Ein Muskelrelaxans (Plural: Muskelrelaxanzien oder Muskelrelaxantia, auch Muskelrelaxantien) oder Myotonolytikum (Plural: Myotonolytika), kurz auch Relaxans (Plural: Relaxanzien) genannt, ist eine Substanz, die eine reversible (vorübergehende) Entspannung der Skelettmuskulatur bewirkt. Entsprechend dem Wirkmechanismus unterscheidet man zwischen direkt an der motorischen Endplatte des Muskels angreifenden peripheren Muskelrelaxanzien und zentralen Muskelrelaxanzien, die im Zentralnervensystem den Muskeltonus herabsetzen. Viele muskelrelaxierende Stoffe werden als Arzneimittel verwendet: Periphere Muskelrelaxanzien werden zur Durchführung von Narkosen im Rahmen von Operationen eingesetzt, um den Tonus der Skelettmuskulatur herabzusetzen oder gänzlich aufzuheben, zentrale Muskelrelaxanzien zur Behandlung von spinal ausgelösten Spastiken oder lokalen Muskelspasmen.
Periphere Muskelrelaxanzien Periphere Muskelrelaxanzien blockieren die neuromuskuläre Reizübertragung an den motorischen Endplatten, was eine reversible Lähmung hervorruft, die der Organismus aber selbständig abbaut. Die Dauer dafür ist abhängig von der Dosierung. Durch die Gabe von Antagonisten (Neostigmin, Sugammadex) kann die Wirkung aktiv aufgehoben werden, z. B. am Ende einer Operation oder Problemen bei der Atemwegssicherung. Durch den routinemäßigen Einsatz der Relaxometrie ist ein Relaxanzüberhang nach einer Narkose nahezu ausgeschlossen.
Wirkungsweise Motorische Endplatte mini|rechts|An der neuromuskulären Endplatte findet die Erregungsübertragung von einer Nervenzelle auf eine Muskelzelle statt. Im Bereich unter der präsynaptischen Zellmembran enthält das terminalen Axon in synaptischen Vesikeln abgepackte Moleküle des Neurotransmitters Acetylcholin, die durch Exozytose in den synaptischen Spalt freigesetzt werden.
Muskelrelaxanzien sind Hemmstoffe der neuromuskulären Übertragung an der motorischen Endplatte. Diese ist der Ort der Übertragung der Erregung von einer Nervenzelle auf die Muskelfaser.
Bei Erregung der Nervenzelle wird der Botenstoff Acetylcholin aus Vesikeln über die axonalen Freisetzungsstellen in den synaptischen Spalt abgegeben. Das Acetylcholin diffundiert zu den Rezeptoren der Muskelzelle, bindet dort und führt durch eine Änderung der allosterischen Konfiguration der Rezeptormoleküle zu einem Einstrom von Natrium-Ionen in die Muskelzelle. Damit kommt es zu einer Depolarisation des Membranpotentials zur Erregung und Kontraktion der Muskelzelle.
Acetylcholin wird rasch durch Diffusion und enzymatischen Abbau (Acetylcholinesterase) aus dem synaptischen Spalt entfernt. Damit sind die Bindungsstellen am Rezeptor frei und stehen für erneute Erregung zur Verfügung.
Wirkung der Muskelrelaxanzien Die Substanzen lagern sich an die nikotinischen Acetylcholinrezeptoren einer Muskelzelle an. Bei der Erregung einer motorischen Nervenzelle wird dann zwar der Neurotransmitter Acetylcholin freigesetzt, doch kann dieser Botenstoff wegen der blockierten Rezeptoren an den zugeordneten Muskelzellen nicht adäquat wirken. Die Steuerung von Muskelkontraktionen durch Nervenimpulse ist unterbrochen. Der Muskel ist somit vorübergehend gelähmt, aktive Bewegungen sind ausgeschlossen.
Nichtdepolarisierende Nichtdepolarisierende Muskelrelaxanzien binden als kompetitive Antagonisten (hemmend) an den Rezeptor, ohne eine Depolarisation der Muskelzellmembran auszulösen. Durch die Blockade wird die Wirkung des Acetylcholins verhindert. Durch eine Erhöhung der Acetylcholinkonzentration kann die Wirkung durchbrochen werden. Dabei werden meist Cholinesterasehemmer wie Neostigmin eingesetzt, welche allerdings zusätzlich die Gabe von einem Vagolytikum erforderlich machen, da sie nicht spezifisch an der motorischen Endplatte angreifen. Der Chelatbildner Sugammadex, ein die Wirkung von Rocuronium aufhebendes Cyclodextrin, hat indessen keine parasympathischen Nebenwirkungen.
Depolarisierende Depolarisierende Muskelrelaxanzien wirken als Agonisten (erregend) am Rezeptor, sie lösen eine lang anhaltende Depolarisation aus. Dabei führen sie am Anfang zu einer kurzen Kontraktion der Muskeln, was beim Patienten als Faszikulieren (unkoordiniertes Muskelzittern) beobachtet wird, und gehen dann in eine schlaffe Lähmung über. Die fortbestehende Depolarisation verhindert eine erneute Erregung durch Acetylcholin, der Muskel ist unerregbar. Die Wirkung ist nicht durch andere Medikamente aufzuheben (antagonisierbar). Der einzige am Menschen zugelassene Wirkstoff ist das kurz wirksame Succinylcholin (Handelsname etwa Lysthenon).
Wirkstoffe Abgesehen von geringen und seltenen Nebenwirkungen haben bevorzugte Muskelrelaxanzien im Sinne guter Steuerbarkeit ihrer Wirkung einen raschen Wirkungseintritt und eine kurze Wirkdauer. Alle nicht-depolarisierenden Muskelrelaxanzien (NDMR) können in unterschiedlichem Maße Histamine freisetzen und für alle sind allergische Reaktionen beschrieben.
In struktureller Sicht werden die Benzylisochinoline (Atracurium, Cisatracurium, Mivacurium) und die Steroid-Derivate Pancuronium, Rocuronium, Vecuronium, Pipecuronium und Rapacuronium (die beiden letztgenannten sind nicht mehr verfügbar), unterschieden. Im Allgemeinen neigen Benzylisochinoline eher zur Histaminliberation als die Gruppe der Steroidderivate. Die Namen der Benzylisochinolon-Derivate enden auf -urium, die Steroide auf -uronium.
+ nichtdepolarisierende (stabilisierende) Muskelrelaxanzien Name Wirkungs-eintritt Wirkungs-dauer Nebenwirkungen Bemerkungen Pancuronium 3–5 min 70–120 min Herzrhythmusstörungen, insbesondere Anstieg der Herzfrequenz (Tachykardie) Kardiovaskuläre Interaktionen mit Imipramin beschriebenReinhard Larsen: Anästhesie und Intensivmedizin in Herz-, Thorax- und Gefäßchirurgie. (1. Auflage 1986) 5. Auflage. Springer, Berlin / Heidelberg / New York u. a. 1999, ISBN 3-540-65024-5, S. 36 f. Pipecuronium 3–5 min 90–120 min sehr lange Wirkdauer. Nicht mehr im Handel. Vecuronium 3–4 min 35–45 min gering Rocuronium 45 s–3 min 30–40 min gering, einziges nichtdepolarisierendes MR für die modifizierte Rapid Sequence Induction (=RSI) durch Sugammadex spezifisch antagonisierbar Rapacuronium 60–90 s 15–25 min Herzfrequenzanstieg, Ventilationsstörungen beschrieben. wurde 2001 vom Markt genommen.Marktrücknahme Rapacuronium Atracurium 3–4 min 35–45 min Herzfrequenzanstieg, Bronchospasmus Hofmann-Eliminierung, deshalb im Abbau unabhängig von Leber- und Nierenfunktion Cisatracurium 4–6 min 40–50 min Hofmann-Eliminierung Mivacurium 3–5 min 10–25 min Histaminfreisetzung (Flush) bis hin zu leichten anaphylaktischen Reaktionen vor allem bei zu schneller Injektion kurze Wirkdauer, Wirkverlängerung bei Cholinesterasemangel. Alcuronium 3–5 min 60–80 min Bronchospasmus, Herzrhythmusstörungen, Histaminfreisetzung findet kaum noch Verwendung
+ depolarisierende Muskelrelaxanzien Name Wirkungs-eintritt Wirkungs-dauer Unerwünschte Wirkungen Bemerkungen Suxamethonium / Succinylcholin 35–90 s 3–5 min Herzrhythmusstörungen, Hyperkaliämie, Myoklonien, Triggersubstanz für maligne Hyperthermie, stark verlängerte Wirkdauer bei Mangel an Pseudocholinesterase einziger beim Menschen eingesetzter Depolarisationsblocker, wegen seiner Nebenwirkungen zunehmend nur noch Standard für die Rapid Sequence Induction bei Notfallnarkosen; neuere Alternative: Rocuronium Dekamethonium 10 min in der Humanmedizin nicht im Einsatz
+ myotrope Muskelrelaxanzien Name Wirkungs-dauer Unerwünschte Wirkungen Bemerkungen Dantrolen Halbwertszeit 7 h Anaphylaktische und allergische Reaktionen, neurologische Störungen Mittel der Wahl bei maligner Hyperthermie
+ weitere Muskelrelaxanzien Name Herkunft Wirkmechanismus Anwendung Botulinumtoxin Clostridium botulinum hemmen die Verschmelzung der Membran mit Acetylcholin enthaltenen Vesikeln bei Lidkrämpfen
Anwendungsgebiete rechts|mini|Tubocurarin
Die erste literarische Erwähnung einer muskelerschlaffenden wirkenden Substanz, bei der es sich wahrscheinlich um Curare handelte, stammt von dem italienischen Mönch Pietro d’Anghiera (1457–1526). 1811 berichtete der Engländer Benjamin Collins Brodie über Untersuchungen der lähmenden Wirkung des Giftes Woorara, das dem 1857 von Claude Bernard beschriebenen Curare entspricht.Albert Faulconer, Thomas Edward Keys: Foundations of Anesthesiology. 2 Bände, Charles C Thomas, Springfield (Illinois) 1965, Band 2, S. 1133–1150. Der Chirurg Arthur Läwen, ein Schüler von Heinrich Braun in Leipzig, hatte, nachdem er zunächst Versuche an Ratten und Meerschweinchen durchgeführt hat, bereits 1912 „Curarin“ als zweiprozentige Lösung, zur Verfügung gestellt von dem Pharmakologen Rudolf Boehm, in geringer Dosierung zur Ergänzung der Äthernarkose bei Operationen benutzt und stellte dabei eine Bauchdeckenentspannung beim Wundverschluss fest.Otto Mayrhofer: Gedanken zum 150. Geburtstag der Anästhesie. In: Der Anaesthesist. Band 45, 1996, S. 881–883, hier: S. 881 f. Mit der klinischen Anwendung der Muskelrelaxantien in der Anästhesie bei Kombinationsnarkosen konnten, durch Kombination von Analgetika, Hypnotika und Relaxantien, toxische Nebenwirkungen auf Herz, Kreislauf und Stoffwechsel (bei weniger Bedarf an den jeweiligen Einzelkomponenten) vermindert werden.H. Orth, I. Kis: Schmerzbekämpfung und Narkose. In: Franz Xaver Sailer, Friedrich Wilhelm Gierhake (Hrsg.): Chirurgie historisch gesehen. Anfang – Entwicklung – Differenzierung. Dustri-Verlag, Deisenhofen bei München 1973, ISBN 3-87185-021-7, S. 1–32, hier: S. 23. Der weltweite Einsatz von Muskelrelaxanzien bei Narkosen begann mit der durch Harold R. Griffith (1894–1985) und G. Enid Johnson (* 1909)Otto Mayrhofer: Gedanken zum 150. Geburtstag der Anästhesie. In: Der Anaesthesist. Band 45, 1996, S. 881–993, hier: S. 882. am 23. Januar 1942 in Montreal durchgeführten Anwendung von Curare (als Tubocurare bzw. Tubocurarin, Handelsname Intocostrin) während einer Wurmfortsatzentfernung in Cyclopropannarkose.Michael Heck, Michael Fresenius: Repetitorium Anaesthesiologie. Vorbereitung auf die anästhesiologische Facharztprüfung und das Europäische Diplom für Anästhesiologie. 3., vollständig überarbeitete Auflage. Springer, Berlin / Heidelberg / New York u. a. 2001, ISBN 3-540-67331-8, S. 803.Erich Kirchner: Vorbemerkung. In: Wolfgang Seitz (Hrsg.): Klinik der Muskelrelaxation. 50 Jahre nach Griffith und Johnson. 1994, S. 1. Succinylcholin wurde 1951 in die klinische Praxis eingeführt.Otto Mayrhofer: Gedanken zum 150. Geburtstag der Anästhesie. In: Der Anaesthesist. Band 45, 1996, S. 881–993, hier: S. 882. Muskelrelaxanzien werden im Rahmen offener oder minimal-invasiver Operationen des Bauchraums (Laparotomie, Laparoskopie) und des Brustkorbes (Thorakotomie, Thorakoskopie) benötigt, um den Muskeltonus der Skelettmuskulatur zu reduzieren (Muskelrelaxierung), da sonst keine adäquaten Sicht- und Operationsbedingungen vorliegen. Eine doppelblinde Untersuchung zeigte am Beispiel der laparoskopischen Gallenblasenentfernung deutlich, dass für bestimmte Operationen eine tiefe Relaxierung notwendig ist, um Probleme während der Operation zu verhindern. So ließ sich zum Beispiel ohne Relaxierung der Bauch häufig nicht weit genug aufblasen und am Ende der OP ließ sich die Gallenblase nicht durch den kleinen Einschnitt am Bauch herausziehen.https://www.clinicaltrials.gov/ct2/show/record/NCT00895778
Eine weitere Indikation ist die Durchführung einer endotrachealen Intubation. Hierbei werden durch fehlende Abwehrbewegungen das Verletzungsrisiko verkleinert und die Sichtbedingungen auf die Stimmlippen sowie die Passage letzterer verbessert. Das Risiko von Heiserkeit und/oder Stimmbandschäden bei einer Intubation ohne Relaxierung ist ca. dreifach höher als beim Einsatz von Relaxierung.Thomas Mencke, Mathias Echternach, Stefan Kleinschmidt, Philip Lux, Volker Barth, Peter K. Plinkert, Thomas Fuchs-Buder: Laryngeal Morbidity and Quality of Tracheal Intubation. In: Anesthesiology. 98, 2003, S. 1049–1056, .
Überwachung der neuromuskulären Funktion