DE4041283C2 - Blockierungsmittel der EDRF-Wirkung oder -Bildung für die Behandlung von Schockzuständen - Google Patents

Blockierungsmittel der EDRF-Wirkung oder -Bildung für die Behandlung von Schockzuständen

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Description

Die Erfindung betrifft neue Blockierungsmittel des von Endo­ thelin abgeleiteten Relaxierungsfaktors (EDRF, endothelin derived relaxing factor) für die Behandlung von verschiedenen Schockzuständen, wie beispielsweise Stress, septischen oder traumatischen Schocks, durch Perfusion.
Sepsis und Endotoxämie sind immer noch die Hauptursachen von Todesfällen in chirurgischen Intensivstationen trotz der Ver­ wendung von großen Mengen und spezifischen Antibiotika, sorg­ fältiger Überwachung und operativen Eingriffen. Nicht überle­ bende Patienten neigen zu einem niedrigen peripheren Gefäßwi­ derstand, der als "unausweichliche Hypotension" bezeichnet wird. In der Tat zeigen die Patienten eine tiefe Vasodilata­ tion insbesondere in der präterminalen Phase und sterben eher an peripherem Gefäßversagen als an Herzversagen. Darüberhinaus spricht die anhaltende Vasodilatation bei diesen Patienten noch zeitweilig auf infudierte Catecholamine (oder andere ge­ fäßverengende Mittel) an und kann wegen einer "verminderten Gefäßreaktion" nicht wieder hergestellt werden, was der zur Mortalität beitragende Hauptfaktor ist.
Die Erfindung betrifft die Behandlung der verminderten Gefäß­ reaktion in verschiedenen Schockzuständen, wie bei Sepsis, Endotoxämie und anderen Krankheiten, die zu andauernder und tiefer systemischer Vasodilatation führen. Die Behandlung be­ inhaltet die Verabreichung einer wirksamen Menge eines Bloc­ kierungsmittels für die Wirkung oder Bildung des Endothelin­ abgeleiteten Relaxierungsfaktors (EDRF) oder von Stickoxid (NO) oder ähnlichen Faktoren.
Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß Blockierungsmittel für die Wirkung oder die Erzeugung von EDRF, beispielsweise L-Argi­ ninderivate, wie L-N-Monomethylarginin oder L-NMMA, L-Imino­ ethylornithin oder L-NIO und L-Nitroargininmethylester oder L- NAME, das unterdrückte Ansprechen auf Catecholamine wieder her­ stellen können und die vaskulare Hyporeaktivität wirksam in­ hibieren können.
Diese Derivate sind L-Isomere der Verbindungen der nachstehen­ den Formel
worin R1 und R4 für H, CH3 oder C2H5 stehen,
R2 für H oder NO2 steht und
R3 für NHR4, CH3 oder C2H5 steht, mit Ausnahme von Arginin sowie Verbindungen, worin gleichzeitig R1 = CH3 oder C2H5, R2 = H und R3 = NHR4 mit R4 = H oder CH3 ist.
Entsprechend betrifft die Erfindung therapeutische Materialzu­ sammensetzungen, die eine wirksame Menge wenigstens einer der oben erwähnten Verbindungen zusammen mit einem beliebigen ver­ träglichen Träger und/oder Verdünnungsmittel für die Verabrei­ chung durch Injektion enthalten. Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer der oben er wähnten Verbindungen zur Behandlung von verminderter Gefäßreaktion bei Schockzuständen.
Der Stand der Technik wird durch die EP 0 230 037 A1 vom 22.12.1986 wiedergegeben, die Zellschutzmittel beschreibt und (D)-N-Methylarginin nennt. Es ist jedoch festzuhalten, daß zum einen diese Verbindung keinerlei Aktivität auf dem Gebiet der Erfindung aufweist und zum anderen die erfindungsgemäßen Verbindungen anscheinend keine Zellschutzwirkung haben.
Aus den Patentschriften US 4 308 280 A und US 4 405 643 A ist der Einsatz von Alkylestern des Arginins zur Behandlung von verschiedenen Schockzuständen und zur Behandlung von Lungen­ ödemen bekannt. Eine Verwendung der Verbindungen zur Behand­ lung verminderter Gefäßreaktion bei Schockzuständen ist dort nicht beschrieben.
Durch experimentelle Demonstration wurde kürzlich eine große Zahl von Beweisen dafür erbracht, daß Schockmodelle an Tieren in vivo und in vitro die verminderte vaskulare Ansprechbarkeit im Menschen auf Presso-Neurotransmitter oder Hormone gut simu­ lieren können (K. A. Wichterman, A. E. Baue, T. H. Chaudry, Sep­ sis and septic shock. A review of laboratory models and a pro­ posal; J. of Surgical Res. 29, 189-201 (1980); J. R. Parrat, Alteration in vascular reactivity in sepsis and endotoxemia; In J. L. Vincent (Hrsg.), Update in intensive care and emergen­ cy medicine, Springer, bd. 8, 299-308, 1989). Diese anormale vaskulare Reaktion und die Wirkung von Blockierungsmitteln auf EDRF kann gut an Gefäßgeweben demonstriert werden, die Tieren unter Schock entnommen wurden.
Bei den erfindungsgemäßen Verbindungen wurde das durch die folgenden Experimente bewiesen.
Sprague-Dawley-Ratten (220-330 g) erhielten 10 mg/kg Escheri­ chia-Coli-Endotoxin (0114B4 Sigma) durch Ip-Injektion. Nach 3 Stunden wurden die Ratten durch Genickbruch geopfert und die Thoraxaorten entfernt und von umgebendem Gewebe gereinigt. 2 mm weite Ringe wurden unter einer Spannung von 2 g bei 37°C in ein Organbad mit 10 ml physiologischer Krebs-Henseleit-Lö­ sung gehängt und mit 95% O2/5% CO2 begast. Kontraktive Reak­ tionen wurden unter Verwendung eines Kraftübertragungswandlers gemessen (M. Auguet, S. Delaflotte, P. E. Chabrier, P. Braquet, Comparative Effects of Endothelin and Phorbol 12-13 Dibutyrat in Rat Aorta, Life Sci. 45, 21, 2051-2059, 1989).
In einigen Experimenten wurde das Endothel sachte getrennt (-E). Die durch Phenylephrin (PE) induzierte Kontraktion war in Kontrollringen von Tieren, die Salzlösung erhielten (0,9% NaCl) mit (E+) oder ohne (E-) Endothel über die Zeit stabil.
Das Argininderivat (10, 30 oder 100 µm) hatte per se keine sig­ nifikante Wirkung.
Dagegen zeigten Ringe von mit Endotoxin behandelten Tieren trotz eines ähnlichen kontrahierenden Effekts durch PE einen Verlust an Tonizität innerhalb des durch vaskulare Hyporeaktivität ge­ kennzeichneten Zeitraums. Dieses Phänomen war bei intaktem Endo­ thel (E+) hervorgehoben. Die erfindungsgemäßen Verbindungen (mit 10, 30 oder 100 µm) waren in der Lage, den Verlust an Tonizität umzukehren, was anzeigt, daß diese Verbindungen die verminderte vaskulare Reaktion in Präparaten mit oder ohne Endothel inhibie­ ren können.
Die Wirkung der erfindungsgemäßen Verbindungen war spezifisch auf die Inhibierung der EDRF-Erzeugung gerichtet, wohingegen L-Arginin, der natürliche Vorläufer von Stickoxid (NO) den Verlust an Tonizität in mit Endotoxin behandelten Präparaten verstärkte.
In einigen Experimenten wurden die erfindungsgemäßen Verbin­ dungen 105 Min. nach dem PE in das Bad eingeführt, nachdem das Gewebe seine Tonizität vollständig verloren hatte. Unter die­ sen Umständen waren die erfindungsgemäßen Verbindungen allein in der Lage, die Kontraktion herbeizuführen und vollständig wieder herzustellen und beseitigen daher die vas­ kulare Hyporeaktivität auf Vasokonstriktoren in Schockzuständen extensiv. Es wurde auch gefunden, daß die Wirkung der erfindungs­ gemäßen Verbindungen stark erhöht werden kann, wenn sie mit Cyclooxygenaseblockern, wie beispielsweise Aspirin® und Indo­ methacin® kombiniert werden. Dies wurde durch das folgende in vivo-Experiment bewiesen.
Männliche Sprague-Dawley-Ratten (280-320 g) wurden im Rückenmark durchbohrt und 60 Min. kontinuierlich mit Endotoxin perfudiert (EDTX, Escherichia Coli-Lipopolysaccharid OIII: B4; 300 µg/kg/h). Dies führte zu einer systemischen Hypotension (Abnahme des DBP (diastolischer Blutdruck)) von 40%, einer vaskularen Hyporeakti­ vität auf die Stimulation durch Pressormittel in Verbindung mit Blutkonzentration und Leukozytopenie. Die vaskulare Reaktivität wurde durch das Erstellen von Dosis-Antwortkurven auf Methoxamin (einem α1-Agonisten) in kumulativer Weise und durch Berechnung des ED50 (50% effektive Dosis) gemessen. Die ED50-Werte für Methoxamin waren 79 ± 9 µg/kg bzw. 278 ± 34 µg/kg, jeweils bei der Kontrolle und bei EDTX-behandelten Ratten (n = 24 Tiere). Den Tieren wurden die Drogen 60 Min. perfudiert. Die Zahl der Ratten in jeder Gruppe war 5 oder 6. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle wiedergegeben. Eine 60 Min. Perfusion von Endotoxin-Lipopolysaccharid (300 µg/kg/h) an durchbohrte Ratten führte zu Hypotension und beeinträchtigte die vaskulare Reakti­ vität auf Pressormittel, wie bei septischen und Endotoxin-Schock­ zuständen im Menschen beobachtet. Diese vaskulare Hyporeaktivi­ tät kann in dosisabhängiger Weise durch EDRF-Blocker, wie L-NMMA, L-NAME oder L-NIO, inhibiert werden, was die in vitro-Ergebnisse bestätigte. Ihre Wirksamkeit auf den Blutdruck ist jedoch weni­ ger ausgeprägt. Die Verbindung von Cyclooxygenaseblockern (bei­ spielsweise Aspirin®, Indomethacin® etc.) und EDRF-Blockern führt zu einem hoch signifikanten synergetischen Schutzeffekt bei so­ wohl vaskularer Hyporeaktivität als auch schockbedingtem Blut­ druckabfall.
Dementsprechend betrifft die Erfindung auch therapeutische Ma­ terialzusammensetzungen, worin die vorstehend beschriebenen Ver­ bindungen mit Cyclooxygenaseblockern kombiniert werden.
Es ist festzuhalten, daß die aus der Kombination der beiden Verbindungsarten resultierende Wirksamkeit sehr viel größer ist, als die, die sich aus der bloßen Addition der Wirksamkeit der beiden Komponenten ergeben würde.
Toxizität
Eine Studie der akuten Toxizität der erfindungsgemäßen Ver­ bindungen wurde an Ratten und Mäusen durchgeführt, wobei aber keine Todesfälle bei der maximalen verabreichbaren Dosis festgestellt wurden.
Posologie
Bei der Behandlung von Schockzuständen besteht die übliche Do­ sis in der Verabreichung von 10 bis 500 mg/h der ausgewählten erfindungsgemäßen Verbindung, wenn diese allein verwandt wird, durch Perfusion, gelöst oder suspendiert in einem Serum. Die Dauer der Behandlung ist in jedem Fall anhand einer hinreichen­ den Genesung des Patienten zu bestimmen. Im Fall der Co-Verab­ reichung von einer der erfindungsgemäßen Verbindungen mit einem Cyclooxygenaseblocker enthält die Dosis für eine einstündige Perfusion 10 bis 100 mg der ausgewählten erfindungsgemäßen Ver­ bindung zusammen mit 0,1 bis 1 mg, falls Indomethacin® ver­ wandt wird, oder 2 bis 200 mg, falls Aspirin® verwandt wird, oder entsprechenden Mengen anderer Cyclooxygenaseblocker.
Galenisches Beispiel zur Herstellung einer erfindungsge­ mäßen therapeutischen Materialzusammensetzung (nachgereicht am 28. Juli 1999)
Aspirin® (150 mg) und L-NMMA (50 mg) werden in einem wäß­ rigen Träger aus Glycin und Wasser (ca. 5-25 ml) zu einer injektionsfähigen Zubereitung vermischt.

Claims (5)

1. Therapeutische Materialzusammensetzung für die Behandlung von Schockzuständen durch Perfusion, dadurch gekennzeich­ net, daß sie als ihren wesentlichen Bestandteil eine wirk­ same Menge einer Verbindung der Formel
worin R1 und R4 für H, CH3 oder C2H5 stehen,
R2 für H oder NO2 steht und
R3 für NHR4, CH3 oder steht,
umfaßt, mit Ausnahme von Arginin sowie Verbindungen, worin gleichzeitig R1 = CH3 oder C2H5, R2 = H und R3 = NHR4 mit R4 = H oder CH3 ist.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als wirksame Menge für eine einstündige Perfusion 10 bis 500 mg der ausgewählten Verbindung enthält.
3. Therapeutische Materialzusammensetzung für die Behandlung von Schockzuständen durch Perfusion, dadurch gekennzeich­ net, daß sie als ihren wirksamen Bestandteil eine wirksame Menge einer Mischung einer Verbindung der Formel
worin R1 und R4 für H, CH3 oder C2H5 stehen,
R2 für H oder NO2 steht und
R3 für NHR4, CH3 oder C2H5 steht,
zusammen mit einem aus Indomethacin® und Aspirin® ausge­ wählten Cyclooxygenaseblocker umfaßt.
4. Zusammensetzung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie als wirksame Menge der Mischung für eine einstün­ dige Perfusion 10 bis 100 mg der ausgewählten Verbindung zusammen mit 0,1 bis 1 mg Indomethacin® oder mit 2 bis 200 mg Aspirin® oder mit den entsprechenden Mengen ande­ rer Cyclooxygenaseblocker enthält.
5. Verwendung von Wirkstoffen gemäß Anspruch 1 zur Behand­ lung von verminderter Gefäßreaktion bei Schockzuständen.
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