DE19953625A1 - Use of 5HT-1A serotonin receptor agonists for the treatment of genetic or functional respiratory rhythm disorders - Google Patents
Use of 5HT-1A serotonin receptor agonists for the treatment of genetic or functional respiratory rhythm disordersInfo
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Abstract
Description
Diese Erfindung betrifft die Verwendung eines 5HT-1 A-Serotonin-Agonisten oder eines pharmazeutisch verträglichen Salzes oder Esters davon zur Therapie oder Prophylaxe von Störungen der zentralen Rhythmogenese der Atmung.This invention relates to the use of a 5HT-1A serotonin agonist or a pharmaceutically acceptable salt or ester thereof for therapy or Prevention of disorders of the central rhythmogenesis of breathing.
Das Atemzentrum wurde von Smith et al., Science 254, (1991), 1726-729, im unteren Hirnstamm, dem sogenannten Pre-Bötzinger-Komplex lokalisiert. Die Funktionsweise dieses Zentrums wird durch gekoppelte Neuronenverbände kontrolliert, die chemisch-synaptisch interagieren (Richter et al., Current Opinion in Neurobiology 2, 1992, 788-793). Die Frage nach dem Ursprung des Netzwerkantriebes ist noch ungeklärt.The respiratory center was described by Smith et al., Science 254, (1991), 1726-729, below Brainstem, the so-called Pre-Bötzinger complex localized. How it works this center is controlled by coupled neuron groups that interact chemically-synaptically (Richter et al., Current Opinion in Neurobiology 2, 1992, 788-793). The question of the origin of the network drive is still unsettled.
Besonders zu erwähnen sind bei den erfindungsgemäß zu behandelnden Atemrhythmusstörungen primäre Atemrhythmusstörungen, d. h. Entwicklungsstörungen des ZNS, bei denen Atemrhythmusstörungen auftreten, z. B. beim RETT-Syndrom, welches genetisch bedingt ist, bei Entwicklungsstörungen oder Degenerationen des ZNS, bei denen Atemrhythmusstörungen auftreten, z. B. bei der Olivo-ponto-cerebellären Atrophie, bei Ausfall der glycinergen Hemmung, beispielsweise bei einer genetischen Erkrankung vom Typ Hyperekplexie und bei Früh- bzw. Neugeborenen mit langen Apnoephasen zur Prophylaxe eines Plötzlichen Kindstodes (Sudden Infant Death Syndrome = SIDS).Of particular note are those to be treated according to the invention Respiratory arrhythmias primary respiratory arrhythmias, d. H. Developmental disorders of the CNS, in which respiratory rhythm disorders occur, e.g. B. with RETT syndrome, which is genetic, with developmental disorders or Degenerations of the CNS, in which respiratory rhythm disorders occur, e.g. B. at the Olivo-ponto-cerebellar atrophy, if glycergic inhibition fails, for example in the case of a genetic disease of the hyperecplexia type and in Premature or newborns with long apnea phases for the prophylaxis of a sudden Child deaths (Sudden Infant Death Syndrome = SIDS).
Bei den erfindungsgemäßen sekundären Atemrhythmusstörungen sind besonders zu erwähnen die bei Überdosierung von Barbituraten (auch Narkose, Schlafmittel) oder bei Überdosierung von Opiaten auftretenden Atemstillstände wie, auch derIn the secondary respiratory rhythm disturbances according to the invention are particularly to mention those with overdose of barbiturates (also anesthetic, sleeping pills) or in case of overdose of opiates respiratory arrests such as,
Diese Vielzahl von Atemrhythmusstörungen war mit den bisher zur Verfügung stehenden Therapeutika nur schwer oder gar nicht zu behandeln oder vorzubeugen.This variety of respiratory arrhythmias was available with the previously difficult to treat or prevent standing therapeutic agents.
Die 5HT-1A Rezeptor Unterform ist im ZNS weit verbreitet, v. a. in Hypocampus, Septum und -Amygdala, in Arealen, von welchen man annimmt, daß sie mit der Kontrolle der Stimmung zusammenhängen.The 5HT-1A receptor subform is widely used in the CNS, v. a. in hypocampus, Septum and amygdala, in areas which are believed to be associated with the Control of mood related.
Neuronen im respiratorischen Zentrum exprimieren vorwiegend den 5HT-1 A- Rezeptortyp, aber auch den 5HT-2-Rezeptortyp, nicht oder kaum den 5HT-3- Rezeptortyp.Respiratory center neurons predominantly express the 5HT-1 A- Receptor type, but also the 5HT-2 receptor type, not or hardly the 5HT-3 Receptor type.
Bekannte Serotonin-1A-Rezeptoragonisten sind u. a. 8-Hydroxy-2- dipropylaminotetralin (8-OH-DTAT), 8-{4-(2-Pyrimidinyl)-1-piperazinyl[butyl}-8- azaspirol]4,5,)decan-7,9-dion (Buspiron), 5-Carboxamidotryptamin (Dipropyl-5CT), R(+)-5-fluor-8-hydroxy-2-dipropylaminotetralin (R(+)-UH-301), 2-(2,6- Dimethoxyphenoxyethyl)aminomethyl-1,4-benzodioxan (WP-4101), Gepiron, Ipsapiron, MDL 72832 und RU 24969, hiervon wird Buspiron besonders bevorzugt.Known serotonin 1A receptor agonists include a. 8-hydroxy-2- dipropylaminotetralin (8-OH-DTAT), 8- {4- (2-pyrimidinyl) -1-piperazinyl [butyl} -8- azaspirol] 4,5,) decan-7,9-dione (buspirone), 5-carboxamidotryptamine (dipropyl-5CT), R (+) - 5-fluoro-8-hydroxy-2-dipropylaminotetralin (R (+) - UH-301), 2- (2,6- Dimethoxyphenoxyethyl) aminomethyl-1,4-benzodioxane (WP-4101), Gepiron, Ipsapiron, MDL 72832 and RU 24969, of which Buspiron is particularly preferred.
Von diesen zeigt v. a. 8-Hydroxydipropylaminotetralin absolute Selektivität für den 5HT-1 A Rezeptor, während die Nicht-Benzodiazepin-Anxiolytika Buspiron und Gepiron und andere Liganden, wie MDL 72832, partielle Agonisten sind.Of these, v. a. 8-Hydroxydipropylaminotetralin absolute selectivity for the 5HT-1 A receptor, while the non-benzodiazepine anxiolytics Buspirone and Gepiron and other ligands, such as MDL 72832, are partial agonists.
Bisher wurden die erfindungsgemäßen Serotonin Rezeptor Agonisten als v. a. Angstlöser (Anxiolytika) eingesetzt unter Ausnützung seiner fehlenden sedierenden und atemdepressiven Wirkung.So far, the serotonin receptor agonists according to the invention as v. a. Anxiety drugs (anxiolytics) are used taking advantage of its lack of sedative and breathing depressive effect.
Unter anderem Smoller et al., Am I. Resp. Critical Care Med. 154, (1996), 6-17, beschreiben Buspiron als effektives Medikament zur Behandlung von Panik und/oder Angstzuständen bei Patienten mit Atemerkrankungen, d. h. als Anxiolytikum bei Atemnot und Dyspnoe als Folge von Atemwegsverlegungen.Among others, Smoller et al., Am I. Resp. Critical Care Med. 154, (1996), 6-17, describe buspirone as an effective medication to treat panic and / or Anxiety in patients with respiratory disorders, d. H. as an anxiolytic Shortness of breath and dyspnea as a result of airway obstruction.
Mendelson, Am. Rev. Resp. Dis. 141, (1990), 1527-1530, beschreibt die positiven Effekte von Buspiron als Atmungsstimulanz, welches auch im Schlafseine Wirkung nicht verliert. Mendelson, Am. Rev. Resp. Dis. 141, (1990), 1527-1530, describes the positive ones Effects of buspirone as respiratory stimulant, which also has an effect in sleep not lose.
Argyropoulu, Respiration 60, (1993), 216-220, beschreibt einen Zusammenhang zwischen Buspiron und der Atmungskontrolle und schlägt Buspiron als Therapeutikum der Dyspnoe bei Patienten mit chronischen Lungenerkrankungen vor.Argyropoulu, Respiration 60, (1993), 216-220, describes a connection between Buspiron and the breath control and proposes Buspiron as Therapeutic agent of dyspnea in patients with chronic lung diseases before.
Somit ergibt sich, daß Buspiron selber keine atemdepressive Wirkung, wie ein Großteil der Anxyolytika wie Barbiturate und Benzodiazepine sondern eine atemstimulierende Wirkung hat, siehe auch Garner et al. Am. Rev. Resp. Dis. 13914 (1989), 946-50.It follows that buspirone itself does not have a breathing depressive effect like a Most of the anxiety drugs like barbiturates and benzodiazepines but one has a breath-stimulating effect, see also Garner et al. At the. Rev. Resp. Dis. 13914 (1989) 946-50.
In der Publikation Wilken et al. J. Pediatr. 130, (1997), 89-94, wird in der Diskussion die Einsatzmöglichkeit von 5-HT-1A Rezeptoragonisten bei apneuistischen Atemrhythmusstörungen erörtert.In the publication Wilken et al. J. Pediatr. 130, (1997), 89-94, is under discussion the use of 5-HT-1A receptor agonists in apneuistic Respiratory rhythm disorders discussed.
Es wird aufgeführt, daß die inspiratorische Aktivität im Atemzentrum normalerweise durch den sog. Lungendehnungsreflex (oder nach den Erstbeschreibern auch Hering-Breuer-Reflex genannt) beendet wird. Die sensiblen Afferenzsignale, die den Reflex auslösen, kommen von den sog. Lungendehnungsrezeptoren in den Wänden des Bronchialbaums. Diese, im N. vagus verlaufenden Afferenzen werden zuerst im unteren Hirnstamm (ventrolateraler Nucleus des Tractus solitarius) umgeschaltet und verlaufen dann zu Gebieten in der Pons (Nucl. parabrachialis und Nucl. Kölliker- Fuse). Nachdem sie dort abermals umgeschaltet werden, ziehen die efferenten Bahnen des Reflexes zu dem kaudal gelegenen Atemzentrum und hemmen dort die Salvenentladung inspiratorischer Nervenzellen.It is listed that the inspiratory activity is usually in the respiratory center through the so-called lung expansion reflex (or according to the first descriptors also Herring-Breuer reflex called) is ended. The sensitive afference signals that the Triggering reflex come from the so-called lung stretch receptors in the walls of the bronchial tree. These afferents in the vagus nerve are first observed in the lower brainstem (ventrolateral nucleus of the solitarius tract) and then run to areas in the Pons (Nucl. parabrachialis and Nucl. Kölliker- Fuse). After they are switched again there, the efferents move Pathways of reflex to the caudal center of respiration and inhibit them there Volley discharge of inspiratory nerve cells.
Das bedeutet, eine direkte mechanische Läsion oder ein aufgrund von Minderdurchblutung auftretender Ausfall dieser kranialen Gebiete in der Pons schalten also den Lungendehnungsreflex aus. Es resultiert eine apneustische Verlängerung der Inspiration.That means a direct mechanical lesion or one due to Poor circulation failure of these cranial areas in the pons turn off the lung stretch reflex. The result is an apneustic Extension of inspiration.
Aus dieser Publikation ist also zu entnehmen, daß durch mechanische Zerstörungen oder durch lokale Minderdurchblutung/cerebrovaskuläre Insulte ausgelösten Ausfälle dieser pontinen Gebiete zu apneustischen Atemrhythmusstörungen führen und durch Buspiron behandelt werden können.From this publication it can be seen that mechanical destruction or failures caused by local poor blood circulation / cerebrovascular insults of these pontine areas lead to and by apneustic arrhythmia Buspirone can be treated.
Überraschenderweise wurde nun aber gefunden, daß durch Serotonin Rezeptor Agonisten nicht nur durch mechanische Zerstörungen oder durch lokale Minderdurchblutungen/cerebrovaskuläre Insulte ausgelöste apneustischen Atemrhythmusstörungen behandelt werden können, sondern auch solche, die durch genetische oder funktionelle Störungen ganz anderer Art auftreten, die den Lungendehnungsreflex nicht direkt involvieren.Surprisingly, it has now been found that the serotonin receptor Agonists not only by mechanical destruction or by local ones Reduced blood flow / cerebrovascular insults triggered apneustic Respiratory rhythm disturbances can be treated, but also those caused by Genetic or functional disorders of a completely different kind occur that the Do not directly involve lung stretch reflex.
Erfindungsgemäß werden die folgenden Indikationsgebiete bevorzugt.According to the invention, the following indication areas are preferred.
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1. Das RETT-Syndrom, eine Entwicklungsstörung (genetisch bedingt), welche v. a.
bei Mädchen im Alter von 6-18 Lebensmonaten diagnostiziert wird und mit einer
Häufigkeit von 1 : 10.000 auftritt.
In der Progression treten Störungen der Motorik, der Sprache und der Atmung auf. Man vermutet, daß der Atemrhythmusstörung eine Fehlfunktion der synaptischen Interaktion im respiratorischen Netzwerk zugrunde liegt. Vermutlich sind glutamaterge, aber auch inhibitorische und seratonerge Prozesse involviert.1. RETT syndrome, a developmental disorder (genetic), which is diagnosed primarily in girls aged 6-18 months and occurs with a frequency of 1: 10,000.
In the progression disorders of motor skills, speech and breathing occur. It is believed that the respiratory rhythm disorder is due to a malfunction of the synaptic interaction in the respiratory network. Glutamatergic, but also inhibitory and seratergic processes are presumably involved. -
2. Entwicklungsstörungen, Hypoplasien und degenerative Erkrankungen im Bereich
des Hirnstammes, d. h. Entwicklungsstörungen die u. a. auf den Hirnstamm
betreffen und Hypoplasien bzw. Degenerationen im Bereich des Hirnstammes
z. B. vom Typ der olivo-ponto-cerebellären Atrophie.
Die Olivo-ponto-cerebelläre Atrophie (OPCA) ist eine degenerative Erkrankung, die v. a. im Erwachsenenalter auftritt. Ein ähnlicher Symptomkomplex kann aber auch bei Kleinkindern als Entwicklungsstörung vorkommen.
Dabei sind u. a. die für die nervöse Atmungsregulation wichtige Gebiete des Pons, des Locus coerulus und die oberen Teile des Hirnstammes betroffen. Während der Progression des OPCA-Syndroms können Atemrhythmusstörungen auftreten.2. Developmental disorders, hypoplasia and degenerative diseases in the area of the brain stem, ie developmental disorders that affect the brain stem, among other things, and hypoplasia or degeneration in the area of the brain stem z. B. the type of olivo-ponto-cerebellar atrophy.
Olivo-ponto-cerebellar atrophy (OPCA) is a degenerative disease that occurs primarily in adulthood. A similar complex of symptoms can also occur in young children as a developmental disorder.
The areas of the pon, the locus coerulus and the upper parts of the brain stem, which are important for nervous respiratory regulation, are affected. Respiratory rhythm disturbances can occur during the progression of the OPCA syndrome. - 3. Entwicklungsstörungen der Glycinrezeptoren für synaptische Hemmung, bei einem genetischen Ausfall der glycinergen Hemmung, welcher zum Krankheitsbild der Hyperkplexie führt. Durch den relativen Verlust jeglicher glycinerger Hemmung während der postnatalen Entwicklung kommt es zu dem klinischen Symptom einer verstärkten Schreckreaktion und Störung der nervösen Regulation der Motorik, was zu dem Begriff Hyperekplexie führt, und auch zu einer Störung der zentralen Rhythmogenese der Atmung und der Regulation der pharyngo-laryngealen Motorik.3. Developmental disorders of glycine receptors for synaptic inhibition a genetic failure of glycine inhibition, which leads to Disease pattern of hyperkplexia leads. By the relative loss of everyone Glycinerergic inhibition occurs during postnatal development clinical symptom of an increased fright and nervous disorder Regulation of motor skills, which leads to the term hyperecplexy, and also to a disturbance in the central rhythmogenesis of breathing and the regulation of pharyngo-laryngeal motor skills.
-
4. Zur Prophylaxe das Plötzlichen Kindstods (SIDS) bei Säuglingen mit häufigen
und langen Schlafapnoeperioden.
Es wird vermutet, daß die Todesursache beim Plötzlichen Kindstod in einer terminalen hypoxischen Depression der Ventilation aufgrund der Blockade der synaptischen Interaktion im Atemzetrum liegt und schließlich in einen Kollaps der kardio-respiratorischen Regulation mündet.4. For the prevention of Sudden Infant Death (SIDS) in infants with frequent and long periods of sleep apnea.
It is believed that the cause of death in sudden infant death is a terminal hypoxic depression of ventilation due to the blockage of the synaptic interaction in the respiratory center and ultimately leads to a collapse of the cardio-respiratory regulation. - 5. Einsatz zur Therapie und Prophylaxe von durch Barbiturat- oder Opiatüberdosierung sowie bei Drogenabusus auftretenden Atemrhythmusstörungen und zur Prophylaxe bei jeglicher Narkose, desweiteren auch bei Atemrhythmusstörungen bei Ausfall der glutamatergen synaptischen Prozesse (NMDA-Rezeptorblockade), z. B. in der Epilepsie- und Schmerztherapie.5. Use for therapy and prophylaxis of barbiturates or Opiate overdose and drug abuse Respiratory rhythm disorders and for prophylaxis with any anesthesia, furthermore also with respiratory rhythm disorders in the event of failure of the glutamatergenic synaptic Processes (NMDA receptor blockade), e.g. B. in epilepsy and Pain therapy.
Erfindungsgemäß konnte bei einer weiblichen RETT-Syndrom-Patientin, unter der Therapie mit 3 × 2 mg Buspiron oral in der Kontrollpolysomnographie eine erhebliche Verbesserung der Spontanatmung festgestellt werden. Die Frequenz der Apneusiszustände war deutlich abgefallen und ihr Schweregrad signifikant reduziert. Auch die arteriellen Sättigungswerte von O2 sanken nur noch minimal auf 91%, vgl. vorher 55%, ab.According to the invention, a significant improvement in spontaneous breathing was found in a female RETT syndrome patient under therapy with 3 × 2 mg buspirone orally in control polysomnography. The frequency of the apneusis states had dropped significantly and their severity was significantly reduced. The arterial saturation values of O 2 also decreased only minimally to 91%, cf. previously 55%, from.
Ein Einfluß auf die übrige Behandlung oder signifikante Nebenwirkungen konnten nicht beobachtet werden.An influence on the rest of the treatment or significant side effects could not be observed.
Bei der Behandlung eines männlichen Patienten, welcher an Hypoplasie von Cerebellum, Pons und Ncl. olivaris, konnte unter der Therapie mit 2 × 2 mg, Buspiron oral, ebenfalls eine eindrucksvolle Reduktion der Apneusiszustände und seiner Folgen herbeigeführt werden. Insbesondere bestand keine Notwendigkeit zur Beutelbeatmung mehr. Die Frequenz der Apneusisattacken konnte von 60 Zuständen auf 3-5 pro Tag reduziert werden, wobei auch die Intensität vermindert wurde. When treating a male patient suffering from hypoplasia from Cerebellum, Pons and Ncl. olivaris, under therapy with 2 × 2 mg, buspirone oral, also an impressive reduction in apneusis states and its Consequences can be brought about. In particular, there was no need for Bag ventilation more. The frequency of the apneus attacks could be from 60 Conditions can be reduced to 3-5 a day, also reducing the intensity has been.
Somit stellt die Erfindung erstmals 5HT-1A-Rezeptor-Agonisten als Arzneimittel zur Behandlung und Prophylaxe von genetisch und funktionell bedingten primären und sekundären Atemrhythmusstörungen zur Verfügung sowie als Zusatzmedikament bei Narkosen.Thus, the invention provides 5HT-1A receptor agonists as a drug for the first time Treatment and prophylaxis of genetic and functional primary and secondary respiratory rhythm disorders are available as well as an additional drug Anesthetics.
Die oben erwähnten 5HT-1A-Rezeptor-Agonisten können, wie in der pharmazeutischen Praxis bekannt, mit den üblichen Hilfsstoffen zu Arzneiformen zur oralen, parenteralen, intracerebralen, rektalen oder intranasalen Applikation formuliert werden.The 5HT-1A receptor agonists mentioned above can, as in the Known pharmaceutical practice, with the usual excipients to drug forms oral, parenteral, intracerebral, rectal or intranasal application be formulated.
Wie für den Fachmann selbstverständlich, hängt die individuelle Dosierung der einzelnen erfindungsgemäßen Wirkstoffe von mehreren Faktoren ab, wie z. B. der Art und Schwere der Erkrankung, dem individuellen Ansprechen des Patienten, der Begleitmedikation, dem Alter oder dem Gewicht des Patienten.As is self-evident for the expert, the individual dosage of the individual active substances according to the invention from several factors, such as. B. the Type and severity of the disease, the individual response of the patient who Concomitant medication, the age or weight of the patient.
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