Table Of ContentI. Krakau . U. Poppelmann . H. Gtilker
Magnesiulll,
Herzrhythmusstorungen
und
akuter Herzinfarkt
Springer-Verlag
Berlin Heidelberg New York London Paris
Tokyo Hong Kong Barcelona Budapest
Dr. med. Ingo Krakau
Prof. Dr. med. Hartmut GUlker
Herzzentrum Wuppertal
Medizinische KInik B - Schwerpunkt Kardiologie
Kliniken der Universitiit Witten/Herdecke
HeusnerstraBe 40
D-42283 Wuppertal
Dr. med. Ulrich Poppelmann
Universitiitskliriik Munster
Albert Schweitzer StraBe 33
D-48129 Miinster
Mit 4 Abbildungen
ISBN-13 :978-3-540-58458-2
Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme
Krakau, Ingo:
Magnesium, HerzrhythmusstOrungen und akuter Herzinfarkt I
I. Krakau; U. POppelmann; H. Giilker. - Berlin; Heidelberg;
New York; London; Paris; Tokyo; Hong Kong; Barcelona;
Budapest: Springer, 1995
ISBN-13 :978-3-540-58458-2 e-ISBN-13 :978-3-642-79282-3
DOl: 10.1007/978-3-642-79282-3
NE: Pilppelmann, Ulrich; Giilker, Hartmut
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© Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1995
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Vorwort
Magnesium ist ein haufig eingesetztes Therapeutikum bei Herz
Kreislauf-Erkrankungen. Nach Statistiken der gesetzlichen Kran
kenversicherungen wurden 1992 112 Millionen Tagesdosen von
Monomagnesium verordnet und 106 Millionen Tagesdosen von
Magnesiumkombinationen. Gegenuber 1991 bedeutete dies ein
Zuwachs von 33,2070 bzw. 41,5070. Insgesamt laf3t sich in der Bun
desrepublik Deutschland seit 1981 eine 10fache Zunahme der
Magnesiumverordnungen feststellen, so daB Magnesium inzwi
schen zu den am meisten eingesetzten Therapeutika auf dem Ge
biet der Herz-Kreislauf-Erkrankungen zahlt. Obwohl sich die Indi
kation fur die Magnesiumtherapie nicht allein auf Herz-Kreis
lauf-Erkrankungen und Herzrhythmusst6rungen beschrankt, so
ist doch bemerkenswert, daB Magnesiumpraparate doppelt so hau
fig verordnet werden wie alle Antiarrhythmika zusammen (110,9
Millionen Tagesdosen). Der haufige Einsatz von Magnesiumpra
paraten in der Bundesrepublik Deutschland steht im Gegensatz zu
der geringen Zahl klarer Behandlungsindikationen und daruber
hinaus im Gegensatz zum Verschreibungsverhalten in den USA
und in Japan. .'
Die Diskrepanzen resultierten teilweise daraus, daB Magnesi
um in Deutschland tradition ell unter Indikationen eingesetzt wird,
die einer kritischen Uberprufung auf den Boden der vorhandenen
wissenschaftlichen Literatur nicht standhalten. Der vorliegende
Band verfolgt das Ziel, die wissenschaftliche Literatur fur die Indi
kationen Herzinfarkt und Herzrhythmusst6rungen zu sichten und
ihre Bedeutung fUr die praktische Therapie kritisch zu werten. Die
Durchsicht der Literatur zeigt, daB der Einsatz von Magnesium
nur bei einzelnen speziellen Formen tachykarder Arrhythmien eine
klare, wissenschaftlich belegte Indikation hat. Fur eine Reihe von
Indikationen, insbesondere den Einsatz bei akutem Myokardin
farkt, ergeben sich Hinweise auf gunstige Wirkungen, die vorlie
gende Literatur reicht jedoch in aller Regel nicht aus, urn auf der
Basis der vorliegenden Befunde eindeutige Therapierichtlinien zu
erstellen. Vielmehr zeigt sich, daB weitere systematische Untersu
chungen, die strengen statistischen Anforderungen entsprechen,
VI Vorwort
notwendig sind, urn mogliche Wirkungen, Wirkungsmechanismen
und klinische Anwendungsgebiete zu klaren. Dabei muB der jetzi
ge MiBstand, namlich das eklatante MiBverhaltnis zwischen Hau
figkeit der klinisch therapeutischen Anwendungen und Seltenheit
der klaren klinischen Indikation, beseitigt werden.
Wuppertal, im August 1994 Ingo Krakau
Ulrich Poppelmann
Hartmut Gulker
Inhaltsverzeichnis
Einleitnng ......................................... .
Magnesinmstoffwechsel, Magnesinmspeicher
nnd Hypomagnesamie ................................ 3
Magnesiumstoffwechsel ............................... 3
Hypomagnesamie und ihre Ursachen ................... 6
Magnesiummangel und Hypomagnesamie als Folge
von Diuretikatherapie ................................ 7
Magnesiummangel, Hypomagnesamie
und AlkoholmiBhrauch ............................... 11
Klinische Symptomatik des Magnesinmmangels
bzw. der Hypomagnesamie ............................ 11
Kalium- und Magnesiummangel ....................... 14
Magnesium - der "physiologische Kalziumantagonist"? " 18
Ischamische Herzerkrankung und Magnesium ........... 23
Magnesium
und digitalisassoziierte Herzrhythmusstorungen .......... 24
Experimentelle Ergebnisse
bei glykosidinduzierten Arrhythmien ................... 25
Digitalistherapie und Magnesium ...................... 27
Sinusknotenfunktion und Magnesium .................. 31
Magnesiumwirkungen
auf das spezifische Erregungsleitungssystem ............. 34
Magnesiumwirkungen bei supraventrikularen Tachykardien 37
Magnesium und AV-Knotenreentrytachykardie
bzw. atrioventrikulare Reentrytachykardie ............ 37
Magnesiumwirkungen
bei multifokalen atrialen Tachyarrhythmien .............. 39
Magnesium bei intraatrialen Reentrytachyarrhythmien
(Vorhofflattern/Vorhofflimmern) ................... 40
Magnesium bei ventrikularen Herzrhythmusstorungen .... 41
Elektrophysiologische Befunde ..................... 41
Klinische Befunde ................................ 43
VIII Inhaltsverzeichnis
Magnesium und "getriggerte Aktivitat" ................. 44
Magnesium und ventrikulare Extrasystolen .............. 45
Magnesium und ventrikulare Tachykardien .............. 49
Magnesium bei koronarer Herzerkrankheit,
insbesondere bei akutem Myokardinfarkt ............... 56
Magnesium und akuter Myokardinfarkt . . . . . . . . . . . . . . . .. 60
Experimentelle Befunde ........................... 60
Klinische Untersuchungen ......................... 61
Magnesiumtherapie und HerzrhythmusstOrungen
nach kardiochirurgischen Operationen .................. 70
Dosiernngen, Nebenwirknngen nnd Hypermagnesiimie 73
Literatnr ............................................ 76
Sachverzeichnis ...................................... 87
Einieitung
Erste Erkenntnisse fiber potentiell therapeutische Wirkungen von Ma
gnesium werden aus dem spaten 17. J ahrhundert berichtet. Es waren die
Untersuchungen von N. Grew aus dem Jahre 1695, die den Eingang von
Magnesium in die Medizin markierten. Er erkannte, daB Magnesiumsul
fat eine der Hauptbestandteile von Epsonsalz ist, ein Salz, daB er in gro
Beren Mengen aus dem Wasser der Epson-mineralquelle isolieren konnte
[48].
Systematische physiologische Untersuchungsergebnisse wurden erst
mals 1869 von Jolyet u. Cahours publiziert, die eine periphere paralyti
sche Wirkung - ahnlich wie Curare nach intravenoser Injektion von
Magnesium bei Hunden beschrieben [87]. Zu Beginn des 20sten Jahr
hunderts folgten weitere Untersuchungen fiber die Wirkungen von Ma
gnesium auf das kardiovaskulare und neuromuskulare System [104].
1922 wurde fiber elektrokardiographische Untersuchungen berichtet, in
denen eine depressive Wirkung von Magnesium auf Herzfrequenz und
Erregungsleitungen nachgewiesen wurde [105].
Erste Mitteilungen fiber den therapeutischen Einsatz von Magnesium
bei tachykarden Herzrhythmusstorungen wurden in den 30er Jahren vor
gelegt und stammen aus dem tiermedizinischen Bereich. So berichteten
Seekles et al. [142] 1930 fiber den Einsatz von intravenosem Magnesi
umchlorid bei Rindern zur Vorbeugung von kardialen Arrhythmien, die
durch die Gabe von Kalziumchlorid induziert wurden. Die Kalziumchlo
ridgabe erfolgte zur Behandlung der sog. Gras-oder Weidetetanie; spater
zeigte sich, daB es sich hierbei vorwiegend um ein Magnesiummangel
syndrom handelt.
1935 berichtete Zwillinger et al. [188] als erster fiber den therapeuti
schen Einsatz von Magnesium in der klinischen Behandlung kardialer
Rhythmusstorungen. Diesem Autor gelang die Wiederherstellung von Si
nusrhythmus durch i.v. Magnesiumsulfatgabe bei Tachyarrhythmien, die
als Folge einer Digitalisintoxikation aufgetreten waren. Elek u. Katz [54]
stellten 1942 erstmals die Indikation zur intravenosen Magnesiumthera
pie bei paroxysmalen tachykarden Arrhythmien im Gefolge koronarer
Durchblutungsstorungen des Herzens. Weitere Untersuchungsbefunde
wurden 1943 von Boyd u. Scherf [27] vorgelegt. Nach einer Pause von
fiber 2 Jahrzehnte, in denen die Anwendung von Magnesium bei kardio-
2 Einleitung
vaskularen Erkrankungen nicht weiter diskutiert wurde, wurde Ende der
60er Jahre tiber erste Untersuchungsergebnisse berichtet, die einen Zu
sammenhang zwischen Serummagnesium, Magnesiumgewebskonzentra
tionen, Magnesiumstoffwechsel, Myokardinfarktverlaufe und Herz
rhythmusst6rungen darstellen. Seit dieser Zeit wurde eine Vielzahl von
Untersuchungen durchgefUhrt, die zur Frage der therapeutischen und
prognostischen Bedeutung intraven6ser Magnesiumgaben bei akutem
Myokardinfarkt und bei tachykarden RhythmusstOrungen Stellung neh
men. Bei akutem Myokardinfarkt werden sowohl potentielle direkt zell
protektiveEffekte als auch antiarrhythmisch-antidefibrillatorische Wir
kungen bei ischamieinduzierten HerzrhythmusstOrungen diskutiert.
Die Bedeutung einer Magnesiumtherapie fUr Prognose und Verlauf
des akuten Myokardinfarktes und fUr die Beeinflussung von Herzrhyth
musstOrungen ist weitgehend ungeklart. Gesicherte Therapieindikatio
nen liegen bisher nur bei einzelnen Formen tachykarder Arrhythmien
vor. Hierzu geh6ren die Torsade de pointes-Tachykardien, ventrikulare
Tachyarrhythmien bei Digitalisintoxikation, RhythmusstOrungen bei
Magnesiummangelsyndrom sowie multifokale atriale Tachykardien.
Kontrovers diskutiert wird der therapeutische Einsatz von Magnesium
salzen bei ventrikularen Arrhythmien im Rahmen eines akuten Myo
kardinfarktes, ebenso bei ventrikularen Rhythmusst6rungen unter The
rapie mit Lokalanasthetika und anderen Antiarrhythmika sowie bei
HerzrhythmusstOrungen in der peri- bzw. postoperativen Pha s en nach
herzchirurgischen Eingriffen.
Ziel dieser Monographie ist es, tiber klinische Bedingungen zu infor
mieren, die zu einer Hypomagnesamie und generalisiert zu einem Mag
nesiummangel fUhren k6nnen, femer daraus resultierende biochemische
und elektrophysiologische Veranderungen des Herzmuskels darzustellen.
Hierauf aufbauend sollen anschlieBend M6glichkeiten und Grenzen der
Magnesiumtherapie auf der Basis der bisherigen Literaturbefunden bei
verschiedenen Formen der Herzrhythmusst6rungen und bei akutem
Myokardinfarkt aufgezeigt werden.
Magnesiumstoffwechsel 3
Magnesinmstoffwechsei, Magnesinmspeicher
nnd Hypomagnesimie
Magnesiumstoffwechsel
Der Serummagnesiumnormbereich wird mit 0,7 bis 1,1 mmolll angege
ben [29, 51]. Bei Erwachsenen mit einem durchschnittlichen Korperge
wicht von 70 kg betriigt die Gesamtmagnesiummenge etwa 24 g. Etwa
1070 des Korpermagnesiumbestandes befindet sich im Serum und ist dort
zu etwa 55% an Albumin gebunden. Nahezu 50% der Gesamtmenge an
Magnesium sind im Knochenmark gespeichert, 35% in der Skelettmus
kulatur. 1m Unterschied zu Natrium und Kalium, die vollstandig in ioni
sierter Form vorliegen, ist Magnesium ebenso wie Kalzium in Form einer
Komplexbindung an zelluUtre Proteine, organische Sauren und Phospha
te gebunden, so daB die intra- und extrazellulare Gesamtkonzentration
des Elements nicht den jeweiligen ionischen Konzentrationen entspre
chen. So sind die intra- und extrazellularen lonenkonzentrationen mit
0,5 mmolll nahezu gleich, wahrend die Serumkonzentration etwa 0,8
mmolll (0,7 -1,1 mmolll, s. oben) und der intrazellularen Magnesium
spiegel ca. 15 mmolll betragen [84].
Die HomOostase des Serummagnesium wird hauptsachlich als Bi
lanz zwischen gastrointestinaler Absorption und renaler Exkretion ge
wahrleistet. Ungefahr ein Drittel der taglich zugefuhrten Menge von ca.
10-20 mmol Magnesium wird uber den Gastrointestinaltrakt aufge
nommen, die Resorption erfolgt vorwiegend im oberen Dunndarm.
Wichtige Nahrungsmittel fur die Magnesiumaufnahme stellen Fleisch,
Fisch, Vollkornbrot, grunes Gemuse und die meisten Obstsorten dar. 1m
Gemuse ist das Chlorophyll die Hauptquelle fur Magnesium (s. Abb. 1).
Die Magnesiumabsorption durch den Darm beruht auf einem akti
yen TransportprozeB, der an das Transportsystem fur Kalzium gekoppelt
ist; Parathormon und Vitamin D stimulieren die intestinale Magnesium
absorption. Die fUr den Gesamtvorgang erforderlichen Regulationsme
chanismen sind jedoch nicht endgultig geklart. Eine verminderte Auf
nahme von Magnesium fUhrt zu einer erhohten Resorption von Kalzium
und umgekehrt. Bei exzessiver Magnesiumzufuhr kann die Resorption
