生化学 · 12/1
血栓の形成と除去の概観;フィブリノゲンとフィブリン;プロトロンビンの活性化とトロンビン活性の調節;血液凝固の引き金と開始の増幅
General overview of blood clot formation and elimination; fibrinogen and fibrin; prothrombin activation and regulation of thrombin activity; triggers of blood clotting and amplification of the initiation — L II
- 応用トピック
- 抗凝固療法と適応
🧠 止血は「一次止血primary hemostasis 一次止血(primary hemostasis)primary hemostasis(一次止血) (秒)→凝固(分)→凝血塊 blood clot 凝血塊(blood clot) blood clot(凝血塊) の成熟(時間〜日)」という時間軸で読む。 フィブリノゲンがトロンビンで段階的に切断されフィブリンへ、非共有結合の重合体 polymer 重合体(polymer) polymer(重合体) からFXIIIaによる共有結合架橋へと安定化していく。トロンビンを作る第X因子 factor X 第X因子(factor X) factor X(第X因子) の活性化は、主として外因系 extrinsic pathway外因系(extrinsic pathway) extrinsic pathway(外因系)・内因系intrinsic pathway 内因系(intrinsic pathway)intrinsic pathway(内因系) という2つの「テナーゼ複合体tenase complexテナーゼ複合体(tenase complex)tenase complex(テナーゼ複合体)」が担い、生じたトロンビンは血漿中の高濃度の阻害因子(アンチトロンビンantithrombin アンチトロンビン(antithrombin)antithrombin(アンチトロンビン) など)に常に監視されている——「作られる」ことと「消される」ことのバランスとして凝固を理解する。
止血と血栓症の基本用語
| 過程 | 時間スケール |
|---|---|
| 一次止血primary hemostasis 一次止血(primary hemostasis)primary hemostasis(一次止血) (血小板の粘着 adhesion粘着(adhesion) adhesion(粘着)・凝集、血管収縮) | 秒 |
| 血液凝固(フィブリン形成fibrin formationフィブリン形成(fibrin formation)fibrin formation(フィブリン形成)) | 分 |
| 凝血塊blood clot 凝血塊(blood clot)blood clot(凝血塊) の成熟(共有結合架橋、退縮、細胞浸潤) | 時間〜日 |
血栓症は静脈性 venous 静脈性(venous) venous(静脈性) (主に凝固依存性)と動脈性 arterial 動脈性(arterial) arterial(動脈性) (主に血小板依存性)に大別される。
⚠️ NETosisは血栓形成 thrombus formation 血栓形成(thrombus formation) thrombus formation(血栓形成) を支える足場 scaffold 足場(scaffold) scaffold(足場) を作りうる。 活性化好中球が放出する好中球細胞外トラップ neutrophil extracellular trap (NET) 好中球細胞外トラップ(neutrophil extracellular trap (NET)) neutrophil extracellular trap (NET)(好中球細胞外トラップ) (NETs)はDNADNA(deoxyribonucleic acid)・ヒストン・顆粒タンパク質からなる網で、血小板や凝固因子と相互作用する。COVID-19COVID-19(coronavirus disease 2019)では凝固異常がしばしばみられるが、典型的DICDIC(disseminated intravascular coagulation)の頻度は集団・時期・定義で大きく異なる。メタ解析Meta-analysis メタ解析(Meta-analysis)Meta-analysis(メタ解析) での統合発生率 incidence 発生率(incidence) incidence(発生率) は3%で、初期の単一研究の高い数値を一般化できない。1
フィブリノゲンとフィブリンの構造
フィブリノゲンは分子量約340,000 Daの血漿糖タンパク plasma glycoprotein 血漿糖タンパク(plasma glycoprotein) plasma glycoprotein(血漿糖タンパク) で、2Aα・2Bβ・2γ鎖 gamma chainγ鎖(gamma chain) gamma chain(γ鎖)がジスルフィド結合 disulfide bond ジスルフィド結合(disulfide bond) disulfide bond(ジスルフィド結合) で連結された構造。中央のE-ドメイン、両端のD-ドメイン、αC-ドメインからなる。
💡 γ鎖gamma chain γ鎖(gamma chain)gamma chain(γ鎖) のC末端領域はトロンビンやFXIIIとの相互作用に関わる。 選択的スプライシングalternative splicing 選択的スプライシング(alternative splicing)alternative splicing(選択的スプライシング) で生じるγ′フィブリノゲンは抗凝固特性ももち、遺伝的に規定された高値は静脈血栓塞栓症 venous thromboembolism, VTE 静脈血栓塞栓症(venous thromboembolism, VTE) venous thromboembolism, VTE(静脈血栓塞栓症) や一部の虚血性脳卒中 ischemic stroke 虚血性脳卒中(ischemic stroke) ischemic stroke(虚血性脳卒中) に保護的に関連した。したがって、γ′を一律に血栓促進性 facilitatory 促進性(facilitatory) facilitatory(促進性) と捉えることはできない。2
フィブリン形成の段階的な切断
トロンビンは高い基質特異性 substrate specificity 基質特異性(substrate specificity) substrate specificity(基質特異性) をもつセリンプロテアーゼ serine protease セリンプロテアーゼ(serine protease) serine protease(セリンプロテアーゼ) で、まずAα鎖 alpha chain α鎖(alpha chain) alpha chain(α鎖) のArg16のペプチド結合を切断し、次いでBβ鎖 beta chain β鎖(beta chain) beta chain(β鎖) のArg14を切断する。切断の間に挟まる会合は酵素によらない自己集合である。
flowchart TD
FXIII["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='factor XIII'>第XIII因子</span>"] -->|"トロンビン<br>Ca²⁺・フィブリンが補因子"| FXIIIa["FXIIIa<br>トランス<span class='jp-term jp-term-diagram' title='glutaminase'>グルタミナーゼ</span>"]
FBG["フィブリノゲン<br>Aα・Bβ・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='gamma chain'>γ鎖</span>が各2本"] -->|"トロンビン<br>A<span class='jp-term jp-term-diagram' title='alpha chain'>α鎖</span>Arg16を切断<br>フィブリノペプチドAを遊離"| F1["フィブリンIモノマー"]
F1 -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='non-enzymatic'>非酵素的</span><br>末端-末端の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='high affinity'>高親和性</span>会合"| PF["二本鎖<span class='jp-term jp-term-diagram' title='protofibril'>プロトフィブリル</span>"]
PF -->|"トロンビン<br>B<span class='jp-term jp-term-diagram' title='beta chain'>β鎖</span>Arg14を切断<br>フィブリノペプチドBを遊離"| F2["フィブリンII<span class='jp-term jp-term-diagram' title='protofibril'>プロトフィブリル</span>"]
F2 -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='non-enzymatic'>非酵素的</span><br>末端-末端+側方会合"| GEL["フィブリンゲル<br>広範なゲル網・非共有結合"]
GEL -->|"FXIIIa<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='gamma chain'>γ鎖</span>間・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='alpha chain'>α鎖</span>間に<br>Nε-(γ-グルタミル)リジン<br>イソペプチド結合を形成"| XL["共有結合架橋された安定フィブリン"]
⭐ フィブリノペプチドAとBの切断は「隠れた重合部位を露出させる」鍵。 フィブリノゲンのA・B重合部位はフィブリノペプチドが切断されて初めて利用可能になる。一般にフィブリノペプチドAの切断がプロトフィブリル protofibril プロトフィブリル(protofibril) protofibril(プロトフィブリル) 形成を開始し、フィブリノペプチドBの切断が側方会合とフィブリンゲル形成を促進する。
非共有結合から共有結合へ
- 未架橋のフィブリン重合体 polymer 重合体(polymer) polymer(重合体) は非共有結合性のため、濃厚尿素溶液concentrated urea solution 濃厚尿素溶液(concentrated urea solution)concentrated urea solution(濃厚尿素溶液) に可溶。
- トロンビンが活性化する第XIII因子 factor XIII第XIII因子(factor XIII) factor XIII(第XIII因子)が、フィブリン鎖間にイソペプチド結合を形成し共有結合的に安定化する——架橋後のフィブリンは尿素に不溶になる(この溶解性 solubility 溶解性(solubility) solubility(溶解性) の違いが実験的にFXIII活性を評価する原理。実習はフィブリンの安定化と可溶性フィブリンの検査)。
- フィブリン自体がFXIII活性化の補因子として働く(正のフィードバック的な安定化)。
トロンビン生成の経路:2つのテナーゼ複合体
第X因子factor X 第X因子(factor X)factor X(第X因子) の活性化は、主として組織因子 tissue factor 組織因子(tissue factor) tissue factor(組織因子) を発現する細胞表面や活性化リン脂質膜上で、2種類のテナーゼ複合体 tenase complex テナーゼ複合体(tenase complex) tenase complex(テナーゼ複合体) を介して進行する。
| 経路 | 構成 | トリガー |
|---|---|---|
| 外因系テナーゼextrinsic tenase外因系テナーゼ(extrinsic tenase)extrinsic tenase(外因系テナーゼ) | FVIIa+Ca²⁺+組織因子 tissue factor 組織因子(tissue factor) tissue factor(組織因子) (血管外extravascular 血管外(extravascular)extravascular(血管外) の細胞表面に構成的 constitutive 構成的(constitutive) constitutive(構成的) 発現) | 血管壁の破綻(血液が組織因子 tissue factor 組織因子(tissue factor) tissue factor(組織因子) に触れる) |
| 内因系テナーゼintrinsic tenase内因系テナーゼ(intrinsic tenase)intrinsic tenase(内因系テナーゼ) | FIXa+FVIIIa(リン脂質膜上、Ca²⁺依存) | 試験管内in vitro 試験管内(in vitro)in vitro(試験管内) では接触相タンパク質(FXII、FXI、プレカリクレインprekallikreinプレカリクレイン(prekallikrein)prekallikrein(プレカリクレイン)、高分子キニノゲンhigh molecular weight kininogen (HMWK)高分子キニノゲン(high molecular weight kininogen (HMWK))high molecular weight kininogen (HMWK)(高分子キニノゲン))の非膜面での活性化。生体内in vivo 生体内(in vivo)in vivo(生体内) では外因系テナーゼ extrinsic tenase 外因系テナーゼ(extrinsic tenase) extrinsic tenase(外因系テナーゼ) とトロンビンが供給するFIXa・FXIa・FVIIIaで立ち上がる |
両テナーゼ tenase テナーゼ(tenase) tenase(テナーゼ) が生成したFXa(+FVa、Ca²⁺、リン脂質膜=プロトロンビナーゼ複合体prothrombinase complexプロトロンビナーゼ複合体(prothrombinase complex)prothrombinase complex(プロトロンビナーゼ複合体))が、プロトロンビンprothrombin プロトロンビン(prothrombin)prothrombin(プロトロンビン) をトロンビンへ活性化する。前駆体から活性型への変換と、それを触媒する酵素・複合体を並べると次のようになる。
flowchart TD
F12["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='factor XII'>第XII因子</span>"] -->|"陰性<span class='jp-term jp-term-diagram' title='charged'>荷電</span>表面<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='high molecular weight kininogen (HMWK)'>高分子キニノゲン</span>"| F12a["FXIIa"]
F12a -.->|"酵素として働く"| PK["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='prekallikrein'>プレカリクレイン</span>"]
PK -->|"FXIIa<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='high molecular weight kininogen (HMWK)'>高分子キニノゲン</span>"| KAL["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='kallikrein'>カリクレイン</span><br>FXIIをさらに活性化"]
F12a -.->|"酵素として働く"| F11["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='factor XI'>第XI因子</span>"]
F11 -->|"FXIIa<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='in vivo'>生体内</span>ではトロンビンも"| F11a["FXIa"]
F11a -.->|"酵素として働く"| F9["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='factor IX'>第IX因子</span>"]
F9 -->|"FXIa・Ca²⁺"| F9a["FIXa"]
F9 -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='extrinsic tenase'>外因系テナーゼ</span><br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='tissue factor'>組織因子</span>・FVIIa・Ca²⁺"| F9a
F9a -.->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='intrinsic tenase'>内因系テナーゼ</span>の酵素になる"| F10["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='factor X'>第X因子</span>"]
F10 -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='extrinsic tenase'>外因系テナーゼ</span><br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='tissue factor'>組織因子</span>・FVIIa・Ca²⁺<br>開始相"| F10a["FXa"]
F10 -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='intrinsic tenase'>内因系テナーゼ</span><br>FIXa・FVIIIa・リン脂質膜・Ca²⁺<br>増幅相"| F10a
F10a -.->|"プロトロンビナーゼの酵素になる"| PT["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='prothrombin'>プロトロンビン</span><br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='factor II'>第II因子</span>"]
PT -->|"プロトロンビナーゼ<br>FXa・FVa・リン脂質膜・Ca²⁺"| THR["トロンビン"]
THR -.->|"酵素として働く"| FBG["フィブリノゲン"]
FBG -->|"トロンビン"| FBN["フィブリン"]
THR -.->|"正のフィードバック"| F8["第VIII因子"]
F8 -->|"トロンビン<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='von Willebrand factor'>vWF</span>から遊離"| F8a["FVIIIa<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='intrinsic tenase'>内因系テナーゼ</span>の補因子"]
THR -.->|"正のフィードバック"| F5["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='factor V'>第V因子</span>"]
F5 -->|"トロンビン<br>FXaも"| F5a["FVa<br>プロトロンビナーゼの補因子"]
実線の矢印が前駆体から活性型への変換(ラベルが触媒する酵素・複合体)、点線はその活性型が次の段で酵素・補因子として働くことを示す。
💡 なぜ「開始」と「増幅」を分けるのか。 組織因子tissue factor 組織因子(tissue factor)tissue factor(組織因子) –FVIIa複合体が作るFXaはごく少量で、しかもTFPITFPI(tissue factor pathway inhibitor)にすぐ抑えられる(下記)。その少量のトロンビンがFV・FVIII・FXIを活性化して内因系テナーゼ intrinsic tenase 内因系テナーゼ(intrinsic tenase) intrinsic tenase(内因系テナーゼ) とプロトロンビナーゼを組み立てさせ、内因系テナーゼintrinsic tenase 内因系テナーゼ(intrinsic tenase)intrinsic tenase(内因系テナーゼ) がFXa産生を桁違いに増やす。第XII因子factor XII 第XII因子(factor XII)factor XII(第XII因子) 欠損が出血を起こさない一方、第VIII・IX因子欠損(血友病)が重い出血を起こすのはこのためである。
⭐ FXIIの活性化は「炎症か凝固か」を振り分ける接点。 FXIIは高分子キニノゲン high molecular weight kininogen (HMWK) 高分子キニノゲン(high molecular weight kininogen (HMWK)) high molecular weight kininogen (HMWK)(高分子キニノゲン) (補因子)・プレカリクレインprekallikreinプレカリクレイン(prekallikrein)prekallikrein(プレカリクレイン)/カリクレインkallikrein カリクレイン(kallikrein)kallikrein(カリクレイン) (正のフィードバック)と協調して活性化される。血小板δ顆粒から放出されるポリリン酸が、この内因系 intrinsic pathway 内因系(intrinsic pathway) intrinsic pathway(内因系) (接触相)経路の活性化を促す物質として注目されている——炎症性シグナルと凝固系のクロストーク crosstalk クロストーク(crosstalk) crosstalk(クロストーク) の一端。
臨床検査の理論的基盤
| 検査 | 機序に即した呼び方 | 評価する経路 |
|---|---|---|
| プロトロンビン時間prothrombin time, PT プロトロンビン時間(prothrombin time, PT)prothrombin time, PT(プロトロンビン時間) (PTPT, prothrombin time) | 組織因子誘発性凝固時間tissue factor induced coagulation time組織因子誘発性凝固時間(tissue factor induced coagulation time)tissue factor induced coagulation time(組織因子誘発性凝固時間) | 外因系extrinsic pathway 外因系(extrinsic pathway)extrinsic pathway(外因系) (組織因子tissue factor 組織因子(tissue factor)tissue factor(組織因子) +リン脂質膜を添加) |
| 活性化部分トロンボプラスチン時間activated partial thromboplastin time (aPTT)活性化部分トロンボプラスチン時間(activated partial thromboplastin time (aPTT))activated partial thromboplastin time (aPTT)(活性化部分トロンボプラスチン時間) | 表面誘発性凝固時間surface induced coagulation time表面誘発性凝固時間(surface induced coagulation time)surface induced coagulation time(表面誘発性凝固時間) | 内因系intrinsic pathway 内因系(intrinsic pathway)intrinsic pathway(内因系) (カオリンkaolin カオリン(kaolin)kaolin(カオリン) 表面+リン脂質膜を添加) |
(詳細な実施手順・臨床応用clinical applications 臨床応用(clinical applications)clinical applications(臨床応用) はPT・APTTAPTT(activated partial thromboplastin time)の評価参照)
血小板によるプライミング
損傷部位に粘着 adhesion 粘着(adhesion) adhesion(粘着) した血小板が、リン脂質表面phospholipid surface リン脂質表面(phospholipid surface)phospholipid surface(リン脂質表面) を提供し凝固複合体の組み立てを支援する(プロトロンビンprothrombin プロトロンビン(prothrombin)prothrombin(プロトロンビン) 活性化の「プライミングprimingプライミング(priming)priming(プライミング)」)。GPIbαはトロンビン受容体としても働き、この過程を後押しする。
トロンビン活性の停止
生成されたトロンビンは、血漿中に高濃度(約10⁻⁶ M)で存在する阻害因子群により速やかに不活化される(遊離トロンビン濃度は通常10⁻¹⁰ M未満)。
| 阻害因子 | 特徴 |
|---|---|
| アンチトロンビンantithrombinアンチトロンビン(antithrombin)antithrombin(アンチトロンビン) | 血漿中約3400 nM。セルピンserpin セルピン(serpin)serpin(セルピン) 型阻害機構(プロテアーゼを「罠」にかけ不可逆的に捕捉)。トロンビンのほかFXa・FIXaなども阻害する。ヘパリンが作用を著しく促進 |
| ヘパリン補因子II | トロンビンを阻害するセルピン serpinセルピン(serpin) serpin(セルピン)。ヘパリンで促進 |
| α1-プロテアーゼ阻害因子 protease inhibitorsプロテアーゼ阻害因子(protease inhibitors) protease inhibitors(プロテアーゼ阻害因子) | — |
| α2-マクログロブリンalpha-2-macroglobulinα2-マクログロブリン(alpha-2-macroglobulin)alpha-2-macroglobulin(α2-マクログロブリン)(α2M) | 高分子ホモ四量体 tetramer四量体(tetramer) tetramer(四量体)。おとり配列(ベイト領域)が切断されると構造が変わり、プロテアーゼをケージ cage (spinal fusion implant) ケージ(cage (spinal fusion implant)) cage (spinal fusion implant)(ケージ) 状に捕捉してLRP1を介する除去へ導く非セルピン serpin セルピン(serpin) serpin(セルピン) 型機構3 |
💡 組織因子経路インヒビターtissue factor pathway inhibitor (TFPI) 組織因子経路インヒビター(tissue factor pathway inhibitor (TFPI))tissue factor pathway inhibitor (TFPI)(組織因子経路インヒビター) (TFPI)は凝固開始相のブレーキ。 TFPIαとTFPIβは局在が異なるが、いずれもFXaとTF-FVIIa複合体を阻害する。さらにTFPIαはプロテインS Protein S プロテインS(Protein S) Protein S(プロテインS) や第V因子 factor V 第V因子(factor V) factor V(第V因子) との複合体を介してFXaを抑え、活性型プロトロンビナーゼの形成を防ぐ。4
プロテインC系による第2のブレーキ
トロンビン生成thrombin generation トロンビン生成(thrombin generation)thrombin generation(トロンビン生成) のもう一つの終結機構 termination mechanism 終結機構(termination mechanism) termination mechanism(終結機構) がプロテインCProtein C プロテインC(Protein C)Protein C(プロテインC) 依存性抗凝固経路(トロンボモジュリンthrombomodulinトロンボモジュリン(thrombomodulin)thrombomodulin(トロンボモジュリン)・EPCR・活性化プロテインCactivated protein C活性化プロテインC(activated protein C)activated protein C(活性化プロテインC)/プロテインSProtein S プロテインS(Protein S)Protein S(プロテインS) によるFVa・FVIIIaの不活化)で、血管の解剖学的部位・血流(ずり応力shear stressずり応力(shear stress)shear stress(ずり応力))に応じて内皮のトロンボモジュリン thrombomodulin トロンボモジュリン(thrombomodulin) thrombomodulin(トロンボモジュリン) 濃度が変わることがこの経路の効きやすさを左右する(反応の流れは先天性血栓性素因congenital thrombophilia先天性血栓性素因(congenital thrombophilia)congenital thrombophilia(先天性血栓性素因)、内皮側の詳細は止血系hemostatic system 止血系(hemostatic system)hemostatic system(止血系) の細胞要素)。
ビタミンK依存性因子
FII(プロトロンビンprothrombinプロトロンビン(prothrombin)prothrombin(プロトロンビン))・FVII・FIX・FX(凝固促進性procoagulant凝固促進性(procoagulant)procoagulant(凝固促進性))とプロテインCProtein CプロテインC(Protein C)Protein C(プロテインC)・S・Z(抗凝固性)はすべてビタミンK依存性のGlaドメイン(γ-カルボキシグルタミン酸 γ-carboxyglutamate (Gla)カルボキシグルタミン酸(γ-carboxyglutamate (Gla)) γ-carboxyglutamate (Gla)(カルボキシグルタミン酸))をもつ。Ca²⁺はGlaドメインの疎水性ループ hydrophobic loop 疎水性ループ(hydrophobic loop) hydrophobic loop(疎水性ループ) を膜挿入 membrane insertion 膜挿入(membrane insertion) membrane insertion(膜挿入) 可能な構造に保つ働き(中心4Ca²⁺)と、リン脂質極性頭部polar head group リン脂質極性頭部(polar head group)polar head group(リン脂質極性頭部) への直接結合(周辺Ca²⁺)という2つの異なる役割を担う。
Gla残基Gla residue (gamma-carboxyglutamate) Gla残基(Gla residue (gamma-carboxyglutamate))Gla residue (gamma-carboxyglutamate)(Gla残基) は、翻訳後post-translational 翻訳後(post-translational)post-translational(翻訳後) に小胞体でグルタミン酸残基がカルボキシ化されてできる。この反応は還元型 reduced form 還元型(reduced form) reduced form(還元型) ビタミンKを消費するため、ビタミンKは回路として再生される。
flowchart TD
GLU["前駆体タンパク質の<br>グルタミン酸残基"] -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='gamma-glutamyl carboxylase'>γ-グルタミルカルボキシラーゼ</span><br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='reduced form'>還元型</span>ビタミンK・CO₂・O₂"| GLA["γ-<span class='jp-term jp-term-diagram' title='γ-carboxyglutamate (Gla)'>カルボキシグルタミン酸</span>残基<br>Gla"]
KH2["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='reduced form'>還元型</span>ビタミンK<br>ヒドロ<span class='jp-term jp-term-diagram' title='quinone'>キノン</span>型"] -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='gamma-glutamyl carboxylase'>γ-グルタミルカルボキシラーゼ</span><br>カルボキシ化と共役して酸化"| KO["ビタミンK<span class='jp-term jp-term-diagram' title='epoxide'>エポキシド</span>"]
KO -->|"<span class='jp-term jp-term-diagram' title='vitamin K epoxide reductase'>ビタミンKエポキシド還元酵素</span><br>VKORC1<br>ワルファリンが阻害"| KQ["ビタミンK<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='quinone'>キノン</span>型"]
KQ -->|"VKORC1<br>ワルファリンに感受性のない<br>別の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='quinone'>キノン</span>還元酵素も"| KH2
💡 ワルファリン(ビタミンK拮抗薬vitamin K antagonist (VKA)ビタミンK拮抗薬(vitamin K antagonist (VKA))vitamin K antagonist (VKA)(ビタミンK拮抗薬))はカルボキシラーゼ carboxylase カルボキシラーゼ(carboxylase) carboxylase(カルボキシラーゼ) ではなく、ビタミンKを再生する還元酵素VKORC1を阻害する。 再生が止まると還元型 reduced form 還元型(reduced form) reduced form(還元型) ビタミンKが枯渇し、Gla化が不十分な(膜に結合できない)FII・FVII・FIX・FXが分泌されて抗凝固効果が生じる。キノンquinone キノン(quinone)quinone(キノン) 型から還元型 reduced form 還元型(reduced form) reduced form(還元型) への段階にはワルファリンに感受性のない還元酵素もあるため、大量のビタミンKを投与するとワルファリンの作用を打ち消せる。プロテインCProtein CプロテインC(Protein C)Protein C(プロテインC)・Sも同じ機序で低下する(臨床的な帰結は先天性血栓性素因congenital thrombophilia先天性血栓性素因(congenital thrombophilia)congenital thrombophilia(先天性血栓性素因))。
抗凝固薬の作用点
凝固カスケードcoagulation cascade 凝固カスケード(coagulation cascade)coagulation cascade(凝固カスケード) のどこを止めるかで、抗凝固薬は整理できる。
| 薬(例) | 作用点target作用点(target)target(作用点) | 機序の要点 |
|---|---|---|
| ワルファリン | VKORC1 | ビタミンK依存性因子のGla化を妨げる(効果は既存の因子が消えるまで数日遅れる) |
| 未分画ヘパリンunfractionated heparin (UFH)未分画ヘパリン(unfractionated heparin (UFH))unfractionated heparin (UFH)(未分画ヘパリン) | アンチトロンビンantithrombinアンチトロンビン(antithrombin)antithrombin(アンチトロンビン) | アンチトロンビンantithrombin アンチトロンビン(antithrombin)antithrombin(アンチトロンビン) の反応を加速し、トロンビンとFXaをともに阻害させる。トロンビンの阻害には、ヘパリン鎖がアンチトロンビン antithrombin アンチトロンビン(antithrombin) antithrombin(アンチトロンビン) とトロンビンを橋渡しできる長さを要する |
| 低分子ヘパリンlow molecular weight heparin (LMWH) 低分子ヘパリン(low molecular weight heparin (LMWH))low molecular weight heparin (LMWH)(低分子ヘパリン) (エノキサパリンenoxaparinエノキサパリン(enoxaparin)enoxaparin(エノキサパリン)) | アンチトロンビンantithrombinアンチトロンビン(antithrombin)antithrombin(アンチトロンビン) | 鎖が短く橋渡しが起こりにくいため、主にFXaを阻害させる |
| フォンダパリヌクスfondaparinuxフォンダパリヌクス(fondaparinux)fondaparinux(フォンダパリヌクス) | アンチトロンビンantithrombinアンチトロンビン(antithrombin)antithrombin(アンチトロンビン) | アンチトロンビンantithrombin アンチトロンビン(antithrombin)antithrombin(アンチトロンビン) 結合部位の五糖 pentasaccharide 五糖(pentasaccharide) pentasaccharide(五糖) だけからなり、FXaだけを阻害させる |
| 直接FXa阻害薬(リバーロキサバンrivaroxabanリバーロキサバン(rivaroxaban)rivaroxaban(リバーロキサバン)・アピキサバンapixabanアピキサバン(apixaban)apixaban(アピキサバン)・エドキサバンedoxabanエドキサバン(edoxaban)edoxaban(エドキサバン)) | FXa | アンチトロンビンantithrombin アンチトロンビン(antithrombin)antithrombin(アンチトロンビン) を介さずFXaの活性部位 active site 活性部位(active site) active site(活性部位) に直接結合する |
| 直接トロンビン阻害薬direct thrombin inhibitor (DTI) 直接トロンビン阻害薬(direct thrombin inhibitor (DTI))direct thrombin inhibitor (DTI)(直接トロンビン阻害薬) (ダビガトランdabigatranダビガトラン(dabigatran)dabigatran(ダビガトラン)・アルガトロバンargatrobanアルガトロバン(argatroban)argatroban(アルガトロバン)) | トロンビン | アンチトロンビンantithrombin アンチトロンビン(antithrombin)antithrombin(アンチトロンビン) を介さずトロンビンの活性部位 active site 活性部位(active site) active site(活性部位) に直接結合する |
⚠️ 作用点target 作用点(target)target(作用点) が違えば、効き目を映す検査も違う。 ワルファリンはPT/INRINR(international normalized ratio)で、未分画ヘパリンunfractionated heparin (UFH) 未分画ヘパリン(unfractionated heparin (UFH))unfractionated heparin (UFH)(未分画ヘパリン) は主にAPTTで監視する(PT・APTTの評価)。ヘパリン類はヘパリン起因性血小板減少症heparin-induced thrombocytopenia, HITヘパリン起因性血小板減少症(heparin-induced thrombocytopenia, HIT)heparin-induced thrombocytopenia, HIT(ヘパリン起因性血小板減少症)という逆説的 paradoxically 逆説的(paradoxically) paradoxically(逆説的) な血栓症を起こしうる(後天性血栓性素因acquired thrombophilia後天性血栓性素因(acquired thrombophilia)acquired thrombophilia(後天性血栓性素因))。
まとめ
- 止血は一次止血 primary hemostasis 一次止血(primary hemostasis) primary hemostasis(一次止血) (秒)→凝固(分)→凝血塊 blood clot 凝血塊(blood clot) blood clot(凝血塊) 成熟(時間〜日)の時間軸で進む。NETosisは血栓の第二の基質を提供する。
- フィブリノゲンはトロンビンによる段階的切断(フィブリノペプチドA→B)でフィブリンIプロトフィブリル protofibril プロトフィブリル(protofibril) protofibril(プロトフィブリル) からフィブリンIIゲルへ。FXIIIaが共有結合架橋で安定化(尿素不溶化)。
- トロンビン生成thrombin generation トロンビン生成(thrombin generation)thrombin generation(トロンビン生成) は外因系テナーゼ extrinsic tenase 外因系テナーゼ(extrinsic tenase) extrinsic tenase(外因系テナーゼ) (組織因子tissue factor組織因子(tissue factor)tissue factor(組織因子)、開始相)・内因系テナーゼintrinsic tenase 内因系テナーゼ(intrinsic tenase)intrinsic tenase(内因系テナーゼ) (増幅相)→プロトロンビナーゼ複合体 prothrombinase complex プロトロンビナーゼ複合体(prothrombinase complex) prothrombinase complex(プロトロンビナーゼ複合体) を経る。少量のトロンビンがFV・FVIII・FXIを活性化して増幅を起こす。血小板・GPIbGPIb(glycoprotein Ib)αがプライミング priming プライミング(priming) priming(プライミング) を支援。
- トロンビン生成thrombin generation トロンビン生成(thrombin generation)thrombin generation(トロンビン生成) はアンチトロンビン antithrombin アンチトロンビン(antithrombin) antithrombin(アンチトロンビン) やα2マクログロブリン alpha-2-macroglobulin マクログロブリン(alpha-2-macroglobulin) alpha-2-macroglobulin(マクログロブリン) などで制御され、TFPIは組織因子 tissue factor 組織因子(tissue factor) tissue factor(組織因子) 経路の開始相だけでなく、FXaと初期プロトロンビナーゼ形成も抑制する。
- PT(外因系extrinsic pathway外因系(extrinsic pathway)extrinsic pathway(外因系))・APTT(内因系intrinsic pathway内因系(intrinsic pathway)intrinsic pathway(内因系))はこれらの経路を反映する臨床検査。ビタミンK依存性因子(Gla・Ca²⁺)が凝固促進・抗凝固の両方を担い、ワルファリンはVKORC1を阻害してGla化を妨げる。
- 抗凝固薬は作用点 target 作用点(target) target(作用点) (VKORC1・アンチトロンビンantithrombinアンチトロンビン(antithrombin)antithrombin(アンチトロンビン)・FXa・トロンビン)で整理できる。
出典
- 1.Incidence and impact of disseminated intravascular coagulation in COVID-19 a systematic review and meta-analysis(Thrombosis Research・2021)COVID-19患者におけるDICの統合発生率が3%で、重症度・予後不良と関連したこと閲覧 2026-08-20
- 2.A Mendelian randomization of γ' and total fibrinogen levels in relation to venous thromboembolism and ischemic stroke(Blood・2020)γ′フィブリノゲンが抗凝固特性をもち、高値が静脈血栓塞栓症や一部虚血性脳卒中に保護的に関連したこと閲覧 2026-08-20
- 3.Alpha-2-macroglobulin in hemostasis and thrombosis: An underestimated old double-edged sword(Journal of Thrombosis and Haemostasis・2022)α2マクログロブリンがケージ構造でプロテアーゼを捕捉しLRP1を介して除去されること閲覧 2026-08-20
- 4.Regulation of coagulation by tissue factor pathway inhibitor: Implications for hemophilia therapy(Journal of Thrombosis and Haemostasis・2022)TFPIアイソフォームがFXaとTF-FVIIaを阻害し、TFPIαが初期プロトロンビナーゼ形成も抑えること閲覧 2026-08-20