Was ist Fibrinogen? Funktionen, Klassifizierungen und ihre Rolle in der pharmazeutischen Industrie

Fibrinogen ist ein Plasmaprotein, das eine Schlüsselrolle bei der Blutgerinnung und -koagulation spielt. Als Vorstufe von Fibrin ist es für die Bildung stabiler Gerinnsel und die Blutstillung verantwortlich. Abgesehen von seiner Bedeutung für die Kontrolle von Blutungen im Körper ist Fibrinogen auch ein wertvolles Diagnoseinstrument und kann für die Verwendung als Medikament isoliert werden. Aber was genau ist Fibrinogen, und warum ist es so wichtig?

Was ist Fibrinogen?

Fibrinogen ist ein lösliches Protein, das von der Leber produziert und in den Blutkreislauf transportiert wird. Er wird als „Gerinnungsfaktor I“ bezeichnet, und bei der Bildung eines Blutgerinnsels wandelt das Enzym Thrombin Fibrinogen in Fibrin um – ein faseriges Protein, das das Rückgrat eines stabilen Blutgerinnsels bildet. Fibrin setzt sich zu einer netzartigen Struktur zusammen, die Gerinnsel stabilisiert und die Wundheilung unterstützt.

Ohne genügend Fibrinogen kann der Körper keine Blutgerinnsel bilden, was zu starken Blutungen führt – selbst bei kleineren Verletzungen. Der Fibrinogenspiegel wird klinisch überwacht, um das Blutungsrisiko, Entzündungen und die Leberfunktion zu beurteilen. Hohe Werte können Entzündungen, Infektionen oder ein erhöhtes Risiko für kardiovaskuläre Ereignisse wie Herzinfarkte und Schlaganfälle anzeigen. Niedrige Werte können auf Lebererkrankungen oder Gerinnungsstörungen hinweisen.

Fibrinogenkonzentrate werden zur Behandlung von Blutungsepisoden eingesetzt, und Fibrinkleber werden bei chirurgischen Eingriffen zur Blutstillung verwendet. 

Warum Fibrinogen wichtig ist: Klinische und industrielle Bedeutung

1. Blutgerinnung und Hämostase

Fibrinogen ist für den letzten Schritt des Gerinnungsprozesses, d. h. die Abfolge der Schritte, die bei der Bildung eines Blutgerinnsels ablaufen, unerlässlich. Wenn es durch Thrombin aktiviert wird, verwandelt es sich in Fibrin, das das unlösliche Netz bildet, das die Blutgerinnsel stabilisiert. Dadurch werden nicht nur Blutungen gestoppt, sondern auch die Wundheilung und Gewebereparatur unterstützt. Fibrinogenmängel können zu schweren Blutungsstörungen führen, unabhängig davon, ob sie vererbt werden (angeborener Mangel) oder die Folge einer anderen Krankheit oder eines Zustands sind (erworbener Mangel).

2. Entzündung und kardiovaskuläres Risiko

Fibrinogen dient auch als wichtiger Entzündungsmarker. Die Werte können als Reaktion auf Entzündungen, Infektionen, Traumata und chronische Krankheiten ansteigen. Hohe Werte werden mit systemischen Entzündungen, Atherosklerose und einem erhöhten kardiovaskulären Risiko, einschließlich Schlaganfall und Herzinfarkt, in Verbindung gebracht, sodass Fibrinogen ein nützliches Instrument zur Beurteilung des Zustands eines Patienten ist.

3. Fibrinogenkonzentrate für die Therapie

Fibrinogen kann aus Plasma isoliert und für die Verwendung als Medikament konzentriert werden. Konzentrate werden als Ersatztherapien für Personen mit angeborenem und erworbenem Fibrinogenmangel aufgrund von Operationen, Traumata oder Lebererkrankungen eingesetzt. Diese Konzentrate sind hochrein und standardisiert für eine sichere und schnelle Verabreichung.

4. Chirurgische Anwendungen

Fibrinogen wird intravenös verabreicht, um Blutungen bei größeren Eingriffen wie Herzoperationen, Lebertransplantationen und geburtshilflichen Notfällen zu kontrollieren. Fibrinversiegelungen, die Fibrinogen mit Thrombin kombinieren, werden bei chirurgischen Eingriffen an blutenden Stellen eingesetzt, um die Gerinnungsbildung zu beschleunigen und den Blutverlust zu minimieren und so das Operationsergebnis zu verbessern.

Natives Fibrinogen: Dies ist die funktionelle Form des Fibrinogens, das natürlicherweise im Plasma zirkuliert. Bei gesunden Erwachsenen liegen die normalen Plasmaspiegel in der Regel zwischen 2–4 g/l. Diese Werte werden routinemäßig in Gerinnungstests zur Beurteilung der Gerinnungsfähigkeit und zur Überwachung verschiedener klinischer Zustände gemessen.
 

Fibrinogenerkrankungen

Hohe Fibrinogenspiegel: Erhöhte Fibrinogenwerte werden häufig bei systemischen Entzündungen, in der Schwangerschaft oder bei Personen, die rauchen oder übergewichtig sind, beobachtet. Ein hoher Fibrinogenspiegel gilt auch als Risikofaktor für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, einschließlich Schlaganfall und Herzinfarkt, da er das Risiko von Blutgerinnseln erhöht.

Fibrinogenmangel

• Hypofibrinogenämie: Niedrige Fibrinogenwerte im Blut können die Folge einer Reihe von Erkrankungen sein, z. B. einer schweren Lebererkrankung, anderen Gerinnungsstörungen oder angeborenen Erkrankungen. Klinisch äußert sich die Hypofibrinogenämie durch eine erhöhte Blutungsneigung, insbesondere bei chirurgischen Eingriffen oder Traumata. Zu den Behandlungsmöglichkeiten gehören Kryopräzipitat (ein gefrorenes Blutprodukt, das aus Blutplasma hergestellt wird) oder Fibrinogenkonzentrate, die in Notfällen und bei perioperativen Eingriffen verwendet werden. 
• Die Afibrinogenämie ist durch ein vollständiges Fehlen von Fibrinogen gekennzeichnet, was von Geburt an zu schweren Blutungsstörungen führt. 
• Bei der Dysfibrinogenämie handelt es sich um strukturell abnormales Fibrinogen, das nicht richtig funktioniert, was entweder Blutungen oder Gerinnungskomplikationen verursachen kann. Dabei handelt es sich um seltene genetische Erkrankungen, die die Produktion oder Struktur von Fibrinogen beeinträchtigen. Genetische Tests und Blutgerinnungstests sind für die Diagnose und das Management dieser Erkrankungen unerlässlich.

Fibrinogenaktivierung und -funktion: Schritt für Schritt

Schritt 1: Synthese in der Leber:

Fibrinogen wird von den Hepatozyten produziert, zirkuliert im Plasma und bleibt inaktiv, bis die Gerinnungskaskade ausgelöst wird. Diese leberabhängige Produktion unterstreicht die Bedeutung von Fibrinogen für die Bewertung der Leberfunktion.

Schritt 2: Aktivierung durch Thrombin:

Wenn ein Blutgefäß verletzt wird, wird die Gerinnungskaskade aktiviert. Thrombin, ein Schlüsselenzym in diesem Stoffwechselweg, spaltet zwei kleine Peptide – die Fibrinopeptide A und B – vom Fibrinogenmolekül ab. Durch diese Spaltung wird lösliches Fibrinogen in unlösliches Fibrin umgewandelt und die Gerinnselbildung am Ort der Verletzung eingeleitet.

Schritt 3: Fibrinpolymerisation:

Fibrin wird ausgerichtet und bildet ein Polymer aus langen Fibrinsträngen. Diese Stränge bilden ein faseriges, dreidimensionales Netzwerk, das rote Blutkörperchen und Blutplättchen einschließt und so das strukturelle Gerüst eines Blutgerinnsels bildet.

Schritt 4: Vernetzung nach Faktor XIII:

Um die Gerinnungsstabilisierung zu verbessern, bildet der aktivierte Faktor XIII (Faktor XIIIa) Bindungen zwischen benachbarten Fibrinsträngen, wodurch ein dichtes, unlösliches Fibrinnetz entsteht, das mechanischer Belastung widersteht und vor einem vorzeitigen Zerfall des Gerinnsels schützt. All diese Schritte sind für eine wirksame Wundheilung unerlässlich.

Schritt 5: Gerinnselauflösung (Fibrinolyse):

Sobald die Gewebereparatur im Gange ist, muss das Gerinnsel entfernt werden. Durch den Prozess der Fibrinolyse wird das Fibrinnetz aufgelöst. Das Enzym Plasmin baut Fibrin in lösliche Fragmente ab und stellt den normalen Blutfluss wieder her. 

Klinische und industrielle Anwendungen

Diagnostische Tests

Fibrinogen wird routinemäßig mit funktionellen Methoden (dem Clauss-Test) getestet, um die Gerinnungsfähigkeit zu überprüfen und ein erhöhtes Risiko für Blutgerinnsel zu erkennen.

Ersatztherapie

Fibrinogen wird bei angeborenen und erworbenen Defiziten eingesetzt,

Chirurgie und Traumamanagement

Fibrinogen verringert den Blutverlust und den Transfusionsbedarf bei komplexen Eingriffen wie Lebertransplantationen, Herzoperationen und geburtshilflichen Blutungen.

Wundheilung und Gewebereparatur

Fibrinogen (in Versiegelungsmitteln) beschleunigt die Heilung, fördert die Gewebeadhäsion und reduziert lokal die Nachblutung.

Biologika und regenerative Medizin

Fibrinogen in Pharmaqualität ist für die Entwicklung biokompatibler Produkte wie Gewebegerüste und Plattformen zur Verabreichung von Medikamenten unerlässlich.

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