Christmas Faktor oder
Was hat Weihnachten mit der
Blutgerinnung zu tun?
Thomas Möller
In der Dezemberausgabe der Zeitschrift "Chemie in unserer Zeit" ist für Chemiker ein Artikel über die Blutgerinnung erschienen, den ich an dieser Stelle teilweise wiedergeben und ins "deutsche" übersetzen möchte.
Verletzungen von Blutgefäßen sind für uns lebensbedrohend, und durch Verletzungen entstandene Löcher (z.B. Punktionen) müssen schnellstens abgedichtet werden. In Minutenschnelle wird im Blut gelöstes Material an den Verletzungsort (und nur dort!) gebracht und biochemisch in eine unlösliche, fest haftende Dichtungsmasse umgewandelt. Die beteiligten Hauptdarsteller der Blutstillung und -gerinnung sind die Blutplättchen (Thrombozyten: runde scheibenförmige Zellen von wenigen µm Durchmesser und ca. 0,5 µm Dicke), von den pro ml Blut 300 Millionen im Blut schwimmen. In intakten Gefäßen kleben sie weder aneinander noch an der Oberfläche der Gefäße, da diese mit einer Schicht Endothelzellen ausgekleidet sind, an denen sie nicht haften können.
Bei einer Verletzung wird die Endothelzellenschicht aufgerissen und Blut kommt mit tieferen Gewebeschichten in Kontakt. Dabei werden feine Kollagenfasern freigelegt, an denen die Blutplättchen sofort festkleben. Kollagen ist mit 25 % Anteil das am häufigsten vorkommende tierische Protein. Der Klebstoff ist im Blut schon enthalten: zwei miteinander verbundene Proteine, der "von-Willebrand-Faktor" und der Gerinnungsfaktor VIII. Dieser Komplex ist ein chemisches Doppelklebeband und verbindet die Zelloberfläche der Blutplättchen mit den Kollagenfasern, dabei ändert sich die Form der Thrombozyten, sie werden zu stacheligen Kugeln. Dabei werden Rezeptoren freigelegt für das Protein Fibrinogen (Gerinnungsfaktor I). Fibrinogen kommt im Blut in hoher Konzentration vor und ist ebenfalls ein Doppelklebeband, das aktivierte Thrombozyten und Kollagenfasern miteinander verklebt bis sich ein Pfropfen gebildet hat, der die Wunde verschließt und die Blutung aufhört. Als Faktor wird in der Medizin eine ursächliche "Komponente" oder Teilursache eines Prozesses, z.B. als Blutgruppenmerkmal (Blutkörperchen- oder Serumeigenschaft; s.a. Rhesusfaktor), Rheuma-, Vererbungs-, Wachstumsfaktor bezeichnet.
Wie Dialysepatienten wissen, ist dieser gebildete Pfropfen sehr labil und kann leicht wieder abgehen. Um dies zu verhindern, wird die erste Phase durch eine zweite Phase der Blutgerinnung ergänzt. In der Phase wird Fibrin eingebaut (Faktor XIIIa), wobei auch wieder Thrombozyten mit eingebaut werden. Am Ende entsteht ein harter, roter Thrombus, der das Gefäß für längere Zeit sicher abdichtet.
Biochemisch müssen bei der Blutgerinnung vier Probleme gleichzeitig gelöst werden: der Blutgerinnungsprozess darf nur nach einer Verletzung einsetzen, muss dann aber schlagartig und mit hoher Geschwindigkeit ablaufen, er muss nach Erreichen eines stabilen Wundverschlusses schlagartig stoppen und auf den engeren Wundbereich streng begrenzt bleiben. Der Blutgerinnungsprozess wird durch die Bindung des Proteins "Hagemann-Faktor" (Gerinnungsfaktor XII) an den freigelegten Kollagenfäden nach Umwandlung in die aktive Form des Faktors gestartet. Nun beginnt eine Reaktionskaskade, in der nacheinander mehrere als Gerinnungsfaktoren bezeichnete Proteine aktiviert werden, die jeweils im nächsten Reaktionsschritt als Katalysator dienen. Dadurch erreicht die Fibrinsynthese bereits nach einer Minute ihre maximale Reaktionsgeschwindigkeit. Umgekehrt kann die Reaktionskaskade schlagartig gestoppt werden. Da einige Gerinnungsfaktoren chemisch sehr ähnlich sind (es gibt insgesamt 13 Stück), können sie mit einem gemeinsamen Inhibitor (Antithrombin III) deaktiviert werden. Da Antithrombin III gleichzeitig auf mehrere Faktoren einwirkt, stoppt die Fibrinsysthese praktisch schlagartig.
In dem Artikel liest es sich so: Thrombin entpuppt sich als kinetischer Tausendsassa: es katalysiert nicht nur die für den Wundverschluss entscheidende Umwandlung von Fibrinogen in Fibrin, sondern auch die Bildung von XIIIa, dem Katalysator der danach folgenden Vernetzung des Fibrins zu einem ordentlichen Blutpfropfen. Das ist aber noch nicht alles: Thrombin katalysiert mit der Bildung von Va einen der beiden Katalysatoren seiner eigenen Bildung (Autokatalyse) und über den Gerinnungsfaktor VIIIa die Bildung des zweiten Katalysators (Xa) der Thrombin-Synthese. Einfacher ausgedrückt: Thrombin katalysiert nicht nur die Bildung eines der beiden Katalysatoren seiner eigenen Bildung, sondern auch die Bildung des Katalysators für die Bildung des zweiten Katalysators seiner Bildung. Alles Klar?
Wie kommt jetzt der Christmas-Faktor der das Herzstück dieser Bildungskette bildet, ins Spiel? Im Jahre 1952 wurde der damals 5-jährige Stephen Christmas wegen nicht stillbarer Blutungen in London stationär behandelt, er litt an Hämophilie (Bluterkrankheit). Mit seinem Blut wurde in einer Oxforder Arbeitsgruppe ein einfacher Versuch durchgeführt: das langsam gerinnende Blut von Stephen wurde mit dem langsam gerinnenden Blut eines anderen Bluters gemischt. Die Mischung beider Proben gerann normal. Sie publizierten ihre Studie unter dem Titel "Christmas Disease" im Dezemberheft des "British Medical Journal" Das war nicht unproblematisch, denn im Dezemberheft erscheinen bevorzugt skurrile oder leicht frivole Patientengeschichten. Die Publikation "Christmas Disease" wurde viel gelesen, denn die meisten Leser vermuteten, dass die Arbeit "etwas mit Überfressen zu tun hat". In Briefen wurde gegen die Verknüpfung der Krankheit mit einem der höchsten christlichen Feste protestiert und eine Neubenennung der Krankheit mit einer "wenig lächerlichen" Bezeichnung gefordert. Die Autoren bewiesen Ihren Humor im dem sie darauf erwiderten, dass sie zu bescheiden waren eine Abkürzung mit den Namen der 7 Autoren vorzuschlagen und die Alternative "hereditary hypocoprothrombineamia" Ihnen auch nicht passend erschien. Sie versprachen aber, falls sie noch einen Vorläufer vom Christmas-Faktor finden sollen, diesen nicht Christmas Eve Faktor (Heiligabendfaktor) zu nennen. Heute wird der Christmas-Faktor als Gerinnungsfaktor IX bezeichnet.