DE4016963A1 - Verwendung von magnesium-pyridoxal-5'-phosphat-glutaminat zur verhinderung von erkrankungen, die sich infolge von gefaessschaeden ergeben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Magnesium-Pyridoxal-5′-phosphat-Glutaminat zur Verhinderung von Erkrankungen, die sich infolge von Gefäßschäden ergeben.

In den westlichen Industrieländern konnte innerhalb der letzten vier Jahrzehnte ein rapides Ansteigen von Stoffwechselstörungen, insbesondere von Störungen des Fettstoffwechsels beobachtet werden. Die Hauptursache liegt dabei in einer Überernährung bzw. zu fettreichen Ernährung bei gleichzeitiger Bewegungsarmut. Unter diesen Bedingungen können sich im Blut erhöhte Cholesterin- und Lipidwerte ausbilden, welche das Risiko arterosklerotischer Herz- und peripherer Gefäßerkrankungen erhöhen. Es ist bekannt, daß erhöhte Blutcholesterinspiegel mitverantwortlich sind für die Entstehung von arteriellen Gefäß-Sklerosen. Die Hypercholesterinämie ist eine die Hyperlipidämie stets begleitende Stoffwechselstörung. Die pathogenetisch verschiedenen, jedoch symptomatisch ähnlichen Krankheitsbilder der Hyperlipidämie (Trübung des Serums durch Chylomikronen) und der Hypercholesterinämie (Erhöhung des Cholesteringehaltes im Blutplasma auf über 200 mg%) werden unter den Sammelbegriffen Hyperlipoproteinämie bzw. Hyperlipidämie zusammengefaßt.

Zur Behandlung der Hyperlipoproteinämie werden vorwiegend Aryloxyessigsäure-Derivate, insbesondere alpha-(p-Chlorphenoxy) -isobuttersäure-ethlyester, sowie Nikotinsäure-Derivate eingesetzt.

Außerdem beschreibt DE-PS 24 61 742 der Anmelderin die Verwendung von Pyridoxin-5′-phosphorsäureester-glutaminaten und -asparaginaten zur Behandlung und Vorbeugung von Hyperlipoproteinämien.

Ohne daß das Krankheitsbild einer Hyperlipoproteinämie bzw. Hyperlipidämie vorzuliegen braucht, kann es bei einem gefährdeten Personenkreis, nämlich Rauchern, Diabetikern, alternden Menschen und solchen mit Bluthochdruck oder Personen, die starkem Streß ausgesetzt sind, zu Gefäßschäden kommen. Dies ist auf das Vorliegen einer erhöhten Konzentration von Peroxiden im Blut, welche von LDL (low density lipoprotein) gebunden werden, zurückzuführen. Diese LDL-gebundenen Peroxide verursachen und beschleunigen die Bildung von Atheromen und arterosklerotischen Plaques in den Gefäßen, und können als Ursache der diabetischen Angiopathie angesehen werden. Das Vorliegen erhöhter Konzentrationen von Peroxidationsprodukten und deren Korrelation mit Gefäßschäden wird von J.M.C. Gutteridge et al in Trends in Biochemical Sciences, April 1990, S. 129 bis 135, und von D.W. Morel et al in Journal of Lipid Research, Band 30, 1989, S. 1827 bis 1834, beschrieben.

Es ist bekannt, daß die arterosklerotischen Veränderungen in den Gefäßen eine Folge von Endothelläsionen sind, und die Pathogenese wie folgt fortschreitet: Endothelläsion - Plättchenadhäsion - Proliferation glatter Muskelzellen - Lipidablagerung.

Der erste Schritt, die Endothelschädigung, kann mehrere Ursachen haben, nämlich mechanische Schädigung durch Scherkräfte bei Hypertonie, chemische Schädigungen durch Cholesterin bei Hypercholesterinämie und insbesondere toxische Schädigungen durch im Blut vorliegende Kontaminanten. Es wird angenommen, daß der weitere Verlauf bei allen drei Schädigungstypen nahezu gleich ist.

Die Folge einer Endothelschädigung sowie der sich anschließenden Fettablagerung zwischen und in den Zellen der Arterienintima, ist eine gesteigerte Thrombozytenaggregation, begleitet von einer Proliferation glatter Muskelzellen infolge des weiteren vermehrten Einstroms von Lipoproteinen in die Bindegewebsgrundsubstanz, wo es zur Komplexbildung mit Glucosaminoglycanen des Bindegewebes und zu Stoffwechseldefekten auf zellulärer Ebene kommt. Den Abschluß aller Veränderungen, die letztlich zu einer Verengung der Gefäße führen, bildet dann die Calciumablagerung in den geschädigten Bereichen.

Von W. Schneider wurden in seiner im Jahre 1987 abgeschlossenen Dissertation an der Johannes- Gutenberg-Universität Mainz Versuche an hypercholesterinämischen Kaninchen und Ratten durchgeführt, die zeigten, daß bei Verabreichung relativ hoher Konzentrationen von Magnesium-Pyridoxal-5′-phosphat-Glutaminat (MPPG) die Leber- und Aorta-Lipidkonzentrationen gesenkt werden. Der vorstehenden Arbeit sind jedoch keine Hinweise in bezug auf den auslösenden Mechanismus der Gefäß-Atherombildung bei gefährdeten Personenkreisen zu entnehmen, so daß aufgrund der Ergebnisse von W. Schneider auch nicht geschlossen werden kann, daß durch Eliminierung auslösender Kontaminanten im Blut einer Atherombildung vorgebeugt werden kann.

Seit einiger Zeit besteht der Verdacht, daß Peroxide im Blut als Auslöser von Stoffwechselstörungen fungieren können. Von U.P. Steinbrecher et al wird in J. Biol. Chem., Band 264, Nr. 26, S. 15216-15223, das Vorliegen von oxidativ modifiziertem LDL sowie einem Rezeptor hierzu beschrieben. Die Anmelderin hat nun in gezielten Versuchen nachgewiesen, daß es sich dabei um LDL-gebundene Peroxide handelt. Durch in vitro Versuche konnte ein der toxischen Endothelschädigung zugrundeliegender Mechanismus aufgeklärt und gezeigt werden werden, daß es möglich ist, diese Peroxide abzufangen und unschädlich zu machen.

Aufgabe der Erfindung ist die Verwendung eines Arzneimittels zur Reduzierung der LDL-gebundenen Peroxide, um dadurch Gefäßschäden, insbesondere die Bildung von Atheromen bzw. von arterioklerotischen Plaques in den arteriellen Gefäßen sowie angiopathischen Erkrankungen bei Diabetikern zu vermeiden bzw. zu verzögern.

Die vorstehende Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Verwendung von Magnesium-Pyridoxal-5′-phosphat-Glutaminat zur Herstellung eines Arzneimittels, das geeignet ist zur Vorbeugung von Erkrankungen, die sich durch Gefäßschäden ergeben, gelöst. Insbesondere soll gemäß der Erfindung der Atheromatose sowie angiopatischen Erkrankungen bei einem gefährdeten Personenkreis, bestehend aus Diabetikern, Rauchern alternden, hypertonischen und unter Streß stehenden Personen, vorgebeugt werden.

Magnesium-Pyridoxal-5′-phosphat-Glutaminat ist eine Substanz, die bisher zur Senkung erhöhter Blutfette eingesetzt wurde. Die Substanz (MPPG) ist unter dem Handelsnamen Sedalipid® bekannt und wird von der Firma Steigerwald Arzneimittelwerk, Darmstadt, vertrieben. Bisher war nicht bekannt, daß Magnesium-Pyridoxyl-5′-phosphat-Glutaminat im Blut als Radikalfänger wirkt und damit eine durch Lipid-Peroxide ausgelöste Kettenreaktion zu unterbinden vermag. Aufgrund dieser Wirkung als Radikalfänger ist die Verwendung von MPPG zur Vorbeugung von Gefäßschäden geeignet.

MPPG ist ein Derivat des Pyridoxins und weist folgende Formel auf:

Gefährdete Personengruppen stellen im Sinne der Erfindung insbesondere Raucher, Diabetiker, Personen mit Bluthochdruck sowie sämtliche unter Streß stehenden Personen, wie z. B. Hochleistungssportler, und alternde Menschen dar.

Für die gesteigerte Auslösung der Atherombildung speziell bei dem vorstehend genannten Personenkreis wird folgender Mechanismus angenommen, der durch die nachfolgend beschriebenen in vitro Versuche belegt wird:
LDL wird durch die im Blut vorhandenen reaktiven Sauerstoffspezies (Superoxidradikal O₂˙⁻, Hydroxylradikal OH˙), insbesondere Peroxide zu LDL-Peroxid oxidiert. Dieses LDL-Peroxid wird im wesentlichen nicht von Makrophagen aufgenommen, sondern bindet an einen Scavenger-Rezeptor, der sich an den Endothelzellen befindet (s. vorstehend genannte Literatur von Steinbrecher et al). Auf diese Weise kommt es zu LDL-Ablagerungen an den Endothelzellen, welche weitere Lipidablagerungen nach sich ziehen.

Eine weitere Schädigung der Gefäß-Endothelzellen erfolgt durch die Oxidation von Glutathion durch Peroxide bzw. LDL-gebundene Peroxide. Diese Oxidation kann zum Zelltod führen, da die Zelle ihr Redox-Potential nicht mehr aufrecht erhalten kann (K. Kuzuya et al in Biochem. Biophys. Res. Comm., Band 163, Nr. 3, 1989, S. 1466-1472).

Die folgenden Ausführungen dienen der näheren Erläuterung des Mechanismus zur Einwirkung von MPPG auf LDL-gebundene Peroxide. Die anschließenden Versuche zeigen anhand von Fettsäure-gebundenen Peroxiden, daß in Anwesenheit von MPPG dieselben abgebaut und dadurch unschädlich gemacht werden können.

Fig. 1 gibt das Spektrum von Linolensäure (0,88 mM) wieder. Der Hauptpeak befindet sich bei 211 nm, während bei ca. 232 ein kleiner Peak festzustellen ist, der auf die Anwesenheit eines geringen Prozentsatzes an aufoxidierter Linolensäure hinweist.

Fig. 2 gibt das Spektrum von MPPG (Konzentration 0,125 mM) wieder, welches Peaks bei 222, 327 und 387 zeigt.

Fig. 3 stellt das Spektrum einer Lösung von Linolensäure und MPPG dar. Dieses Spektrum weist Peaks bei 211, 243 und 289 nm auf. Der vorher in Fig. 1 erhaltene Peak bei 232 ist in Fig. 3 nicht mehr vorhanden. Statt dessen zeigt Fig. 3 zwei neue Peaks bei 243 und 289 nm.

Das folgende Schema gibt den angenommenen Reaktionsmechanismus bei Oxidation einer Fettsäure wieder, wie er z. B auch von J.M.C. Gutteridge et al in Trends in Biochemical Sciences, April 1990, S. 130, beschrieben wird:

Es kommt dabei zunächst zum Angriff der Brücken-CH₂-Gruppe durch ein H^.-Radikal. Dies bewirkt eine Umlagerung, so daß aus den isolierten Doppelbindungen konjugierte Doppelbindungen werden. Dabei kommt es zur Ausbildung eines Fettsäureradikals, welches in Gegenwart von Sauerstoff ein Peroxid-Radikal bildet. In Gegenwart eines weiteren Fettsäuremoleküls kommt es zur Ausbildung von Fettsäurehydroperoxid, sowie einem Fettsäureradikal, womit eine Kettenreaktion eingeleitet wird.

Das vorstehend aufgezeigte Reaktionsschema kann bei 234 nm durch Nachweis der Dienreaktion verfolgt werden.

Aus Fig. 1 bis 3 ist zu entnehmen, daß der Peak für oxidierte Linolensäure bei 232 nm (Fig. 1) durch Zugabe von MPPG in einer Konzentration von 0,125 mM verschwindet (Fig. 3), wodurch die oben ausgelöste Kettenreaktion unterbrochen wird und damit auch der Fortlauf des Erkrankungsprozesses.

Fur den Abbau des Hydroperoxids in Gegenwart der erfindungsgemäß verwendeten Substanz MPPG wird folgender, von Mangan katalysierter Mechanismus angenommen:

Es ist nun möglich, diese Abbaureaktion mit Hilfe der Indikatorsubstanz Aminocyclopropancarbonsäure (ACC) nachzuweisen. ACC ist eine in der Natur vorkommende Stammsubstanz zur Bildung von Ethylen. Das frei werdende Ethylen kann quantitativ bestimmt werden.

Der Abbau des Hydroperoxids kann z. B. an Cumenhydroperoxid verfolgt werden. ACC fungiert hier als Indikator. Es wird angenommen, daß die Reaktion über das Amin im Pyridoxalphosphat verläuft, wobei die Bildung eines Radikals erfolgt. Dieses Radikal löst einen Zerfall von ACC zu CH₂H₄, CO₂ und Cyanid aus.

Die folgenden Versuche zeigen die Stimulierung der ACC-Spaltung mit MPPG in Gegenwart von Cumenhydroperoxid, und zwar in Abhängigkeit von der Cumenhydroperoxid (CumOOH)-Konzentration. Gleichzeitig wurden Vergleichsversuche mit entsprechenden molaren Mengen an Pyridoxalphosphat (PP) durchgeführt.

Versuchsbeispiel

Es wurden folgende Lösungen in Phosphatpuffer (0,1 M) pH 7,4, mit unterschiedlicher Cumenhydroperoxid-Konzentration hergestellt.
Ansatz: Phosphatpuffer, 0.1 M, pH 7,4

ACC:
1.0 mM
MPPG:	0.5 mM
Mn²⁺:	0.1 mM
LA:	0.88 mM
CumOOH:	0.006-1.2 mM
Destilliertes Wasser:	ad 2 ml

Tabelle 1

Stimulierung der ACC-Spaltung durch MPPG/PP durch CumOOH in Abhängigkeit von der CumOOH-Konzentration (LA-Linolensäure; CumOOH = Cumenhydroperoxid; ACC = Aminocyclopropancarbonsäure)

Fig. 4a und b zeigen die Stimulierung der ACC-Spaltung durch MPPG bzw. PP in Abhängigkeit von der CumOOH-Konzentration.

Bei der ACC-Spaltung mit Pyridoxalphosphat war, im Gegensatz zu MPPG, in dem eingesetzten unteren Konzentrationsbereich von Cumenhydroperoxid (0,006 mM) bereits eine meßbare Ethylenfreisetzung zu beobachten. Bei 0,12 mM CumOOH zeigte sich in Anwesenheit von MPPG eine Stimulierung der ACC-Spaltung von 70%. Bei CumOOH-Konzentrationen von 0,6 mM und 1,2 mM wurden in Anwesenheit von MPPG deutlich höhere Stimulierungseffekte im Vergleich zu PP gemessen.

Claims (5)

1. Verwendung von Magnesium-Pyridoxal-5′-phosphat- Glutaminat zur Herstellung eines Arzneimittels, das geeignet ist zur Vorbeugung von Erkrankungen, die sich durch Gefäßschäden ergeben.

2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei die Gefäßschäden insbesondere bei einem gefährdeten Personenkreis, bestehend aus Diabetikern, Rauchern, alternden Menschen und solchen mit Bluthochdruck oder unter Streß stehenden Personen auftreten.

3. Verwendung nach Anspruch 1 und 2 zur Vorbeugung gegen Atheromatose.

4. Verwendung nach Anspruch 1 und 2 zur Vorbeugung angiopathischer Erkrankungen.

5. Verwendung nach Ansprüchen 1 bis 4, wobei das Arzneimittel zusätzlich ein Mangansalz enthält.