Antidiuretisches Hormon

Bedeutung und Struktur

Antidiuretisches Hormon (ADH) ist ein Peptidhormon, auch Adiuretin, Vasopressin oder Arginin-Vasopressin (AVP) genannt. Es bewahrt Körperflüssigkeit, indem es die Wasserrückgewinnung in der Niere steigert. Bei hohen Dosen verengt es Blutgefäße und kann dadurch den Blutdruck erhöhen.

Humanes ADH besteht aus 9 Aminosäuren und hat die Sequenz CYFQNCPRG; seine Masse beträgt 1084 Dalton. Es heißt genauer Arg⁸-Vasopressin, weil an Position 8 Arginin steht; bei manchen Säugetieren, etwa Schweinen, steht dort Lysin. Zwei Cysteinreste bilden eine intramolekulare Disulfidbrücke, und das C-terminale Glycin ist amidiert. ADH ist damit ein cyclisches Nonapeptid. Es ähnelt Oxytocin (CYIQNCPLG), unterscheidet sich aber an Position 3 und 8. Das Gen AVP liegt beim Menschen auf Chromosom 20, Genlocus 20p13.

Bildung und Freisetzung

ADH wird in großen, magnozellulären Nervenzellen des Hypothalamus gebildet, vor allem im Nucleus supraopticus und Nucleus paraventricularis. Es wird in Vesikeln entlang von Nervenfasern zum Hypophysenhinterlappen (Neurohypophyse) transportiert, dort gespeichert und bei Bedarf ins Blut abgegeben. Hypothalamus und Hypophysenhinterlappen gehören zum Zwischenhirn.

Das AVP-Gen codiert zunächst Prä-pro-Vasopressin mit 164 Aminosäuren. Nach Abspaltung eines N-terminalen Signalpeptids von 19 Aminosäuren bleibt ein Prohormon mit 145 Aminosäuren. Während des vesikulären Transports entstehen daraus ADH mit 9 Aminosäuren, Copeptin mit 39 Aminosäuren und Neurophysin II mit 93 Aminosäuren. Copeptin und Neurophysin II werden gemeinsam mit ADH freigesetzt.

Steuerung des Wasserhaushalts

ADH erhöht die tubuläre Rückresorption: Wasser wird aus dem Primärharn in den Nierenkanälchen zurückgewonnen. Der Urin wird dadurch konzentrierter und sein Volumen nimmt ab.

Wassermangel macht das Blutplasma hyperton. Osmorezeptoren im Hypothalamus erkennen dies und veranlassen die ADH-Freisetzung aus der Neurohypophyse. Auch ein Volumenmangel im arteriellen oder venösen System fördert die Ausschüttung; er wird über Barorezeptoren im rechten Vorhof und im Aortenbogen registriert.

Über das Blut gelangt ADH zu den Epithelzellen der Sammelrohre der Niere. Ohne ADH sind diese Zellen für Wasser nicht durchlässig. ADH bindet an V2-Rezeptoren der Zellmembran. Über cAMP werden vermehrt Aquaporine AQP2 gebildet und aquaporinhaltige Vesikel mit der Membran verschmolzen. Die Membran wird vorübergehend für Wasser und Harnstoff durchlässig. Wasser wird osmotisch aus dem Primärharn in das hyperosmolare Nierengewebe gezogen und gelangt schließlich wieder ins Blut. ADH steigert außerdem die Rückresorption von Harnstoff und reguliert unter anderem durch Harnstoff-Recycling die Osmolalität des Blutes.

Weitere Wirkungen

Die periphere Wirkung erfolgt über ADH aus magnozellulären Neuronen. Es wird entlang des Tractus supraopticohypophysialis in den Hypophysenhinterlappen transportiert und von dort ins Blut abgegeben. In physiologischen Konzentrationen wirkt es vor allem über V2-Rezeptoren an der Niere. Bei Infektionen, Schock oder Trauma können höhere Konzentrationen über V1-Rezeptoren in Arterien gefäßverengend und blutdrucksteigernd wirken.

Bei der zentralen Wirkung wird ADH aus parvozellulären Neuronen in den hypophysären Portalkreislauf abgegeben und erreicht den Hypophysenvorderlappen. Dort ist es über V3-Rezeptoren zusammen mit CRH und ACTH am hormonalen Stress-Mechanismus beteiligt. ACTH bewirkt die Freisetzung von Cortisol aus der Nebennierenrinde. Unabhängig davon verändert ADH das weibliche Sexualverhalten.

Messwerte und Messung

ADH ist schwer messbar: Seine Halbwertszeit beträgt nur wenige Minuten, Blutproben müssen rasch verarbeitet werden, und ADH bindet stark an Thrombozyten. Daher gehört die ADH-Messung nicht zur klinischen Routine. Stattdessen kann Copeptin gemessen werden, das aus demselben Prohormon entsteht und einfacher nachweisbar ist.

Vor der Blutentnahme sollen 12 Stunden lang Alkohol, Nikotin und Coffein gemieden werden; 48 Stunden zuvor soll eine Medikamenten-Karenz eingehalten werden. Bestimmt wird ADH aus mindestens 4,0 ml tiefgefrorenem EDTA-Plasma mittels Radioimmunassays (RIA). Für Erwachsene werden 2,9 ± 1,0 pg/ml angegeben; andere Angaben nennen 2,0–8,0 pg/ml.

Die Serumosmolalität lässt sich indirekt berechnen: • Osmolalität [mosmol/kg] = 1,86 × Na⁺ [mmol/l] + Glukose [mmol/l] + Harnstoff [mmol/l] + 9 • Osmolalität [mosmol/kg] = 2 × (Na⁺ [mmol/l] + K⁺ [mmol/l]) + Glukose/18 [mg/dl] + Harnstoff/6 [mg/dl]

Der Serum-Referenzbereich beträgt 280–310 mosmol/kg, für 24-Stunden-Urin 50–1200 mosmol/kg. Nach 12-stündigem Dursten beträgt die Urinosmolalität etwa das Dreifache der Serumosmolalität, also ungefähr 800–900 mosmol/kg.

Erkrankungen und Anwendung als Arzneistoff

Ein ADH-Mangel verursacht Diabetes insipidus centralis mit starkem Wasserverlust. Bei verminderter Funktion oder Zerstörung der V2-Rezeptoren in der Niere treten dieselben Symptome als Diabetes insipidus renalis auf. Der Wasserverlust kann bis zu 20 Liter täglich betragen und führt zu starkem Durst, der durch entsprechende Flüssigkeitsmengen gestillt wird.

Beim Syndrom der inadäquaten ADH-Sekretion (SIADH, Schwartz-Bartter-Syndrom) wird zu wenig Wasser ausgeschieden; es entsteht eine Hyponatriämie, also eine zu niedrige Natriumkonzentration im Blut. SIADH kann unter anderem bei Lungenkrebs als paraneoplastisches Syndrom auftreten, wenn entartete Zellen ADH oder ADH-ähnliche Stoffe bilden. Alkohol hemmt die ADH-Sekretion und fördert die Wasserausscheidung; dies ist ein Grund für Nachdurst. Nikotin steigert dagegen die ADH-Sekretion.

Arginin-Vasopressin wird als stark blutdrucksteigernder Arzneistoff bei Schock eingesetzt. Für den septischen Schock ist die zusätzliche Gabe zu Noradrenalin zugelassen und international empfohlen; eine frühe Kombination mit Noradrenalin zeigte Vorteile. Diabetes insipidus centralis wird mit ADH behandelt, meist mit dem nicht völlig identischen Analogon Desmopressin. ADH wird außerdem bei der Hämodialyse eingesetzt.