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Vitamin K

Biochemie des Vitamin K - Aktivierung der Blutgerinnungsfaktoren

Der Blutgerinnungsprozess ist maßgeblich von der kaskadenartigen, teilweise Vitamin K-abhängigen Aktivierung einer Reihe von Gerinnungsfaktoren abhängig. Zu den ersten, durch Glutamyl-Carboxylierung aktivierten Kaskadenproteinen gehören die Faktoren VII und IX. Ihre aktiven Formen, die Faktoren VIIa und IXa, steuern über die Spaltung einer Serin-Peptidbindung die Aktivierung des Faktors X zu Xa.

Die Umwandlung des Precurser-Prothrombins in Prothrombin durch Vitamin K-abhängige Enzyme verläuft über eine posttranslationale Carboxylierung von konservierten 9-12 Glutaminsäure-Resten im aminoterminalen Bereich des Glycoproteins. Die gebildeten γ-Carboxyglutaminsäure-Reste vermögen nun Ca2+-Ionen zu komplexieren, die ihrerseits zu den Phosphorlipiden der Blutplättchenmembranen starke Ionenbrücken ausbilden. Auf diese Weise gelangt das Prothrombin in die Nähe der aktivierenden Faktoren Xa und Va. Die Serin-Endopeptidase-Aktivität dieser Faktoren überführt letztlich das Prothrombin durch Abspaltung des aminoterminalen Segments in Thrombin (Faktor IIa). Thrombin beendet schließlich die Gerinnungskaskade, in dem es die Umwandlung des Plasma-Fibrinogen in das gerinnungsfähige Fibrin steuert.

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Abb.1
Die Vitamin K-abhängige Blutgerinnungskaskade

Vitamin K-abhängige Carboxylierungsreaktionen sind ebenfalls an der Synthese der gerinnungshemmenden Proteine C, S und Z beteiligt.

Protein C
Protein C wird durch Thrombin aktiviert. Es hemmt die Gerinnungsfaktoren V und VIII.
Protein S
Protein S fungiert als Cofaktor von Protein C und fördert in Gegenwart von Phospholipiden dessen Aktivität.
Protein Z
Die genaue Funktion von Protein Z bei der Gerinnungshemmung ist noch unbekannt. Es ermöglicht die Anlagerung von Thrombin an Phospholipide der Zellmembranen.

Die Auflösung der Fibrin-Netzwerke (Fibrinolyse) stoppt den Gerinnungsprozess und gewährleistet die Fließeigenschaften des Blutes. Da Vitamin K sowohl für die Gerinnung als auch für die Gerinnungshemmung von Bedeutung ist, wird das Gleichgewicht zwischen beiden Prozessen durch eine Vitamin K-Überdosierung nicht beeinflusst.

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