Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik
Autoren
T. Stief und P. Kiefer

Gerinnungsfaktor XIII

Gerinnungsfaktor XIII
Synonym(e)
FXIII; Transglutaminase; Fibrinoligase; EC 2.3.2.13; fibrinstabilisierender Faktor; F13
Englischer Begriff
factor XIII; F13
Definition
Gerinnungsfaktor XIII ist das Zymogen der aktiven Transglutaminase Faktor XIIIa (F13a), die Fibrin an den gamma-Ketten kovalent quervernetzt, sodass ein festes, aber elastisches Fibrinnetz entsteht. Die Crosslinking-Aktivität von Faktor XIIIa (F13a) ist in der folgenden Abbildung zu sehen:
Synthese – Verteilung – Abbau – Elimination
A2B2-Heterotetramer (Molmasse ca. 320 kDa), intrazelluläre Form-A2-Homodimer, die 730 Aminosäuren große globuläre A-Untereinheit, ist nicht glykosyliert, enthält die katalytische Domäne. Glykosylierte B-Untereinheit, 661 Aminosäurereste, besteht aus 10 „Sushi“-Repeats („complement control protein“, CCP), kurze Sequenzwiederholungen, wie häufig in Adhäsionsmolekülen.
Das die Untereinheit A kodierende Gen liegt auf dem kurzen Arm von Chromosom 6 (6p24), das die Untereinheit B kodierende Gen auf Chromosom 1 (1q32). Neben seiner Bedeutung in der Gerinnung scheint Faktor XIII-A (F13a) eine Rolle in der Restrukturierung des Zytoskeletts während der Aktivierung von Blutplättchen zu haben. Faktor XIII-A ist im Zytoplasma lokalisiert in Assoziation mit Filamenten des Zytoskeletts. Faktor-XIII-A- und -B-Untereinheiten kombinieren sich erst in der Blutzirkulation. Die Plasmakonzentration beträgt 14–28 mg/L, Halbwertszeit ca. 7 Tage. F13 kann durch Trypsin-ähnliche Proteinasen wie Plasmin und Leukozytenelastase abgebaut werden.
Funktion – Pathophysiologie
Aktivierung des Proenzyms zu F13a erfolgt durch Thrombin, das das N-terminale Aktivierungspeptid von einer der A-Untereinheiten abspaltet. In Gegenwart von Calcium-Ionen dissoziieren die A-Untereinheiten von den B-Untereinheiten (Geschwindigkeits-bestimmender Schritt), und die katalytische Domäne wird zugänglich. In Gegenwart von Ca2+ und Fibrin wird die proteolytische Aktivierung 100-fach beschleunigt, bis die maximale Quervernetzung einen Grad von ca. 40 % erreicht. Fibrin ist das wichtigste physiologische Substrat von F13a. Faktor XIIIa quervernetzt auch α2-Antiplasmin, der physiologische Inaktivator von Plasmin, mit der α-Kette von Fibrin oder Fibrinogen. Patienten mit einem homozygoten F13-Mangel haben nicht nur eine gestörte Gerinnung (unstabiles Fibrin; z. B. intrazerebrale Blutung), sondern auch gestörte Wundheilung und möglicherweise Aborte. Der angeborene F13-Mangel ist mit eins zu einer Million sehr selten; Vererbung autosomal rezessiv. Ein erworbener F13-Mangel findet sich bei der Verbrauchskoagulopathie, Sepsis, Leukämien und bei chronischen Entzündungen, selten als Folge eines Hemmkörpers.
Untersuchungsmaterial – Entnahmebedingungen
Citratplasma.
Präanalytik
Bei einer Asparaginasetherapie kann es zu einem Abfall des F13-Spiegels kommen.
Analytik
Tests zur Bestimmung der F13-Aktivität:
  • Photometrische Methode nach Fickenscher und Stüber. Die Quantifizierung der F13-Aktivität erfolgt über die Freisetzung von Ammoniak (NH3) (vgl. Abb. oben). Nach Aktivierung von F13 durch Thrombin in Anwesenheit von Ca2+ katalysiert F13a die Vernetzung eines Peptidsubstrats mit Glyzerinethylester. Das freigesetzte Ammoniak wird mit α-Ketoglutarat und NADH zu NAD und Glutamat durch die Glutamatdehydrogenase (GLDH) umgesetzt und der NADH-Verbrauch fotometrisch bei 340 nm gemessen. Im linearen Reaktionsbereich ergibt sich eine lineare Abhängigkeit des NADH-Verbrauchs von der F13a-Aktivität.
  • Gerinnsel-Lyse-Test. Halbquantitativer, nicht standardisierter Test, in dem die Patientenplasmaprobe nach Verdünnungen mit einer F13-freien Fibrinogenpufferlösung durch Zugabe von Thrombin, Calcium und Kaolin zur Gerinnung gebracht wird und die Stabilität des Gerinnsels nach Zugabe von Monochloressigsäure oder Harnstoff getestet wird. Vergleich mit Normalplasmaverdünnungsstufen erlaubt eine semiquantitative Aussage.
Referenzbereich – Erwachsene
Citratplasma, Aktivität 70–140 % der Norm (14–28 mg/L).
Referenzbereich – Kinder
Bei Neugeborenen physiologischerweise vermindert (Bereich 27–131 % der Norm).
Indikation
  • Verdacht auf erworbenen F13-Mangel (postoperative Blutungen, Wundheilungsstörungen; F13-Mangel wird nicht durch PT oder APTT erfasst)
  • Verdacht auf angeborenen F13-Mangel
  • Nachweis eines Hemmkörpers
  • Überwachung einer Substitutionstherapie
Interpretation
Patienten mit einer Faktorenaktivität kleiner 7 % haben eine spontane Blutungsneigung (Gefahr einer intrakraniellen Einblutung!). Bei Faktor-XIII-Spiegel <30 % oder <40 % in Kombination mit einer Thrombopenie besteht ein erhöhtes Blutungsrisiko nach operativen Eingriffen.
Diagnostische Wertigkeit
Der fotometrische Test kann durch sehr hohe Ammoniakkonzentrationen im Blut (z. B. bei schwerer Leberzirrhose) gestört sein. Indiziert wäre dann eine 10-fache Verdünnung der Probe mit physiologischer NaCl-Lösung oder die Durchführung eines Enzymimmunoassay (EIA).
Literatur
Fickenscher K, Aab A, Stüber W (1991) A photometric assay for blood coagulation factor XIII. Thromb Haemost 65:535–540PubMed
Katona E, Ajzner E, Toth K et al (2001) Enzyme-linked immunosorbent assay for the determination of blood coagulation factor XIII A-subunit in plasma and in cell lysates. J Immunol Methods 258:127–135CrossRef
Muszbek L, Yee VC, Hevessy Z (1999) Blood coagulation factor XIII: structure and function. Thromb Res 94:271–305CrossRefPubMed
Wilmer M, Schröder V, Kohler HP (2002) Methoden zur Bestimmung des Faktor XIII/XIIIa. Hamostaseologie 22:18–28