Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik
Autoren
K. J. Lackner und D. Peetz

Natriuretische Peptide

Natriuretische Peptide
Englischer Begriff
natriuretic peptides
Definition
Natriuretische Peptide sind eine Gruppe kleiner Peptide mit Hormonwirkung, deren Hauptfunktionen die Reduktion des Plasmavolumens und des Blutdruckes sind.
Struktur
Die Gruppe der natriuretischen Peptide besteht aus dem atrialen natriuretischen Peptid (ANP, 28 Aminosäureresiduen), dem Brain natriuretic peptide (BNP, 32 AS) und dem C-natriuretischen Peptid (CNP, 22 AS). Alle natriuretischen Peptide weisen in ihrer Struktur einen Peptidring bestehend aus 17 Aminosäureresiduen (AS) auf, über den sie an spezifische Zellrezeptoren binden. Innerhalb des Peptidrings besteht eine Strukturhomologie von 11 AS.
Molmasse
ANP-28: 3,1 kDa; BNP-32: 3,5 kDa; NT-proBNP: 8,5 kDa; CNP-22: 2,2 kDa; CNP-53: 5,8 kDa.
Synthese – Verteilung – Abbau – Elimination
Atriales natriuretisches Peptid wird vornehmlich in den Herzvorhöfen synthetisiert. Die ANP-mRNA kodiert für ein Vorläuferprotein (Prä-Pro-ANP, 151 AS). Über intrazelluläre Prozessierung entsteht Pro-ANP (126 AS), das bei der Sekretion in das 28 AS-lange, aktive ANP und ein N-terminales Fragment (98 AS) gespalten wird. Das N-terminale Fragment wird in weitere Fragmente mit physiologischer Wirkung gespalten (proANP1-30: langwirksames natriuretisches Peptid; proANP31-67: Gefäßdilatation; proANP68-98: kaliuretisches Peptid). Dem ANP verwand ist das im Urin vorkommende und die Diurese fördernde Urodilantin.
Brain natriuretic peptide wurde ursprünglich im Gehirn entdeckt. In größerer Konzentration kommt es jedoch in den Herzventrikeln vor. Die BNP-mRNA kodiert für ein 134 AS-langes Präpropeptid, das ähnlich dem ANP intrazellulär in proBNP (108 AS) prozessiert wird. Bei der Sekretion wird von proBNP ein N-terminales Fragment (NT-proBNP1-76) abgespalten, und es entsteht das aktive BNP77-108. ProBNP und NT-proBNP, nicht aber BNP, werden posttranslational durch Glykosylierung modifiziert.
C-Typ-natriuretisches Peptid wird in 2 Formen von 22 und 53 Aminosäuren Länge im Plasma gefunden. Beide entstehen aus einem gemeinsamen Vorläufermolekül (proCNP). CNP wird im zentralen Nervensystem, der vorderen Hypophyse, den Nieren und in Endothelzellen synthetisiert.
Der Abbau der natriuretischen Peptide erfolgt intrazellulär enzymatisch nach Internalisierung über den natriuretischen Peptidrezeptor C (NP-C). Zusätzlich werden zirkulierende Peptide durch neutrale Endopeptidasen inaktiviert.
Halbwertszeit
ANP: 2,5 Minuten; BNP: 22 Minuten; NT-proBNP: 120 Minuten.
Pathophysiologie
Natriuretische Peptide wirken über hochaffine Natriuretische-Peptid-Rezeptoren (NPR) der jeweiligen Zielzellen. Beim Menschen werden 3 verschiedene NPR (NPR-A, -B und -C) exprimiert. Die kardiovaskulären und renalen Effekte der natriuretischen Peptide werden über Bindung an NPR-A (Rezeptor für ANP und BNP) sowie NPR-B (Rezeptor für CNP) vermittelt. NPR-A und -B lösen dabei eine intrazelluläre cGMP-Signaltransduktion aus (Guanosinmonophosphat, cyclisches).
Eine Erhöhung der Wandspannung in den Vorhöfen führt zu einer raschen Freisetzung von ANP, eine erhöhte Wandspannung der Ventrikel zu einer Freisetzung von BNP aus den myokardialen Zellen. Beide Peptide führen zu einer Verringerung der kardialen Vor- und Nachlast durch Verringerung des Plasmavolumens und Senkung des Blutdruckes über folgende Mechanismen:
  • Verschiebung intravasaler Flüssigkeit nach extravasal (Erhöhung der Gefäßpermeabilität)
  • Erhöhung der venösen Kapazität (venöse Dilatation)
  • Diurese/Natriurese (Hemmung der ADH- und Aldosteron-Freisetzung sowie Steigerung der glomerulären Filtrationsrate und direkte Hemmung der tubulären Natrium-Rückresorption)
  • Reduktion der Flüssigkeitsaufnahme (Verminderung von Salzappetit und Durst)
  • Sympatikolyse (zentrale Hemmung der Katecholamin-Freisetzung)
  • Verstärkung des Vagotonus (Senkung der vagalen Erregungsschwelle)
  • Verminderte Generation von Angiotensin II (Hemmung der Renin-Freisetzung)
Bei chronischer Herzinsuffizienz (CHI) kommt es zu einem dauerhaften Anstieg der ANP- und BNP-Plasmakonzentrationen, die mit dem Ausmaß der kardialen Dysfunktion korrelieren (insbesondere BNP und sein N-terminales Propeptid, NT-proBNP). In Abhängigkeit vom Schweregrad der CHI kann es bis zu einem >30-fachen Anstieg der ANP- und BNP-Konzentrationen kommen (NYHA-Klasse IV). Zusätzlich sind die Plasmawerte mit der Prognose des Patienten und dem Auftreten von kardialen Arrhythmien korreliert. Mit fortschreitender Erkrankung kommt es durch Rezeptor-Down-Regulation und beschleunigten intrazellulären cGMP-Abbau durch vermehrte Phospodiesterase-Aktivität zu einer Abnahme der protektiven Wirkung von ANP und BNP. Insbesondere in der Niere kommt es dadurch zu einem lokalen Übergewicht der Sympathikus- und Angiotensin-II-Wirkung, das zu Natrium-Retention und zunehmender Verschlechterung der Herzfunktion führt.
Beim akuten Koronarsyndrom kommt es Ischämie-bedingt zu einer Freisetzung von BNP und NT-proBNP. Die Höhe der Plasmakonzentrationen korreliert dabei mit der zukünftigen Ereignisrate, dem Auftreten einer Herzinsuffizienz und der Mortalität im Verlauf.
Literatur
Daniels LB, Maisel AS (2007) Natriuretic peptides. J Am Coll Cardiol 50:2357–2368CrossRefPubMed
Vasile VC, Jaffe AS (2017) Natriuretic peptides and analytical barriers. Clin Chem 63:50–58CrossRefPubMed