Ammoniak

Ammoniak (giftiger Stickstoffstoffwechselstoff) ist ein stickstoffhaltiges Stoffwechselprodukt (Abbauprodukt des Eiweißstoffwechsels), das vor allem bei der intestinalen Proteolyse (Eiweißverdauung im Darm), der bakteriellen Metabolisierung stickstoffhaltiger Substrate im Darm sowie beim Aminosäurestoffwechsel (Eiweißstoffwechsel) entsteht. Im Organismus wird Ammoniak überwiegend in der Leber (zentrales Stoffwechselorgan) durch den Harnstoffzyklus (Entgiftungsprozess der Leber) entgiftet; zusätzlich trägt die Glutaminsynthese (Bildung einer Transportform für Ammoniak) in Leber, Muskulatur und Gehirn zur Ammoniakbindung bei.

In der klinischen Labordiagnostik dient die Bestimmung von Ammoniak im Plasma vorrangig der Abklärung einer Hyperammonämie (erhöhter Ammoniakspiegel im Blut) bei Verdacht auf hepatische Enzephalopathie (Hirnfunktionsstörung bei Lebererkrankung), akutes Leberversagen (plötzlicher Ausfall der Leberfunktion), portosystemische Shunts (Umgehungskreisläufe an der Leber), Harnstoffzyklusdefekte (angeborene Störungen der Ammoniakentgiftung) oder medikamentös/toxisch bedingte Störungen des Ammoniakstoffwechsels (durch Medikamente oder Gifte verursachte Stoffwechselstörungen) [1-5].

Synonyme

• NH3
• Plasma-Ammoniak
• Blutammoniak
• Ammonium/Ammoniak (methodenabhängig)

Das Verfahren

• Benötigtes Material
  • EDTA-Plasma
  • Alternativ je nach Labor Heparinplasma; Referenzbereiche und Präanalytik (Einflussfaktoren vor der Analyse) sind methoden- und laborabhängig
• Vorbereitung des Patienten
  • Keine einheitlich obligate spezielle Vorbereitung; körperliche Belastung unmittelbar vor der Blutentnahme sollte vermieden werden
  • Interpretation immer im klinischen Kontext (Zusammenhang mit dem Krankheitsbild) sowie unter Berücksichtigung der Präanalytik (Einflussfaktoren vor der Analyse)
• Störfaktoren
  • Verzögerte Probenverarbeitung mit falsch hohen Werten
  • Hämolyse (Auflösung roter Blutkörperchen), schwierige Venenpunktion (Blutabnahme aus der Vene), prolongierte Stauung, Muskelarbeit/Faustschluss, Probenkontamination (Verunreinigung der Probe)
  • Nicht ausreichend gekühlter oder nicht zeitnah verarbeiteter Probentransport
  • Unterschiede zwischen arteriellem (Blut aus Arterien), venösem (Blut aus Venen) und kapillärem Material (Blut aus kleinen Gefäßen)
  • Methodische und laborinterne Unterschiede der Referenzbereiche
• Methode
  • Enzymatische Bestimmung, meist auf EDTA-Plasma
  • Präanalytisch bevorzugt gekühlter Transport und rasche Zentrifugation (Trennung der Blutbestandteile)/Analyse; neuere Daten sprechen dafür, dass auch nicht unter Idealbedingungen verarbeitete Proben nicht grundsätzlich verworfen, sondern mit geeignetem Befundkommentar beurteilt werden sollten [4-6]

Normbereiche (je nach Labor)

Normbereiche sind methoden- und laborabhängig.

Indikationen 

• Verdacht auf hepatische Enzephalopathie (Hirnfunktionsstörung bei Lebererkrankung) bei akuter oder chronischer Lebererkrankung
• Akute Bewusstseinsstörung (plötzliche Störung des Bewusstseins) unklarer Genese (unbekannter Ursache), insbesondere bei möglicher Leberbeteiligung
• Verdacht auf akutes Leberversagen (plötzlicher Ausfall der Leberfunktion)
• Verdacht auf portosystemische Shunts (Umgehungskreisläufe an der Leber)
• Verdacht auf Harnstoffzyklusdefekte (angeborene Störungen der Ammoniakentgiftung) oder andere angeborene Störungen des Stickstoffstoffwechsels (Eiweißstoffwechselstörungen)
• Abklärung einer medikamentös induzierten Hyperammonämie (durch Medikamente verursachter erhöhter Ammoniakspiegel im Blut), insbesondere unter Valproat
• Verlaufskontrolle bei bekannter Hyperammonämie (erhöhter Ammoniakspiegel im Blut) in ausgewählten klinischen Konstellationen

Interpretation

• Erhöhte Werte
  • Leberzirrhose (narbiger Umbau der Leber), portosystemische Shunts (Umgehungskreisläufe an der Leber), hepatische Enzephalopathie (Hirnfunktionsstörung bei Lebererkrankung), akutes Leberversagen (plötzlicher Ausfall der Leberfunktion) [1-3]
  • Harnstoffzyklusdefekte (angeborene Störungen der Ammoniakentgiftung) und andere angeborene Stoffwechselstörungen (Erkrankungen des Stoffwechsels) [2, 5]
  • Medikamentenassoziiert (durch Medikamente bedingt), insbesondere unter Valproat; ferner u. a. unter einzelnen Chemotherapeutika (Krebsmedikamente)/asparaginasehaltigen Regimen und in weiteren toxischen Konstellationen (Vergiftungen) möglich [2, 5]
  • Vermehrte Ammoniakproduktion (erhöhte Bildung von Ammoniak), z. B. bei gastrointestinaler Blutung (Blutung im Magen-Darm-Trakt), Infektionen mit ureasebildenden Erregern (bestimmte Bakterien), erhöhter Proteinkatabolie (vermehrter Eiweißabbau), Krampfanfällen oder prolongierter intensiver Muskelarbeit [2, 5]
  • Hypokaliämie (niedriger Kaliumspiegel) kann die renale Ammoniagenese (Ammoniakbildung in der Niere) steigern und Hyperammonämien (erhöhte Ammoniakspiegel im Blut) begünstigen [2, 5]
  • Präanalytisch (vor der Laboranalyse) bedingte falsch hohe Werte sind häufig und müssen immer ausgeschlossen werden [4-6]
• Erniedrigte Werte
  • In der Regel ohne eigenständige klinische Relevanz
• Spezifische Konstellationen
  • Ein normaler Ammoniakwert schließt eine hepatische Enzephalopathie (Hirnfunktionsstörung bei Lebererkrankung) nicht sicher aus; umgekehrt beweist ein erhöhter Wert die Diagnose nicht allein [1-3]
  • Die Korrelation (Zusammenhang) zwischen Plasma-Ammoniak und Schweregrad der hepatischen Enzephalopathie (Hirnfunktionsstörung bei Lebererkrankung) ist insgesamt nur begrenzt [1-3]
  • Bei Leberzirrhose (narbiger Umbau der Leber) ist ein auf den laborinternen oberen Referenzwert normierter Ammoniakquotient (AMM-ULN) ab 1,4 mit einem erhöhten Risiko für leberbezogene Komplikationen (Folgeerkrankungen der Leber) und Mortalität (Sterblichkeit) assoziiert [1]

Weiterführende Diagnostik

• Leberparameter – Alanin-Aminotransferase (ALT, GPT), Aspartat-Aminotransferase (AST, GOT), Gamma-Glutamyl-Transferase (Gamma-GT, GGT), alkalische Phosphatase (AP), Bilirubin
• Nierenparameter – Kreatinin, Harnstoff
• Gerinnungsparameter – INR/Quick, partielle Thromboplastinzeit (PTT), Fibrinogen
• Blutgasanalyse (Untersuchung der Blutgase), Lactat, Glucose, Elektrolyte, insbesondere Kalium
• Bei Verdacht auf hepatische Enzephalopathie (Hirnfunktionsstörung bei Lebererkrankung): Suche nach Auslösern wie Infektion (Infekt), gastrointestinaler Blutung (Blutung im Magen-Darm-Trakt), Obstipation (Verstopfung), Dehydratation (Flüssigkeitsmangel), Elektrolytstörung (Störung der Mineralstoffe), Sedativa/Opioide (beruhigende bzw. starke Schmerzmittel)
• Bei Verdacht auf nichthepatische Hyperammonämie (erhöhter Ammoniakspiegel im Blut ohne Leberursache): Aminosäuren im Plasma, organische Säuren im Urin, Acylcarnitinprofil, Harnstoffzyklusdiagnostik, ggf. genetische Diagnostik (Erbgutuntersuchung) [2,5]
• Bei Verdacht auf portosystemische Shunts (Umgehungskreisläufe an der Leber) oder strukturelle Lebererkrankung: Sonographie (Ultraschall), Computertomographie (CT) oder Magnetresonanztomographie (MRT) je nach klinischer Fragestellung

Klinische Hinweise

• Die Ammoniakbestimmung ist besonders präanalytisch (vor der Laboranalyse) störanfällig; klinisch unerwartete Erhöhungen sollten bei Verdacht auf Präanalytikfehler zeitnah kontrolliert werden [4-6]
• Bei akuter Enzephalopathie (Hirnfunktionsstörung) und Lebererkrankung sollte Plasma-Ammoniak korrekt präanalytisch gemessen werden; für die Routinediagnose einer stabilen chronischen hepatischen Enzephalopathie (Hirnfunktionsstörung bei Lebererkrankung) ist der Wert allein jedoch nicht ausreichend [2, 3]
• Bei Erwachsenen gelten deutlich erhöhte Werte, insbesondere >100 µmol/l, als potenziell dringlich; in neonatologischen/pädiatrischen Konstellationen (bei Neugeborenen und Kindern) gelten altersabhängig andere Schwellen [2, 5]
• Bei klinischem Verdacht auf Harnstoffzyklusdefekt (angeborene Störung der Ammoniakentgiftung) oder schwere nichthepatische Hyperammonämie (erhöhter Ammoniakspiegel im Blut ohne Leberursache) handelt es sich um einen metabolischen Notfall (lebensbedrohliche Stoffwechselentgleisung) [2, 5]
• Das bereits in Ihrem Ausgangstext enthaltene prognostische Konzept des AMM-ULN ist valide und sollte beibehalten werden; ein AMM-ULN ≥1,4 war in einer großen Kohorte mit erhöhtem Risiko für Hospitalisation (Krankenhausaufnahme) wegen leberbezogener Komplikationen (Folgeerkrankungen der Leber) und für Mortalität (Sterblichkeit) assoziiert [1]

Literatur

1. Tranah TH, Ballester MP, Oria M, Lauridsen M, Tandon P, Bajaj JS et al.: Plasma ammonia levels predict hospitalisation with liver-related complications and mortality in clinically stable outpatients with cirrhosis. J Hepatol. 2022;77(6):1554-1563. https://doi.org/10.1016/j.jhep.2022.07.014
2. Bélanger-Quintana A, García MJ, Castro M, Desviat LR, Pérez B, Richard E et al.: Recommendations for the diagnosis and therapeutic management of hyperammonaemia in paediatric and adult patients. Nutrients . 2022 Jul 2;14(13):2755. doi: 10.3390/nu14132755.
3. Montagnese S, Lauridsen M, Vilstrup H, Bajaj JS, Simon-Talero M, Karsdal MA et al.: EASL Clinical Practice Guidelines on the management of hepatic encephalopathy. J Hepatol. 2022;77(3):807-824. https://doi.org/10.1016/j.jhep.2022.06.001
4. Lee F, Frederick T. Hepatic Encephalopathy-A Guide to Laboratory Testing. Clin Liver Dis. 2024;28(2):225-236. https://doi.org/10.1016/j.cld.2024.01.003
5. Meier C, Burns K, Manolikos C, Fatovich D, Bell DA. Hyperammonaemia: review of the pathophysiology, aetiology and investigation. Pathology. 2024;56(6):763-772. https://doi.org/10.1016/j.pathol.2024.06.002
6. Bowron A, Osgood V. Acceptability of plasma ammonia results when samples are not transported and processed under ideal conditions. Ann Clin Biochem. 2024;61(3):230-232. https://doi.org/10.1177/00045632241232931