Anwendung
Lokalanästhetika besitzen folgende Anwendungsgebiete:
- Oberflächenanästhesie: Diese Form der Anästhesie wird angewandt, um die Schmerzempfindung auf den Schleimhäuten, wie beispielsweise im Hals-Nasen-Ohren-Bereich, im Genitalbereich oder am Auge, temporär auszuschalten.
- Infiltrationsanästhesie: Bei dieser Technik wird das Lokalanästhetikum direkt in das Gewebe in der Nähe des zu behandelnden Bereichs injiziert, um eine lokale Schmerzfreiheit zu erreichen. Dieses Verfahren findet beispielsweise Anwendung bei kleineren chirurgischen Eingriffen oder zur Schmerzbehandlung bei einem Bandscheibenvorfall.
- Leitungsanästhesie: Hierbei wird das Lokalanästhetikum in die Nähe eines Nervs oder Nervenbündels injiziert, um die Schmerzleitung entlang dieses Nervs zu blockieren. Diese Methode wird häufig in der Zahnmedizin oder bei der Blockade größerer Nervenstränge in anderen Körperregionen eingesetzt.
- Intravenöse Regionalanästhesie (IVRA): Bei der IVRA, auch als Bier-Block bekannt, wird das Lokalanästhetikum in eine Vene der zu anästhesierenden Extremität injiziert, während der Blutfluss mittels einer Blutsperre temporär unterbrochen wird. Dies führt zu einer Anästhesie des gesamten Bereichs distal der Blutsperre.
- Spinalanästhesie: Injektion eines Lokalanästhetikums direkt in den Subarachnoidalraum, der sich innerhalb des harten Rückenmarkkanals befindet und in dem der Liquor cerebrospinalis zirkuliert. Dies führt zu einer sofortigen Blockade der Schmerzleitung in den Nervenbahnen des Rückenmarks.
- Epiduralanästhesie: Bei der Epiduralanästhesie wird das Lokalanästhetikum in den Epiduralraum injiziert, der sich außerhalb der harten Hirnhaut (Dura mater) um das Rückenmark herum befindet.
Wirkung
Lokalanästhetika sind Wirkstoffe, die die Leitfähigkeit von Nervenfasern reversibel blockieren und dadurch die Schmerzempfindung in einem spezifischen Bereich des Körpers unterdrücken. Ihr Wirkmechanismus basiert auf der Interaktion mit den spannungsabhängigen Natriumkanälen in den Membranen von Nervenzellen.
Diese Kanäle sind essenziell für die Generierung und Fortleitung von Aktionspotentialen, die elektrische Signale entlang der Nervenfasern sind und die Grundlage für die Schmerzwahrnehmung und andere sensorische Erfahrungen bilden.
Die Grundprinzipien des Wirkmechanismus umfassen:
- Blockade der Natriumkanäle: Lokalanästhetika binden selektiv an die spannungsabhängigen Natriumkanäle in ihrer inaktivierten oder offenen Form. Diese Bindung verhindert den Natriumeinstrom in die Nervenzelle, der für die Depolarisation der Zellmembran und die Initiierung eines Aktionspotentials notwendig ist.
- Unterbrechung der Aktionspotentialfortleitung: Durch die Blockade der Natriumkanäle wird die Fortleitung von Aktionspotentialen entlang der Nervenfaser unterbrochen. Dies verhindert die Übertragung von Schmerzsignalen vom Ursprungsort zum Gehirn.
- Reversibilität: Die Wirkung der Lokalanästhetika ist reversibel. Nachdem das Medikament metabolisiert und aus dem Körper entfernt wurde, stellen die Natriumkanäle ihre normale Funktion wieder her, und die Nervenleitung kehrt zum Ausgangszustand zurück.
- Konzentrationsabhängige Selektivität: Lokalanästhetika zeigen eine gewisse Selektivität bezüglich der Nervenfasertypen, die sie blockieren. Dünne, unmyelinisierte Fasern, die für Schmerz- und Temperaturwahrnehmung verantwortlich sind, werden in der Regel bei niedrigeren Konzentrationen blockiert als die dickeren, myelinisierten Fasern, die für die Propriozeption und Motorik zuständig sind.
- pH-Abhängigkeit: Die Wirksamkeit von Lokalanästhetika kann durch den pH-Wert des Gewebes beeinflusst werden. Entzündete Gewebe haben oft einen niedrigeren pH-Wert, was die Ionisierung des Lokalanästhetikums erhöht und seine Fähigkeit, in die Nervenzelle einzudringen und die Natriumkanäle zu blockieren, verringert.
Löfgren-Bauprinzip
Das Löfgren-Bauprinzip, benannt nach dem schwedischen Chemiker Sven Löfgren, ist ein grundlegendes Konzept in der Chemie der Lokalanästhetika. Es beschreibt die strukturellen Merkmale, die für die Wirksamkeit von Lokalanästhetika erforderlich sind. Dieses Prinzip ist besonders wichtig für das Verständnis, wie Lokalanästhetika entwickelt werden können, um eine optimale Wirksamkeit bei der Blockade von Nervensignalen zu erreichen, die Schmerzempfindungen übermitteln.
Das Löfgren-Bauprinzip gliedert sich in drei wesentliche strukturelle Komponenten:
Lipophiler Teil (hydrophober Teil)
Dieser Teil der Molekülstruktur ist in der Regel ein aromatischer Ring oder eine ähnliche hydrophobe Gruppe. Er ermöglicht das Eindringen des Lokalanästhetikums in die lipidreiche Umgebung der Nervenzellmembran. Die Lipophilie eines Lokalanästhetikums ist entscheidend für seine Potenz, da sie die Fähigkeit des Moleküls bestimmt, die Zellmembran zu durchdringen und zu den Natriumkanälen zu gelangen, die es blockieren soll.
Zwischenkette (Verknüpfungsteil)
Die Zwischenkette verbindet den lipophilen Teil mit dem hydrophilen Teil des Moleküls. Sie enthält typischerweise eine Ester-, Amid-, oder Anilidbindung.
- Ester-Lokalanästhetika (Benzocain, Procain, Tetracain): Diese werden typischerweise schnell durch Esterasen im Blutplasma hydrolysiert. Diese schnelle Hydrolyse führt zu einer kürzeren Wirkdauer und einem höheren Risiko für allergische Reaktionen, da die Hydrolyseprodukte potenziell allergen sind.
- Amid-Lokalanästhetika (Procainamid): Nur sehr geringe lokalanästhetische Wirkung. Einsatz vor allem als Antiarrhythmikum.
- Anilid-Lokalanästhetika (Lidocain, Bupivacain, Mepivacain, Ropivacain): Diese werden hauptsächlich in der Leber metabolisiert, was zu einer längeren Halbwertszeit führt. Sie besitzen im Allgemeinen ein geringeres Risiko für allergische Reaktionen, da ihre Metaboliten weniger wahrscheinlich allergen sind.
Hydrophiler Teil
Der hydrophile Teil ist meist eine tertiäre oder quartäre Aminogruppe. Diese Komponente erhöht die Löslichkeit des Lokalanästhetikums in wässrigen Lösungen, was für die Verabreichung des Medikaments wichtig ist. Außerdem interagiert der hydrophile Teil mit dem wässrigen Milieu innerhalb des Natriumkanals, was zur Blockade des Kanals beiträgt.
