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Die thrombozytenaggregationshemmende Wirkung von Aspirin

Lange bevor Kliniker klinische Studien durchführten, in denen Dr. Craven ‚ s Beobachtungen getestet wurden, stellten Klinikforscher und Grundwissenschaftler Fragen zu den grundlegenden Mechanismen der Thrombozytenaktivierung und zu Blutungsstörungen im Zusammenhang mit Thrombozytendefekten. Bis 1950 wurde festgestellt, dass hohe Dosen von Aspirin die Prothrombinzeit verlängerten22–24—eine Tatsache, die auch von Craven festgestellt wurde.,20 Jedoch schienen selbst Dosen, die zu niedrig waren, um die Prothrombinzeit zu beeinflussen, ausreichend zu sein, um eine Koronarthrombose zu verhindern, und dies verwirrte Craven. Da Aspirin mit Blutungen und ungewöhnlich hohen Dosen verbunden war verlängerte Prothrombinzeit, viele Ärzte in den 1940er Jahren verschreiben Aspirin zusammen mit Vitamin K (auch in einer kombinierten Pillenform), unter der falschen Annahme, dass zusätzliche Vitamin K könnte irgendwie kompensieren die erhöhte Blutung. Sogar Craven machte diese falsche Annahme.,19 Spätere Studien von Grundlagenforschern und Klinikforschern würden sich mit diesen und anderen grundlegenden Fragen befassen.

Atherosklerose und Myokardinfarkt sind das Ergebnis sowohl entzündlicher als auch thrombotischer Prozesse. Jahrhunderts hat die Menschheit ihr Verständnis dieser Prozesse erheblich weiterentwickelt. Hämostase und Entzündung wurden einst als unterschiedlich angesehen, aber wir wissen jetzt, dass diese beiden Prozesse oft miteinander verbunden sind. Während einer Entzündung oder Verletzung rollen Leukozyten entlang und haften an aktivierten Endothelzellen, die die Blutgefäßwand auskleiden., Das Leukozytenrollen wird hauptsächlich durch Selectine und ihre Liganden vermittelt, 25 während eine feste Adhäsion durch Integrine und ihre Liganden vermittelt wird.26 Fest haftende Leukozyten wandern anschließend über das Endothel. Im Gegensatz zu Leukozyten verbleiben anhaftende Blutplättchen im Blutgefäßlumen und sammeln sich weiterhin in Richtung Lumenmitte an. Wenn die Blutgefäßwand stark genug verletzt ist, um das Endothel zu entblößen, haften Blutplättchen an subendothelialem von Willebrand-Faktor und Kollagen, und fließende Blutplättchen binden an die bereits anhaftenden, aktivierten Blutplättchen.,27

Es ist bekannt, dass eine Vielzahl von Stimuli, einschließlich Thrombin, Adenosindiphosphat (ADP) und Kollagen, Thrombozytenaktivierung, – ausbreitung und-aggregation verursachen. Adenosindiphosphat wird in den dichten Granulaten der Blutplättchen gespeichert und bei Zellaktivierung freigesetzt, verursacht jedoch nur eine bescheidene reversible Aggregation. Dennoch spielt ADP eine wichtige Rolle bei der Initiierung von Signalen, die zu Veränderungen der Thrombozytenform und zur Synthese von Thromboxan A2 führen, einem potenten Aktivator von Thrombozyten., Wenn ein Blutplättchen aktiviert wird und sein dichtes Granulat seinen Inhalt freisetzt, bindet ADP an seine Rezeptoren auf denselben und benachbarten Blutplättchen, ebenso wie Thromboxan A2 an seinen Rezeptor. Adenosindiphosphat verstärkt die Reaktion des Blutplättchens auf andere Agonisten. Diese Adhäsionskaskade führt zur Bildung großer Thrombozytenaggregate, die sowohl prokoagulativ als auch proinflammatorisch sind. Der resultierende Thrombus kann leicht das Lumen einer bereits verengten atherosklerotischen Koronararterie verschließen und dadurch einen Myokardinfarkt verursachen.,28,29

Viele Wissenschaftler haben zu unserem gegenwärtigen Verständnis von Aspirin und Thrombozytenfunktion beigetragen, und es ist nicht praktisch, jede ihrer Geschichten zu erzählen. Stattdessen konzentriert sich dieses Papier auf einige der Forscher, deren Entdeckungen dazu beigetragen haben, das klinische Interesse an der Verwendung von Aspirin zur Vorbeugung kardiovaskulärer Ereignisse wiederzubeleben. In den späten 1960er Jahren stellte Dr. Harvey J. Weiss30,31, die nächste wichtige Frage: „Beeinflusst Aspirin Thrombozyten?“Weiss hatte Patienten untersucht, die einen Thrombozytenfaktor-3-Mangel hatten, eine Störung, bei der Thrombozyten eine fehlerhafte Freisetzung von ADP aufweisen.,8 Gleichzeitig untersuchte Dr. Armand Quick29 die Wirkung von Aspirin auf die Blutungszeit und stellte fest, dass sehr niedrige Dosen von Aspirin die Blutungszeit verlängerten, obwohl niedrige Dosen keinen Einfluss auf die Prothrombinzeit hatten. Quick fand auch heraus, dass Aspirin einen unverhältnismäßig großen Einfluss auf die Blutungszeiten von Patienten mit von Willebrand-Krankheit hatte, und er stellte die Hypothese auf, dass niedrige Dosen von Aspirin die Blutungszeit bei normalen Patienten verlängern könnten, indem ein Defekt ähnlich dem bei von Willebrand-Krankheit gefunden wird.,Weiss vermutete, dass eine Aspirin-assoziierte Verlängerung der Blutungszeit auf eine defekte Thrombozytenaggregation aufgrund einer gestörten ADP-Freisetzung zurückzuführen sein könnte. Seine Ergebnisse, veröffentlicht in mehreren Papieren, 30-32 zeigten, dass Aspirin sowohl die ADP-Freisetzung als auch die sekundäre ADP-abhängige Thrombozytenaggregation beeinträchtigt (Abb. 3). Bemerkenswerterweise fand Weiss auch heraus, dass Natriumsalicylat keine solche Wirkung auf ADP-Freisetzung oder Thrombozytenaggregation hatte, was darauf hindeutete, dass die thrombozytenaggregationshemmende Aktivität von Aspirin von der Acetylmodifikation abhängt, die „Aspirin“ von Salicylsäure unterscheidet., Andere Gruppen bestätigten diesen Unterschied zwischen Salicylsäure und Aspirin.29,33 Weiss berichtete, dass Aspirin Wirkung auf Blutplättchen war schnell und irreversibel, Hemmung der Thrombozytenaggregation für die Dauer eines Thrombozytenlebens. Zusammen mit den Ergebnissen aus mehreren anderen Gruppen, Dr. Weiss Entdeckung war ein wichtiger Schritt, um den Mechanismus zu verstehen, durch die niedrige Dosen von Aspirin koronare und zerebrale Thrombose verhindern könnte. Zum Beispiel, James Senf, Marian Packham, und Geoffrey Evans und ihre Kollegen 34-36 zeigten auch, dass Aspirin die Aggregation von Blutplättchen hemmen könnte., Obwohl diese Arbeit zeigte, dass Aspirin thrombozytenaggregationshemmende Wirkungen hatte, zeigte es nicht den spezifischen molekularen Mechanismus, durch den Aspirin diese Wirkungen ausübte. Unterschiede in den Wirkungen von Salicylsäure und Aspirin (Acetylsalicylsäure) deuteten darauf hin, dass die Acetylgruppe irgendwie beteiligt war. Ein Labor berichtete, dass eine radioaktiv markierte Acetylgruppe aus Acetylsalicylsäure selektiv in Blutplättchen nach Aspirin-Behandlung gefunden wurde, während eine radioaktiv markierte Carboxylgruppe nicht in Blutplättchen aufgenommen wurde.37

Während Harvey Weiss die Wirkung von Aspirin auf die Thrombozytenaggregation untersuchte, führten andere Experimente durch, um in vivo die Funktionen von Prostaglandinen und die Auswirkungen von Aspirin auf ihre Freisetzung zu untersuchen. Weiss hatte bereits ein großes Puzzleteil gelöst, nachdem er gezeigt hatte, dass Aspirin die Thrombozytenaggregation hemmte. Fast zur gleichen Zeit fragten die Prostaglandinforscher Priscilla Piper und Sir John Vane, ob Aspirin die Biosynthese von Prostaglandinen beeinflussen könnte., In den frühen 1960er Jahren entwickelte Vane eine Methode zur Untersuchung der Produktion verschiedener Substanzen mittels isolierter Organperfusion, die er Cascade Superfusion Bioassay nannte.38 In diesem Assay wurde Blut oder künstliche Salzlösung über isoliertes Assaygewebe perfundiert, und verschiedene Testsubstanzen wurden ebenfalls eingeführt. Vane machte mehrere Innovationen zu früheren Bioassay-Techniken, wie superfusing ein Organ mit Blut aus einer Vene oder Arterie des Tieres und dann das Blut in eine große Vene zurück. 1982 gewann Vane den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin für seine Beiträge auf diesem Gebiet., Diese Innovationen würden sich als entscheidend für das Verständnis der Wirkungen von Aspirin auf molekularer Ebene erweisen. Vane kommentierte, dass das “ Element der Augenblicklichkeit ein wichtiger Aspekt des Superfusions-Bioassays ist, da es die biologische Aktivität chemisch instabiler Verbindungen nachweist, deren Aktivität sonst im Extraktionsprozess verloren gehen würde.“39 Mit diesem Ansatz untersuchten Vane und Piper Substanzen, die während der Anaphylaxie freigesetzt wurden.40 Sie entdeckten die Freisetzung von Prostaglandinen und einem Molekül namens „Rabbit aorta contracting substance“ (RCS, später umbenannt in Thromboxan A2)., Das RCS erwies sich als sehr instabil, und diese Tatsache war entscheidend für ihre späteren Entdeckungen: Eine Verzögerung von nur wenigen Minuten reichte aus, um die Wirkung von RCS auf das Assaygewebe zu verhindern. In Tests mit Meerschweinchenlunge fanden sie heraus, dass Aspirin die Freisetzung von RCS und auch Prostaglandinen blockierte. Vane beschrieb seine Erfahrungen:

Während ich über das Wochenende eine Rezension schrieb, einschließlich der Ergebnisse einiger dieser Experimente, fiel mir ein Gedanke ein, der vielleicht früher hätte offensichtlich sein sollen., In all diesen Experimenten (und in denen vieler anderer Arbeiter) muss die „Freisetzung“ von Prostaglandinen tatsächlich der Synthese von Prostaglandinen entsprechen. Das heißt, der Prostaglandinausstoß war in diesen Experimenten zwar sehr niedrig, aber immer noch weit höher als der anfängliche Gehalt der Hormone des Gewebes. Offensichtlich haben dann die verschiedenen mechanischen und chemischen Reize, die Prostaglandine freisetzten, tatsächlich die Synthese dieser Verbindungen „aktiviert“. Eine logische Folge war, dass Aspirin die Synthese von Prostaglandinen blockieren könnte.,39

Vane testete seine Hypothese, indem er Aspirin in ein Experiment einführte, bei dem der Überstand eines bekannten Zellhomogenats zur Erzeugung von Prostaglandinen verwendet wurde. Seine Hypothese erwies sich als richtig, denn Aspirin hemmte die Erzeugung von RCS und Prostaglandinen dosisabhängig.41,42 Smith und Willis43 testeten die gleiche Hypothese bei Patienten, die 600 mg Aspirin eingenommen hatten, wonach Thrombozyten isoliert und mit Thrombin stimuliert wurden. Sie fanden heraus,dass die Prostaglandinsynthese spezifisch durch Aspirin gehemmt wurde, 43 das war im Einklang mit Vane Bericht., Das Enzym, das Aspirin hemmt-zeigte sich später als Cyclooxygenase-1 (COX-1) (Abb. 4) – spielt eine Schlüsselrolle bei der Synthese von Prostaglandinen und Thromboxan A2. Zusammenfassend ergab die Arbeit dieser Wissenschaftler, dass Aspirin Auswirkungen auf die Thrombozytenaggregation resultieren aus der Hemmung von COX-1 (wodurch Thromboxan-A2-Synthese zu reduzieren) und Hemmung der Reaktion auf Thromboxan (die abhängig ist von ADP für die Amplifikation). Roth und Assoziate44 zeigten, dass Aspirin COX-1 irreversibel hemmt, indem es einen Serinrest acetyliert und dadurch die Bindung von Arachidonsäure verhindert., Bei Thrombozyten ist eine irreversible Hemmung von COX-1 von besonderer Bedeutung, da die Synthese eines neuen Enzyms in diesen anukleären Zellen minimal ist. Diese Eigenschaft der Blutplättchen führt zu einer tieferen und verlängerten Hemmung der Thrombozytenfunktion, im Vergleich zu Aspirin Auswirkungen auf Zellen, die Kerne enthalten. Die Beiträge dieser und anderer Wissenschaftler haben wahrscheinlich das Interesse an der Verwendung von Aspirin zur Vorbeugung kardiovaskulärer Ereignisse wiederbelebt,was zu den ersten klinischen Studien führte, in denen Craven direkt getestet wurde.