Gadotersäure

Strukturformel
Allgemeines
Freiname	Gadotersäure
Andere Namen	Gd-DOTA; Gadolinium-DOTA; Gadoterat; Gadoterinsäure; Hydrogen (1,4,7,10-tetraazacyclododecan-; 1,4,7,10-tetraacetato(4-))gadolinat(1-); Gadolinium(+3) Kation; 2-[4,7,10-Tris(carboxymethyl)-; 1,4,7,10-tetrazacyclododec-1-yl]essigsäure (nach IUPAC);
Summenformel	C16H25GdN4O8
Externe Identifikatoren/Datenbanken
ECHA-InfoCard	Vorlage:Wikidata-Einbindung
PubChem	3085828
DrugBank	Vorlage:Wikidata-Einbindung
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Arzneistoffangaben
ATC-Code	V08CA02
Wirkstoffklasse	Paramagnetisches Kontrastmittel
Eigenschaften
Molare Masse	558,7 g·mol−1 als Gd-DOTA
Sicherheitshinweise
	GHS-Gefahrstoffkennzeichnung; keine Einstufung verfügbar
	GHS-Gefahrstoffkennzeichnung; keine Einstufung verfügbar
	Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

Gadotersäure, oft auch als Gd-DOTA bezeichnet, ist der internationale Freiname für ein Kontrastmittel, das in der Magnetresonanztomografie (MRT) verwendet wird.

Aufbau und Wirkprinzip des Kontrastmittels

Ein Molekül Gadotersäure enthält ein Gadolinium-Ion, das mit Hilfe des starken Komplexbildners 1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-1,4,7,10-tetraessigsäure (DOTA), in komplexierter Form vorliegt. Die Komplexierung ist von großer Wichtigkeit, da freie, nicht komplexierte Gadolinium-Ionen für den menschlichen und die meisten tierischen Organismen toxisch sind. Die Komplexbildungskonstante von DOTA liegt bei einem pH-Wert von 7 oberhalb von 10²⁰. Gadotersäure ist der stabilste zugelassene Gadolinium-Komplex mit der längsten Dissoziationshalbwertszeit.^[2]^[3]

Gadolinium hat auf der äußeren Elektronenschale (der f-Schale) sieben ungepaarte Elektronen, die dem Element einen starken Paramagnetismus verleihen. Das intravenös gespritzte Gadopentetat-Dimeglumin ermöglicht den es umgebenden Protonen – im Wesentlichen Wasser – schneller zu relaxieren. Insbesondere die sogenannte T₁-Zeit wird durch das Gadolinium erheblich verkürzt. Bereiche, in denen sich das Kontrastmittel anreichert, werden daher in T₁-gewichteten Bildern heller dargestellt als andere Strukturen. Dadurch wird die Bildqualität einer MRT-Aufnahme erheblich verbessert und der Kontrast zwischen Pathologien und die umliegenden normalen Gewebe erhöht.

Gadotersäure ist ein unspezifisches Kontrastmittel, das sich in allen Organen außerhalb des Zentralnervensystems anreichert. In der initialen Perfusionsphase breitet sich die Gadotersäure im Intravasalraum aus und tritt dann rasch in den Extrazellularraum. Der glomerulären Filtrationsrate (GFR) entsprechend wird es renal, das heißt über die Niere unverändert (keine Metabolisierung, keine Dissoziation und keine Retention) ausgeschieden. Dadurch, dass sich Gd-DOTA im Extrazellularraum sämtlicher extra-zerebraler Gewebe nicht-selektiv verteilt, kann es nicht organspezifisch eingesetzt werden.^[4] Wegen seiner Hydrophilie kann Gd-DOTA intakte Zellmembranen nicht passieren. Daher ist es nach der intravenösen Applikation nur im intravasalen Raum und im Interstitium zu finden. Wegen der sehr geringen Proteinbindung wird es relativ rasch über die Niere ausgeschieden.^[5]

Gadotersäure wurde erstmals 1989 in einigen europäischen Ländern als zweites MRT-Kontrastmittel (nach Gadopentetat-Dimeglumin (Gd-DTPA)) zugelassen. Als hochpolares und relativ großes Molekül ist Gadotersäure bei einem gesunden Menschen nicht in der Lage die Blut-Hirn-Schranke zu überwinden. Bei einigen Erkrankungen, wie beispielsweise bei einem Glioblastom, kann es jedoch die geschädigte Blut-Hirn-Schranke überwinden und in das erkrankte Gewebe eindringen. Somit ist es möglich genauere Informationen über die Art und Lage des Tumors zu gewinnen. Auch grenzt sich der Tumor in der Bildgebung besser gegenüber dem gesunden Gewebe ab. Der Effekt der Überwindung der Blut-Hirn-Schranke ist ein wichtiges Diagnoseverfahren für Gehirntumoren.

Im menschlichen Organismus beträgt die Verteilungshalbwertszeit etwa 2 bis 3 Minuten während die Plasma-Eliminationshalbwertszeit etwa 90 Minuten beträgt.^[6] Der mittlere hydrodynamische Durchmesser beträgt ungefähr 5 nm.^[4] Der Moleküldurchmesser beträgt ca. 0,9 nm.^[7]

Nebenwirkungen

Gadotersäure ist sehr gut verträglich. Allergische oder allergiforme Reaktionen sind extrem selten. Wie bei allen gadoliniumhaltigen Kontrastmitteln kann es zu Übelkeit, Erbrechen, Hautausschlägen, Zittern, Dyspnoe, Bronchospasmus, Kopfschmerzen, metallischem Geschmack oder auch Hitze beim Injizieren kommen. Allergische Reaktionen sind häufiger bei Patienten mit bekannter Unverträglichkeit auf Kontrastmittel (auch iodhaltige), Asthma unter Behandlung oder auch Patienten mit mehreren Allergien. Bei höheren Dosen und vorbestehender Niereninsuffizienz oder Nierenerkrankungen kann es in seltenen Fällen zu einer kontrastmittelinduzierten akuten Niereninsuffizienz kommen. Diese tritt meist verzögert nach 48 bis 72 Stunden auf und ist zum Glück meist reversibel. Bei einer unbeabsichtigten extravaskulären Applikation (paravaskulär) muss die Osmolalität von 1300 mOsm/kg Wasser berücksichtigt werden. Im Gegensatz zu anderen auf Gadolinium basierenden Kontrastmitteln wurde bisher bei keinem Patienten eine nephrogene systemische Fibrose beobachtet, der ausschließlich Gadotersäure erhalten hatte, obwohl es bei mehr als 25 Millionen angewendet wurde.^[8]^[9]^[10]

Megluminat

In Lösung ist ein Mol Gadotersäure mit einem Mol Meglumin (N-Methyl-D-glucamin) versetzt. Man spricht in diesen Fällen auch vom Megluminsalz der Gadotersäure, Gadoterat-Meglumin, beziehungsweise Hydrogen-[1,4,7,10-tetraazacyclododecan-1,4,7,10-tetraacetato(4)]gadolinium-meglumin.^[11]

Handelsnamen

Monopräparate

Artirem (D, A, CH) ist seit 2002 für die Kontrastmittel-unterstützte direkte MR-Arthrographie mit einer Gadoliniumkonzentration von 0.0025mM Gd in Form von Gd-DOTA zugelassen (Guerbet). Die isoosmolare Lösung wird direkt intraartikulär unter Einhaltung strenger Hygienevorschriften ins Gelenk gespritzt. Dotarem (D, A, CH) weist eine Zulassung für die Kontrastmitteldarstellung von ZNS Läsionen, für Ganzkörper MR-Kontrastmitteluntersuchungen und die kontrastmittelgestützte MR-Angiographie auf. Die Gadoliniumkonzentration der intravenös anwendbaren Lösung beträgt 0.5 Mol/Lit (Guerbet). Die übliche Dosierung beträgt 0.1 mmol/kg Körpergewicht entsprechend 0.2ml/kg Körpergewicht. Maximal können bis zu 0.3 mmol/kg Körpergewicht bei nierengesunden Patienten verabreicht werden, allerdings ist solch eine hohe Dosis nur selten indiziert.

Literatur

P. Reimer, R. Vosshenrich: Kontrastmittel in der MRT. In: Der Radiologe, 44/2004, S. 273–83.

Einzelnachweise

↑ Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
↑ C. U. Herborn u. a.: Clinical safety and diagnostic value of the gadolinium chelate gadoterate meglumine (Gd-DOTA). In: Invest Radiol 42/2007, S. 58–62.
↑ P. Caravan u. a.: Gadolinium(III) Chelates as MRI Contrast Agents: Structure, Dynamics, and Applications. In: Chemical Reviews 99/1999, S. 2293–352.
↑ ^4,0 ^4,1 C. Reinländer: MRT-Kontrastmittel für das Knochenmark: Vergleichende experimentelle Untersuchungen von USPIO, SPIO und Gd-DOTA. Dissertation, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, 2003.
↑ N. Kaufels: MRT-Myokarduntersuchungen zur Vitalität und Perfusion mit P792 im Vergleich zu Gd-DOTA an Schweinen nach Induktion eines akuten Herzinfarktes. Dissertation, FU Berlin, 2006
↑ 28
↑ H. H. J. Hager, F. von Bruchhausen: Hagers Handbuch der pharmazeutischen Praxis. Springer, ISBN 3-540-62644-1
↑ PR Newswire Europe Ltd. Kontrastmittel für Kernspintomographie und nephrogene systemische Fibrose bei schwerer Niereninsuffizienz, abgerufen am 2. Juni 2008
↑ K. J. Murphy u. a.: Adverse reactions to gadolinium contrast media: a review of 36 cases. In American Journal of Roentgenology 167/1996, S. 847–9.
↑ H. S. Thomsen u. a.: Is there a causal relation between the administration of gadolinium-based contrast media and the development of nephrogenic systemic fibrosis (NSF)? In: Clinical Radiology 61/2006, S. 905–6.
↑ H. H. J. Hager, F. von Bruchhausen: Hagers Handbuch der pharmazeutischen Praxis.

Weblinks

L. Wachsmuth: Einführung in die Grundlagen der Medizinische Physik (PDF-Datei; 5,25 MB)

[NV-1] Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.

[2] C. U. Herborn u. a.: Clinical safety and diagnostic value of the gadolinium chelate gadoterate meglumine (Gd-DOTA). In: Invest Radiol 42/2007, S. 58–62.

[3] P. Caravan u. a.: Gadolinium(III) Chelates as MRI Contrast Agents: Structure, Dynamics, and Applications. In: Chemical Reviews 99/1999, S. 2293–352.

[reinl-4] 4,0 ^4,1 C. Reinländer: MRT-Kontrastmittel für das Knochenmark: Vergleichende experimentelle Untersuchungen von USPIO, SPIO und Gd-DOTA. Dissertation, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, 2003.

[5] N. Kaufels: MRT-Myokarduntersuchungen zur Vitalität und Perfusion mit P792 im Vergleich zu Gd-DOTA an Schweinen nach Induktion eines akuten Herzinfarktes. Dissertation, FU Berlin, 2006

[6] 28

[7] H. H. J. Hager, F. von Bruchhausen: Hagers Handbuch der pharmazeutischen Praxis. Springer, ISBN 3-540-62644-1

[8] PR Newswire Europe Ltd. Kontrastmittel für Kernspintomographie und nephrogene systemische Fibrose bei schwerer Niereninsuffizienz, abgerufen am 2. Juni 2008

[murphy-9] K. J. Murphy u. a.: Adverse reactions to gadolinium contrast media: a review of 36 cases. In American Journal of Roentgenology 167/1996, S. 847–9.

[thomsen-10] H. S. Thomsen u. a.: Is there a causal relation between the administration of gadolinium-based contrast media and the development of nephrogenic systemic fibrosis (NSF)? In: Clinical Radiology 61/2006, S. 905–6.

[11] H. H. J. Hager, F. von Bruchhausen: Hagers Handbuch der pharmazeutischen Praxis.

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