Natriumthiopental

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Strukturformel
Strukturformel von Natriumthiopental
Allgemeines
Name Natriumthiopental
Andere Namen

Natriumpentothal

Summenformel C11H17N2NaO2S
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 71-73-8
ECHA-InfoCard 100.000.694
PubChem 23665410
ChemSpider 2272257
Eigenschaften
Molare Masse 264,32 g·mol−1
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung
keine Einstufung verfügbar[1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet.
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa).

Natriumthiopental, auch als Natriumpentothal (Warenzeichen von Abbott Laboratories), Thiopental, Thiopenton oder Trapanal (ebenfalls ein Warenzeichen) bekannt, ist ein schnell wirkendes, kurz wirksames Barbiturat-Vollnarkosemittel. Es ist das Thiobarbiturat-Analogon von Pentobarbital und ein Analogon von Thiobarbital. Natriumthiopental war ein Kernmedikament auf der Liste der unentbehrlichen Arzneimittel der Weltgesundheitsorganisation (WHO),[2] den sichersten und wirksamsten Arzneimitteln, die in einem Gesundheitssystem benötigt werden, wurde jedoch durch Propofol ersetzt.[3] Es wird allerdings immer noch als akzeptable Alternative zu Propofol aufgeführt, abhängig von der lokalen Verfügbarkeit und den Kosten dieser Mittel.[3] Früher war es das erste in einer Abfolge von drei Medikamenten, die bei den meisten tödlichen Injektionen in den Vereinigten Staaten verabreicht wurden, aber der US-Hersteller Hospira stellte die Herstellung des Medikaments ein, und die Europäische Union verbot den Export des Medikaments zu diesem Zweck.[4] Wenngleich der Missbrauch von Thiopental ein Abhängigkeitsrisiko birgt, ist sein Gebrauch als Freizeitdroge selten.[5]

Verwendung

Anästhesie

Natriumthiopental ist ein ultrakurzwirksames Barbiturat und wird häufig bei der Einleitung von Vollnarkosen verwendet. Es wurde weitgehend durch Propofol ersetzt, ist aber als Induktionsmittel für die schnelle Intubation und in der Geburtshilfe nach wie vor beliebt, da es nach intravenöser Injektion rasch das Gehirn erreicht und innerhalb von 30–45 Sekunden Bewusstlosigkeit verursacht. Nach einer Minute erreicht das Medikament eine Spitzenkonzentration von etwa 60 % der Gesamtdosis im Gehirn. Danach verteilt sich das Medikament im Rest des Körpers, und nach etwa 5–10 Minuten ist die Konzentration im Gehirn niedrig genug, dass das Bewusstsein wieder zurückkehrt.

Eine normale Dosis Natriumthiopental (normalerweise 4–6 mg/kg), die einer schwangeren Frau zur operativen Entbindung (Kaiserschnitt) verabreicht wird, macht sie schnell bewusstlos, aber das Baby in ihrer Gebärmutter bleibt bei Bewusstsein. Größere oder wiederholte Dosen können jedoch dämpfend auf das Baby wirken.[6]

Natriumthiopental wird bei chirurgischen Eingriffen nicht zur Aufrechterhaltung der Anästhesie verwendet, da es bei der Infusion eine Eliminationspharmakokinetik nullter Ordnung aufweist, was zu einem langen Zeitraum führt, bevor das Bewusstsein wiedererlangt wird. Stattdessen wird die Anästhesie in der Regel mit einem Inhalationsanästhetikum (Gas) aufrechterhalten. Eingeatmete Anästhetika werden relativ schnell eliminiert, so dass das Absetzen des eingeatmeten Anästhetikums eine rasche Rückkehr des Bewusstseins ermöglicht. Natriumthiopental müsste in grossen Mengen verabreicht werden, um eine Anästhesieebene aufrechtzuerhalten, und wegen seiner Halbwertszeit von 11,5 bis 26 Stunden würde die Rückkehr des Bewusstseins lange dauern.[7]

In der Tiermedizin wird Natriumthiopental zur Einleitung von Narkosen verwendet. Da es ins Fettgewebe verteilt wird, haben bestimmte magere Hunderassen, wie zum Beispiel Windhunde, aufgrund ihres Mangels an Körperfett und ihrer mageren Körpermasse eine verlängerte Erholungsphase von Natriumthiopental. Umgekehrt erholen sich fettleibige Tiere schnell, aber es dauert einige Zeit, bis es vollständig aus ihrem Körper entfernt (metabolisiert) ist. Natriumthiopental wird immer intravenös verabreicht, da es ziemlich irritierend sein kann; es kann zu schweren Gewebsnekrosen und Abschürfungen kommen, wenn es versehentlich in das umgebende Gewebe injiziert wird.

Medizinisch induziertes Koma

Zusätzlich zur Einleitung der Anästhesie wurde Natriumthiopental in der Vergangenheit zur Induktion von medizinischen Komas verwendet.[8] Es wurde durch Medikamente wie Propofol ersetzt, da ihre Wirkung schneller nachlässt als die von Thiopental. Patienten mit Hirnschwellungen, die eine Erhöhung des intrakranialen Drucks verursachen – entweder als Folge eines Traumas oder nach einer Operation – können von diesem Medikament profitieren. Natriumthiopental und andere Barbiturate vermindern die neuronale Aktivität, senken dadurch den zerebralen Sauerstoffverbrauch (CMRO2) und verringern die intrakranielle vaskuläre Reaktion auf Kohlenstoffdioxid (CO2), was wiederum den intrakraniellen Druck senkt. Patienten mit refraktär erhöhtem intrakraniellem Druck, aufgrund eines Schädel-Hirn-Traumas (TBI), haben möglicherweise ein verbessertes Langzeitergebnis, wenn ein Barbituratkoma zu ihrer Neurointensivbehandlung eingeleitet wird.[9][10][11][12] Berichten zufolge hat sich Thiopental bei der Senkung des intrakranielleb Drucks gegenüber Pentobarbital als überlegen erwiesen.[13]

Status epilepticus

Bei refraktärem Status epilepticus kann Thiopental zur Beendigung eines Anfalls eingesetzt werden.

Sterbehilfe

Natriumthiopental wird intravenös zum Zwecke der Sterbehilfe verwendet. Sowohl in Belgien als auch in den Niederlanden, wo aktive Sterbehilfe gesetzlich erlaubt ist, empfiehlt das Standardprotokoll Natriumthiopental als ideales Mittel, um ein Koma herbeizuführen, gefolgt von Pancuronium, um die Muskeln zu lähmen und die Atmung anzuhalten.[14]

Die intravenöse Verabreichung ist der zuverlässigste und schnellste Weg, Sterbehilfe zu leisten. Der Tod tritt schnell ein. Ein Koma wird zunächst durch intravenöse Verabreichung von 20 mg/kg Thiopental-Natrium (Nesdonal) in einem kleinen Volumen (10 ml physiologische Kochsalzlösung) ausgelöst. Dann wird eine dreifache Dosis eines nicht-depolarisierenden, neuromuskulär blockierenden Medikaments verabreicht, wie zum Beispiel 20 mg Pancuronium (Pavulon) oder 20 mg Vecuronium (Norcuron). Das Muskelrelaxans sollte intravenös verabreicht werden, um eine optimale Verfügbarkeit zu gewährleisten, aber Pancuroniumbromid kann intramuskulär in einer erhöhten Dosis von 40 mg verabreicht werden.[14]

Tödliche Injektion

Zusammen mit Pancuroniumbromid und Kaliumchlorid wird Thiopental in 34 Bundesstaaten der Vereinigten Staaten zur Hinrichtung von Gefangenen durch tödliche Injektion verwendet. Dabei wird eine sehr hohe Dosis verabreicht, um einen raschen Bewusstseinsverlust sicherzustellen. Obwohl der Tod in der Regel innerhalb von zehn Minuten nach Beginn des Injektionsprozesses eintritt, ist bekannt, dass einige von ihnen länger brauchen.[15] Die Verwendung von Natriumthiopental in Hinrichtungsprotokollen wurde vor Gericht angefochten, nachdem eine Studie in der medizinischen Fachzeitschrift The Lancet berichtet hatte, dass Autopsien hingerichteter Häftlinge zeigten, dass der Thiopentalspiegel in ihrem Blutkreislauf nicht ausreichte, um Bewusstlosigkeit zu verursachen.

Am 8. Dezember 2009 war Ohio der erste Bundesstaat, der bei seiner Hinrichtung eine Einzeldosis Natriumthiopental verwendete, nachdem bei einer kürzlich erfolgten Hinrichtung die Verwendung des Standard-Drei-Drogen-Cocktails fehlgeschlagen war, da keine geeigneten Venen gefunden wurden. Kenneth Biros wurde mit der Ein-Drogen-Methode hingerichtet.[16]

Washington war der zweite Bundesstaat in den USA, der die Einzeldosis-Natriumthiopental-Injektionen für Hinrichtungen verwendete. Am 10. September 2010 war die Hinrichtung von Cal Coburn Brown die erste Hinrichtung in diesem Bundesstaat, bei der eine Einzeldosis-Injektion mit einer einzigen Droge verwendet wurde. Sein Tod wurde etwa anderthalb Minuten nach der intravenösen Verabreichung von fünf Gramm der Droge verkündet.[17]

Nachdem es für die Hinrichtung von Jeffrey Landrigan in den USA verwendet wurde, führte Großbritannien im Dezember 2010 ein Exportverbot für Natriumthiopental ein,[18] nachdem festgestellt worden war, dass keine europäischen Lieferungen in die USA für andere Zwecke verwendet wurden.[19] Die Beschränkungen basierten auf „der Folterverordnung der Europäischen Union (einschließlich der Zulassung von Drogen, die bei der Hinrichtung durch die tödliche Injektion verwendet werden)“.[20] Ab 21. Dezember 2011 weitete die Europäische Union die Handelsbeschränkungen aus, um die Ausfuhr bestimmter Arzneimittel zur Vollstreckung der Todesstrafe zu verhindern, und erklärte, dass „die Union die Todesstrafe unter allen Umständen missbilligt und auf ihre weltweite Abschaffung hinarbeitet“.[21]

Wahrheitsserum

Thiopental (Pentothal) wird mancherorts immer noch als Wahrheitsserum verwendet, um die Entschlossenheit eines Probanden zu schwächen und ihn druckempfindlicher zu machen.[22] Barbiturate vermindern eine höhere kortikale Hirnfunktion, und auch durch die durch Barbiturate hervorgerufene Enthemmung. Einige Psychiater stellten die Hypothese auf, dass die Unterdrückung der höheren kortikalen Funktionen zur Aufdeckung der Wahrheit führen kann, da Lügen komplexer ist als die Wahrheit zu sagen. Die Droge führt tendenziell dazu, die Versuchspersonen geschwätzig und kooperativ mit den Vernehmern zu machen; die Zuverlässigkeit von Geständnissen, die unter Thiopental gemacht werden, ist jedoch fraglich.[23]

Psychiatrie

Psychiater haben Thiopental zur Desensibilisierung von Patienten mit Phobien[24] und zur „Erleichterung des Abrufs schmerzhafter verdrängter Erinnerungen“ verwendet.[25] Ein Psychiater, der mit Thiopental gearbeitet hat, ist der niederländische Professor Jan Bastiaans, der dieses Verfahren zur Linderung von Traumata bei überlebenden Opfern des Holocaust einsetzte.[26]

Wirkungsmechanismus

Natriumthiopental gehört zur Klasse der Barbiturate, bei denen es sich um relativ unselektive Verbindungen handelt, die an eine ganze Überfamilie von ligandenabhängigen Ionenkanälen binden, derer einer der GABAA-Rezeptorkanal ist. Zu dieser Überfamilie von Ionenkanälen gehören der neuronale nAChR-Kanal, der 5HT3R-Kanal, der GlyR-Kanal und andere. Überraschenderweise werden die Ströme des GABAA-Rezeptors zwar durch Barbiturate (und andere allgemeine Anästhetika) erhöht, aber ligandengesteuerte Ionenkanäle, die vorwiegend für kationische Ionen durchlässig sind, werden durch diese Verbindungen blockiert. Beispielsweise werden neuronale nAChR-Kanäle durch klinisch relevante anästhetische Konzentrationen sowohl von Natriumthiopental als auch von Pentobarbital blockiert.[27] Solche Befunde implizieren (nicht-GABA-erge) ligandengesteuerte Ionenkanäle, zum Beispiel den neuronalen nAChR-Kanal, bei der Vermittlung einiger (Neben-)Wirkungen von Barbituraten.[28] Der GABAA-Rezeptor ist ein Hemmkanal, der die neuronale Aktivität verringert, und Barbiturate verstärken die hemmende Wirkung des GABAA-Rezeptors.[29]

Kontroversen

Nach einer Knappheit wegen derer in Kalifornien ein Gericht eine Hinrichtung verschob, erhob ein Firmensprecher von Hospira, dem einzigen amerikanischen Hersteller des Medikaments, Einspruch gegen die Verwendung von Thiopental bei der tödlichen Injektion. „Hospira stellt dieses Produkt her, weil es Leben verbessert oder rettet, und das Unternehmen vermarktet es ausschließlich für den auf der Produktkennzeichnung angegebenen Gebrauch. Das Medikament ist nicht für die Vollstreckung der Todesstrafe indiziert, und Hospira unterstützt die Verwendung des Medikaments in diesem Verfahren nicht“[30] Am 21. Januar 2011 kündigte das Unternehmen an, dass es die Produktion von Natriumthiopental aus seinem Werk in Italien einstellen werde, weil die italienischen Behörden nicht garantieren könnten, dass exportierte Mengen des Medikaments nicht bei Hinrichtungen verwendet würden. Italien war der einzige verfügbare Ort, an dem das Unternehmen Natriumthiopental produzieren konnte, so dass die Vereinigten Staaten ohne einen Lieferanten blieben.[31]

Stoffwechsel

Thiopental überwindet die Blut-Hirn-Schranke schnell und leicht, da es ein lipophiles Molekül ist. Wie bei allen fettlöslichen Anästhetika ist die kurze Wirkungsdauer von Natriumthiopental aufgrund seines sehr hohen Fett:Wasser-Verteilungskoeffizienten (~10) fast vollständig auf seine Umverteilung weg von der zentralen Zirkulation hin zu Muskel- und Fettgewebe zurückzuführen, was zu einer Sequestrierung im Fettgewebe führt. Sobald es umverteilt ist, wird die freie Fraktion im Blut in der Leber metabolisiert. Natriumthiopental wird hauptsächlich zu Pentobarbital,[32] 5-Ethyl-5-(1'-methyl-3'-hydroxybutyl)-2-thiobarbitursäure und 5-Ethyl-5-(1'-methyl-3'-carboxypropyl)-2-thiobarbitursäure verstoffwechselt.[33]

Dosierung

Der übliche Dosisbereich für die Einleitung einer Anästhesie mit Thiopental liegt zwischen 3 und 6 mg/kg; es gibt jedoch viele Faktoren, die dies ändern können. Die vorausgehende Medikation mit Beruhigungsmitteln wie Benzodiazepinen oder Clonidin reduziert den Bedarf ebenso wie spezifische Krankheitszustände und andere Patientenfaktoren. Zu den Patientenfaktoren gehören: Alter, Geschlecht und magere Körpermasse. Spezifische Krankheitszustände, die den Dosisbedarf von Thiopenton und anderen intravenös verabreichten Anästhetika verändern können, sind: Hypovolämie, Verbrennungen, Azotämie, Leberversagen, Hypoproteinämie usw.

Nebenwirkungen

Wie bei fast allen Anästhetika verursacht Thiopental kardiovaskuläre und respiratorische Depressionen, die zu Hypotonie, Atemstillstand und Atemwegsobstruktionen führen. Aus diesen Gründen sollte Thiopental nur von entsprechend geschultem medizinischen Personal in einer Umgebung verabreicht werden, die für den Umgang mit diesen Wirkungen geeignet ist. Zu den Nebenwirkungen gehören Kopfschmerzen, agitated emergence, anhaltende Schläfrigkeit und Übelkeit. Auf die intravenöse Verabreichung von Natriumthiopental folgt sofort eine Geruchs- und/oder Geschmacksempfindung, die manchmal als ähnlich wie faulende Zwiebeln oder Knoblauch beschrieben wird. Der Kater durch die Nebenwirkungen kann bis zu 36 Stunden anhalten.

Obwohl jedes Thiopental-Molekül ein Schwefelatom enthält, ist es kein Sulfonamid und zeigt keine allergischen Reaktionen auf Sulfa/Sulpha-Wirkstoffe.

Kontraindikationen

Thiopental sollte mit Vorsicht bei Lebererkrankungen, der primären Nebennierenrindeninsuffizienz, einem Myxödem, einer schweren Herzerkrankung, einer schweren Hypotonie, einer schweren Atmungsstörung oder einer Porphyrie in der Familiengeschichte angewendet werden.[34][35]

Die gleichzeitige Verabreichung von Pentoxifyllin und Thiopental führte bei Ratten zum Tod durch ein akutes Lungenödem. Dieses Lungenödem wurde weder durch Herzversagen noch durch pulmonale Hypertonie vermittelt, sondern war auf eine erhöhte pulmonale Gefäßpermeabilität zurückzuführen.[36]

Entwicklungsgeschichte

Natriumthiopental wurde in den frühen 1930er Jahren von Ernest H. Volwiler und Donalee L. Tabern entdeckt, die für Abbott Laboratories arbeiteten. Es wurde erstmals am 8. März 1934 von Ralph M. Waters[37] in einer Untersuchung seiner Wirkungen am Menschen verwendet, die aus Kurzzeitanästhesie und überraschend wenig Analgesie bestanden.[38] Drei Monate später[39] begann John S. Lundy auf Ersuchen von Abbott an der Mayo-Klinik eine klinische Studie mit Thiopental.[40] Abbott führte die Produktion fort, bis seine Abteilung für Krankenhausprodukte im Jahr 2004 als Hospira ausgegliedert wurde.

Thiopental wird mit einer Reihe von Todesfällen unter Betäubungsmitteln bei Opfern des Angriffs auf Pearl Harbor in Verbindung gebracht. Diese Todesfälle, die relativ kurz nach der Einführung des Medikaments auftraten, sollen auf überhöhte Dosen zurückzuführen sein, die Patienten mit Schocktrauma verabreicht wurden. Im British Journal of Anaesthesia[41] wurden jedoch im Rahmen des Freedom of Information Acts verfügbare Beweise überprüft, die darauf hindeuten, dass diese Geschichte stark übertrieben war. Von den 344 Verletzten, die in das Tripler Army Hospital eingeliefert wurden, überlebten nur 13 nicht, und es ist unwahrscheinlich, dass eine Thiopenton-Überdosis für mehr als ein paar von ihnen verantwortlich war.

Siehe auch

Einzelnachweise

  1. Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
  2. (World Health Organization): WHO Model List of Essential Medicines 16th list, March 2009. World Health Organization, Geneva, Switzerland 2009.
  3. a b ((World Health Organization)): World Health Organization model list of essential medicines: 21st list 2019. World Health Organization, Geneva 2019, WHO/MVP/EMP/IAU/2019.06. License: CC BY-NC-SA 3.0 IGO.
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  6. Christine A Gleason, Sandra E Juul: Avery's Diseases of the Newborn. Elsevier Health Sciences, 2011, ISBN 978-1-4557-2714-8, S. 169 (elsevierhealth.com [abgerufen am 13. August 2016]).Vorlage:Toter Link/!...nourl (Seite dauerhaft nicht mehr abrufbar, festgestellt im August 2018.)
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  10. Daniel J. Cole, Lorne M. Cross, John C. Drummond, Piyush M. Patel, Wayne K. Jacobsen: Thiopentone and methohexital, but not pentobarbitone, reduce early focal cerebral ischemic injury in rats. In: Canadian Journal of Anesthesia/Journal canadien d'anesthésie. 48. Jahrgang, Nr. 8. Springer Science and Business Media LLC, 2001, ISSN 0832-610X, S. 807–814, doi:10.1007/bf03016699.
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  12. Satoshi Shibuta, Jun Kosaka, Takashi Mashimo, Yutaka Fukuda, Ikuto Yoshiya: Nitric oxide-induced cytotoxicity attenuation by thiopentone sodium but not pentobarbitone sodium in primary brain cultures. In: British Journal of Pharmacology. 124. Jahrgang, Nr. 4. Wiley, 1998, ISSN 0007-1188, S. 804–810, doi:10.1038/sj.bjp.0701884.
  13. Pérez-Bárcena J, JM Abadal, FJ Molina, A De La Peña, J Sahuquillo, J Ibáñez, Barceló B, Homar J: Comparison of the effectiveness of pentobarbital and thiopental in patients with refractory intracranial hypertension. Preliminary report of 20 patients. In: Neurocirugia (Astur). 16. Jahrgang, Nr. 1, Februar 2005, S. 5–12; discussion 12–3, doi:10.1016/S1130-1473(05)70426-7, PMID 15756405 (spanisch, revistaneurocirugia.com (Memento des Originals vom 28. September 2007 im Internet Archive) [abgerufen am 18. Juli 2008]).
  14. a b Royal Dutch Society for the Advancement of Pharmacy: Administration and Compounding of Euthanasic Agents. The Hague, 1994, archiviert vom Original am 21. August 2008; abgerufen am 18. Juli 2008.
  15. Ohio executes inmate with 1-drug lethal injection, December 2001. Abgerufen am 8. Dezember 2009 
  16. Edecio Martinez: Kenneth Biros Execution: Ohio Man First to Die Under 1-Drug Thiopental Sodium Method. In: CBS News. 8. Dezember 2009, abgerufen am 28. August 2020.
  17. Jennifer Sullivan: Killer on death row 16-1/2 years is executed In: The Seattle Times, 10. September 2010 
  18. Drug sold in UK to be used for execution in Georgia. In: bbc.co.uk. BBC News, 24. Januar 2011, abgerufen am 18. August 2016.
  19. Dominic Casciani: US lethal injection drug faces UK export restrictions. In: bbc.co.uk. BBC News, 29. November 2010, abgerufen am 18. August 2016.
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  22. Truth serum used on 'serial child killers' In: Sydney Morning Herald, January 12, 2007 
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