Thrombin

Thrombin (Faktor IIa) ist das wichtigste Enzym der Blutgerinnung bei Wirbeltieren und einer der Blutgerinnungsfaktoren. Thrombin gehört zu den Serinproteasen und spaltet Fibrinogen zu Fibrin und den Fibrinopeptiden. Außerdem aktiviert es die Blutgerinnungsfaktoren V, VIII, XIII und, zusammen mit Thrombomodulin, das Protein C. Es hat Funktionen beim Entzündungsgeschehen und bei der Wundheilung. Der Precursor Prothrombin wird in der Leber gebildet und findet sich kontinuierlich im Blutplasma. Defekte im F2-Gen sind die Ursache für Dysprothrombinämie und können die Anfälligkeit für Schlaganfall erhöhen.

Geschichte 
Thrombin wurde erstmals 1892 von Schmidt in seinem Werk zur Blutlehre beschrieben: 1946 berichtete K. Lenggenhager und 1956 auch K. E. A. Schmidt, dass die Wunden bei Eingriffen nicht so stark bluten, wenn sie sich in Gegenwart von Thrombin befinden. H. Harnisch berichtete 1956 auch über die Verwendung in der Zahnheilkunde. In der weiteren Chirurgie wurde es ab den 1950ern genutzt.

Vorkommen 
Prothrombin ist der Faktor II der Blutgerinnung. Es entsteht in der Leber und wird kontinuierlich ins Blut abgegeben. Prothrombin ist im Blutplasma nachweisbar. Im Blut finden sich nur geringe Spuren freien Thrombins, welches normalerweise erst bei Verletzung von Gewebe aus dem Prothrombin an Ort und Stelle gebildet wird. Eine Thrombinämie, das Vorkommen von freiem Thrombin und damit die Gerinnung von Blut in unverletzten Gefäßen, wird durch körpereigenes Antithrombin verhindert.

Biosynthese 
Beim Menschen liegt das F2-Gen auf Chromosom 11 und erstreckt sich über 20.300 Basenpaare und 14 Exons. Nach der Transkription wird die 1.997 Basen lange mRNA in ein 622 Aminosäuren langes Protein translatiert und durch posttranslationale Modifikation entsteht Prothrombin mit 579 Aminosäuren.

Biologische Funktion 
Die Wirkung von Thrombin beruht auf seiner Proteaseaktivität und betrifft zum einen die proteolytische Aktivierung von im Blutplasma gelösten Proteinen (Gerinnungsfaktoren und Fibrin) und zum anderen die Signalwirkung auf vaskuläre Zellen.

Die Verletzung eines Blutgefäßes löst im Blutplasma eine proteolytische Reaktionskaskade aus, an deren Ende die Freisetzung von Thrombin aus Prothrombin steht. Die FIIa-Generierung erfolgt im Prothrombinasekomplex (Gerinnungsfaktoren II, Va und Xa, über Calcium-Ionen möglicherweise mit membranären Phospholipiden assoziiert). Das freigesetzte Thrombin spaltet das im Blutplasma gelöst vorliegende Fibrinogen in Fibrin, welches sich zu unlöslichen Fibrin-Polymeren zusammenlagert. Zugleich fördert Thrombin die Aktivierung der Gerinnungsfaktoren V, VIII und XI und somit – über eine positive Feedback-Schleife – seine eigene Freisetzung.

Neben der Wirkung von Thrombin auf Plasmaproteine steht seine Signalwirkung auf Zellen des vaskulären Systems. Die Mediation dieser Signalwirkung erfolgt über Protease-aktivierte Rezeptoren (PAR) auf der Oberfläche u. a. von Thrombozyten und Glattmuskelzellen. Bei Thrombozyten löst Thrombin die Thrombozytenaktivierung aus, bei vaskulären Glattmuskelzellen Proliferations- und Migrationsprozesse, die auch für atherosklerotische Prozesse von Bedeutung sind.

Pharmakologie, Diagnose 
Thrombin kann durch zahlreiche Wirkstoffe gehemmt werden, z. B.:
Antithrombin
Heparin
Niedermolekulare Heparine
Pentasaccharid
Orgaran
Argatroban
Hirudin
Rhodniin 
Ornithodorin
Dabigatranetexilat
BC 007

Die Funktion des Thrombins kann man mittels verschiedener Gerinnungstests abschätzen: Prothrombinspiegel, Thromboplastinzeit (Quickwert), Partielle Thromboplastinzeit, Thrombingenerierungstest.

Anwendungen in der Nahrungsmittelindustrie 
Thrombin vom Hausschwein (Sus scrofa) wird von der Nahrungsmittelindustrie bei der Herstellung von Lebensmitteln, etwa Wurstwaren, eingesetzt. Eine Anwendung als Fleischkleber, um künstlich größere Fleischteile wie Schinken herzustellen, lehnte das Europäische Parlament im Mai 2010 mit knapper Mehrheit ab.

Weblinks 
 AXEL W. BAUER und KERSTIN MALL:  
 Schmidt: Zur Blutlehre. Leipzig, 1892

Einzelnachweise 

Peptidase
Gerinnungsfaktor
Arzneistoff
Codiert auf Chromosom 11 (Mensch)