Trombina

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Estrutura da trombina humana en complexo co inhibidor hirudina.[1]
Papel da trombina na cascada da coagulación do sangue. A trombina actúa convertendo o factor XI en XIa, o VIII en VIIIa, o V en Va, e o fibrinóxeno en fibrina. Ademais, a trombina promove a activación e agregación das plaquetas por medio da activación de receptores activados por protease da membrana plasmática da plaqueta. A trombina tamén pasa á vía da proteína C convertendo a proteína C en APC, a cal á súa vez converte o factor V en Vi, e o VIIIa en VIIIi, e finalmente a APC activa a PAR-1 e EPCR.

A trombina ou factor IIa de coagulación (Número EC: 3.4.21.5), é un encima do tipo das serina proteases que nos humanos está codificado no xene F2 do cromosoma 11[2], que intervén na coagulacion do sangue. Tamén se lle ten chamado entre outros cos seguintes nomes: fibrinoxenase, trombase, trombina-C, tropostasina, factor II de coagulación sanguínea activado, factor IIA de coagulación sanguínea, factor IIa, trombina E, beta-trombina, gamma-trombina.[3][4] O precursor inmediato da trombina é a protrombina. A protrombina (ou factor II de coagulación) sofre unha clivaxe ou corte proteolítico orixinando a trombina na cascada da coagulación sangúinea, a cal finalmente detén ou reduce a perda de sangue nas hemorraxias. A trombina á súa vez actúa como unha serina protease que converte o fibrinóxeno soluble en fibras insolubles de fibrina, e cataliza moitas outras reaccións relacionadas coa coagulación.

Historia[editar | editar a fonte]

Despois da descrición do fibrinóxeno e a fibrina, o médico Alexander Schmidt hipotetizou a existencia dun encima que convertía o fibrinóxeno en fibrina en 1872.[5] El propuxo o nome de trombina para este encima, e protrombina para o seu precursor.

Fisioloxía[editar | editar a fonte]

Síntese[editar | editar a fonte]

A trombina prodúcese por clivaxe encimático de dous sitios no seu precursor protrombina realizada polo factor X activado (Xa). A actividade do factor Xa está moi potenciada pola unión ao factor V (Va), o que se denomina o complexo protrombinase. A protrombina prodúcese no fígado e é modificada postraducionalmente nunha reacción dependente da vitamina K que converte dez residuos de ácido glutámico que forman parte da protrombina en ácido gamma-carboxiglutámico (Gla). En presenza de calcio, os residuos de Gla promoven a unión da protrombina ás bicapas de fosfolípidos (ver a figura). A deficiencia en vitamina K ou a administración do anticoagulante warfarina inhibe a produción de residuos de ácido gamma-carboxiglutámico, o que fai máis lenta a activación da cascada de coagulación.

Nos humanos adultos, o nivel normal en sangue de actividade de antitrombina é de arredor de 1,1 unidades/mL. Os niveis nos neonatos de trombina aumentan de forma constante a partir do nacemento ata atinxir os niveis do adulto, desde un nivel de arredor 0,5 unidades/mL que se ten 1 día despois do nacemento, ata un nivel de arredor de 0,9 unidades/mL despois de 6 meses de vida.[6]

Mecanismo de acción[editar | editar a fonte]

Na vía de coagulación do sangue, a trombina actúa convertendo o factor XI en XIa, o VIII en VIIIa, o V en Va, e o fibrinóxeno en fibrina.

O factor XIIIa é unha transglutaminase que cataliza a formación de enlaces covalentes entre residuos de lisina e glutamina da fibrina. Os enlaces covalentes incrementan a estabilidade do coágulo de fibrina. A trombina interacciona coa trombomodulina.[7][8]

Como parte da súa actividade na cascada de coagulación, a trombina tamén promove a activación e agregación das plaquetas por medio da activación dos receptores activados por protease da membrana plasmática da plaqueta.

Retroalimentación negativa[editar | editar a fonte]

A trombina unida á trombomodulina activa a proteína C, un inhibidor da cascada de coagulación. A activación da proteína C é moi amplificada despois da unión da trombina á trombomodulina. A trombomodulina é unha proteína integral de membrana expresada polas células endoteliais. A proteína C activada inactiva os factores Va e VIIIa. A unión da proteína C activada á proteína S orixina un pequeno incremento na súa actividade. A trombina é tamén inactivada pola antitrombina, un inhibidor de serina proteases.

Proteína[editar | editar a fonte]

Ancoraxe da protrombina bovina á membrana por medio do seu dominio Gla.[9]

O peso molecular da protrombina é de aproximadamente 72.000 Da. O dominio catalítico é liberado do fragmento de protrombina 1.2 para crear o encima activo trombina, que ten un peso molecular de só 36.000 Da.

Xene[editar | editar a fonte]

O xene da trombina (ou máis exactamente da protrombina) está localizado no cromosoma 11 humano (11p11-q12).[3]

Hai uns 30 grupos étnicos no mundo que presentan deficiencia conxénita de factor II,[10] o cal non debería confundirse coa mutación protrombina G20210A, que tamén se chama mutación do factor II. A mutación protrombina G20210A é conxénita.[11]

A protrombina G20210A non está xeralmente acompañada por mutacións noutros factores (o máis común é o factor V Leiden). O xene pode ser herdado en heterocigose (unha copia), ou máis raramente, en homocigose (dúas copias), e non está relacionado co sexo ou o tipo sanguíneo. Cando a mutación está en homocigose o risco de trombose increméntase máis que cando está en heterocigose, pero o incremento relativo do risco non está ben documentado. Outros riscos potenciais de trombose, como os contraceptivos orais poden ser aditivos. A relación da que unha vez se informou entre a enfermidade intestinal inflamatoria (como a enfermidade de Crohn ou a colite ulcerosa) e a mutación protrombina G20210A ou factor V Leiden foi contradita por investigacións posteriores.[12]

Papel en enfermidades[editar | editar a fonte]

A activación da protrombina é crucial na coagulación fisiolóxica e na patolóxica. Describíronse varias enfermidades raras que implican á protrombina (por exemplo, hipoprotrombinemia). Os autoanticorpos antiprotrombina en casos de autoinmunidade pode ser un factor na formación do lupus anticoagulante tamén coñecido como (síndrome antifosfolípido). A hiperprotrombinemia pode ser causada pola mutación G20210A.

A trombina, un potente vasoconstritor e mitóxeno, está implicada como un importante factor no vasoespasmo nas hemorraxias subaracnoideas. O sangue dun aneurisma cerebral roto coagula arredor dunha arteria cerebral, liberando trombina. Isto pode inducir un estreitamento agudo e prolongado do vaso sanguíneo, que pode orixinar unha isquemia cerebral e accidente cerebrovascular.

Alén deste papel chave no proceso dinámico da formación de trombos, a trombina ten un carácter acusadamente proinflamatorio, o cal pode influenciar o comezo da progresión da aterosclerose. A trombina, actuando por medio dos seus receptores de membrana específicos (receptores activados por protease: PAR-1, PAR-3 e PAR-4), que se expresan abundantemente na parede de todos os vasos arteriais, ten o potencial de exercer accións proateroxénicas como a inflamación, recrutamento de leucocitos na placa aterosclerótica, aumento do estrés oxidativo, migración e proliferación das células musculares lisas vasculares, apoptose e anxioxénese.[13][14][15]

Aplicacións[editar | editar a fonte]

Ferramenta de investigación[editar | editar a fonte]

Debido á súa grande especificidade proteolítica, a trombina é unha valiosa ferramenta bioquímica. O sitio de clivaxe sobre o que actúa a trombina (Leu-Val-Pro-Arg-Gly-Ser) inclúese con frecuencia en rexións espazadoras de constructos de proteínas de fusión recombinantes (proteínas obtidas a partir da fusión de dous xenes feita pola tecnoloxía do ADN recombinante). Despois de purificar a proteína de fusión, a trombina pode utilizarse para facer unha clivaxe selectiva entre os residuos de arxinina e glicina do sitio de clivaxe, eliminando de forma efectiva a etiqueta de purificación da proteína que interesa cun alto grao de especificidade.

Medicina e cirurxía[editar | editar a fonte]

O concentrado de complexo de protrombina e o plasma conxelado fresco son preparacións de factores de coagulación ricos en protrombina que poden utilizarse para corrixir deficiencias de protrombina (xeralmente debidas a tratamentos con medicamentos). As indicacións inclúen as hemorraxias intratables debidas á warfarina.

A manipulación da protrombina é fundamental para o modo de acción da maioría dos anticoagulantes. A warfarina e as drogas relacionadas inhiben a carboxilación dependente de vitamina K de varios factores de coagulación, como a protrombina. A heparina incrementa a afinidade da antitrombina pola trombina (igual que o factor Xa). Unha nova clase de fármacos chamados inhibidores da trombina directos, inhiben directamente a trombina ao unirse ao seu sitio activo.

A trombina recombinante está dispoñible en forma de po que se dilúe en auga. Pode aplicarse topicamente durante a cirurxía e axuda á hemostase. Pode ser útil para controlar hemorraxias menores en capilares e pequenas vénulas, pero non é efectiva nin está indicada para hemorraxias masivas arteriais.[16][17][18]

O tempo de protrombina utilízase para medir o estado da vía extrínseca de coagulación do sangue. Úsase para determinar as doses de warfarina, danos hepáticos ou o status de vitamina K. Mide o tempo en que o plasma sanguíneo tarda en coagular despois de engadir diversos aditivos (citrato, calcio, factor III).

Produción de alimentos[editar | editar a fonte]

Comercializáronse preparados de trombina (marca Fibrimex) que se usan como axente abrandador de carne. Esta trombina deriva de sangue bovino ou porcino.[19]Pode utilizarse para preparar carne reconstituída con distintas partes do músculo ou mesturando carnes de distintos animais eficazmente,[20] ata o punto de que o consumidor podería non poder distinguir esta carne reconstituída da normal.[19]

Notas[editar | editar a fonte]

  1. PDB 2C93 [1]; Howard N, Abell C, Blakemore W, Chessari G, Congreve M, Howard S, Jhoti H, Murray CW, Seavers LC, van Montfort RL (February 2006). "Application of fragment screening and fragment linking to the discovery of novel thrombin inhibitors". J. Med. Chem. 49 (4): 1346–55. doi:10.1021/jm050850v. PMID 16480269.
  2. OMIM [2]
  3. 3,0 3,1 Royle NJ, Irwin DM, Koschinsky ML, MacGillivray RT, Hamerton JL (May 1987). "Human genes encoding prothrombin and ceruloplasmin map to 11p11-q12 and 3q21-24, respectively". Somat. Cell Mol. Genet. 13 (3): 285–92. DOI:10.1007/BF01535211. PMID 3474786.
  4. Degen SJ, Davie EW (September 1987). "Nucleotide sequence of the gene for human prothrombin". Biochemistry 26 (19): 6165–77. DOI:10.1021/bi00393a033. PMID 2825773.
  5. Schmidt A (1872). "Neue Untersuchungen ueber die Fasserstoffesgerinnung". Pflüger's Archiv für die gesamte Physiologie 6: 413–538. DOI:10.1007/BF01612263.
  6. Andrew M, Paes B et al. (1987). "Development of the human coagulation system in the full-term infant". Blood 70 (1): 165–172. PMID 3593964.
  7. Bajzar L, Morser J, Nesheim M (July 1996). "TAFI, or plasma procarboxypeptidase B, couples the coagulation and fibrinolytic cascades through the thrombin-thrombomodulin complex". J. Biol. Chem. 271 (28): 16603–8. DOI:10.1074/jbc.271.28.16603. PMID 8663147.
  8. Jakubowski HV, Owen WG (July 1989). "Macromolecular specificity determinants on thrombin for fibrinogen and thrombomodulin". J. Biol. Chem. 264 (19): 11117–21. PMID 2544585.
  9. PDB 1nl2 [3]; Huang M, Rigby AC, Morelli X, Grant MA, Huang G, Furie B, Seaton B, Furie BC (September 2003). "Structural basis of membrane binding by Gla domains of vitamin K-dependent proteins". Nat. Struct. Biol. 10 (9): 751–6. DOI:10.1038/nsb971. PMID 12923575.
  10. Degen SJ, McDowell SA, Sparks LM, Scharrer I (February 1995). "Prothrombin Frankfurt: a dysfunctional prothrombin characterized by substitution of Glu-466 by Ala". Thromb. Haemost. 73 (2): 203–9. PMID 7792730.
  11. Varga EA, Moll S (July 2004). "Cardiology patient pages. Prothrombin 20210 mutation (factor II mutation)". Circulation 110 (3): e15–8. DOI:10.1161/01.CIR.0000135582.53444.87. PMID 15262854.
  12. Bernstein CN, Sargent M, et al. (2007). "Mutations in clotting factors and inflammatory bowel disease". Am. J. Gastroenterol. 102 (2): 338–343. DOI:10.1111/j.1572-0241.2006.00974.x. PMID 17156138.
  13. Borissoff JI, Spronk HM, Heeneman S, ten Cate H. Is thrombin a key player in the 'coagulation-atherogenesis' maze? Cardiovasc Res. 2009;82(3):392-403. PMID19228706.http://cardiovascres.oxfordjournals.org/content/82/3/392.long
  14. Borissoff JI, Heeneman S, Kilinc E, Kassak P, Van Oerle R, Winckers K, Govers-Riemslag JW, Hamulyak K, Hackeng TM, Daemen MJ, ten Cate H, Spronk HM. Early atherosclerosis exhibits an enhanced procoagulant state. Circulation. 2010;122(8):821-830. PMID20697022. http://circ.ahajournals.org/cgi/content/full/122/8/821
  15. Borissoff JI, Spronk HM, ten Cate H. The hemostatic system as a modulator of atherosclerosis. N Engl J Med. 2011;364(18):1746-1760. PMID21542745. http://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMra1011670
  16. Chapman WC, Singla N, Genyk Y, McNeil JW, Renkens KL, Reynolds TC, Murphy A, Weaver FA (August 2007). "A phase 3, randomized, double-blind comparative study of the efficacy and safety of topical recombinant human thrombin and bovine thrombin in surgical hemostasis". J. Am. Coll. Surg. 205 (2): 256–65. DOI:10.1016/j.jamcollsurg.2007.03.020. PMID 17660072.
  17. Singla NK, Ballard JL, Moneta G, Randleman CD, Renkens KL, Alexander WA (July 2009). "A phase 3b, open-label, single-group immunogenicity and safety study of topical recombinant thrombin in surgical hemostasis". J. Am. Coll. Surg. 209 (1): 68–74. DOI:10.1016/j.jamcollsurg.2009.03.016. PMID 19651065.
  18. Greenhalgh DG, Gamelli RL, Collins J, Sood R, Mozingo DW, Gray TE, Alexander WA (2009). "Recombinant thrombin: safety and immunogenicity in burn wound excision and grafting". J Burn Care Res 30 (3): 371–9. DOI:10.1097/BCR.0b013e3181a28979. PMID 19349898.
  19. 19,0 19,1 "Sverige röstade ja till köttklister [Sweden voted in favor of the meat paste]" (en Sueco). Dagens Nyheter. 2010-02-09. http://www.dn.se/nyheter/politik/sverige-rostade-ja-till-kottklister-1.1042136.
  20. "Welcome to Fibrimex". Fibrimex website. FX Technology. http://www.fibrimex.com. Consultado o 2010-10-17.

Véxase tamén[editar | editar a fonte]

Outros artigos[editar | editar a fonte]

Outras lecturas[editar | editar a fonte]

  • Esmon CT (1995). "Thrombomodulin as a model of molecular mechanisms that modulate protease specificity and function at the vessel surface". FASEB J 9 (10): 946–55. PMID 7615164.
  • Lenting PJ, van Mourik JA, Mertens K (1999). "The life cycle of coagulation factor VIII in view of its structure and function". Blood 92 (11): 3983–96. PMID 9834200.
  • Plow EF, Cierniewski CS, Xiao Z, et al. (2002). "AlphaIIbbeta3 and its antagonism at the new millennium". Thromb. Haemost 86 (1): 34–40. PMID 11487023.
  • Maragoudakis ME, Tsopanoglou NE, Andriopoulou P (2002). "Mechanism of thrombin-induced angiogenesis". Biochem. Soc. Trans 30 (2): 173–7. DOI:10.1042/BST0300173. PMID 12023846.
  • Howell DC, Laurent GJ, Chambers RC (2002). "Role of thrombin and its major cellular receptor, protease-activated receptor-1, in pulmonary fibrosis". Biochem. Soc. Trans 30 (2): 211–6. DOI:10.1042/BST0300211. PMID 12023853.
  • Firth SM, Baxter RC (2003). "Cellular actions of the insulin-like growth factor binding proteins". Endocr. Rev 23 (6): 824–54. DOI:10.1210/er.2001-0033. PMID 12466191.
  • Minami T, Sugiyama A, Wu SQ, et al. (2004). "Thrombin and phenotypic modulation of the endothelium". Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol 24 (1): 41–53. DOI:10.1161/01.ATV.0000099880.09014.7D. PMID 14551154.
  • De Cristofaro R, De Candia E (2004). "Thrombin domains: structure, function and interaction with platelet receptors". J. Thromb. Thrombolysis 15 (3): 151–63. DOI:10.1023/B:THRO.0000011370.80989.7b. PMID 14739624.
  • Tsopanoglou NE, Maragoudakis ME (2004). "Role of thrombin in angiogenesis and tumor progression". Semin. Thromb. Hemost 30 (1): 63–9. DOI:10.1055/s-2004-822971. PMID 15034798.
  • Bode W (2007). "Structure and interaction modes of thrombin". Blood Cells Mol. Dis 36 (2): 122–30. DOI:10.1016/j.bcmd.2005.12.027. PMID 16480903.
  • Wolberg AS (2007). "Thrombin generation and fibrin clot structure". Blood Rev 21 (3): 131–42. DOI:10.1016/j.blre.2006.11.001. PMID 17208341.
  • Degen S: Prothrombin. In: High K, Roberts H, eds. Molecular Basis of Thrombosis and Hemostasis. New York, NY: Marcel Dekker; 1995:75.

ligazóns externas[editar | editar a fonte]