fibrinbildung ausgelöst. Anschließend wird die von der Verfügbarkeit der Gerinnungsfaktoren VII, X, V und II abhängige Gerinnungszeit gemessen und zu einem Referenzplasma (normale Gerinnungszeit ca. 20 Sekunden=Quickwert 100%) in Relation gesetzt. Je niedriger der Quickwert der Plasmaprobe ist, desto schlechter ist die Gerinnungsfunktion. Beispiel: Ein Quickwert von 50 % sagt aus, dass in der Blutplasmaprobe nur 50% der Aktivität stattfand, die in der Referenzprobe mit derselben Menge an zugesetztem Thromboplastin erreicht wurde. Ein verminderter Quickwert bedeutet somit ein erhöhtes Blutungsrisiko. Da die von den einzelnen Laboratorien bei diesem Test eingesetzten verschiedenen Thromboplastine jedoch nicht vergleichbar sind, ist auch der Quickwert nicht von Labor zu Labor vergleichbar. Deshalb wird der Quick-Test bereits seit einigen Jahren zunehmend durch die Bestimmung des sog. INR-Wertes (International Normalized Ratio) ersetzt. Hier wird ebenfalls die Thromboplastinzeit bestimmt, allerdings sind die eingesetzten Reagenzien, insbesondere das Thromboplastin, international vereinheitlicht worden, und als Referenz dient ein Normalplasma. So hat man mit dem INR-Wert einen zwischen sämtlichen Laboratorien der Welt vergleichbaren Wert, der unmittelbar angibt, in welchem Verhältnis zum Normalwert die Gerinnung verlangsamt ist. Beispiel: Ein INR-Wert von 2 3 bedeutet eine um das 2 3fache verlängerte Gerinnungszeit. Quick- und INR-Wert verhalten sich also gegenläufig. Beide Werte werden vor jedem größeren operativen Eingriff, bei möglichen hämorrhagischen Diathesen (erhöhte Blutungsneigung) oder bei Verdacht auf Vitamin-K-Mangel erhoben. Sie dienen ferner als Verlaufskontrolle bei Antikoagulanzientherapien mit Cumarinderivaten Zielwert ist hier ein INR-Wert von 2 3. Bei der Bestimmung der partiellen Thromboplastinzeit (PTT, normalerweise ca. 45 Sekunden) wird das endogene System getestet. Dadurch können auch Defekte in den Gerinnungsfaktoren VIII, IX, XI und XII erfasst werden, die keinen Einfluss auf Quick- und INR-Wert haben. Dazu wird eine Blutplasmaprobe mit negativ geladenen Oberflächen, Phospholipiden und Ca 2+ -Ionen in Kontakt gebracht und die Zeit bis zur Fibrinbildung gemessen. Partielles Thromboplastin bedeutet hierbei Phospholipide ohne Gewebefaktor. Die PTT wird vor jedem größeren operativen Eingriff, bei möglichen hämorrhagischen Diathesen und zur Verlaufskontrolle der Heparintherapie bestimmt. Ein weiterer wichtiger Test ist die Messung der Plasma-Thrombin-Zeit (PTZ), bei der in einer Plasmaprobe die Fibrinbildung durch Zugabe von Thrombin getestet wird. Dieser Test dient dem Nachweis von Heparin im Blut, der Überprüfung der Fibrinogenkonzentration und wird auch als Verlaufskontrolle bei einer Fibrinolyse-Therapie (s. S. 189) eingesetzt.

7 6.4 Hämostase 187 Bei allen Gerinnungsfaktoren sind angeborene Synthesedefekte bekannt, die zu einem Mangel oder einem völligen Fehlen von Faktoren führen können. Art und Schwere der daraus resultierenden Gerinnungsstörungen sind davon abhängig, welcher Faktor betroffen ist und wie stark seine Funktion eingeschränkt ist. Mit einer Inzidenz von 1:150 ist das von-willebrand-jürgens (vwj)-syndrom der häufigste Gerinnungsdefekt. Man unterscheidet verschiedene Typen, bei denen der vwf entweder weniger (Typ I und II) oder überhaupt nicht (Typ III, 5 % der Fälle) produziert wird. Der Schweregrad der Krankheit korreliert allerdings nicht sehr gut mit der vwf-konzentration, der Grund dafür ist unklar. Beim vwj-syndrom sind sowohl die primäre ( gestörte Thrombozytenadhäsionsfähigkeit) als auch die sekundäre ( gestörte plasmatische Gerinnung durch verminderte Aktivität von Faktor VIII, für welches vwf als Trägerprotein dient) Hämostase beeinträchtigt. Die meisten Patienten haben jedoch keine oder nur geringfügige Blutungen, typisch sind Schleimhautblutungen. Bei deutlich erhöhter Blutungsneigung oder zur Prophylaxe bei operativen Eingriffen werden Faktor-VIII/vWF-haltige Konzentrate eingesetzt. Thrombozytenaggregationshemmer sind bei vwj-syndrom kontraindiziert. Die bekannteste Gerinnungsstörung ist die Hämophilie (Bluterkrankheit). 50 % der Fälle werden X-chromosomal-rezessiv vererbt, die andere Hälfte sind Spontanmutationen am X-Chromosom. Folglich sind fast ausschließlich Männer von der Erkrankung betroffen. Man unterscheidet 2 Formen: Hämophilie A ( Fehlen/Inaktivität von Faktor VIII) und Hämophilie B ( Fehlen/Inaktivität von Faktor IX). Die Betroffenen leiden unter spontanen großflächigen Blutungen (keine Petechien!), Muskel- und Gelenkblutungen (v. a. Kniegelenk) und Blutungen im Bereich der Harnwege. Bei leichteren Hämophilien kommt es häufig nur zu Nachblutungen nach operativen Eingriffen oder vermehrtem Nasenbluten, so dass die Krankheit in diesen Fällen eher zufällig diagnostiziert wird. Die Therapie besteht in der Vermeidung von Blutungen (keine Medikamente, wie z. B. ASS, keine Risikosportarten etc.) und sorgfältiger lokaler Blutstillung bei Verletzungen oder Operationen. In schweren Fällen muss der betroffene Gerinnungsfaktor substituiert werden. Regulation und Hemmung der Hämostase Hemmung der Blutgerinnung in vivo Die Blutgerinnung ist eine sich selbst verstärkende Kaskade. Um eine generalisierte Gerinnung zu verhindern, wird die enzymatische Aktivität der Serin-Proteasen durch verschiedene körpereigene Proteine kontrolliert, indem diese die Proteasen durch Komplexbildung inaktivieren bzw. deren Spezifität ändern: Antithrombin III (AT III) ist ein wichtiger physiologischer Gerinnungshemmer, der durch Komplexbildung sowohl Thrombin als auch die Faktoren IXa, Xa, XIa und XIIa hemmt. Ein Mangel an AT III bedeutet ein erhöhtes Thromboserisiko. Bindet Heparin (Polysaccharid) an AT III, kommt es zu einer Konformationsänderung des AT III, die eine immense Steigerung seiner Affinität gegenüber seinen Substraten bewirkt. Somit kann die Wirkung des AT III durch Heparin um das 1000-Fache gesteigert werden. Heparin wird endogen sowohl aus Mastzellen als auch aus basophilen Granulozyten freigesetzt, die z. B. während der Retraktionphase im Fibrinnetz gefangen werden. Das in der Klinik zur Thromboseprophylaxe eingesetzte Heparin wird aus tierischen Geweben (u. a. aus Rinderlunge und Schweinedarmmukosa) gewonnen. Thrombomodulin und die Proteine C und S: Thrombomodulin ist ein Endothelzellrezeptor. Durch die Bindung an Thrombomodulin verliert Thrombin seine Fähigkeit zur Umwandlung von Fibrinogen zu Fibrin und aktiviert stattdessen das Glykoprotein Protein C (apc, aktiviertes Protein C). apc wiederum ist eine Semi- Protease, die durch Inaktivierung verschiedener Gerinnungsfaktoren die Blutgerinnung hemmt. Für die Wirkung von aktiviertem Protein C sind Faktor V und Protein S als Kofaktoren wichtig. α 2 -Makroglobulin kann Thrombin binden und dadurch inaktivieren. Regulation und Hemmung der Hämostase Hemmung der Blutgerinnung in vivo Zur Verhinderung einer generalisierten Blutgerinnung wird die enzymatische Aktivität der Serin-Proteasen durch verschiedene körpereigene Proteine kontrolliert, indem diese die Proteasen durch Komplexbildung inaktivieren bzw. deren Spezifität ändern: Antithrombin III (AT III) ist ein wichtiger physiologischer Gerinnungshemmer, der durch Komplexbildung sowohl Thrombin als auch die Faktoren IXa, Xa, XIa und XIIa hemmt. In Anwesenheit von Heparin kann die Wirkung des AT III um das 1000-Fache gesteigert werden. Thrombomodulin bindet Thrombin, welches dadurch seine Fähigkeit zur Umwandlung von Fibrinogen zu Fibrin verliert und stattdessen Protein C (apc) aktiviert. Protein C hemmt wiederum die Blutgerinnung durch Inaktivierung verschiedener Gerinnungsfaktoren. Faktor V und Protein S sind Kofaktoren von apc. α 2 -Makroglobulin kann Thrombin binden und dadurch inaktivieren.

8 188 6 Blut Als Thrombose bezeichnet man den vollständigen oder teilweisen Verschluss eines Gefäßes (Arterie oder Vene) durch ein Blutgerinnsel. Die Thrombosebildung wird durch verlangsamte Blutströmung (z. B. während postoperativer Immobilisierung), Hyperviskosität des Blutes, Hyperkoagulabilität (z. B. durch kongenitale Störungen von Hämostase oder Fibrinolyse), und Schädigungen der Gefäßwand (z. B. im Rahmen einer Arteriosklerose) gefördert. Je nach Indikation gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Blutgerinnung medikamentös zu hemmen (medikamentöse Thromboseprophylaxe): Heparin wirkt gerinnungshemmend, indem es durch Bindung an AT III dessen Affinität zu seinen Substraten bis zu 1000fach steigert (s. S. 187). Es wird u.a. (neben Antithrombosestrümpfen und frühestmöglicher Mobilisierung der Patienten) zur postoperativen Thromboseprophylaxe eingesetzt. Heparin wird nur parenteral (nicht oral) appliziert. Cumarinderivate wirken gerinnungshemmend, indem sie die Produktion der Vitamin-K-abhängigen Gerinnungsfaktoren II, VII, IX und X hemmen. Indikationen sind u. a. tiefe Venenthrombosen ( Prävention von Lungenembolien durch Thromben, die sich aus peripheren Venen lösen = Prävention venöser Thromben) oder Vorhofflimmern ( Prävention systemischer Embolien). Hirudin ist ein im Speichel des Blutegels vorkommender Hemmstoff der Blutgerinnung. Es bindet selektiv Thrombin, welches dadurch inaktiviert wird. Rekombinantes Hirudin kann aus Hefezellen gewonnen werden und kommt bei heparininduzierter Thrombozytopenie Typ II (HIT II) und thromboembolischen Komplikationen zur Anwendung. Hemmung der Blutgerinnung in vitro Hierbei kommen die Ca 2+ -Ionenchelatoren EDTA, Na + -Zitrat und Na + -Oxalat zum Einsatz, die das als Kofaktor für die Blutgerinnung absolut notwendige Ca 2+ binden. Hemmung der Blutgerinnung in vitro In vitro (z. B. bei der Messung der Blutsenkungsgeschwindigkeit) wird die Blutgerinnung in der Regel durch Ca 2+ -Ionenchelatoren gehemmt. Diese binden das für die Gerinnung absolut notwendige freie Ca 2+, das daraufhin nicht mehr als Kofaktor für die Blutgerinnung zur Verfügung steht. Solche Ca 2+ -Ionenchelatoren sind EDTA (Äthylendiamintetraessigsäure), Na + -Zitrat und Na + -Oxalat. 6.5 Fibrinolyse Spaltung von Fibrin in lösliche Peptide, wodurch das Fibrinnetz zerstört wird. Die Spaltprodukte hemmen ihrerseits die Thrombinwirkung und damit die weitere Bildung von Fibrin. Spaltung von Fibrinogen, Prothrombin und der Gerinnungsfaktoren V, VIII, IX, XI und XII und damit Hemmung der Blutgerinnung. 6.5 Fibrinolyse Aufgabe der Fibrinolyse ist es, Fibrin wieder abzubauen, nach Gefäßdefekten durch Blutgerinnsel verschlossene Gefäße wieder durchgängig zu machen und die Gerinnungsfähigkeit zu senken. Ziel ist ein Gleichgewicht zwischen Blutgerinnung und Fibrinolyse. Zentraler Aktivator der Fibrinolyse ist das Plasmin, eine Protease, die durch proteolytische Aktivierung (s. u.) des im Blutplasma vorhandenen Plasminogens aktiviert wird (Abb. 6.15). Aufgaben des Plasmins sind: Spaltung von Fibrin in lösliche Peptide, wodurch das Fibrinnetz zerstört wird. Die Spaltprodukte hemmen ihrerseits die Thrombinwirkung und damit die weitere Bildung von Fibrin. Spaltung von Fibrinogen, Prothrombin und der Gerinnungsfaktoren V, VIII, IX, XI und XII und damit Hemmung der Blutgerinnung. Plasmin ist der zentrale Faktor der Fibrinolyse. Seine Aufgaben sind: Aktivierung der Fibrinolyse: An der Aktivierung von Plasminogen zu Plasmin sind beteiligt: Gewebe-Plasminogenaktivator (t-pa) und Urokinase. Plasmin bewirkt nicht nur die Auflösung von Blutgerinnseln, sondern senkt auch noch die Gerinnungsfähigkeit. Aktivierung der Fibrinolyse: Folgende Faktoren sind an der Aktivierung von Plasminogen zu Plasmin beteiligt: Gewebe-Plasminogenaktivator (tissue-type plasminogen activator, t-pa): Seine Freisetzung aus Endothelzellen wird durch Thrombin aktiviert, was als negative Rückkopplung der Hämostase angesehen werden kann. Er dient der intravaskulären Aktivierung der Plasminogenspaltung. Urokinase: Sie wird in der Niere gebildet, dient der Auflösung von Fibringerinnseln im Harntrakt ( extravaskuläre Plasminogenspaltung) und wird wahrscheinlich direkt von Kontaktfaktoren aktiviert.