Adenosin

Adenosin ist ein Bestandteil der energiereichen Verbindungen Adenosintriphosphat (ATP) und Adenosindiphosphat (ADP). Die Summenformel von Adenosin lautet C₁₀H₁₃N₅O₄.

Strukturformel von Adenosin

Adenosin dient als Signalmolekül. Im Nervensystem wirkt es als Neuromodulator und blockiert die Ausschüttung aktivierender Neurotransmitter (u.a. Dopamin, Acetylcholin oder Noradrenalin).

Im kardiovaskulären System kommt es zu einer Verringerung der Herzfrequenz und zu einer Verlängerung der Überleitungszeit im AV-Knoten. Darüber hinaus wird eine Vasodilatation und die damit verbundene Blutdrucksenkung vermittelt.

Adenosin übt darüber hinaus über A₁-Rezeptoren hemmende Effekte auf exzitatorische Neurone in Kerngebieten des basalen Vorderhirns aus, die mit der Schlaf-Wach-Regulation assoziiert sind. Es dient zusammen mit dem zirkadian sezernierten Hormon Melatonin der Regulation des homöostatischen Schlafs in Abhängigkeit von neuronaler Aktivität und Energiestoffwechsel.^[1][2]

Extrazelluläres Adenosin bildet sich auf zwei Wegen: Zum einen wird Adenosin aus Nerven- und Gliazellen über membranständige Transportmoleküle freigesetzt. Zum anderen wird Adenosin im Extrazellularraum durch Dephosphorylierung von ATP zu Adenosin hydrolysiert. Je mehr ATP die Zellen verbrauchen, desto mehr Adenosin fällt als Abbauprodukt an. Mit steigender Adenosinkonzentration nimmt der Schlafdruck zu. Beim nächtlichen Schlafen wiederum wird Adenosin abgebaut und der Schlafdruck sinkt im Laufe der Nacht immer weiter ab.

Als Antagonist an den Adenosinrezeptoren wirken die Xanthine Koffein, Theobromin und Theophyllin sowie der Wirkstoff Istradefyllin.

Adenosin entfaltet seine Wirkung durch die Bindung an G-Protein-gekoppelte Adenosinrezeptoren (A₁-, A_2A-, A_2B- und A₃-Rezeptoren):

• A₁-Rezeptoren (Gi-gekoppelt): Hemmung der Adenylylcyclase mit Abnahme von cAMP. Zusätzlich Aktivierung von Kaliumkanälen (IK_Ado) und Hemmung von Calciumkanälen. Dies führt zu einer Hyperpolarisation der Zellmembran und zu einer verminderten Erregungsleitung im AV-Knoten (negativ dromotrop) sowie zu einer Reduktion der Herzfrequenz (negativ chronotrop).
• A_2A- und A_2B-Rezeptoren (Gs-gekoppelt): Aktivierung der Adenylylcyclase mit Anstieg von cAMP und konsekutiver Vasodilatation, insbesondere der Koronararterien.
• A₃-Rezeptoren (Gi-gekoppelt): Beteiligung an antiinflammatorischen und zytoprotektiven Effekten.

Die antiarrhythmische Wirkung von Adenosin beruht vor allem auf der kurzzeitigen Blockade der AV-Überleitung durch Aktivierung von A1-Rezeptoren.

Adenosin zeichnet sich durch eine extrem kurze Halbwertszeit von wenigen Sekunden (< 10 s) aus. Nach intravenöser Applikation wird es rasch aus dem Blut entfernt, vor allem durch Aufnahme in Erythrozyten und Endothelzellen über nukleosidspezifische Transporter. Intrazellulär erfolgt der Abbau hauptsächlich durch:

• Adenosindeaminase zu Inosin
• Adenosinkinase zu Adenosinmonophosphat (AMP)

Aufgrund des schnellen Metabolismus tritt die Wirkung nahezu sofort ein und klingt rasch wieder ab. Eine systemische Kumulation findet nicht statt.

Die Elimination erfolgt indirekt über den weiteren Abbau der Metaboliten (u.a. Harnsäure). Die klassische hepatische oder renale Clearance im Sinne anderer Arzneistoffe ist klinisch von untergeordneter Bedeutung.

Adenosin ist als Arzneistoff zur Beendigung supraventrikulärer Tachykardien, z.B. einer AV-Knoten-Reentrytachykardie (AVNRT) und AVRT indiziert. Es blockiert die AV-Überleitung. Darüber hinaus wird Adenosin diagnostisch zur Differenzierung supraventrikulärer Tachykardien eingesetzt, da die kurzfristige AV-Blockade Vorhofaktivität (z.B. bei Vorhofflattern) demaskieren kann.

Die Anwendung sollte auf Patienten beschränkt werden, bei denen vagale Manöver nicht zum gewünschten Erfolg führen und andere antiarrhythmische Substanzen (z.B. Verapamil) nicht angezeigt sind.

Adenosin ist als Injektionslösung zur intravenösen Injektion oder Infusion in Ampullen oder Durchstechflaschen erhältlich.

Initial werden 3 mg als Bolus zügig i.v. gegeben (1 bis 2 s und möglichst proximal). Danach wird folgendermaßen vorgegangen:

• Wenn innerhalb von 1 bis 2 min die Tachykardie nicht beendet ist: 2. Gabe mit 6 mg i.v.
• Wenn innerhalb von 1 bis 2 min die Tachykardie nicht beendet ist: 3. Gabe mit 9 mg i.v.
• Wenn innerhalb von 1 bis 2 min die Tachykardie nicht beendet ist: 4. Gabe mit 12 mg i.v.

Alternativ wird in vielen klinischen Algorithmen initial direkt 6 mg, gefolgt von 12 mg i.v. empfohlen.^[3] Wesentlich ist in jedem Fall die Applikation als extrem schneller i.v.-Bolus mit unmittelbarer Spülung (z.B. NaCl), idealerweise über einen großlumigen, proximalen Zugang. Hinweis: Diese Dosierungsangaben können Fehler enthalten. Ausschlaggebend ist die Dosierungsempfehlung in der Herstellerinformation.

Mögliche Nebenwirkungen sind z.B.:

• Kopfschmerzen
• Schwindel
• Benommenheit
• Flush
• Hypotonie
• Druckbeschwerden im Thorax
• Dyspnoe
• subjektives Angst- bzw. „Vernichtungsgefühl“
• Bradykardie
• Bronchospasmus, insbesondere bei prädisponierten Patienten

Xanthine wie Koffein und Theophyllin wirken als kompetitive Antagonisten an Adenosinrezeptoren und können die Wirkung von Adenosin abschwächen.

Adenosin darf nicht bei einem Bronchospasmus verabreicht werden. Bei Asthma bronchiale sowie bei COPD-Patienten muss eine individuelle Risikoabwägung erfolgen. Ebenfalls kontraindiziert ist es beim antidromen Wolff-Parkinson-White-Syndrom (WPW-Syndrom) mit Breitkomplextachykardie. Durch die Blockierung der Überleitung am AV-Knoten kann es zu ventrikulären Tachykardien kommen. Beim orthodromen WPW-Syndrom, also einer supraventrikulären Schmalkomplextachykardie, kann es gegeben werden.

Adenosin darf nur unter intensivmedizinischer Überwachung und Reanimationsbereitschaft verabreicht werden. Eine kontinuierliche EKG-Überwachung ist zwingend notwendig, um eventuelle Arrhythmien sofort erkennen und gegebenenfalls intervenieren zu können.

Bei Patienten mit Vorhof- oder Kammertachykardien oder Tachykardien, die auf Vorhofflimmern oder -flattern zurückzuführen sind, hat sich Adenosin als wirkungslos erwiesen. Allerdings kann es diagnostisch hilfreich sein, dass es durch die AV-Blockade die zugrunde liegende atriale Aktivität sichtbar machen kann.

Adenosin bei einer Schmalkomplextachykardie und Vorhofflattern