Arzneistoffe

Nichtdepolarisierende Muskelrelaxanzien

Nichtdepolarisierende Muskelrelaxanzien blockieren kompetitiv den Nikotinrezeptor der motorischen Endplatte. Den Kern bilden die beiden Strukturklassen, der Eliminationsweg als Auswahlkriterium und die Antagonisierung mit Neostigmin oder Sugammadex.

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  • Einordnung: Periphere Muskelrelaxanzien vom Curare-Typ, eingeteilt in Aminosteroide (-curonium) und Benzylisochinoline (-curium).
  • Mechanismus: Kompetitiver Antagonismus am muskulären Nikotinrezeptor ohne Depolarisation; präsynaptische Blockade erklärt den Fade, Zwerchfell erschlafft zuletzt und erholt sich zuerst.
  • Anwendung: Intubation, Relaxation in der Narkose und Beatmung, Rocuronium bei Rapid Sequence Induction; nie ohne Hypnose, da keine zentrale Wirkung.
  • Elimination als Auswahlkriterium: Rocuronium und Vecuronium hepatisch-biliär, Atracurium und Cisatracurium durch Hofmann-Elimination, Mivacurium durch Plasmacholinesterase.
  • UAW: Restblockade mit TOF-Ratio unter 0,9, Anaphylaxie als Klasseneffekt, Histaminfreisetzung bei Atracurium und Mivacurium.
  • Wechselwirkungen: Verstärkung durch volatile Anästhetika, Aminoglykoside, Magnesium und Hypothermie, erhöhte Empfindlichkeit bei Myasthenie.
  • Antagonisierung: Neostigmin mit Parasympatholytikum nur bei beginnender Erholung, Sugammadex kapselt Rocuronium und Vecuronium auch aus tiefer Blockade ein.

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Überblick

Nichtdepolarisierende Muskelrelaxanzien (Curare-Typ) blockieren kompetitiv den nikotinischen Acetylcholinrezeptor der motorischen Endplatte und erschlaffen so die Skelettmuskulatur, ohne sie zu depolarisieren. Sie wirken rein peripher, also weder hypnotisch noch analgetisch.

  • Strukturklassen: Aminosteroide (Steroidgerüst mit Ammoniumgruppen) und Benzylisochinoline (zwei Benzylisochinolinium-Köpfe an einer Diesterkette).
  • Abgrenzung: anders als Succinylcholin keine Faszikulationen, kein K⁺-Anstieg, durch Cholinesterasehemmer aufhebbar.
  • Einsatz: Intubation, Relaxation in der Narkose, Beatmung auf der Intensivstation.

Rocuronium ist der typische Vertreter: schnell anschlagend, mittellang wirksam, gezielt aufhebbar.

Strukturformel von Rocuronium
Rocuronium
Nichtdepolarisierende Muskelrelaxanzien · Leitsubstanz
  • Prinzip: monoquaternäres Aminosteroid, kompetitiver Antagonist am muskulären Nikotinrezeptor
  • Kinetik: nur i. v., überwiegend unverändert biliär eliminiert
  • Einsatz: Intubation, auch bei Rapid Sequence Induction
  • Besonderheit: geringe Potenz, daher viele Moleküle und schneller Anschlag; mit Sugammadex auch aus tiefer Blockade aufhebbar

Vertreter

Die Struktur bestimmt Eliminationsweg und Histaminfreisetzung: Aminosteroide werden über Leber und Galle eliminiert und setzen kaum Histamin frei, Benzylisochinoline zerfallen im Plasma. Sugammadex ist kein Relaxans, sondern das selektive Antidot der Aminosteroide.

Wirkstoffe
Strukturformel von Rocuronium
Aminosteroide Rocuronium schneller Anschlag
Aminosteroide Vecuronium aktiver Metabolit
Benzylisochinoline Atracurium Hofmann plus Esterhydrolyse
Benzylisochinoline Cisatracurium organunabhängige Elimination
Benzylisochinoline Mivacurium kurz, Plasmacholinesterase
Selektives Reversal Sugammadex modifiziertes γ-Cyclodextrin
💡 Merke

Endung -curonium: Aminosteroid, biliär, Sugammadex wirkt. Endung -curium: Benzylisochinolin, Abbau im Plasma.

Wirkmechanismus

Der muskuläre Nikotinrezeptor ist ein ligandengesteuerter Kationenkanal aus (α₁)₂β₁δε, der erst öffnet, wenn beide α-Untereinheiten Acetylcholin (ACh) gebunden haben. Ein Relaxansmolekül an einer α-Bindungsstelle genügt, um den Kanal geschlossen zu halten. Die Physiologie der Endplatte steht unter Neuromuskuläre Übertragung.

Schema der motorischen Endplatte mit Nervenendigung, synaptischem Spalt und Muskelmembran. Am postsynaptischen Rezeptor sitzt links Acetylcholin an beiden α-Untereinheiten mit offenem Kanal, rechts ein Relaxans an einer α-Untereinheit mit geschlossenem Kanal.

Kompetitive Blockade des muskulären Nikotinrezeptors, präsynaptischer Angriff als Ursache des Fade und Antagonisierung durch Neostigmin über die AChE.
  1. Bindung: Die kationischen Ammoniumköpfe imitieren ACh und besetzen die Bindungsstellen, ohne den Kanal zu öffnen.
  2. Endplattenpotenzial ↓: Der Na⁺-Einstrom bleibt aus, die Schwelle für das Muskelaktionspotenzial wird nicht erreicht.
  3. Schlaffe Lähmung: Kraftverlust erst, wenn ein Großteil der Rezeptoren besetzt ist (Sicherheitsreserve der Endplatte).
  4. Kompetition: Mehr ACh im Spalt verdrängt das Relaxans.

Zusätzlich blockieren die Substanzen präsynaptische Nikotinrezeptoren, die bei hochfrequenter Reizung die ACh-Mobilisierung steigern. Daraus folgt der Fade: Bei der Train-of-Four-Stimulation (TOF) nehmen die Antworten von Reiz zu Reiz ab.

Kleine, fein bewegte Muskeln erschlaffen zuerst (Augen, Gesicht, Finger), dann Extremitäten und Rumpf, zuletzt das Zwerchfell. Die Erholung verläuft umgekehrt: Der Patient atmet oft schon, während Schlund- und Atemhilfsmuskulatur noch geschwächt sind.

Wirkungen und Anwendung

Die einzige Wirkung ist die schlaffe Lähmung der Skelettmuskulatur, Bewusstsein und Schmerz bleiben unbeeinflusst.

  • Intubation und Operation: erschlaffte Kiefer- und Kehlkopfmuskulatur erleichtert die Laryngoskopie, Relaxation bei Bauch- und Thoraxeingriffen.
  • Rapid Sequence Induction: Rocuronium hochdosiert statt Succinylcholin, weil es schnell anschlägt und mit Sugammadex sofort aufhebbar ist (Ablauf unter Allgemeinanästhesie).
  • Intensivmedizin: Relaxation zur Beatmung, bevorzugt Cisatracurium.
  • Nur unter Narkose: keine zentrale Wirkung, ohne ausreichende Hypnose droht Wachheit unter Relaxation (Awareness).
  • Antagonisierung mit Neostigmin: ACh im Spalt ↑, immer mit einem Parasympatholytikum gegen muscarinerge Effekte.
  • Antagonisierung mit Sugammadex: kapselt Rocuronium (schwächer Vecuronium) im Plasma 1:1 ein, freies Relaxans folgt dem Gefälle von der Endplatte ins Plasma.

Pharmakokinetik

Permanent geladene quartäre Stickstoffe prägen die Kinetik der ganzen Klasse, der Eliminationsweg trennt die Vertreter.

  • Quartäre Amine: nicht oral resorbierbar, nicht ZNS-gängig, kaum plazentagängig → nur i. v.
  • Rocuronium, Vecuronium: hepatisch-biliär; Vecuronium bildet einen aktiven 3-OH-Metaboliten, der bei Niereninsuffizienz akkumuliert.
  • Atracurium, Cisatracurium: Hofmann-Elimination (Atracurium zusätzlich Esterhydrolyse) zu Laudanosin, das ZNS-gängig und hochkonzentriert krampfauslösend ist.
  • Mivacurium: Spaltung durch die Plasmacholinesterase → kurz wirksam, bei atypischem Enzym stark verlängert (Pharmakogenetik).
  • Arzneiform: Vecuronium als Lyophilisat, weil in Lösung instabil.

Reaktionsschema: quartäres Benzylisochinolinium mit Esterkette reagiert unter Abspaltung eines Protons zu Laudanosin und einem Acrylat-Fragment, darunter die Bedingungen pH und Temperatur.

Hofmann-Elimination: nicht enzymatischer Zerfall zu Laudanosin und Acrylat.
📖 Definition: Hofmann-Elimination

Nicht enzymatischer, pH- und temperaturabhängiger Zerfall einer quartären Ammoniumverbindung mit aktiviertem β-H-Atom zu tertiärem Amin und Acrylat. Leber und Niere sind nicht beteiligt, Azidose und Hypothermie verlangsamen ihn.

Unerwünschte Wirkungen

Allergie und Restblockade betreffen die ganze Klasse, Kreislaufeffekte hängen von der Struktur ab.

UAW warum
Muskel
Restblockade Wirkung überdauert die Narkose → Schlund- und Atemmuskulatur schwach, Hypoxie, Aspiration
Immunsystem
Anaphylaxie quartäres Ammonium als IgE-Epitop; häufige Auslöser perioperativer Anaphylaxie, Kreuzreaktionen
Immunsystem
Histaminfreisetzung (Atracurium, Mivacurium) direkte Mastzelldegranulation durch Benzylisochinoline → Flush, Hypotonie, Bronchospasmus
Herz
Tachykardie (Pancuronium) Vagolyse durch M₂-Blockade am Herzen

Eine Restblockade (Restcurarisierung) liegt vor, wenn die TOF-Ratio bei quantitativer Messung unter 0,9 liegt. Klinische Tests wie Kopfheben sind dafür zu unempfindlich, deshalb wird vor der Extubation quantitativ gemessen.

Kontraindikationen und Wechselwirkungen

Was die präsynaptische ACh-Freisetzung senkt oder den Abbau bremst, verstärkt die Blockade.

  • Volatile Anästhetika: wirken selbst relaxierend und verstärken dosisabhängig (Inhalationsanästhetika).
  • Aminoglykoside, Magnesium: hemmen den präsynaptischen Ca²⁺-Einstrom → weniger ACh-Freisetzung.
  • Hypothermie, Azidose: verlangsamen den Abbau, auch die Hofmann-Elimination.
  • Myasthenia gravis: weniger funktionsfähige Rezeptoren → stark erhöhte Empfindlichkeit.
  • Chronische Antiepileptika (Carbamazepin, Phenytoin): kürzere Wirkung der Aminosteroide durch Enzyminduktion und Rezeptorvermehrung.
  • Sugammadex: bindet auch Gestagene → Wirkverlust hormoneller Kontrazeptiva wie nach einer vergessenen Pille; bei schwerer Niereninsuffizienz nicht empfohlen, weil der Komplex renal ausgeschieden wird.
⚠️ Achtung: Recurarisierung auf Station

Aminoglykoside oder Magnesium i. v. kurz nach der Narkose können eine abklingende Blockade wieder vertiefen. Atmung überwachen.

Unterschiede innerhalb der Klasse

Gewählt wird nach Anschlag, Dauer und Eliminationsweg, weil die Organfunktion über die Wirkdauer entscheidet.

Wirkstoff Anschlag Dauer Elimination Besonderheit
Rocuronium schnell mittel biliär, unverändert RSI, Sugammadex
Vecuronium mittel mittel hepatisch, aktiver Metabolit kreislaufneutral
Atracurium mittel mittel Hofmann, Esterhydrolyse Histamin, Laudanosin
Cisatracurium langsam mittel Hofmann kaum Histamin
Mivacurium mittel kurz Plasmacholinesterase Histamin
A Neostigmin
  • Prinzip: ACh ↑, verdrängt das Relaxans
  • Blocktiefe: nur bei beginnender Erholung (Ceiling-Effekt)
  • Spektrum: alle nichtdepolarisierenden Relaxanzien
B Sugammadex
  • Prinzip: Einkapselung, freies Relaxans ↓
  • Blocktiefe: auch tiefe Blockade
  • Spektrum: nur Rocuronium, Vecuronium
Prüferinnenfrage
Warum relaxieren Sie einen Intensivpatienten mit Leber- und Nierenversagen mit Cisatracurium?
Antwort anzeigen

Rocuronium und Vecuronium brauchen Leber und Galle, der aktive Vecuronium-Metabolit zusätzlich die Niere, beide würden kumulieren. Cisatracurium zerfällt organunabhängig durch Hofmann-Elimination. Gegenüber Atracurium ist es potenter, entsprechend entsteht weniger Laudanosin, und es setzt kaum Histamin frei. Hypothermie und Azidose verlangsamen allerdings auch diesen Abbau.

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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.

Aussage 1

Mivacurium wird überwiegend durch Hofmann-Elimination abgebaut.

Mivacurium wird durch die Plasmacholinesterase gespalten, daher die kurze Wirkdauer und die Verlängerung bei atypischem Enzym. Hofmann-Elimination betrifft Atracurium und Cisatracurium.

Wer bin ich?

Reihenfolge

Zuordnen

Aussage 5

Sugammadex hebt auch eine Blockade durch Cisatracurium auf.

Sugammadex kapselt nur die Aminosteroide Rocuronium und Vecuronium ein. Bei Benzylisochinolinen wie Cisatracurium wird mit Neostigmin antagonisiert.

Warum?

Aussage 7

Unter einem nichtdepolarisierenden Relaxans erschlafft das Zwerchfell als erster Muskel.

Zuerst erschlaffen kleine Muskeln wie Augen-, Gesichts- und Fingermuskeln, das Zwerchfell zuletzt. Es erholt sich dafür als erstes.

Aussage 8

Ein Relaxansmolekül an einer der beiden α-Untereinheiten genügt, um den Kanal des Nikotinrezeptors geschlossen zu halten.

Der Kanal öffnet erst, wenn beide α-Untereinheiten ACh gebunden haben, eine besetzte Bindungsstelle reicht also für die Blockade.

Aussage 9

Aminoglykoside verstärken die Blockade, weil sie den präsynaptischen Ca²⁺-Einstrom und damit die ACh-Freisetzung senken.

Weniger freigesetztes ACh kann das Relaxans schlechter verdrängen, deshalb droht nach der Narkose eine Recurarisierung.

Prüferin fragt

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