DE2944341C2

DE2944341C2 -

Info

Publication number: DE2944341C2
Application number: DE2944341A
Authority: DE
Inventors: Roberto Mailand/Milano It Bernardi; Livio Capocaccia; Filippo Rossi Fanelli; Carlo Cangiano; Antonia Rom/Roma It Cascino
Original assignee: Boehringer Biochemia Robin SpA
Current assignee: Boehringer Ingelheim Italia SpA
Priority date: 1978-11-03
Filing date: 1979-11-02
Publication date: 1989-03-23
Also published as: IT7829414A0; FR2440194A1; IT1100677B; GB2037161A; DE2944341A1; FR2440194B3; GB2037161B

Description

Die Erfindung betrifft ein ausschließlich verzweigtkettige Aminosäuren enthaltendes pharmazeutisches Präparat zur parenteralen Verabreichung durch Injektion oder Infusion, zur Behandlung hepatischer Encephalopathien.

Bei schweren Leberinsuffizienzen, bei denen die Gefahr einer hepatischen Encephalopathie mit Schädigung lebenswichtiger Funktionen des Zentralnervensystems besteht, ist es üblich, den Gehalt der Nahrung an Proteinen stark zu vermindern oder Proteine ganz aus der Nahrung zu entfernen und den Energiebedarf allein durch Kohlenhydrate zu decken. Durch diese unausgewogene Ernährung ist es zwar möglich, die Symptome einer hepatischen Encephalopathie bis zu einem gewissen Grade zu vermindern, doch hat diese Behandlung den Nachteil, daß dadurch der Proteinbestand des Organismus zunehmend abgebaut wird.

Andererseits wurde kürzlich festgestellt, daß bei bestimmten Lebererkrankungen, insbesondere bei der Leberzirrhose, beim Menschen und bei Tieren Veränderungen der im Blut befindlichen Aminosäuren auftreten, die in einer Zunahme aromatischer Aminosäuren, wie Tryptophan, Phenylalanin, Tyrosin und Methionin, und einer Abnahme verzweigtkettiger Aminosäuren, wie Leucin, Isoleucin und Valin (α-Aminoisovaleriansäure) bestehen.

Solche Veränderungen wurden auch in der Cerebrospinalflüssigkeit beobachtet und waren von dem Auftreten oder der Konzentrationszunahme von Substanzen begleitet, die, wie das Octopamin und Phenyläthanolamin, als "falsche Neurotransmitter" bezeichnet werden.

Diese Veränderungen erreichen beim Auftreten neurologischer Symptome, wie sie unter dem Begriff "hepatische Encephalopathie" bekannt sind, rasch bedeutende Werte.

Ähnliche hämatologische, humorale und klinische Bilder findet man auch bei Tieren, insbesondere Hunden, die portocavalen Shunt-Operationen unterzogen worden sind.

Wenn unter den beschriebenen Bedingungen, also beim Auftreten einer hepatischen Encephalopathie, Standard-Nährstofflösungen verabreicht werden, die im Hinblick auf die Proteinbilanz einen ausgeglichenen Gehalt an Aminosäuren aufweisen, verschlechtern sich beim Menschen und auch bei Tieren die neurologischen und biochemischen Befunde des Syndroms.

Auf Grund der erwähnten Beobachtungen über die Veränderungen des Gehaltes der verschiedenen Aminosäuren im Blut von Erkrankten wurde die Verwendung von Aminosäure- Lösungen in Betracht gezogen, deren Gehalt an verzweigtkettigen Aminosäuren (Leucin, Isoleucin, Valin) höher als der Gehalt an anderen Aminosäuren war. Die Verabreichung solcher Lösungen, wie sie beispielsweise in der US-PS 39 50 529 beschrieben worden sind und die sich durch einen verringerten Gehalt an Methionin und anderen aromatischen Aminosäuren sowie durch einen höheren Gehalt an verzweigtkettigen Aminosäuren auszeichnen, führte zu einer bemerkenswerten klinischen und biohumoralen Besserung sowie einer günstigen Veränderung des Elektroencephalogramms.

Ein anderer Vorschlag ist aus Reiter und Bode, Zeitschrift für Gastroenterologie, Bd. 16 (1978), 462 und Fische et al., Surgery, Vol. 80 (1976), 76, zu entnehmen. Die auf S. 462 der Veröffentlichung von Reiter und Bode erwähnte Aminosäurelösung ist äquivalent der ursprünglich von Fischer et al. vorgeschlagenen Aminosäurelösung. Reiters Aminosäurelösung ist konzentrierter und enthält relativ mehr verzweigtkettige Aminosäuren als das von Fischer vorgeschlagene Aminosäureprodukt. Beide Lösungen enthalten alle wesentlichen Aminosäuren, sowie eine beträchtliche Menge nichtwesentlicher Aminosäuren (= non-essential amino acids). Ein solches komplettes Aminosäuregemisch ist hauptsächlich beabsichtigt zur ernährungsmäßigen Unterstützung von Patienten mit chronischem Ausfall der Leber. Bei Einsatz dieser Lösungen können beträchtliche Mengen von Aminosäuren (bis zu 120 g/Tag) zirrhotischen Patienten verabreicht werden, die bekannterweise gegenüber Proteinen intolerant sind.

Es stellte sich nun die Aufgabe, ein pharmazeutisches Präparat zur Verfügung zu stellen, das einen noch besseren Behandlungserfolg bei hepatischer Encephalopathie bietet.

Unter Berücksichtigung der vorstehend beschriebenen Erkenntnisse und im Hinblick auf Beobachtungen, die dafür sprachen, daß eine Durchbrechung der Blut-Liquor-Schranke von dem Verhältnis zwischen verzweigtkettigen und aromatischen Aminosäuren abhängt, wurden pharmakologische und klinische Untersuchungen mit Lösungen ausgeführt, in denen dieses Verhältnis ganz zugunsten der verzweigtkettigen Aminosäuren verschoben war.

Erfindungsgemäß wurde die genannte Aufgabe bei einem pharmazeutischen Präparat der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß es ausschließlich aus einer sterilen wäßrigen Lösung essentieller verzweigtkettiger Aminosäuren als einzigen Aminosäuren bestimmter Konzentration und einer Glucose-Lösung besteht.

Vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist in dem Unteranspruch angegeben.

Das pharmazeutische Präparat besteht also aus einer sterilen wäßrigen Lösung, die als einzige Aminosäure Leucin, Isoleucin und Valin in bestimmten Konzentrationen sowie einer bestimmten Menge einer sterilen wäßrigen Glucose-Lösung, um dem Patienten zugleich mit den Aminosäuren ein Kohlehydrat als Energieträger zuzuführen.

Die Aminosäuren-Lösung und die Glucose-Lösung müssen bis zum Gebrauch in getrennten Gefäßen aufbewahrt werden, um eine Maillard-Reaktion bei der Dampfsterilisation und Lagerung zu vermeiden, die zu braunen Reaktionsprodukten führt, die die Haltbarkeit einer kombinierten Lösung erheblich beeinträchtigen würden.

Durch Herstellen der Lösungen und Abfüllen der Gefäße unter Stickstoff sowie durch geeignetes Einstellen des pH-Wertes mindestens einer Lösung werden Lösungen erhalten, die bei der Dampfsterilisation und Lagerung praktisch farblos bleiben, eine serhr gute und langdauernde Haltbarkeit haben und sich sowohl für Injektionen als auch Infusionen eignen.

Das erfindungsgemäße pharmazeutische Präparat besteht aus 700 ml einer wäßrigen Lösung (A), die als einzige Aminosäuren 1,30 bis 1,80 Gew./Vol.-% Leucin, 1,00 bis 1,50 Gew./Vol.-% Isoleucin und 0,90 bis 1,30 Gew./Vol.-% Valin enthält, einer Lösung, die in dieser Konzentration völlig klar ist und stabil, auch bei einer Abkühlung bis 0°C, und 300 ml einer wäßrigen Glucose-Lösung (B).

An Hand nachstehender Beispiele wird die Erfindung veranschaulicht.

Beispiel 1 Herstellung einer Aminosäuren-Lösung

In 100 ml Wasser für Injektionszwecke, das mit Stickstoff gesättigt und auf 80°C erwärmt worden war, wurden unter Rühren 11 g Leucin, 9 g Isoleucin und 8 g Valin gelöst. Der pH-Wert der Lösung wurde durch Zusatz von Natronlauge auf 7,5 eingestellt, und dann wurde das Volumen der Lösung durch weiteren Zusatz von sterilem Wasser auf 700 ml vergrößert. Die so erhaltene Lösung wurde zuerst durch Asbestplatten, danach durch eine Cellulosemembran mit 0,45 µm großen Poren filtriert, und das Filtrat wurde in einer 1-l-Flasche aufgefangen.

Die in der Flasche enthaltene Lösung wurde erneut mit filtriertem Stickstoff gesättigt und dann verschlossen. Danach wurde die Lösung 40 Minuten bei 121°C sterilisiert.

Beispiel 2 Herstellung einer Glucose-Lösung

In 100 ml Wasser für Injektionszwecke, das mit Stickstoff gesättigt und auf 80°C erwärmt worden war, wurden unter Rühren 200 g Glucose-Monohydrat gelöst. Danach wurde das Volumen der Lösung durch Zusatz von weiterem Wasser für Injektionszwecke auf 300 ml vergrößert. Die so erhaltene Lösung wurde nach dem Verfahren des Beispiels 1 in eine 500-ml-Flasche filtriert, mit Stickstoff gesättigt und nach dem Verschließen der Flasche sterilisiert.

Unmittelbar vor dem Gebrauch wird die Glucose-Lösung in die die Aminosäuren-Lösung enthaltende 1-l-Flasche gegossen.

Vor der klinischen Prüfung der so hergestellten Amino säuren-Lösung wurde die Toxizität der Lösung untersucht. Eine einzige intravenöse Verabreichung massiver Dosen rief bei Ratten und Mäusen keinerlei toxische Symptome hervor und führte weder zu einer sofortigen noch späteren Erhöhung der Mortalitätsrate.

Die die drei verzweigtkettigen Aminosäuren enthaltende Lösung wurde sodann über vier Wochen intravenös an Hunde in einer Dosis von 20 ml/kg · Tag an fünf Tagen in der Woche verabreicht. Im Laufe der Prüfung wurde weder ein Todesfall noch das Auftreten von Symptomen beobachtet, die der Behandlung zuzuschreiben gewesen wären.

Auch die verschiedenen durch hämatochemishe und hämatologische Analysen bestimmten biochemischen Werte hielten sich innerhalb normaler Grenzen mit Ausnahme eines leichten Anstiegs des Blutzuckerspiegels und einer ebenso leichten Abnahme des Cholesterinspiegels. Ähnliche Veränderungen wurden aber in gleichem Ausmaß auch bei einer Vergleichsgruppe beobachtet.

Bei Hunden beiderlei Geschlechts mit einem durchschnittlichen Körpergewicht von 15 kg wurden termino-laterale Shunts angelegt, um hepatische Encephalopathien hervorzurufen. Nach etwa drei Wochen traten die für die hepatische Encephalopathie eigentümlichen neurologischen Symptome und biochemischen Veränderungen auf, insbesondere eine Zunahme der aromatischen Aminosäuren Tryptophan, Tyrosin und Phenylalanin sowie Octopamin und Phenyläthanolamin im Plasma und eine Ammoniakämie.

Die Tiere wurden in zwei Gruppen eingeteilt. Die Tiere der einen Gruppe wurden mit der Aminosäuren-Lösung gemäß der Erfindung, die Tiere der anderen Gruppe mit einer handelsüblichen Aminosäuren-Lösung behandelt. Eine Lösung dieser Art hat beispielsweise folgende Zusammensetzung:

Synthetische L-Aminosäuren
Essentielle Aminosäuren
L-Isoleucin\|3,80 g/l
L-Leucin	5,80 g/l
L-Lysin (Base)	5,44 g/l
L-Methionin	4,80 g/l
L-Phenylalanin	6,88 g/l
L-Threonin	3,20 g/l
L-Tryptophan	1,40 g/l
L-Valin	4,48 g/l

Halbessentielle Aminosäuren
L-Arginin\|9,20 g/l
L-Histidin	2,20 g/l

Nichtessentielle Aminosäuren
L-Alanin\|10,00 g/l
L-Glutaminsäure	2,00 g/l
Glykokoll (Glycin)	4,40 g/l
L-Prolin	12,00 g/l
L-Ornithin-L-aspartat	2,00 g/l
L-Serin	2,40 g/l
Gesamtstickstoff	12,40 g/l
L-Maleinsäure	4,6 g/l

Elektrolyte
Na⁺
35 mval/l
K⁺	30 mval/l
Mg⁺⁺	5 mval/l
Cl^-	65 mval/l
CH₃ · COO^-	5 mval/l

Mit der therapeutischen Behandlung wurde drei Wochen nach der Shunt-Operation begonnen. Die Aminosäuren-Lösung wurde intravenös in einer Menge von 1 l/Tag an fünf Tagen in der Woche verabreicht.

Die biochemische Untersuchung des Plasmas wurde vor der portocavalen Shunt-Operation, drei Wochen danach sowie am 3., 6. und 21. Tag der Behandlung mit Aminosäuren vorgenommen. Parallel zu den biochemischen Untersuchungen wurden Blutgasanalysen sowie Bestimmungen des Hämoglobins und des Hämatokrit vorgenommen. Ferner wurden die Tiere zweimal wöchentlich gewogen.

Die mit der Standard-Aminosäuren-Lösung behandelten Tiere zeigten eine zunehmende Verschlechterung der Encephalopathie und eine hohe Todesrate im Laufe der dreiwöchigen Behandlung. Mit den klinischen Symptomen ging eine zunehmende Verschlechterung der biochemischen Werte einher.

Bei den mit den Lösungen gemäß der Erfindung behandelten Tieren wurde kein Todesfall beobachtet; vielmehr wurde in sehr kurzer Zeit das Eintreten des biochemischen Gleichgewichts und das Verschwinden der neurologischen Symptome erreicht.

Zu Vergleichszwecken wurden auch Versuche mit anderen Aminosäuren-Lösungen ausgeführt, die ebenfalls drei Aminosäuren enthielten, die jedoch von den erfindungsgemäß vorgeschlagenen Aminosäuren ganz oder teilweise verschieden waren (z. B. 6 g Leucin, 10 g Alanin, 9 g Arginin in 1000 ml). Diese Lösungen waren nicht oder nur wenig wirksam, und bei ihrer Verabreichung wurde eine Verschlechterung des Syndroms festgestellt.

Aminosäuren-Lösung gemäß der Erfindung wurden anschließend zur symtomatischen Behandlung schwerer Fälle von hepatischer Encephalopathie bei Personen angewendet, die an fortgeschrittener Leberzirrhose litten. Es wurden sechs Patienten behandelt, bei denen auf Grund klinischer Befunde sowie biochemischer und elektroencephalographischer Untersuchungen hepatische Encephalopathien 3. und 4. Grades vorlagen.

Diesen sechs Patienten wurden die Lösungen intravenös in einer Menge von einer Infusion pro Tag über 14 bis 16 Stunden verabreicht, und die Infusionen wurden drei bis vier Tage wiederholt. In allen Fällen trat eine erhebliche klinische Besserung ein, die durch Erwachen aus dem Koma und wesentliche Änderungen der biochemischen Werte sowie der elektroencephalographischer Befunde gekennzeichnet war. Die günstigen Änderungen traten in einigen Fällen schon in außergewöhnlich kurzer Zeit etwa fünf bis sechs Stunden nach dem Beginn der Infusion ein. Die Verträglichkeit war in allen Fällen gut.

Claims

1. Parenteral applizierbares, pharmazeutisches Präparat, enthaltend u. a. verzweigtkettige Aminosäuren und Kohlenhydrate zur Behandlung von hepatischer Encephalopathie, dadurch gekennzeichnet, daß es besteht aus 700 ml einer wäßrigen Lösung (A), enthaltend als einzige Aminosäuren Leucin, Isoleucin und Valin und diese in einer Menge von 1,3 bis 1,8% (G/V) Leucin, 1,0 bis 1,5% (G/V) Isoleucin sowie 0,9 bis 1,3% (G/V) Valin und 300 ml einer wäßrigen Glucose-Lösung (B).

2. Präparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es 11 g Leucin, 9 g Isoleucin, 8 g Valin und 200 g Glucosemonohydrat auf 1 l Gesamtlösung enthält.