Formación del complejo D
La formación de la protrombinasa define un importante acontecimiento modulador catalítico, ya que el complejo completo es 300.000 veces más eficiente que el factor Xa libre actuando sobre la protrombina en solución.24,72 Una implicación de este significativo aumento de la tasa es que cualquier disociación de los componentes del complejo disminuye significativa y drásticamente la actividad enzimática. La ausencia de la superficie de la membrana del catalizador completo da lugar a una pérdida de 1000 veces en la eficiencia catalítica, mientras que la eliminación del factor Va del complejo da lugar a una disminución de 10.000 veces en la tasa de generación de trombina.24 La superficie de la membrana es obligatoriamente necesaria porque, aunque contribuye poco a la tasa intrínseca de catálisis, proporciona un entorno en el que tanto el complejo factor Va-factor Xa como el sustrato pueden coconcentrarse.277 La protrombina parece concentrarse en la superficie de la membrana plaquetaria en gran parte a través de los mecanismos mediados por el receptor detallados anteriormente. El factor Va, en virtud de su capacidad de unión a la membrana, forma una interacción obligada y de alta afinidad con el factor Xa, porque el factor Xa no se unirá a las plaquetas activadas en ausencia del factor Va. La concentración de reactivos en la superficie de la membrana da lugar a altas concentraciones locales de reactivos que superan la Km intrínseca de la reacción y mejoran significativamente la eficiencia catalítica. Además, el factor Va mejora la tasa de recambio de la reacción por un mecanismo que aún no ha sido racionalizado.278
La formación de complejos también proporciona a los constituyentes de la protrombinasa protección frente a inhibidores y/o inactivadores. A diferencia del factor Xa libre en solución, el factor Xa incorporado a la protrombinasa (es decir, acomplejado con el factor Va unido a la membrana) está protegido de la inhibición por la antitrombina III y la heparina.72 Asimismo, el factor Va incorporado a la protrombinasa está protegido de la inactivación proteolítica por la proteína C109,110 activada, un proceso que se analiza en detalle en la siguiente sección.
La Xasa intrínseca está modulada por una variedad de mecanismos similares a los observados con la protrombinasa. La formación de complejos da lugar a un aumento aproximado de 2 × 107 veces en la eficiencia catalítica.217 La unión de los factores VIIIa y IXaβ a las plaquetas activadas por la trombina disminuye el Km para la activación del factor X 2500 veces y permite al factor VIIIa aumentar el kcat aproximadamente 7500 veces. La antitrombina III no puede inhibir el factor IXaβ en presencia del factor VIIIa y las plaquetas.279 De forma similar al factor Va, la formación de complejos del factor VIIIa con el factor IXaβ modula su actividad. La disociación de la subunidad A2 del heterotrímero del factor VIIIa, que da lugar a una pérdida completa de la actividad del cofactor, se evita mediante su asociación con el factor IXaβ en una superficie de membrana,280 al igual que su inactivación por APC.62,281
Debido a que el factor Va es absolutamente necesario para la formación de trombina fisiológicamente relevante, las variaciones significativas en la activación de la protrombina pueden llevarse a cabo a través de alteraciones proteolíticas e inactivadoras del cofactor catalizadas por la proteína C activada. La proteólisis y la inactivación requieren que el factor Va esté unido a las plaquetas59,74 o a la membrana.282 Los primeros estudios indicaron que la incubación de la proteína C activada con plaquetas activadas por la trombina producía una disminución paralela de la unión del factor Xa y de la activación de la protrombina, lo que sugiere que, tras el clivaje por la proteína C activada, el factor Va no se une al factor Xa.283,284 Por lo tanto, la inactivación del factor Va catalizada por la proteína C activada tiene un efecto dramático en la generación de trombina.
Las plaquetas humanas son capaces de promover y modular la inactivación catalizada por la proteína C activada del factor Va derivado del plasma y de las plaquetas, aunque estos dos grupos de cofactores no son sustratos equivalentes con respecto a la inactivación. Se requieren tres cortes en la cadena pesada de la molécula del factor Va humano para una inactivación eficiente catalizada por la proteína C activada: La escisión en Arg506, seguida de las escisiones en Arg306 y Arg679,282,285 La escisión en Arg506 es más rápida y precede a la escisión inactivadora dependiente de la membrana en Arg306,282 La superficie plaquetaria humana activada por la trombina desempeña un papel importante en la inactivación catalizada por la proteína C activada del factor Va derivado de las plaquetas y de la variante del factor Va, el factor VaLeiden.109,110 El factor VaLeiden se deriva de la activación por trombina del factor VLeiden, una variante en la que la Arg506 ha sido sustituida por glutamina, eliminando esencialmente el sitio de corte de la proteína C activada en la posición 506.286 Así, los individuos homocigotos (y en algunos casos, heterocigotos) para esta mutación sufren una pobre respuesta anticoagulante a la proteína C activada y tienen un mayor riesgo de trombosis venosa.287-289 Los cofactores plaquetarios normales y mutantes son inactivados por la proteína C activada a velocidades casi idénticas; sin embargo, nunca se consigue la inactivación completa de ambos cofactores derivados de las plaquetas,109,110 porque se mantiene hasta el 50% de la actividad original. Estos resultados contrastan notablemente con lo observado en estudios sobre la inactivación catalizada por la proteína C activada del factor Va derivado del plasma y del factor VaLeiden en vesículas de fosfolípidos sintéticos.290-292 En esos estudios, siempre se observa una inactivación completa de los cofactores, aunque el factor VaLeiden del plasma se inactiva a una velocidad sustancialmente más lenta que el factor Va del plasma normal. En los estudios sobre plaquetas, la actividad residual del factor Va derivado de las plaquetas y del factor VaLeiden sigue siendo mayor cuando se utilizan plaquetas activadas por la trombina como superficie de la membrana de inactivación, en contraste con la inactivación casi completa cuando se utilizan vesículas de fosfolípidos sintéticos como superficie de inactivación.110 Así pues, las plaquetas activadas protegen a los cofactores derivados de las plaquetas de la inactivación catalizada por la proteína C activada.109,110
Es interesante considerar que, en los sitios de lesión arterial, la mutación del factor VLeiden puede no predecir tan fácilmente la trombosis arterial, porque los cofactores derivados de las plaquetas normales y variantes son igualmente resistentes a la proteína C activada en la superficie de la plaqueta activada. De hecho, el papel demostrado de la mutación del factor VLeiden en la predicción de la trombosis venosa287-289 puede reflejar la resistencia documentada del cofactor VaLeiden derivado del plasma en comparación con el factor Va normal derivado del plasma.290-292 El conjunto de cofactores del plasma puede desempeñar un papel más importante en la trombosis venosa debido a la falta de una contribución significativa de las plaquetas. En cambio, en el lugar de un trombo arterial, el cofactor derivado de las plaquetas, como resultado de su liberación y activación, puede estar presente en una concentración superior a 600 veces la del cofactor plasmático.106