Katecholamine

Katecholamine

Katecholamine, diesen Begriff kennen wir in der Notfallmedizin eigentlich alle. Was ist darunter zu verstehen und was bewirken sie bzw. an welchen Rezeptoren setzen sie an?

Unter den Sammelbegriff der Katecholamine fallen die Stoffe

  • Adrenalin
  • Noradrenalin
  • Dopamin

Sie werden körpereigen gebildet, können jedoch auch als Medikament zugeführt werden. Es gibt jedoch auch synthetisch hergestellte Katecholamine wie zum Beispiel

  • Dobutamin

In der Notfallmedizin werden Katecholamine in der Regel dann eingesetzt, wenn der Patient kreislaufinstabil ist bzw. dies zu werden droht.

Nun bewirkt aber nicht jedes Katecholamin im Körper die selbe Reaktion bzw. setzt an den gleichen Rezeptoren an.

Die für uns interessanten Rezeptoren an welchen Katecholamine ansetzen sind die Alpha-1 und Alpha-2 sowie Beta-1 und Beta-2 Rezeptoren. Es kommt bei fast allen Katecholaminen zu einer Rezeptor übergreifenden Wirkung wobei meist ein Rezeptor überwiegt. Was aber bewirken nun diese Rezeptroren…?

  • Alpha-1
    • Vasokonstriktion
    • Förderung der kardialen Kontraktilität
  • Alpha-2
    • Parasympatholyse (hierdurch vor allem periphere Vasokonstriktion)
  • Beta-1
    • Steigerung der Herzfrequenz
    • Kontraktilitätssteigerung
    • Herabsetzung der Reizschwelle
    • Beschleunigte Erregungsleitung
  • Beta-2
    • Entspannung der glatten Muskulatur (hier Lunge)

Zu der Wirkung an den jeweiligen ß-Rezeptoren lassen sich auch die folgenden Fachbegriffe zuordnen…

  • Inotropie –> Kontraktilität betreffend (gut zu Merken Ino…—> Kino —> Spannung)
  • Chronotropie –> Frequenz betreffend (gut zu Merken Chrono… —> Uhr / Taktfrequenz)

—– die Reizübermittlung betreffend….

  • Dromotropie –> Reizleitung betreffend
  • Bathmotropie –> Reizschwelle betreffend

Das bedeutet wir sollten erst eine vermutliche Ursache der Kreislaufdysregulation ausfindig machen und uns dann für das geeignete Katecholamin entscheiden. Und man sollte hierfür wissen an welchen Rezeptoren die jeweils zur Verfügung stehenden Katecholamine mehr oder weniger angreifen.

Will man also zum Beispiel in erster Linie eine Frequenzsteigerung (positiv chronotrope Wirkung) sowie eine Steigerung der Kontraktilitiät (positiv inotrope Wirkung) erreichen, ist man mit niedrigen Dosen Epinephrin gut bedient. (Einen guten Artikel zum Thema Frequenzsteigerung beim AV-Block mittels Epinephrin gibt es übrigens bei dasFOAM.) Dies liegt daran, dass in diesem Fall die in erster Linie die ß-Rezeptoren angesprochen werden. Auch hier kommt es neben dem Frequenzanstieg meist auch zu einer Blutdrucksteigerung. Jedoch nicht durch die Vasokonstriktion sondern durch die Steigerung der Kontraktilität in Verbindung mit der Frequenzu und somit dem gesteigerten Cardiac Output. Dosiert man Epinephrin höher, so kommt es auch zu einer Aktivierung der α-Rezeptoren und der damit verbundenen Vasokonstriktion. Beispiele für die Anwendung dieses Katecholamins wären also neben dem AV-Block ein cardiales Pumpversagen (oft in Kombination mit einem anderen Katecholamin) oder die Anaphylaxie.

Bei einem vasodilatatorisch bedingtem Kreislaufversagen, wie zum Beispiel der Sepsis, stellt zum Beispiel Noradrenalin die beste Wahl dar. Es setzt zwar ebenfalls an ß1- und α-Rezeptoren an, allerdings im Gegensatz zu Epinephrin auch an den α-Rezeptoren der Skelettmuskulatur, was zu einem massiven Anstieg des Blutdrucks und damit zu einer reflexbedingten Unterdrückung der Frequenzsteigerung führt. Also eigentlich ein optimales Katecholamin wenn die „Pumpe“ nicht die originäre Ursache des Kreislaufversagens darstellt und der Patient sowieso schon ziemlich tachykard unterwegs ist. Durch den durch die Vasokonstriktion verursachten massiven Blutruckanstieg kommt es reflektorisch eher zur Unterdrückung der tachykarden Wirkung der ß-1 Rezeptoren.

Dobutamin hingegen hat eine ausgeprägte positiv inotrope Wirkung und eignet sich damit auch primär für ein kardiales Problem um die Pumpleistung durch Steigerung der Muskelkraft zu verbessern; es wird also das Schlagvolumen verbessert. Oft wird Dobutamin auch in Kombination mit einem anderen Katecholamin eingesetzt. Die chronotrope Wirkung kommt meist erst in höherer Dosierung zum Tragen.

Als letztes möchte ich noch auf Dopamin eingehen, welches sich aus der Notfall und Intensivmedizin eigentlich weitestgehend verabschiedet hat. Es führt rasch zu einem steilen Frequenzsteigerung und die niedrig eingestellte „Nieren-Dosis“ hat sich ebenfalls als nicht zweckerfüllend herausgestellt. Es wirkt vor allem über die dopaminergen Rezeptoren.

katecholamin rezeptorwirkung
Gewichtung der Rezeptorenwirkung

Aus dieser Gewichtung der Rezeptorenwirkung auf das jeweilige Katecholamin resultiert folgende physiologische Antwort:

katecholamine auswirkung

Bei der Anwendung von Katecholaminen ist auf jeden Fall zu beachten, dass die Verbesserung des cardialen Outputs bzw. des Blutdruckes einer Mehrarbeit des Herzens und damit mit einem erhöhtem myocardialen Sauerstoffverbrauch erkauft wird; vor allem bei Inanspruchnahme der ß-Rezeptoren Wirkung aber auch bei Erhöhung der cardialen Nachlast durch die α-Rezeptoren. Ebenso steigern Katecholamine die Anfälligkeit für Rhythmusstörungen.

Die Dosierung von Katecholaminen erfolgt laut Fachinformation meist in mcg/kg/min. Das bedeutet also in Mikrogramm je Kilogramm Körpergewicht in der Minute. Hierbei tun sich jedoch hauptsächlich zwei Probleme auf. Erstens wird kaum ein Patient vor Einsatz von Katecholaminen gewogen und zweitens reagiert jeder Patient je nach Kreislaufsituation und anderen Einflussparametern anders auf das jeweilige Katecholamin. ‚Die Dosierung muss außerdem immer wirkungsabhängig erfolgen. Eine Verabreichung kann dauerhaft über eine Spritzenpumpe oder im Notfall auch „aus der Hand“ [1] erfolgen. Sie erfolgt verdünnt, meist über einen ZVK, ist jedoch kurzfristig auch über eine peripheren Zugang möglich [2].

Notfallgabe „aus der Hand“ am Beispiel von Adrenalin oder Noradrenalin:

1 mg Adreanlin oder Noradrenalin in eine 100 ml NaCl Kurzinfusion ergibt 0,01 mg je ml. Hiervon können 1 bis 2 ml verabreicht werden; die Kreislaufsituation muss anschließend überprüft werden. Am besten eignet sich hierzu eine arterielle Druckmessung. Die Halbwertzeit ist bei Katecholaminen relativ kurz so dass eine Nachgabe notwendig sein kann bevor der Perfusor zur Dauergabe einsatzbereit ist.

Dauergabe via Perfusor am Beispiel von Adrenalin oder Noradrenalin:

5 mg Adrenalin oder Noradrenalin plus 45 ml NaCl in eine Perfusorspritze aufgezogen ergibt 0,1 mg je ml. Man startet mit 1 ml / h Laufrate und titriert sich je nach Wirkung, kontrolliert durch Blutdruckmessung, in die Höhe der notwendigen Laufrate. Gerade bei sehr niedrigen Flussraten empfiehlt es sich parallel über eine an einen Dreiwegehahn angeschlossene zweite Perfusorspritze NaCl als Träger laufen zu lassen (Flussrate ca. 20 – 30 ml / h). Dies hilft dass es am Anfang nicht zu einem in der Leitung „stehenden“ Wirkstoff kommt und Änderungen der Katecholamindosierrate schneller am Patienten ankommen. Frei tropfende Infusionsträger sind eine schlechte Alternative und eignen sich im rettungsdienstlichen Bereich auf Grund der höhenabhängigen Flussrate nicht!

Wichtig ist, darauf zu achten, dass über den Katecholamin führenden Zugang (peripher oder ZVK-Schenkel) keine anderen Medikamente verabreicht werden, da dies zu einem Katecholaminbolus und somit zu einem massiven Frequenz- bzw. Blutdruckanstieg führen würde. Auch sollte man im Auge haben, dass mit zunehmender Azidose das Anschlagen von Katecholaminen verringert wird. Diese, wenn möglich, zu beheben wäre also eine gute Idee.

Führt eine Therapie in Kombination von Volumengabe (z. B. bei Sepsis) und dem / den jeweilig gewählten Katecholaminen nicht zum gewünschten Erfolg, sollte über den zusätzlichen Einsatz eines an einem anderen Rezeptor andockenden Vasopressor nachgedacht werden bevor das / die jeweiligen Katecholamine derart in der Dosierung gesteigert werden dass nicht mit einer verbesserten Wirkung jedoch zunehmende Nebenwirkungen zu rechnen ist.

Als am V1a-Rezeptor vasokontriktorisch wirkender Vasopressor bietet sich der Wirkstoff Vasopressin an. Hierbei handelt es sich um das auch im Körper gebildete ADH (Peptidhormon) und nicht um ein Katecholamin. In Deutschland ist dieser Wirkstoff (Argipressin) unter dem Markennamen Empressin® auf dem Markt. In einer Ampulle zu 2 ml befinden sich 40 IE. Verdünnt man diese mit 38 ml NaCl so erhält man eine Lösung mit 1 IE / ml. Die Verabreichung von 1 IE / h ist oftmals hilfreich.

Lagerungshinweise:

Adrenalin (Suprarenin®) und Noradrenalin (Arterenol®) sind außerhalb des Kühlschranks nach 6 Monaten zu verwerfen. Noradrenalin (Sinora®) darf nicht im Kühlschrank gelagert werden. Vasopressin ist dauerhaft im Kühlschrank zu lagern.

 


Die Angaben zur Rezeptorwirkung sowie physiologischen Auswirkung wurde zusammengestellt anhand der Fachinformation des jeweiligen Arzneimittels.

[1] EMCrit Podcast 6 – Push-Dose Pressors

[2] PulmCrit- Do phenylephrine and epinephrine require central access?

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Ein Gedanke zu „Katecholamine

  1. Vielen Dank für die Ausführungen zu den Katecholaminen, deren Wirkmechasmen und Applikationsvarianten. Sie erwägnen auch, dass die Azidose ein Verschliessen der Wirkpotenz zur Folge haben kann.

    Ebenso erwähnt weden sollte in diesem Zusammenhang auch eine mögliche Hypothermie, auch in milden Formen. Häufig gehen Azidose und Hypothermie Hand in Hand. Die Einschätzung der Körperkerntemperatur spielt beim Regime mit Katechlaminen eine ebenso wichtige Rolle. Gerade im Zusammenhang mit einer Katecholaminpflicht entsteht die Hypothermie durch das Krankheits- oder Verletzungsbild bevor der Rettungsdienst oder Arzt beim Patienten eintrifft.

    Andreas Hoffmann

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