Digoxin

Digoxin ist ein Wirkstoff, der zur Gruppe der Herzglykoside zählt. Es verbessert unter anderem die Schlagkraft des Herzens und wird deshalb zum Beispiel bei Herzinsuffizienz (Herzschwäche) verordnet.

Um sich kontrahieren zu können, benötigt der Herzmuskel – wie auch alle anderen Muskeln des Körpers, sowohl die quergestreiften Skelettmuskeln, die man willkürlich anspannt, als auch die glatten Muskeln von Gefäßen und Organen, die sich unwillkürlich kontrahieren – Calcium.
Beim Herzen gilt das Prinzip: Je mehr Calcium, desto stärker die Kontraktionskraft. Und je höher diese Kraft, umso mehr Blut kann mit einem Herzschlag gepumpt werden.
Das Herz besteht aus vielen Herzmuskelzellen, die kontraktile Elemente enthalten, ein Zusammenziehen des Herzens also überhaupt erst möglich machen. Diese Filamente werden Sarkomere genannt. Das Calcium muss also innerhalb der Zelle (intrazellulär) vorhanden sein um Einfluss auf die Kraft nehmen zu können, da hier die Sarkomere liegen.
Um den Mechanismus der Herzglykoside zu verstehen, muss noch ein wenig weiter in die Biochemie der Zelle eingedrungen werden: Jede Zelle benötigt ein bestimmtes ionales Gleichgewicht, um überleben zu können. Es müssen also ganz bestimmte Konzentrationen von unter anderem Kalium, Natrium, Chlorid und Calcium innerhalb und außerhalb der Zelle vorherrschen, da bei Über- oder Unterschreitung dieser Konzentrationen die Zelle platzen (Wassereinstrom bei hoher intrazellulärer Ionen-Konzentration, um einen Ladungsausgleich zwischen innen und außen zu erreichen) oder schrumpfen (Wasserausstrom bei hoher extrazellulärer Ladungskonzentration, um eine Verdünnung der außen höheren Konzentration an Teilchen zu erreichen) würde. Dieses Prinzip der Verteilung von Wasser in die Richtung höherer Konzentration bezeichnet man als Osmose. Um zu verhindern, dass sich ein osmotisches Gleichgewicht einstellt, da das für die Zelle tödlich wäre, gibt es Pumpen, die in der Zellwand sitzen und aktiv Ionen von innen nach außen oder von außen nach innen transportieren. Die wichtigste dieser Pumpen ist die Natrium-Kalium-ATPase. Sie pumpt drei Natrium-Ionen von innen nach außen, im Austausch mit zwei Kalium-Ionen, die sie von außen nach innen pumpt. Sie sorgt also dafür dass innerhalb der Zelle viel Kalium und außerhalb der Zelle viel Natrium vorhanden ist. Für all das benötigt sie die typische Energiewährung des Körpers: ATP (Adenosintriphosphat), das sie spalten muss, um die nötige Energie gewinnen zu können. Daher die Bezeichnung ATPase, was soviel bedeutet wie ATP-spaltend.

Neben dieser primär aktiven Pumpe gibt es auch Transporter, die nicht direkt ATP spalten um genug Energie zum Ionentransport zu haben, sondern die die Energie von natürlichen Ionen-Gradienten über die Zellmembran nutzen, um arbeiten zu können. Durch die Natrium-Kalium-Pumpe befindet sich innerhalb der Zelle viel Kalium, außen hingegen wenig. Deshalb strömt per Diffusion (also ohne Hilfe von Transportern) Kalium von innerhalb der Zelle nach außen, um diese Ladungsungleichheit auszugleichen. Außerdem befindet sich durch die Pumpe viel Natrium außen und wenig innen. Deshalb fließen zum Ausgleich also Natrium-Ionen von außen nach innen. Diese sogenannten Ionen-Gradienten haben eine gewisse „Kraft“ und somit das Potential, andere Ionen mitzutransportieren, die alleine nicht in der Lage wären, die Membran zu überwinden, da ihr Gradient nicht kräftig genug oder sogar entgegengesetzt ist. Dies ist beispielsweise für den Transport von Calcium von intrazellulär nach extrazellulär der Fall. Hierzu dient der Natrium-Calcium-Austauscher. Natrium wird mit seinem Gradienten von außen nach innen transportiert und baut dabei genug „Kraft“ auf, um Calcium entgegen seines Gradienten von innen nach außen zu transportieren. Was machen nun die Herzglykoside? (Digoxin) Oben wurde beschrieben, dass die Kontraktionkraft des Herzens umso größer ist, je höher die Konzentration von Calcium innerhalb der Zelle. Der Natrium-Calcium-Austausche sorgt aber nun dafür, dass Calcium die Zelle verlässt. Das kann – bei Patienten, deren Herz nicht kräftig genug schlägt, also insuffizient ist – sehr problematisch sein. Diesem Transport muss also entgegengewirkt werden, um innerhalb der Zelle mehr Calcium zur Verfügung zu haben. Die Herzglykoside (Digoxin) hemmen dieses Austauscher nicht direkt, sondern wirken über eine Hemmung der Natrium-Kalium-ATPase. Wie oben beschrieben, pumpt die im Normalfall Natrium nach außen und Kalium nach innen. Wird sie gehemmt, befindet sich weniger Natrium außen. Das heißt, dass der Natrium-Gradient von außen nach innen, der den Natrium-Calcium-Austauscher antreibt, geringer ist. Es kann also weniger Natrium gegen Calcium ausgetauscht werden und so bleibt mehr Calcium innerhalb der Zelle. Nun steht mehr Calcium zur Kontraktion zur Verfügung. Pro Herzschlag kann also mehr Blut gepumpt werden.

Digoxin und Digitoxin unterscheiden sich hinsichtlich ihrer pharmakologischen Eigenschaften.
Digoxin: Es hat bei oraler Einnahme (also als Tablette) eine Bioverfügbarkeit von etwa 75%. Es wird überwiegend über die Nieren (renal) ausgeschieden und hat eine Halbwertszeit von 2-3 Tagen.