Brain natriuretic Peptide

Das Brain natriuretic Peptide (BNP) (auch B-type natriuretic Peptide oder natriuretisches Peptid Typ B genannt) ist ein Hormon, das bei Dehnung der Herzkammern von den Herzmuskelzellen gebildet und abgesondert (sezerniert) wird. BNP wird als diagnostischer Marker und zur Therapie der Herzinsuffizienz (Herzmuskelschwäche) eingesetzt. Die Bezeichnung “Brain” (engl. „Gehirn“) geht darauf zurück, dass BNP im Gehirn von Schweinen und in geringer Menge auch im menschlichen Gehirn nachgewiesen wurde.

Natriuretisches Peptid Typ B
BNP mit ANP-Rezeptor nach PDB 1YK1
Eigenschaften des menschlichen Proteins
Masse/Länge Primärstruktur	32 Aminosäuren; 3,47 kDa
Präkursor	preproBNP (134 Aminosäuren; 14,7 kDa)
Bezeichner
Gen-Namen	NPPB ; BNP-32
Externe IDs	OMIM: 600295 CAS-Nummer: 124584-08-3
Arzneistoffangaben
ATC-Code	C01DX19
DrugBank	DB04899
Wirkstoffklasse	Hormon
Vorkommen
Übergeordnetes Taxon	Eutheria (Euteleostomi)
Orthologe
Mensch	Rind
Entrez	4879	508734
Ensembl	ENSG00000120937
UniProt	P16860	P13204
Refseq (mRNA)	NM_002521
Refseq (Protein)	NP_002512	XP_585559
Genlocus	Chr 1: 11.84 – 11.84 Mb
PubMed-Suche	4879	508734

Biochemie und Physiologie

BNP ist ein 32 Aminosäuren umfassendes Protein, vorrangig im Myocard synthetisiert. Es leitet sich von einem 108 Aminosäuren umfassenden inaktiven Precursorprotein (proBNP) ab. Dieses wird intrazellulär in 2 Fragmente gespalten, BNP und das 76 Aminosäuren umfassende NTproBNP (N-terminal pro-B-type natriuretic peptide). Es liegen zahlreiche Hinweise vor, dass NTproBNP sowohl im Blut als auch im durch Pleurapunktion gewinnbaren Pleuraerguss einen diagnostisch noch sensitiveren Marker für die akute Herzinsuffizienz darstellt.

BNP ist ein vasodilatatorischer Botenstoff. Die physiologische Wirkung von BNP wird über den A-Rezeptor vermittelt, der als membranständige Guanylylzyklase fungiert. Durch seine Aktivierung kommt es zu vermehrter Bildung von cGMP und über die nachgeschalteten Signalwege zu einer Abnahme der intrazellulären Calciumkonzentration. Dies führt zur Relaxation der glatten Muskulatur und zur Senkung von Vor- und Nachlast. Die natriuretischen Peptide stellen damit einen Gegenspieler zum vasokonstriktorisch wirkenden Angiotensin II dar. Zusätzlich wirkt BNP in der Niere, wo es die Natrium- und die Harnausscheidung fördert (natriuretisch und diuretisch). Der Abbau von BNP erfolgt über das Enzym neutrale Endopeptidase (NEP) und über den C-Rezeptor.

Diagnostik

Die Höhe der BNP-Konzentration im Blut korreliert gut mit dem Schweregrad der Herzinsuffizienz. BNP und NT-proBNP sind im Blut mit unterschiedlichen Messmethoden nachweisbar. Inzwischen liegen auch Schnelltests für den klinischen Gebrauch vor. Die Europäische Gesellschaft für Kardiologie gibt als Normwerte beim Gesunden für BNP <100 pg/ml und für NT-proBNP stark alters- und geschlechtsabhängige Werte von <63 bis <738 pg/ml an.

Grundsätzlich steigt das BNP im Alter bei beiden Geschlechtern an, aber auch Neugeborene haben deutlich erhöhte Werte. Die Messung des BNP zur Differentialdiagnose der Herzinsuffizienz ist in die Leitlinien der Europäischen und der Deutschen Gesellschaft für Kardiologie und der Deutschen Gesellschaft für Kinderkardiologie eingeflossen.

NYHA-Klassifikation	BNP (Median in ng/l)	NT-proBNP (Median in ng/l)
NYHA-Stadium I	150	340
NYHA-Stadium II	340	950
NYHA-Stadium III	590	1570
NYHA-Stadium IV	950	1710

Pharmakologie

Nesiritid ist ein rekombinantes humanes BNP mit identischer Struktur und ähnlichem Wirkmechanismus wie das endogene BNP. Es führt Zellrezeptor-vermittelt über Aktivierung der Guanylatzyklase zu einer Erhöhung von intrazellulären cGMP mit konsekutiver Diurese und Vasodilatation. Nesiritid ist in den USA unter dem Handelsnamen Natrecor® zur Minderung der Atemnot bei Patienten mit akuter Herzinsuffizienz zugelassen. Der klinische Stellenwert einer rekombinanten BNP-Therapie der dekompensierten Herzinsuffizienz lässt sich angesichts der letzten Studienergebnisse jedoch noch nicht abschließend beurteilen.

Fettstoffwechsel

Auch auf Fettzellen finden sich NPR-A-Rezeptoren für die natriuretischen Peptide und NPR-C-Rezeptoren, die peptideliminierend wirken. Dort stimulieren sie eine Lipolyse. Eine Überexpression von BNP schützt Mäuse vor Übergewicht und Glukoseintoleranz, auch bei stark fetthaltigem Futter. Ebenso zeigen Knockout-Mäuse, denen der abbauinitiierende Rezeptor NPR-C fehlt, die dadurch also erhöhte BNP-Spiegel aufweisen, eine verminderte Fettmasse und eine erhöhte Expression von Genen, die typisch für braune Fettzellen sind, die wiederum für einen erhöhten Energiebedarf und Thermogenese verantwortlich sind. Wurden Mäuse mit BNP-Infusionen behandelt, so führte dies zu einer Aktivierung von braunem Fettgewebe, aber auch zu einer Neuexpression „brauner“ Fettzell-Gene in weißen Fettzellen, was als browning (Bräunung) bezeichnet wird. Hieraus resultierte wiederum ein vermehrter Sauerstoffbedarf und ein erhöhter Energieverbrauch. Eine erhöhte BNP-Ausschüttung mit entsprechender Thermogenese und erhöhtem Energieverbrauch wurde außerdem bei Gewichtsverlust, muskulärer Betätigung und Kälteexposition beobachtet. Mehrere Studien zeigen bei Patienten mit Übergewicht und Insulin-Resistenz niedrigere BNP-Spiegel.

Somit führt das BNP neben der klassischen Wirkung als Natriuretikum, Diuretikum und Vasodilatator zumindest im Tierversuch auch zu einem erhöhten Energieverbrauch und einer vermehrten Thermogenese via Lipolyse, Aktivierung brauner Fettzellen und browning weißer Fettzellen. Möglicherweise ist das BNP der molekulare Vermittler positiver metabolischer Effekte bei Änderung der Lebensgewohnheiten (lifestyle modification).

Literatur

• M. Christ, C. Mueller: Bestimmung natriuretischer Peptide bei Atemnot. In: Deutsches Ärzteblatt. Nr. 105(6), 2008, S. 95–100 (aerzteblatt.de – Übersichtsarbeit). 
• Abbildung: Gen und Biosyntheseweg von BNP Maria Suo: The role and mechanisms of angiotensin II in regulating the natriuretic peptide gene expression in response to cardiac overload. In: Academic Dissertation, Faculty of Medicine, University of Oulu. 2002 (herkules.oulu.fi). 

Einzelnachweise

1. Q. Zhou, Z. J. Ye u. a.: Diagnostic value of N-terminal pro-brain natriuretic peptide for pleural effusion due to heart failure: a meta-analysis. In: Heart. Band 96, Nummer 15, August 2010, S. 1207–1211. doi:10.1136/hrt.2009.188474. PMID 20511623. (Review).
2. S. Janda, J. Swiston: Diagnostic accuracy of pleural fluid NT-pro-BNP for pleural effusions of cardiac origin: a systematic review and meta-analysis. In: BMC pulmonary medicine. Band 10, 2010, S. 58, ISSN 1471-2466. doi:10.1186/1471-2466-10-58. PMID 21092122. PMC 2994800 (freier Volltext). (Review).
3. Yasue et al.: Localization and Mechanism of Secretion of B-Type Natriuretic Peptide in Comparison With Those of A-Type Natriuretic Peptide in Normal Subjects and Patients With Heart Failure. In: Circulation. 1994, 90, S. 195–203.
4. Weil, Schunkert: Pathophysiologie der chronischen Herzinsuffizienz. In: Clinical Research in Cardiology, Suppl 4, 2006, 95, S. 1–17
5. Dickstein et al.: ESC Guidelines for the diagnosis and treatment of acute and chronic heart failure 2008. In: European Heart Journal, 2008, 29, S. 2388–2442
6. J. Blessing et al.: NT-proBNP - ein wertvoller Parameter zur Diagnostik und Verlaufskontrolle der Herzinsuffizienz. Hrsg.: Laborärzte Singen. (labor-blessing.de [PDF]). 
7. Mir et al.: Pediatrics, 2003 Oct, 112, S. 896–899
8. Mir et al.: Pediatr Cardiol., 2006 Jan-Feb, 27(1), S. 73–77
9. Deutsche Gesellschaft für Kardiologie: Leitlinien zur Therapie der chronischen Herzinsuffizienz. In: Zeitschrift für Kardiologie. 94. Jahrgang, Nr. 8, 2005, S. 488–509, doi:10.1007/s00392-005-0268-4 (dgk.org [PDF; abgerufen am 9. März 2023]). 
10. Andreas Luchner, Stephan Holmer, Heribert Schunkert, Günter A. Riegger: Bedeutung der Herzinsuffizienzmarker BNP und NT-proBNP für die Klinik. Deutsches Ärzteblatt, Jg. 100, Heft 50, 12. Dezember 2003, A3314 - A3321
11. N Gassanov et al.: Natriuretic peptides in the therapy of acute decompensated heart failure. In: Dtsch Med Wochenschr. 2011 Aug, 136(34-35), S. 1738–1743, PMID 21877307
12. Natig Gassanov, Esther Biesenbach, Evren Caglayan, Amir Nia, Uwe Fuhr, Fikret Er: Natriuretic peptides in therapy for decompensated heart failure. In: European Journal of Clinical Pharmacology, Volume 68, Number 3, 2012, S. 223–230
13. Thomas J. Wang: The Natriuretic Peptides and Fat Metabolism. In: The New England Journal of Medicine, 2012, 367, S. 377–378