DE2548669C2 - Verwendung von Mercaptoessigsäuren bei der Behandlung von Schleimhauterkrankungen der Atemwege - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Mercaploessigsäuren der allgemeinen Formel

HOOC - (CH₂J_n - S - CH₂ - COOH

in der π eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 3 bedeutet, oder von pharmazeutisch verträglichen Salzen dieser Verbindungen bei der Behandlung von Erkrankungen der Schleimhaut der Atemwege und von Sekretionsstörungen der Schleimhaut.

Von den erfindungsgemäßen Wirkstoffen wurde bislang lediglich die Verbindung, in der η einen Wert von 1 hat, das heißt die (Carboxymethylthio)-essigsäure oder die Thiodiglykolsäure, auf ihr pharmakologisches Verhalten hin untersucht In einer in J. Scient. Ind. Res, Vol. 26, Juni 1967, veröffentlichten Untersuchung von M. B. Sahasrabudhe ist angegeben, daß diese Verbindung, die neben einer großen Vielzahl chemisch anders strukturierter Verbindungen untersucht wurde, bei intraperitonealer Injektion oder subkutaner Injektion eine gewisse Wirkung gsgen Krebsgeschwüre entfaltet.

Aus B. Helwig, Moderne Arzneimittel, Stuttgart (1972), Seite 1261, linke Spalte, ist bekannt, daß N-Acetylcystein ein Mittel zur Verflüssigung des Bronchialschleims darstellt, da die Verbindung eine starke Viskositätsminderung verursacht. Diese Verbindung vermag jedoch in ihrer mucolytischen Wirkung nicht voll zu befriedigen,
jo Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, andere Verbindungen zu finden, die mit Erfolg bei der Behandlung von Erkrankungen der Schleimhaut der Atemwcgc und von Sekretionsstörungen der Schleimhaut verwendet werden können.

Bei pharmakologischen, histologischen und biochemischen Untersuchungen der Anmelderin wurde nun überraschenderweise gefunden, daß die Verbindungen der obigen allgemeinen Formel zur Bekämpfung verschiedenartiger Erkrankungen, insbesondere im Bereich der Atemwege, geeignet sind und insbesondere eine mucolytische und mucoregulierende Wirkung auf die Schleimhäute der Luftröhre und der Lungen entfalten. Aufgrund ihrer geringen Toxizität können diese Verbindungen in der Humantherapie eingesetzt werden.

Gegenstand der Erfindung ist daher die Verwendung gemäß Patentanspruch.

Besonders bevorzugt ist die erfindungsgemäße Verwendung von (Carboxyäthylthio)-essigsäure und von (Carboxypropylthio)-essigsäure und ihren pharmazeutisch verträglichen Salzen.

Die Herstellung der Säuren der obigen allgemeinen Formel ist von den folgenden Autoren beschrieben worden: N. Hellström, Zeitschr. Physik. Chim. (A) 157, 249 (1931), 163, 37 (1933); Larsson und Jönsson, Ber, 67, 759 (1934); E. A. Fehnel, ]. Am. Chem. Soc. 74,1569-74 (1952). Im Prinzip bestehen die beschriebenen Synthesen darin, daß man Merpactoessigsäure mit einer Halogenacarbonsäure der folgenden allgemeinen Formel

X-(CH₂)„-COOH

umsetzt, in der X ein Halogenatom, wie ein Chloralom, ein Bromatom oder ein Jodatom, und η eine ganze Zahl mit einem Wert von 1,2 oder 3 bedeuten.

In der Praxis verwendet man ein Derivat der Säuren, beispielsweise ein Alkalisalz oder einen Ester, und arbeitet in wäßrigalkalischer Lösung oder in absolutem Alkohol in Gegenwart von Natriumäthylat. Man bewirkt die Umsetzung bei einer Temperatur von 25⁰C während 30 bis 60 Minuten, wonach man die Reaktionsmischung während 1 Stunde zum Sieden am Rückfluß erhitzt. Aus den Salzen oder den Estern erhält man das Reaktionsprodukt in Form der freien Säure durch die Anwendung klassischer Methoden, indem man beispielsweise eine Säure, wie Chlorwasserstoffsäure oder Schwefelsäure, verwendet. Man erhält die Verbindungen mit einer Ausbeute im Bereich von 70% bis 80%.

Die (Carboxymethylthio)-essigsäure der Formel

HOOC-Ch₂-S-CH₂-COOH,

die im folgenden auch mit der Bezeichnung LJ 638 bezeichnet wird, besitzt einen Schmelzpunkt von 129⁰C bis 130⁰C.
Die (Carboxyäthylthio)-essigsäure der Formel

b5 HOOc-CH₂-CH₂-S-CH₂-COOH,

die im folgenden abgekürzt als L) 629 bezeichnet wird, schmilzt bei 94°C.

Die (Carboxypropylthio)-essigsäure der Formel
HOOC-CH₂-CH₂-CH₂-S-CH₂-COOh,

die im folgenden auch als LJ 630 abgekürzt bezeichnet wird, schmil/i bei 74" C.

Zur Glaubhaftmachung des erfindungsgemäß erzielbaren technischen Fortschritts wurden Vergleichsversuche durchgeführt, bei denen die mucolytische Wirkung der erfindungsgemäßen Verbindungen mit derjenigen eines anerkannt gut wirksamen bekannten Vergleichsprodukts, nämlich L-Ä-Acetamido-yi-mercaptopropionsäure oder N-Acetylcystein, verglichen wurde. Als erfindungsgemäße Verbindungen wurden eingesetzt (Carboxyäthylthiö)-essigsäure (LJ 629), (Carboxypropylthio)-essigsäure (LJ 630) und (CarboxymethylthioJ-essigsäure (LJ 638).

l.Toxizität

Die Toxizität der Verbindungen wird an männlichen Mäusen des Stammes Swiss EOPS NMRI Han mit einem Gewicht von 25 g ermittelt, wobei die letalen Dosierungen 0,50 und 100 nach oraler Verabreichung mit Hilfe der Methode von Karber und Behrens (Arch. Exp. Fathol. Pharm. 177 [1935], Seite 379) bestimmt wurden. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt

Tabelle I

DL 0= Dosis letalis 0 = maximal verträgliche Dosis

DL 50= Dosis letalis 50

DL 100= Dosis letalis 100 = minimale Dosis, die stets tödlich wirkt

Verbindung Dosis in g/kg

DLO DL50 DL100

L) 629 η = 2 2 2,9 5

LJ 630 π = 3 3 3,7 5

LJ 638 η = 1 2 2,9 4

N-Acetylcystein 6

2. Wirkung auf das Bronchienepithel und seine

Sekretion

Um experimentell eine Bronchienhypersekretion hervorzurufen, bringt man weibliche Ratten mit einem Gewicht von 200 g in dichte Käfige ein und läßt sie während 5 Tagen pro Woche und während 2 bis 5 Stunden täglich Schwefeldioxid in einer Konzentration von 300 ppm einatmen.

Nach Ablauf einer Inhalationszeit von etwa 110 Stunden beobachtet man die Ansammlung von Schleim in den Bronchien. Nachdem man die Tiere mit Nembutal betäubt hat, tötet man sie durch Durchtrennen der Aorta abdominalis. Zur quantitativen Bewertung der Schleimsekretion der verschiedenen Tiere wird die linke Lunge schnell in einer wäßrigen Formaldehydlösung und in Alkohol fixiert und dann nach der endotrachialen Anfärbung mit einem blauen Alkian-Farbstoff längs der Hauptbronchie aufgeschnitten.

Man untersucht die Bronchie mit einer Binokularlupe in wäßrigem Medium und untersucht jede Lunge auf die Anwesenheit von Schleimrückständen und deren Aussehen (kompakter Propfen, knötchenartige Ansammlungen blasige Trauben etc.).

Zur qualitativen Untersuchung fixiert man die gleiche Lunge erneut in der Flüssigkeit nach Dubosq-Brasil, bettet sie in Paraffin ein und zerschneidet sie, so daß man auf einem histologischen Schnitt den ganzen Bronchienast, das heißt die Hauptbronchie mit vier Verästelungen, vorliegen hat. Man wendet zwei Verfahren zum Anfärben an:

Die Technik nach Hotchkiss-Mac Manus mit Hilfe von Perjodsäure nach Schiff (PAS) zum Nachweis der Mucine in den kelchförmigen Zellen und

die Technik nach Barrnett und Seligman unter Verwendung von 2,2'-Dihydroxy-6,6'-dinaphthyldisulfid (DDD) zum Nachweis von Thiolgruppen in der Bronchienschleimhaut.

Man behandelt 45 weibliche Ratten mit einem Körpergewicht von 200 g in der oben beschriebenen Weise durch wiederholte Schwefeldioxidinhalationen. Nach 80stündiger Behandlung mit dem reizenden Gas tötet und eröffnet man 5 Ratten zur Ermittlung einer Bronchienhypersekretion.

In diesem Augenblick werden die 40 verbliebenen Tiere auf 4 Gruppen mit jeweils 10 Tieren verteilt und erneut der Inhalationsbehandlung unterworfen, wobei sie während den folgenden 16 Tagen wie folgt behandelt wurden:

Gruppe I: _b5

1 ml destilliertes Wasser
(iruppe 2:

100 mg/kg der Verbindung L| b29 in 1 ml p. o.

Gruppe 3:

100 mg/kg der Verbindung LJ 630 in 1 ml p. o.
Gruppe 4:

100 mg/kg der Verbindung LJ 633 in 1 πι! ρ. ο.
Gruppe 5:

200 mg/kg der Vergleichssubstanz N-Acetylcystein in 1 ml p. o.

Nach Beendigung der Behandlung beträgt d>e gesamte Behandlungszeit mit Schwefeldioxid 110 Stunden.
Die Anzahl der Tiere, die eine SchleimrCickhaltung in den Bronchin aufweisen, ist in der folgenden Tabelle zusammengestellt:

Kontrolltiere, die lediglich
mit Schwefeldioxid behandelt

worden sind: 8 von 10

LJ629 3 von 10

LJ 630 2 von 10

LJ 638 1 von 10

N-Acetylceystein (Vergleich) 4 von 10

Man beobachtet bei der Behandlung der Ratten mit den drei untersuchten erfindungsgemäßen Derivaten einer Verminderung der Hyperplasie der kelchförmigen Zellen, die durch die Anfärbung mit PAS verdeutlicht wird.

Im Bereich der Bronchienschleimhaut beobachtet man das Verschwinden von Mercaptogruppen bei den Kontrolltieren, die mit Schwefeldioxid behandelt worden sind, jedoch nicht bei den Tieren, denen die erfindungsgemäßen Verbindungen verabreicht wurden.

Daraus geht hervor, daß die Mercaptoesüigsäurederivate in günstiger Weise auf die Sekretion des Bronch'n:- nepithels einwirken und eine normale Schleimbildung verursachen und das gestörte biochemische Gleichgewicht der Bronchienschleimhäute wieder herstellen.

Somit können die erfindungsgemäßen Verbindungen aufgrund ihrer mucolytischen und mucoregulierenden Eigenschaften zur Behandlung von Erkrankungen der Schleimhaut der Atemwege und Sekretionsstörungen (Hyperviskosität) verwendet werden.

Die Anwendung dieser Verbindungen ist in der Lungenheilkunde und in der Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde zur Bekämpfung von Erkrankungen oder Störungen von Zellen der Schleimhaut der Atemwege angezeigt und übt ihre therapeutische Wirkung insbesondere auf die Sekretion dieser Schleimhaut (mucolytische Wirkung und mucoregulierende Wirkung) aus.
Die Hauptindikationen der erfindungsgemäßen Arzneimittel sind:

In der Lungenheilkunde: Akute und chronische Bronchitis, chronische zerstörende Bronchialleiden, die durch Infektionen, Vergiftungen (Einatmen von giftigen Gasen) oder anderweitig verursacht sind, Bronchitis serosa, Emphysem, Tracheobronchitis und als Hilfsmittel bei der künstlichen Beatmung (bei der wiederbelebenden Beatmung), und

im Hals-Nasen-Ohren-Bereich: Chronische Ohrenentzündungen, chronische Nebenhöhlenentzündungen, Halsentzündungen und Nasen-Hals-Entzündungen, Luftröhrenkatarrh und für Präparate bei Hals-Nasen-Ohren-Eingriffen.

Die erfindungsgemäßen Arzneimittel können auf oralem, rektalem und nasalem Wege verabreicht werden.
Die mittlere therapeutische Dosis kann sich beim Menschen täglich von 0,20 bis 0.60 g, das heißt von 3 bis 10 mg/kg des Körpergewichts erstrecken. Beim Kind wird die tägliche Dosierung in Abhängigkeit von dem Körpergewicht, ausgehend von einer Referenzdosis von 3 mg/kg errechnet.

Man kann die erfindungsgemäßen Verbindungen in verschiedenen pharmazeutischen Formen verwenden, zum Beispiel in Form von Tabletten, Gelen oder Gelkügelchen, Sirupen, Suppositorien, Nasentropfen, Aerosolsprühlösungen etc.

Die folgenden Beispiele von pharmazeutischen Zubereitungen dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung:

Tabletten:

Zur Hersteilung einer Tablette mit einem Endgewicht von 0,250 g verwendet man:

(Carboxymethylthio)-essigsäure 0.100 g

Saccharose 0,100 g

kolloidales Siliciumdioxid 0,005 g

Stärke 0,040 g

Magnesiumstearat 0,005 g

Sirup:

(Carboxyäthylthio)-essigsäure 0,500 g

Saccharose 70 g

p-Hydroxybenzoesäuremethylester 0,15 g

Duftstoff soweit

erforderlich
destilliertes Wasser ad 100 ml

—I ■	25	48 669	0,200 g 2g	5
Suppositorien:			üblichen Trägerstoffen, Binde-
(Carboxyproylthio)-essigsäure halbsynthetische Glyceride ad 1 Suppositorium von				10
Die erfindungsgemäßen Verbindungen mitteln und/oder Hilfsstofen verarbeitet.	werden	natürlich mit pharmazeutisch		15
				20
				25
				30
				35
				40
				45
				50
				55

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verwendung von Mercaptoessigsäuren der allgemeinen Formel
   HOOC - (CH₂),, - S - CH₂ - COOH

   in der η eine ganze Zahl mit einem Wert von 1 bis 3 bedeutet, oder von pharmazeutisch verträglichen Salzen dieser Verbindungen bei der Behandlung von Erkrankungen der Schleimhaut der Atemwege und von Sekretionsstörungen dieser Schleimhäute.