Pentobarbital gehört zur Wirkstoffgruppe der Barbiturate. Seit über 100 Jahren ist die Substanz bekannt. Ursprünglich hielt Bayer das Patent. Unter den Handelsnamen Medinox und Nembutal wurde der Stoff als Schlafmittel vertrieben. Heute gilt die Substanz als obsolet, sie macht schnell psychisch und körperlich abhängig. Das Nebenwirkungsprofil ist schlecht. Auch aufgrund des hohen Missbrauchpotenzials sowie der Entwicklung von neuen Alternativen wurde der Einsatz eingestellt.

Die Wirkung von Pentobarbital ist dosisabhängig. Das Wirkspektrum reicht von sedierend, über hypnotisch bis hin zu narkotisch. Überdosiert kommt es zum Atem- und Herzsstillstand.

Wirkmechanismus nicht bis ins Detail geklärt

Pentobarbital behindert wie alle Barbiturate die Freisetzung von Acetylcholin, Noradrenalin und Glutamat. Der Wirkstoff geht Interaktionen mit GABA-Rezeptoren ein. In niedriger Dosis verlängert der Arzneistoff lediglich die Bindung des natürlichen Liganden, der γ-Aminobuttersäure (GABA). Erst bei höheren Dosierungen kommt es zu einer erhöhten neuronalen Chloridleitfähigkeit. Hierdurch wird die Membran hyperpolarisiert. In der Folge kommt es zu einer Reduktion der neuronalen Erregbarkeit. Die sedierende bis hypnotische Wirkung von Pentobarbital resultiert aus dieser gesteigerten Chloridleitfähigkeit. Die anästhetische Wirkung resultiert auf den GABA-unabhängigen Mechanismen.