Arzneistoffe

Adenosin und Magnesium

Adenosin und Magnesiumsulfat sind nicht klassifizierte Antiarrhythmika für die Akuttherapie. Den Kern bilden der A₁-vermittelte, sekundenkurze AV-Block durch Adenosin mit der daraus folgenden Gabetechnik und den Interaktionen mit Theophyllin und Dipyridamol sowie die Unterdrückung früher Nachdepolarisationen durch Magnesium bei Torsade de pointes.

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  • Einordnung: Adenosin und Magnesiumsulfat sind nicht klassifizierte Antiarrhythmika, nur intravenös und nur akut.
  • Mechanismus Adenosin: A₁-Agonist, Gβγ öffnet GIRK-Kanäle und Gαᵢ senkt cAMP, daraus folgt ein transienter AV-Block, der AVNRT und AVRT beendet und Vorhofflattern demaskiert.
  • Kinetik und Gabe: Halbwertszeit unter 10 s durch ENT1-Aufnahme und Desaminierung, daher schneller herznaher Bolus mit sofortigem Nachspülen unter EKG-Monitoring.
  • Magnesium: physiologischer Ca²⁺-Antagonist, hemmt frühe Nachdepolarisationen und ist erstes Mittel bei Torsade de pointes, renal eliminiert.
  • UAW: Adenosin Flush (A₂A), Dyspnoe, Brustdruck, kurze Asystolie; Magnesium Hypotonie, Areflexie und Atemdepression bei Überdosierung.
  • KI und WW: Adenosin nicht bei Asthma, höhergradigem AV-Block und WPW mit Vorhofflimmern; Dipyridamol verstärkt, Theophyllin schwächt ab; Calciumgluconat ist Antidot für Magnesium.

Überblick

Adenosin und Magnesium sind Antiarrhythmika, die sich keiner Vaughan-Williams-Klasse zuordnen lassen (Klassifikation der Antiarrhythmika). Beide werden nur intravenös und akut gegeben, nie zur Dauertherapie. Adenosin blockiert den AV-Knoten für Sekunden, Magnesium unterdrückt den Trigger der Torsade de pointes.

  • Adenosin: endogenes Purinnukleosid, Agonist am A₁-Rezeptor von Sinus- und AV-Knoten → transienter AV-Block; Mittel der Wahl bei AV-Knoten-abhängigen supraventrikulären Tachykardien (SVT), wenn vagale Manöver versagen.
  • Magnesiumsulfat: physiologischer Ca²⁺-Antagonist → frühe Nachdepolarisationen ↓; erstes Mittel bei Torsade de pointes, auch bei normalem Serum-Mg²⁺.
  • Abgrenzung: keine QT-Verlängerung und keine Dauerexposition, daher ohne das proarrhythmische Langzeitrisiko der Klassen I und III.

Typischer Vertreter ist Adenosin, Magnesiumsulfat steht als zweites, ionisches Wirkprinzip daneben.

Strukturformel von Adenosin
Adenosin
Nicht klassifiziertes Antiarrhythmikum · Leitsubstanz
  • Prinzip: A₁-Agonist, K⁺-Kanal-Öffnung und cAMP ↓ im AV-Knoten → AV-Block für Sekunden
  • Kinetik: Halbwertszeit unter 10 s durch zelluläre Aufnahme und Desaminierung
  • Einsatz: Terminierung von AVNRT und AVRT, diagnostische Demaskierung von Vorhofflattern
  • Besonderheit: Wirkung durch Theophyllin abgeschwächt, durch Dipyridamol verstärkt

Vertreter

Die beiden Wirkstoffe teilen die Akutindikation, nicht den Mechanismus: Adenosin wirkt rezeptorvermittelt, Magnesium als Ion direkt an Ionenkanälen und Enzymen. Adenosin ist zugleich der endogene Ligand der Adenosinrezeptoren und wird auch zur pharmakologischen Stress-Perfusionsbildgebung genutzt (dort zusätzlich der selektive A₂A-Agonist Regadenoson).

Wirkstoffe
Strukturformel von Adenosin
Purinnukleosid (A₁-Agonist) Adenosin i.v.-Bolus, wirkt Sekunden
Strukturformel von Magnesiumsulfat
Elektrolyt (Ca²⁺-Antagonist) Magnesiumsulfat i.v.-Infusion

Wirkmechanismus

Adenosin wirkt über G-Protein-gekoppelte Purinrezeptoren, deren Subtypen die erwünschten und unerwünschten Wirkungen verteilen.

📖 Definition: Adenosinrezeptoren

GPCR mit vier Subtypen (A₁, A₂A, A₂B, A₃). Pharmakologisch zählen A₁ (Gᵢ/ₒ, Sinus- und AV-Knoten, Vorhof) und A₂A (Gₛ, glatte Gefäßmuskulatur, Koronarien); Methylxanthine blockieren beide unselektiv.

  1. Bindung: Adenosin aktiviert A₁-Rezeptoren an Zellen von Sinus- und AV-Knoten.
  2. Gβγ: öffnet GIRK-Kanäle (IK,Ado, identisch mit IK,ACh) → K⁺-Ausstrom, Hyperpolarisation.
  3. Gαᵢ: Adenylylcyclase ↓ → cAMP ↓ → L-Typ-Ca²⁺-Strom und If ↓ (antiadrenerg).
  4. Folge: AV-Überleitung verlangsamt bis zum transienten AV-Block → ein Reentry über den AV-Knoten bricht ab.

Schema einer AV-Knotenzelle mit A₁-Rezeptor, Gi-Protein, gehemmter Adenylylcyclase, geöffnetem Kaliumkanal und gehemmtem Calciumkanal sowie einer Gefäßmuskelzelle mit A₂A-Rezeptor

Adenosin: A₁ (Gᵢ) verlangsamt die AV-Überleitung bis zum transienten Block, A₂A (Gₛ) erweitert die Gefäße

Magnesium wirkt als physiologischer Calciumantagonist: Es hemmt L-Typ-Ca²⁺-Kanäle und stabilisiert als Cofaktor der Na⁺/K⁺-ATPase das Membranpotenzial. Bei Torsade de pointes entscheidend ist die Hemmung früher Nachdepolarisationen (EAD), die bei verlängerter Plateauphase durch Reaktivierung von L-Typ-Kanälen entstehen. Magnesium beseitigt so den Trigger, ohne die QT-Zeit wesentlich zu verkürzen.

Zwei Aktionspotenzialkurven, oben mit früher Nachdepolarisation in der Plateauphase, unten unter Magnesium ohne Nachdepolarisation

Magnesium unterdrückt frühe Nachdepolarisationen bei weiterhin verlängerter Repolarisation

Wirkungen und Anwendung

Adenosin nutzt aus, dass viele regelmäßige Schmalkomplextachykardien den AV-Knoten als Teil des Erregungskreises brauchen.

  • AVNRT und AVRT: Adenosin terminiert, weil der AV-Knoten im Kreis liegt; nach erfolglosen vagalen Manövern (Herzrhythmusstörungen).
  • Diagnostische Demaskierung: Bei Vorhofflattern oder atrialer Tachykardie liegt der Kreis im Vorhof; der kurze AV-Block terminiert nicht, macht aber Flatterwellen sichtbar. Auch bei Breitkomplextachykardie mit wahrscheinlicher SVT möglich.
  • Torsade de pointes: Magnesiumsulfat i.v. als erstes Mittel, beim elektrischen Sturm mit polymorpher Kammertachykardie zusammen mit K⁺ (Auslöser und QT-Zeit: Klasse-III-Antiarrhythmika).
  • Hypomagnesiämie: i.v.-Ausgleich bei symptomatischem Mangel (Calcium- und Magnesiumstörungen); orale Gabe unter Spurenelemente und Mineralstoffe.
  • Rand: Präeklampsie und Eklampsie (Krampfprophylaxe), schwerer Asthmaanfall mit schlechtem Ansprechen (Bronchodilatation über Ca²⁺-Antagonismus).

Pharmakokinetik

Adenosin verschwindet innerhalb von Sekunden aus dem Plasma, daraus folgt die gesamte Gabetechnik.

  • Elimination Adenosin: Aufnahme in Erythrozyten und Endothel über den Nukleosidtransporter ENT1, dann Desaminierung (Adenosin-Desaminase → Inosin) oder Phosphorylierung zu AMP; \(t_{1/2}\) unter 10 s.
  • Gabetechnik: schneller Bolus in eine große, möglichst herznahe Vene, sofort mit NaCl-Lösung nachspülen; unter EKG-Monitoring und Defibrillationsbereitschaft. Wirkung nach Sekunden, nach etwa einer Minute abgeklungen.
  • Magnesium: i.v. für den raschen Effekt, Elimination unverändert renal (glomerulär filtriert) → Kumulation bei Niereninsuffizienz; Kontrolle von Serumspiegel, Patellarsehnenreflex und Atemfrequenz.

Ablaufschema vom intravenösen Bolus über Aufnahme in Erythrozyten und Abbau zu Inosin bis zum A₁-Rezeptor am AV-Knoten, mit markierter Hemmung durch Dipyridamol und Theophyllin

Schneller Abbau von Adenosin und die Angriffspunkte von Dipyridamol und Theophyllin
Prüferinnenfrage
Warum spritzen Sie Adenosin als schnellen Bolus und spülen sofort nach?
Antwort anzeigen

Weil Erythrozyten und Endothel Adenosin über ENT1 innerhalb von Sekunden aufnehmen und abbauen. Bei langsamer Injektion oder peripherer Vene erreicht der AV-Knoten keine ausreichend hohe Spitzenkonzentration, und der Block bleibt aus. Die kurze Halbwertszeit macht die Gabe zugleich sicher: Eine Asystolie endet von selbst.

Unerwünschte Wirkungen

Die UAW von Adenosin sind Rezeptoreffekte und klingen wegen der kurzen Halbwertszeit innerhalb einer Minute ab, sollten aber vorher angekündigt werden. Bei Magnesium sind sie konzentrationsabhängig und Zeichen der Überdosierung.

UAW warum
Gefäße · ZNS
Flush, Kopfdruck (Adenosin) A₂A → Vasodilatation
Atmung
Dyspnoe, Bronchospasmus (Adenosin) Adenosinrezeptoren an Bronchien und Mastzellen (A₁, A₂B)
Herz
Brustdruck (Adenosin) Erregung kardialer Schmerzafferenzen über A₁
Herz
Kurze Asystolie, Bradykardie (Adenosin) gewollter A₁-Effekt an Sinus- und AV-Knoten, überschießend
Herz
Vorhofflimmern (Adenosin, selten) atriale Refraktärzeit über IK,Ado verkürzt
Gefäße
Wärmegefühl, Hypotonie (Mg²⁺) Ca²⁺-Antagonismus an Gefäßen
Muskel
Areflexie, Muskelschwäche (Mg²⁺) Ca²⁺-abhängige ACh-Freisetzung an der motorischen Endplatte ↓
Atmung · Herz
Atemdepression, AV-Block, Herzstillstand (Mg²⁺) bei Überdosierung: Atemmuskulatur und Erregungsleitung gehemmt

Kontraindikationen und Wechselwirkungen

Die Kontraindikationen von Adenosin folgen aus Bronchialwirkung und AV-Blockade, die Wechselwirkungen aus Abbau und Rezeptor.

  • Asthma bronchiale, schwere COPD: Bronchospasmus.
  • AV-Block II./III. Grades, Sick-Sinus-Syndrom (ohne Schrittmacher): Gefahr anhaltender Asystolie.
  • Präexzitation mit Vorhofflimmern: siehe Achtung.
  • Dipyridamol (Thrombozytenaggregationshemmer): hemmt ENT1 → Abbau ↓ → Wirkung stark verstärkt und verlängert; Adenosin meiden oder deutlich reduziert geben.
  • Methylxanthine (Theophyllin, Coffein): kompetitive Antagonisten an Adenosinrezeptoren → Wirkung abgeschwächt (Theophyllin).
  • Magnesium: kontraindiziert bei schwerer Niereninsuffizienz (Kumulation), AV-Block und Myasthenia gravis; verstärkt nichtdepolarisierende Muskelrelaxanzien und die Hypotonie unter Calciumkanalblockern.
  • Antidot: Calciumgluconat i.v. hebt die Mg²⁺-Wirkung auf, weil Ca²⁺ an denselben Stellen konkurriert.
⚠️ Achtung: Adenosin bei WPW mit Vorhofflimmern

Blockiert Adenosin den AV-Knoten, laufen die Flimmerimpulse ungebremst über die akzessorische Bahn: Gefahr von Kammerflimmern. Zudem kann Adenosin selbst Vorhofflimmern auslösen.

Fall aus der Apotheke
Adenosin ohne Wirkung

Die Notaufnahme fragt in der Klinikapotheke an: Ein Patient mit AVNRT hat zwei Adenosin-Boli korrekt erhalten, die Tachykardie läuft weiter. In der Dauermedikation steht Theophyllin retard wegen COPD.

  1. Warum wirkt Adenosin nicht?
  2. Was wäre zu erwarten, wenn der Patient stattdessen Dipyridamol einnähme?
Lösung anzeigen
  1. Theophyllin ist ein kompetitiver Antagonist an A₁-Rezeptoren und verdrängt Adenosin am AV-Knoten, der Block bleibt aus. Bei COPD ist Adenosin wegen möglichem Bronchospasmus ohnehin nur mit Vorsicht einsetzbar.
  2. Dipyridamol hemmt die Aufnahme über ENT1, Adenosin wird kaum abgebaut. Der AV-Block wäre stärker und länger, mit Gefahr einer anhaltenden Asystolie; Adenosin daher meiden oder nur deutlich reduziert geben.

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wie in der mündlichen Prüfung iBei „Prüferin fragt“ antwortest du erst selbst, laut oder im Kopf, deckst dann die Antwort auf und hakst ab, welche Kernpunkte du genannt hast. Danach kommen Nachfragen wie in der echten Prüfung. Die übrigen Karten (Zuordnen, Reihenfolge, Warum, Richtig oder falsch) prüfen das Wissen, das du dafür brauchst.

Lückentext

Reihenfolge

Aussage 3

Adenosin wirkt am AV-Knoten über Gₛ-gekoppelte A₁-Rezeptoren und erhöht dort cAMP.

A₁-Rezeptoren sind Gᵢ/ₒ-gekoppelt und senken cAMP; zusätzlich öffnet Gβγ GIRK-Kanäle. Gₛ-gekoppelt ist der A₂A-Rezeptor an Gefäßen.

Aussage 4

Der Flush nach Adenosingabe beruht auf einer A₂A-vermittelten Vasodilatation.

A₂A-Rezeptoren der glatten Gefäßmuskulatur sind Gₛ-gekoppelt und vermitteln die Gefäßerweiterung.

Zuordnen

Warum?

Aussage 7

Magnesium wird überwiegend hepatisch eliminiert, daher ist die Nierenfunktion für seine Anwendung unerheblich.

Magnesium wird unverändert renal eliminiert und kumuliert bei Niereninsuffizienz; schwere Niereninsuffizienz ist eine Kontraindikation.

Aussage 8

Magnesium beendet Torsade de pointes vor allem, indem es die QT-Zeit deutlich verkürzt.

Magnesium hemmt frühe Nachdepolarisationen als Trigger der Torsade, die QT-Zeit verkürzt es kaum.

Aussage 9

Dipyridamol verstärkt und verlängert die Adenosinwirkung, weil es die zelluläre Aufnahme über ENT1 hemmt.

Ohne Aufnahme in Erythrozyten und Endothel wird Adenosin kaum abgebaut, der AV-Block wird stärker und länger.

Prüferin fragt

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