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Heparin

Von griechisch: hepar - Leber
Englisch: heparin

1 Definition

Als Heparin bezeichnet man eine Gruppe von körpereigenen Glykosaminoglykanen, die hemmend auf die Gerinnungskaskade wirken und daher auch therapeutisch als Antikoagulantien Verwendung finden.

2 Struktur

Heparinmoleküle bestehen aus üblicherweise unverzweigten Ketten von sulfatierten Saccharidbausteinen, die vor allem Glucosamin, Glucuronsäure und Iduronsäure enthalten; sie weisen unterschiedliche Molekulargewichte zwischen 4.000 und 50.000 Dalton auf. Das durchschnittliche Gewicht der Heparine liegt bei 16.000.

Aufgrund der vielen im Molekül vorkommenden Carboxyl- und Sulfatreste ist Heparin stark negativ geladen und bildet daher unter physiologischen Bedingungen Komplexe mit basischen Proteinen, beispielsweise dem Antagonisten Protamin.

3 Vorkommen

Im tierischen Organismus kommt Heparin vor allem zusammen mit Histamin in den metachromatischen Vesikeln von Mastzellen vor, aus denen es unter anderem im Rahmen von Entzündungsreaktionen ausgeschüttet wird.

Im menschlichen Organismus wird Heparin aus basophilen Granulozyten und aus Mastzellen freigesetzt, die sich z.B. innerhalb der Gerinnung im Fibrinnetz verfangen.

4 Funktion

Heparin bindet an verschiedene Antithrombinmoleküle, vor allem Antithrombin III; der entstehende Komplex wird als Sofortinhibitor bezeichnet. Er ist in der Lage, die Gerinnungsfaktoren II, IX, X, XI und XII zu binden und ihre Wirkung damit zu unterbinden.

Daneben inhibiert der Heparin-Antithrombin-Komplex auch die Protease Kallikrein und hemmt die Wirkung des Membrane attack complex des Komplementsystems.

5 Pharmakologie

Heparin findet in zwei Formen in der medizinischen Therapie Verwendung, als hochmolekulare und niedermolekulare Zubereitung; es wird häufig aus Lunge oder Darm von Rindern oder Schweinen isoliert und gegebenenfalls modifiziert.

Die Heparingabe dient der Prophylaxe und Therapie von Gerinnungsstörungen, vor allem Thrombosen und Embolien.

5.1 Hochmolekulares Heparin

Hochmolekulare oder unfraktionierte Heparine (UFH) werden aus tierischen Geweben (v.a. Schweinedarmmukosa) gewonnen und haben eine durchschnittliche Molekülmasse von 16.000 Dalton. Die Therapie mit hochmolekularen Heparinen muss durch die Bestimmung der Gerinnungswerte (z.B. PTT) im Blut engmaschig überwacht werden.

Wegen seiner kurzen Halbwertszeit wird unfraktioniertes Heparin zur Therapie kontinuierlich intravenös über ein Perfusorsystem verabreicht (sog. Vollheparinisierung). Die Anwendung in der Prophylaxe erfolgt durch s.c.-Spritzen dreimal täglich. Dies wird häufig als low-dose-Heparinisierung bezeichnet. Eingesetzt wird das unfraktionierte Heparin v.a. bei niereninsuffizienten Patienten.

Einer Überdosierung von Heparin kann mit Antagonisten wie Protamin entgegengewirkt werden.

5.2 Fraktioniertes Heparin

Im Gegensatz zum hochmolekularen Heparin wird fraktioniertes, niedermolekulares Heparin (NMH oder LMWH) nach der Isolation aus Gewebe auf ein durchschnittliches Molekulargewicht von etwa 5.000 Dalton herunterfraktioniert. Es wirkt als Bruchstück vor allem durch die Blockade des aktivierten Gerinnungsfaktors X (FXa, Stuart-Prower-Faktor).

Im Gegensatz zu den hochmolekularen Heparinen muss eine Therapie mit niedermolekularem Heparin nicht engmaschig überwacht werden. Die PTT ist zur Therapiekontrolle nicht geeignet, da niedermolekulare Heparine die PTT nicht oder nur wenig verlängern. Die Therapiekontrolle kann durch Messung der Anti-Faktor Xa-Aktivität erfolgen. Auch bei NMH fungiert Protamin als Antidot. Abgesehen von der leichteren Handhabung (s.c.-Injektion), der höheren Bioverfügbarkeit und der längeren Halbwertszeit, ist das Risiko einer HIT-Entwicklung unter NMH-Therapie deutlich geringer.

6 Nebenwirkungen

Die Gabe von Heparin ist üblicherweise gut verträglich und findet in der Behandlung der meisten klinischen Patienten zur Thromboseprophylaxe Anwendung. Gelegentlich tritt eine Heparin-induzierte Thrombozytopenie (Typ I oder II) auf, die unter Umständen lebensbedrohlich sein kann. Besonders das hochmolekulare Heparin führt in etwa 5 % aller Fälle zum Absinken der Thrombozytenzahl, während dasselbe Phänomen bei einer Behandlung mit fraktioniertem Heparin bei weniger als 1 % der behandelten Patienten auftritt.

Weitere Nebenwirkungen einer Heparintherapie sind eine gesteigerte Blutungsneigung, Haarausfall und bei längerfristiger Anwendung Osteoporose.

Im Falle eines Auftretens schwerer Nebenwirkungen kommt gegebenenfalls eine Behandlung mit anderen Antikoagulantien in Frage, unter anderem Hirudin oder Cumarin-Derivate.

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