Deltaaminolävulinsäure (ALA) – Funktion & Anwendung
Deltaaminolävulinsäure (ALA) ist eine körpereigene Aminosäure, die als Schlüsselvorstufe in der Biosynthese von Häm und Chlorophyll dient und in der Medizin diagnostisch sowie therapeutisch eingesetzt wird.
Wissenswertes über "Deltaaminolävulinsäure"
Deltaaminolävulinsäure (ALA) ist eine körpereigene Aminosäure, die als Schlüsselvorstufe in der Biosynthese von Häm und Chlorophyll dient und in der Medizin diagnostisch sowie therapeutisch eingesetzt wird.
Was ist Deltaaminolävulinsäure?
Deltaaminolävulinsäure (auch Delta-Aminolävulinsäure, 5-Aminolävulinsäure oder kurz ALA bzw. 5-ALA) ist eine natürlich vorkommende, nicht-proteinogene Aminosäure. Sie spielt eine zentrale Rolle als biochemische Vorstufe (Präkursor) bei der Biosynthese von Tetrapyrrolen, zu denen unter anderem Häm – der eisenhaltige Bestandteil des roten Blutfarbstoffs Hämoglobin – sowie Chlorophyll zählen. Im menschlichen Körper wird ALA in den Mitochondrien gebildet und ist der erste spezifische Schritt der Häm-Biosynthese.
Biochemie und Wirkmechanismus
Die Biosynthese der Deltaaminolävulinsäure erfolgt im menschlichen Organismus durch die Kondensation von Succinyl-CoA und Glycin, katalysiert durch das Enzym ALA-Synthase (ALAS), das Pyridoxalphosphat (Vitamin B6) als Kofaktor benötigt. Im weiteren Verlauf der Häm-Biosynthese werden zwei Moleküle ALA durch die ALA-Dehydratase zu Porphobilinogen (PBG) kondensiert. Dieser Schritt ist klinisch bedeutsam, da eine Hemmung der ALA-Dehydratase – etwa durch Blei – zur Akkumulation von ALA führt und eine wichtige Rolle bei der Bleivergiftung spielt.
Bei der therapeutischen Anwendung von extern zugeführter 5-ALA wird diese in Zellen aufgenommen und in der Häm-Biosynthesekette zu Protoporphyrin IX (PpIX) umgewandelt. PpIX akkumuliert bevorzugt in schnell proliferierenden (wachsenden) Zellen, wie Tumorzellen, und wirkt als Photosensibilisator: Bei Bestrahlung mit Licht einer bestimmten Wellenlänge (ca. 635 nm) wird reaktiver Sauerstoff freigesetzt, der zur Zerstörung der Zielzellen führt.
Medizinische Anwendungsgebiete
Photodynamische Therapie (PDT)
Ein wesentliches Anwendungsgebiet von 5-ALA in der Medizin ist die photodynamische Therapie. Dabei wird 5-ALA als Prodrug topisch (auf die Haut aufgetragen) oder systemisch (oral oder intravenös) verabreicht. Nach der Akkumulation von PpIX im Zielgewebe erfolgt die Aktivierung durch Licht, was zur selektiven Zerstörung von Tumorzellen oder anderen pathologischen Geweben führt. Anwendungsgebiete umfassen:
- Aktinische Keratosen (Vorstufen von Hautkrebs)
- Basalzellkarzinom (häufigste Form von Hautkrebs)
- Morbus Bowen (oberflächlicher Plattenepithelkrebs der Haut)
- Zervikale intraepitheliale Neoplasien (CIN)
Fluoreszenzgesteuerte Neurochirurgie
Ein bedeutsames Einsatzgebiet von oral verabreichtem 5-ALA (Handelsname Gliolan) ist die fluoreszenzgesteuerte Resektion von malignen Hirntumoren, insbesondere des Glioblastoms. Da Tumorzellen PpIX anreichern, leuchten sie unter violettem Licht (405 nm) rot-rosa auf, was dem Neurochirurgen eine präzisere Abgrenzung des Tumorgewebes gegenüber gesundem Hirngewebe ermöglicht und die Vollständigkeit der Tumorresektion verbessert.
Diagnostische Bedeutung bei Porphyrien
Erhöhte ALA-Konzentrationen im Urin dienen als wichtiger diagnostischer Marker für bestimmte Porphyrien – eine Gruppe von Stoffwechselerkrankungen, bei denen die Häm-Biosynthese gestört ist – sowie für eine Bleivergiftung. Die Bestimmung von ALA im 24-Stunden-Urin ist ein Standardverfahren in der Differenzialdiagnostik von Porphyrien.
Diagnostische Marker und Laborbefunde
Die Messung von Delta-Aminolävulinsäure im Urin ist klinisch relevant bei folgenden Erkrankungen:
- Akute intermittierende Porphyrie (AIP): stark erhöhte ALA- und PBG-Werte im Urin
- ALA-Dehydratase-Mangel-Porphyrie (ADP): sehr seltene, stark erhöhte ALA-Werte
- Hereditäre Koproporphyrie und Porphyria variegata: mäßig erhöhte ALA-Werte
- Bleivergiftung (Saturnismus): erhöhte ALA-Ausscheidung durch Hemmung der ALA-Dehydratase
Sicherheit und Nebenwirkungen
Die Anwendung von 5-ALA in der photodynamischen Therapie und Fluoreszenzdiagnostik ist im Allgemeinen gut verträglich. Mögliche Nebenwirkungen umfassen:
- Photosensibilisierung: erhöhte Lichtempfindlichkeit der Haut nach systemischer Gabe
- Lokale Reaktionen bei topischer Anwendung: Rötung, Brennen, Schmerzen an der Applikationsstelle
- Übelkeit und Erbrechen (selten bei oraler Gabe)
- Erhöhte Leberwerte (transient, bei systemischer Anwendung möglich)
Patienten, die 5-ALA erhalten haben, sollten intensive Licht- und Sonneneinstrahlung für mehrere Stunden nach der Anwendung vermeiden.
Quellen
- Puy H, Gouya L, Deybach JC. Porphyrias. The Lancet. 2010;375(9718):924-937. doi:10.1016/S0140-6736(09)61925-5
- Stummer W et al. Fluorescence-guided surgery with 5-aminolevulinic acid for resection of malignant glioma: a randomised controlled multicentre phase III trial. The Lancet Oncology. 2006;7(5):392-401. doi:10.1016/S1470-2045(06)70665-9
- Braathen LR et al. Guidelines on the use of photodynamic therapy for nonmelanoma skin cancer. Journal of the American Academy of Dermatology. 2007;56(1):125-143. doi:10.1016/j.jaad.2006.06.006
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