Beziehungen zwischen Plättchenstoffwechsel und Retraktion des Blutgerinnsels - unter besonderer Berücksichtigung der Thrombopathie Glanzmann-Naegeli (Schluß)

Beziehungen zwischen Plättchenstoffwechsel und Retraktion des Blutgerinnsels - unter besonderer Berücksichtigung der Thrombopathie Glanzmann-Naegeli*

Zusammenfassung

Es wird über den Enzymgehalt und den Energiestoffwechsel von Blutplättchen des Menschen und die Beziehungen zwischen dem Kohlenhydratstoffwechsel und Gerinnselretraktion berichtet. — Im einzelnen wurden quantitativ an isolierten Plättchen bestimmt: 14 Enzyme der Glykolyse, 3 Enzyme des Hexosemonophosphat-Zyklus, 5 Enzyme des Tricarbonsäure-Zyklus (Citronensäure-Zyklus) und der Atmungskette, 6 Enzyme des Phosphatstoffwechsels sowie 3 Fermente des Aminosäurenstoffwechsels. Es zeigte sich, daß der Gehalt der Plättchen an glykolytischen Enzymen sehr hoch ist und bezogen auf den Proteingehalt oder das Frischgewicht größenordnungsmäßig etwa dem der Herzmuskulatur entspricht. Auffallend hoch sind die Aktivitäten der Glucose-6-phosphat-Dehydrogenase, 6-Phospho-gluconat-Dehydrogenase und Glutathionreduktase. Dagegen ist der Gehalt an Enzymen des Tricarbonsäure-Zyklus und der Atmungskette sehr niedrig, was mit der Mitochondrienarmut der Plättchen in Verbindung gebracht wird. Die Blutplättchen enthalten weiterhin hohe ATPase-Aktivitäten, die wahrscheinlich in einem dem Actomyosin ähnlichen kontraktilen Protein lokalisiert sind. Im Gegensatz zur quergestreiften Muskulatur besitzen sie praktisch keine Kreatinphosphat-Kinase und auch kein Kreatinphosphat. Entsprechend dem Enzymverteilungsmuster ist der Plättchenstoffwechsel (auch unter aeroben Bedingungen) vorwiegend glykolytisch. Trotz des Gärungsstoffwechsels ist der ATP-Gehalt der Plättchen auffallend hoch, er ist bezogen auf das Gesamtprotein etwa 25mal höher als in den Erythrozyten. Das Verhältnis von ATP zu ADP beträgt etwa 3:1. Die Retraktion des Blutgerinnsels wird eingeleitet durch die visköse Metamorphose der Plättchen. Während dieser fällt der ATP-Gehalt der Thrombozyten nach einer Exponentialfunktion um etwa die Hälfte ab, um während des weiteren Verlaufes der Retraktion nur wenig abzunehmen. Die gezielte Hemmung einiger Enzyme der Glykolyse, des Tricarbonsäure-Zyklus und der Atmungskette führt gleichzeitig mit einer ATP-Verminderung in den Plättchen zur Aufhebung ihres Retraktionsvermögens. Wir sehen hierin einen sicheren Beweis dafür, daß eine enge Beziehung zwischen dem Energiestoffwechsel der Plättchen und der Retraktion des Blutgerinnsels besteht. Auch mit Thrombozytolysaten ließ sich nach Zusatz von Thrombin, ATP und Magnesium-Ionen in ihrem Plasma eine normale Retraktion auslösen. Es wurden die Plättchen von 8 Patienten mit Glanzmann-Naegeli'scher Thrombasthenie (verlängerte Blutungszeit, Störung oder Aufhebung der Retraktion sowie Störung der Agglomeration und Ausbreitung der Plättchen bei im allgemeinen normaler Plättchenzahl) untersucht. Biochemisch ließ sich das klinisch einheitliche Untersuchungsmaterial in zwei Gruppen unterteilen: In Gruppe I (5 Fälle) wurde eine starke Verminderung der Aktivitäten der glykolytischen Enzyme Glycerinaldehyd-3-phos-phat-Dehydrogenase und Pyruvatkinase gefunden. Die Glykolyserate dieser Plättchen war vermindert, ihr ATP-Gehalt um etwa die Hälfte erniedrigt. In Gruppe II (3 Fälle) waren die Enzym-Ausstattung und die Glykolyse normal. Einheitlich war bei beiden Gruppen, daß sich mit den Plättchen in ihrem eigenen Plasma nach Zusatz von Thrombin, ATP und Magnesium-Ionen die Retraktion in vitro normalisieren ließ. Auch Magnesium-Ionen allein in hoher Konzentration (2—5 millimolar) besserten das Retraktionsvermögen der thrombasthenischen Plättchen erheblich. Dabei ließ sich ein sicherer Magnesium-Mangel im plättchenhaltigen Plasma bisher nicht nachweisen. Es wird diskutiert, daß in Gruppe I die Irretraktilität des Gerinnsels hauptsächlich auf einem genetisch bedingten inkompletten Enzymblock in der Glykolyse mit der Folge eines ATP-Mangels zurückzuführen ist, während in der Gruppe II bei normaler Glykolyse eine Störung in der ATP-Magnesium-Beziehung wahrscheinlich ist, da das Substrat der ATPasen ein Magnesium-ATP-Komplex ist.

Summary

Fourteen glycolytic enzymes, three enzymes of the hexosemonophosphate cycle, five of the citric acid cycle and of the respiratory chain, six of phosphate metabolism, and three of amino-acid metabolism were measured for their activity in isolated platelets. The concentration of glycolytic enzymes was very high and, related to protein content or fresh weight, of the same order of magnitude as in myocardium. A high activity was found for glucose-6-phosphate dehydrogenase, 6-phospho-gluconate dehydrogenase, and glutathione reductase. But the concentration of enzymes of the tricarbonic acid cycle and the respiratory enzymes was very low, perhaps due to the low concentration of mitochondria in platelets. ATPase activity was found to be high: this enzyme is probably localized in a protein which resembles actomyosin. Contrary to striated muscle, there was little creatinephosphate kinase and no creatine phosphate. Platelet metabolism was largely glycolytic (even in aerobic circumstances). Despite this, ATP content was high (related to total protein, about 25 × that in R.B.C.). The ratio of ATP to ADP was 3:1. — Clot-retraction was initiated by viscous metamorphosis of the platelets. During this phase the ATP content fell exponentially to about half the control value; there was little further reduction. — Selective inhibition of some enzymes of glycolysis, the tricarbonic acid cycle and of respiration led to simultaneous ATP reduction and loss of clot-retraction. — Thrombocytolysates in plasma produced normal retraction after the addition of thrombin, ATP and magnesium ions. — The platelets were examined in eight patients with thrombocytoasthenia (prolonged bleeding time, disorder or complete inhibition of clot-retraction, abnormal agglomeration and distribution of platelets in the presence of a normal platelet count). Biochemically they could be divided into two distinct groups. In group I (5 patients), there was marked diminution of glycerine aldehyde-3-phosphate dehydrogenase (a glycolytic enzyme) and of pyruvate kinase. The rate of glycolysis of these platelets was diminished and their ATP content recuced by half. In group II (3 patients) the enzyme pattern and glycolysis were normal. In both groups retraction was normal with these platelets in their own plasma after the addition of thrombin, ATP and magnesium ions. Even magnesium ions only, if in high concentration (2—5 millimols) markedly improved retraction of the platelets in thrombocytoasthenia, but a specific magnesium lack could not be demonstrated in the plasma of such cases. It is thought likely that in group I the lack of clot-retraction is largely due to a genetically determined enzyme block of glycolysis as a result of an ATP deficiency, while in group II (with normal glycolysis) there is probably a disorder in the relationship between AIT and magnesium, because a magnesium-ATP complex is the substrate for ATPase.

Resumen

Relaciones existentes entre el metabolismo de las plaquetas y la retracción del coágulo, atendiendo, principalmente, a la trombopatía de Glanzmann-Naegeli

Se informa sobre el contenido en fermentos y metabolismo energético de las plaquetas humanas y sobre las relaciones existentes entre el metabolismo hidrocarbonado y la retracción del coágulo. Se determinaron, cuantitativamente, en plaquetas aisladas, los siguientes elementos: 14 enzimas de la glucólisis, 3 enzimas del ciclo de la hexosamonofosfato, 5 del ciclo del ácido trocarboxílico (ciclo del ácido cítrico) y de la cadena respiratoria, 6 enzimas del metabolismo del fosfato y 3 fermentos del metabolismo de los aminoácidos. Se demuestra que el contenido de las plaquetas en enzimas glucolíticos es muy elevado y, con referencia al contenido en proteínas o al peso puro según la ordenación por tamaños, corresponde aproximadamente a aquél de la musculatura cardíaca. Sorprendentemente altas son las actividades de la glucosa-6-fosfato-dehidrogenasa, 6-fosfo-gluconato-dehidrogenasa y de la glutation-reductasa. Por el contrario, el contenido en enzimas del ciclo del ácido trocarboxílico y de la cadena respiratoria es muy bajo, lo que se puede relacionar con la pobreza en mitocondrias de las plaquetas. Tienen además las plaquetas una elevada actividad de la adenosintrifosfatasa, probablemente localizada en alguna proteina contráctil semejante a la actomiosina. En contra de lo que ocurre en la musculatura estriada, no poseen, prácticamente, ninguna creatin-fosfato-cinasa así como tampoco creatin-fosfatos. Conforme a las muestras de distribución enzimática, el metabolismo de las plaquetas es principalmente glucolítico (aún en condiciones aerobias). A pesar del metabolismo fermentativo, el contenido en ATP de las plaquetas es sorpendentemente alto y, refiriéndose a las proteinas totales, aproximadamente 25 veces mayor que en los eritrocitos. La relación de ATP a ADP es de 3/1 aproximadamente. La retracción del coágulo se inicia por la metamorfosis viscosa de las plaquetas. Durante ella, el contenido en ATP de los trombocitos disminuye, según función exponencial, en aproximadamente la mitad, siendo esta disminución casi nula durante el transcurso siguiente de la retracción. La inhibición apuntada de algunos enzimas de la glucólisis, del ciclo del ácido trocarboxílico y de la cadena respiratoria lleva, junto a una disminución de ATP en las plaquetas, a una anulación de su poder de retracción. Vemos aquí una prueba cierta de que existe una estrecha relación entre el metabolismo energético de las plaquetas y la retracción del coágulo. También en la trombocitolisis se puede provocar la retracción normal al añadir trombina, ATP e iones de magnesio en el plasma. Se investigaron las plaquetas de 8 pacientes con trombastenia de Glanzmann-Naegeli, (tiempo de hemorragia prolongado, alteración o supresión de la retracción y trastornos en la aglomeración y expansión de las plaquetas, con cifra, en general, normal de las mismas). Bioquímicamente, el material de investigación clínica se puede dividir en dos grupos: En el grupo I (5 casos) se encontró una fuerte disminución de las actividades de los enzimas glucolíticos gliceroaldehido-3-fosfato-dehidrogenasa y piruvatoquinasa. La capacidad de glucólisis de estas plaquetas estaba disminuida y su contenido en ATP reducido aproximadamente en una mitad. En el grupo II (3 casos), el conjunto de enzimas y la glucólisis eran normales. Ocurre por igual en los dos grupos que las plaquetas en su propio plasma, después de añadir trombina, ATP e ionesmagnesio, dejan proseguir normalmente el curso de la retracción in vitro. También los iones magnesio solos y en concentraciones altas (2—5 milimol.) mejoran, sensiblemente, el poder de retracción de las plaquetas trombasténicas. Hasta ahora no se ha podido demostrar con seguridad la existencia de un déficit de magnesio en el plasma con plaquetas. Se discute que en el grupo I, la irretractilidad del coágulo depende, principalmente, de un bloque enzimático incompleto, de causa genética, en la glucólisis, con la consecuencia de una falta de ATP, mientras que en el grupo II, con glucólisis normal, sea probablemente una alteración en la relación ATP-magnesio, ya que el sustrato de las adenosintrifosfatasas se basa en el complejo magnesio-ATP.