Protrombinase

O complexo protrombinase é un complexo proteico que consta do factor Xa (unha serina protease) e o factor Va (un cofactor proteico), que intervén na coagulación do sangue. O complexo ensámblase en membranas con fosfolípidos cargados negativamente en presenza de ións calcio. O complexo protrombinase cataliza a conversión da protrombina (factor II), un cimóxeno inactivo, a trombina (factor IIa), unha serina protease activa. A activación da trombina é unha reacción crítica na fervenza de coagulación do sangue, que funciona regulando a hemostase no corpo. Para producir trombina, o complexo protrombinase  cliva dous enlaces peptídicos na protrombina, un situado despois da Arg271 e outro despois da Arg320. Aínda que o factor Xa pode activar a protrombina sen estar asociado ao complexo protrombinase, a taxa de formación de trombina é varias veces inferior nesas circunstancias. O complexo protrombinase pode catalizar a activación da protrombina a unha velocidade que é 3 x 105 veces máis rápida que co factor Xa só. Así, cómpre a formación do complexo protrombinase para unha eficaz produción de trombina activada e tamén para unha correcta hemostase.

 Activación dos precursores das proteínas 

Tanto o factor X coma o factor V circulan no sangue como precursores inactivos antes da súa activación pola fervenza de coagulación.  O cimóxeno factor X inactivo consta de dúas cadeas, unha cadea lixeira (de 136 residuos) e unha cadea pesada (de 306 residuos). A cadea lixeira contén un dominio N-terminal con ácido γ-carboxiglutámico (dominio Gla) e dous dominios de tipo EGF (EGF1 e EGF2). A cadea pesada consta dun péptido de activación N-terminal e un dominio serina protease. O factor X pode ser activado tanto polo complexo factor VIIa-factor tisular da vía extrínseca de coagulación coma polo complexo tenase da vía intrínseca. O complexo tenase intrínseco está composto polo factor IXa e o factor VIIIa. O péptido de activación é liberado cando o factor X é activado a factor Xa, pero as cadeas pesada e lixeira permanecen enlazados covalentemente despois da activación.

O factor V circula como un procofactor dunha soa cadea, que contén seis dominios: A1-A2-B-A3-C1-C2. A trombina activa o factor V ao clivar e eliminar o dominio B. Outras proteases tamén activan o factor Va, mais esta clivaxe é realizada principalmente pola trombina. Despois da clivaxe, o factor Va contén unha cadea pesada, composta polos dominios A1 e A2 e unha cadea lixeira que consta dos dominios A3, C1 e C2. As cadeas lixeira e pesada do factor Va están ligadas por medio dun ión metálico divalente, como o calcio.

 Ensamblaxe do complexo 

A ensamblaxe da protrombinase empeza coa unión dos factores Xa e Va con fosfolipidos cargados negativamene na membrana plasmática. Os factores activados Xa e Va únense ás membranas plasmáticas de diversos tipos celulares, como monocitos, plaquetas e células endoteliais. Tanto o factor Xa coma o Va únense á membrana independentemente, pero ambos únense a sitios que son mutuamente exclusivos. Tanto o factor Xa coma o Va asócianse coa membrana polas súas cadeas lixeiras, e o factor Xa únese polo seu dominio Gla de maneira dependente do calcio e o factor Va por medio dos seus dominio C2 e C1. Unha vez unidos á membrana plasmática, os factores Xa e Va asócianse rapidamente nunha proporcios estequiométrica de 1:1 para formar o complexo  protrombinase. A ensamblaxe do complexo protrombinase é dependente do calcio. Cando se asocian co complexo protrombinase, a eficiencia catalítica do factor Xa multiplícase por 300 000 en comparación coa súa eficacia por separado. Os factores Xa e Va interaccionan estreitamente entre si cando se asocian coa membrana plasmática. Ademais, o factor Va unido a membranas proporciona unha forte vantaxe catalítica ao complexo protrombinase. O factor Va reforza a afinidade do factor Xa pola a membrana e tamén incrementa o kcat do factor Xa para protrombina. O factor Va tamén diminúe a Km da reacción ao potenciar a unión da protrombina ao complexo protrombinase.

 Actividade 

O complexo protrombinase completamente ensamblado cataliza a conversión do cimóxeno protrombina á serina protease trombina.  Especificamente, o factor Xa cliva a protrombina en dous lugares, despois da Arg271 e da Arg320 na protrombina humana. Como hai dous eventos de clivaxe, a activación da protrombina pode proceder por dúas vías. Nunha das vías, a protrombina é clivada primeiro na Arg271. Esta clivaxe produce o fragmento 1•2, que comprende os primeiros 271 residuos, e o intermediario pretrombina 2, que contén os residuos 272 a 579. O fragmento 1•2 é liberado como péptido de activación e a pretrombina 2 é clivada á súa vez na Arg320, rendendo trombina activa. As dúas cadeas formadas despois da clivaxe na Arg320, denominadas cadeas A e B, están enlazadas por unha ponte disulfuro na trombina activa.  
Na vía alternativa para a activación da trombina, a protrombina é clivada primeiro na Arg320, producindo un intermediario cataliticamente activo chamado meizotrombina. A meizotrombina contén un fragmento 1•2 cadea A ligado á cadea B por unha ponte disulfuro. A clivaxe subseguinte da meizotrombina polo factor Xa na Arg271 dá lugar ao fragmento 1•2 e mais trombina activa, que consta das cadeas A e B ligadas por unha ponte disulfuro. Cando a trombina é xerada polo factor Xa en solitario, predomina a primeira vía e a protrombina é clivada primeiro trala posición Arg271, producindo pretrombina 2, que é clivada seguidamente despois da Arg320. Porén, se o factor Xa actúa como un compoñente do complexo  protrombinase, a favorecida é a segunda vía, e a protrombina é clivada primeiro despois da Arg320, producindo meizotrombina, a cal é clivada despois da Arg271 para producir trombina activa. Así, a formación do complexo protrombinase altera a secuencia de clivaxe de enlaces da protrombina.

 Inactivación 

O factor Va é inactivado despois da clivaxe pola proteína C activada. A proteína C activada cliva o factor Va tanto na súa cadea lixeira coma na pesada. A clivaxe da cadea pesada reduce a capacidade do factor V para unirse ao factor Xa. A proteína C acivada interacciona estreitamente e exclusivamente coa cadea lixeira do factor Va, e esta interacción é independente do calcio. O factor Xa pode axudar a previr a inactivación do factor Va ao protexer o factor Va da proteína C activada. É probable que o factor Xa e a proteína C activada compitan por sitios similares do factor Va. O factor Xa é inhibido polo sistema antitrombina III/heparina, que tamén actúa inhibindo a trombina.

 Papel en enfermidades 

As deficiencias de calquera dos compoñentes do complexo da protrombinase son moi raras. A deficiencia do factor V, tamén chamada parahemofilia, é un raro trastorno hemorráxico recesivo autosómico cunha incidencia aproximada de 1 en 1 000 000 de persoas. A deficiencia de factor X conxénita é tamén extremadamente infrecuente, e estímse que afecta a 1 de cada 1 000 000.

Unha mutación puntual no xene que codifica o factor V pode orixinar un trastorno de hipercoagulabilidade chamado factor V de Leiden.  No factor V de Leiden, unha substitución de nucleótidos G1691A causa unha mutación de aminoácidos R506Q. O factor V de Leiden incrementa o risco de trombose venosa por dous mecanismos coñecidos. Primeiro, a proteína C activada normalmente inactiva o factor Va ao clivar o cofactor en Arg306, Arg506 e Arg679. A mutación factor V de Leiden na Arg506 orixina o factor Va resistente para a inactivación pola proteína C activada. Como resultado desta resistencia, a vida media do factor Va no plasma increméntase, resultando nun aumento da produción de trombina e un incremento do risco de trombose. En segundo lugar, baixo condicións normais, se o factor V é clivado pola proteína C activada en vez de pola trombina, pode servir como cofactor para a proteína C activada. Unha vez que se une ao factor V, a proteína C activada cliva e inactiva o factor VIIIa. Porén, a forma mutada do factor V presente no factor V de Leiden, serve como un cofactor menos eficiente para a proteína C activada. Así, o factor VIIIa é inactivado menos eficientemente no factor V de Leiden, incrementando máis o risco de trombose. De feito o factor V de Leiden é a causa máis común da trombose herdada.

Nos Estados Unidos estimouse a frecuencia da mutación do factor V de Leiden en distintos grupos de poboación. O factor V de Leiden heterocigoto preséntase aproximadamente no 5% da poboación branca dos Estados Unidos e o factor V de Leiden homocigoto encóntrase en menos dun 1% desa poboación. O factor V de Leiden é moito máis común en individuos de descendencia do norte de Europa e nalgunhas poboacións procedentes de Oriente Medio. É menos común nas poboacións hispanas, e raro nas poboacións de orixe africana, asiática ou nos nativos americanos.
O factor V de Leiden é un importante factor de risco para o tromboembolismo venoso, que é unha, trombose venosa profunda ou unha embolia pulmonar. De feito, o factor V de Leiden heterocigoto incrementa o risco de tromboembolismo venoso recorrente nun 40%.

 Fármacos anticoagulantes 

A inhibición do factor Xa prevén a activación da trombina, impedindo así a formación de coágulos. Deste xeito, o factor Xa é utilizado como diana directa ou indirecta de varios fármacos anticoagulantes. Por exemplo, o fármaco Fondaparinux é un inhibidor indirecto do factor Xa. O Fondaparinux únese á antitrombina III e activa a molécula para a inhibición do factor Xa.  De feito, o Fondaparinux causa un incremento da afinidade da antitrombina III polo factor Xa, e este incremento da afinidade multiplica por 300 o efecto inhibidor da antitrombina III sobre o factor Xa. Unha vez que a antitrombina III se une ao factor Xa, o Fondaparinux libérase e pode activar outra antitrombina. Outros fármacos que inhiben indirectamente o factor Xa é Idraparinux. O Idraparinux tamén se une á antitrombina III, pero multiplica só por 30 a afinidade comparado co Fondaparinux. O Idraparinux ten unha vida media máis longa que o Fondaparinux e pode administrarse a menores doses, mentres que o Fondaparinux debe ser inxectado diariamente.

Rivaroxaban e Apixaban son inhibidores directos do factor Xa. Ambos únense ao sitio activo do factor Xa, sen importar se o factor Xa está unido formando o complexo protrombinase ou na súa forma libre. Estes inhibidores directos do factor Xa poden ser administrados oralmente, como tamén o Dabigatran etexilate que é un inhibidor directo da trrombina.

Fondaparinux, Rivaroxaban, Apixaban, Dabigatran etexilate e Endoxaban son utilizados actualmente como fármacos anticoagulantes aprobadas pola FDA. O desenvolvemento de Idraparinux foi interrompido pola compañía farmacéutica.

 Notas 

 Véxase tamén 
 Outros artigos 
 Coagulación do sangue
 Hemostase

Categoría:Coagulación do sangue