Gadolinium-DOTA

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
CAS-Nummer	72573-82-1
PubChem	3085828
ATC-Code	V08CA02
Arzneistoffangaben
Wirkstoffklasse	Paramagnetisches Kontrastmittel
Fertigpräparate	Dotarem®
Verschreibungspflichtig: Ja
Eigenschaften
Molare Masse	558,7 g·mol-1 als Gd-DOTA
Sicherheitshinweise
Gefahrstoffkennzeichnung unbekannt R- und S-Sätze R: ? S: ? Bitte beachten Sie die eingeschränkte Gültigkeit der Gefahrstoffkennzeichnung bei Arzneimitteln
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.^[1][2]

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.

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 Gd-DOTA im Extrazellularraum sämtlicher extra-zerebraler Gewebe nicht-selektiv verteilt, kann es nicht organspezifisch eingesetzt werden.^[3] 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.^[4]

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 eine 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 Plasmahalbwertszeit etwa 15 Minuten.^[5] Der mittlere hydrodynamischen Durchmesser beträgt ungefähr 5 nm.^[3] Der Moleküldurchmesser beträgt ca. 0,9 nm.^[6]

Nebenwirkungen

Gadotersäure ist sehr gut verträglich. Allergische oder allergiforme Reaktionen sind extrem selten. Im Gegensatz zu anderen auf Gadolinium basierenden Kontrastmitteln wurde bisher bei keinem Patienten eine nephrogene systemische Fibrose beobachtet und dies bei über 10 Millionen Anwendungen.^[7][8][9]

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.^[10]

Einzelnachweise

1. ↑ 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.
2. ↑ P. Caravan u. a.: Gadolinium(III) Chelates as MRI Contrast Agents: Structure, Dynamics, and Applications. In: Chemical Reviews 99/1999, S. 2293–352.
3. ↑ ^{a b} C. Reinländer: MRT-Kontrastmittel für das Knochenmark: Vergleichende experimentelle Untersuchungen von USPIO, SPIO und Gd-DOTA. Dissertation, Westfälische Wilhelms-Universität Münster, 2003.
4. ↑ 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
5. ↑ 28
6. ↑ H. H. J. Hager, F. von Bruchhausen: Hagers Handbuch der pharmazeutischen Praxis. Springer, ISBN 3-540-62644-1
7. ↑ PR Newswire Europe Ltd. Kontrastmittel für Kernspintomographie und nephrogene systemische Fibrose bei schwerer Niereninsuffizienz, abgerufen am 2. Juni 2008
8. ↑ 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.
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.
10. ↑ H. H. J. Hager, F. von Bruchhausen: Hagers Handbuch der pharmazeutischen Praxis.

Literatur

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

Weblinks

• L. Wachsmuth: Einführung in die Grundlagen der Medizinische Physik

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