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HINTERGRUND
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Technisches
Gebiet
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Diese Erfindung betrifft allgemein
pharmazeutische Zusammensetzungen und Verfahren zur Bewirkung einer Änderung
der menschlichen Hypothalamus-Funktion,
wodurch ein gewisses Verhalten und eine gewisse Physiologie von
Individuen geändert
wird, die vom Hypothalamus vermittelt werden. Spezieller betrifft die
Erfindung die Verwendung gewisser Estren-Steroide als neurochemische
Effektoren von Physiologie und Verhalten.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft
gewisse Verbindungen, nämlich
Estren-Steroide
und verwandte Verbindungen, wie sie hierin beschrieben werden, und
die Verwendung dieser Verbindungen als Semiochemikalien, um die
Hypothalamus-Funktion
zu ändern,
wodurch ein gewisses Folgeverhalten und eine gewisse Folgephysiologie
beeinflusst werden, z. B. die Verringerung von Angst. Ein typisches
Beispiel für
Estren-Steroide ist 17β-Estradiol(1,3,5(10)-Estratrien-3,
17β-diol),
und diese sind durch einen phenolischen 1,3,5(10)-A-Ring und ein
Hydroxy oder Hydroxy-Derivat, wie ein Ether oder Ester, an der Position
3 gekennzeichnet. Die Pheromon-Eigenschaften einiger Estren-Steroide
bei einigen Säuger-Arten
ist beschrieben worden. Michael, R. P. et al., Nature (1968) 218:
746 weisen auf Estrogene (insbesondere Estradiol) als Pheromon-Lockstoff
von männlichen
Rhesus-Affen hin. Parrot, R. F., Hormones and Behavior (1976) 7:
207–215,
berichtet, dass eine Estradiolbenzoat-Injektion ein Paarungsverhalten
bei ovariektomierten Ratten induziert; und die Rolle des Blutspiegels
von Estradiol bei der männlichen
Sexualantwort (Phoenix, C. H., Physiol. and Behavior (1976) 16: 305–310) und
der weiblichen Sexualantwort (Phoenix, C. H., Hormones and Behavior
(1977) 8: 356–362)
bei Rhesus-Affen ist beschrieben worden. Andererseits herrscht wenig Übereinstimmung
in der Literatur, ob Pheromone als solche überhaupt eine Rolle beim Reproduktionsverhalten
und bei der interpersonellen Kommunikation von Säugern spielen oder nicht (Beauchamp,
G. K., et al., "The
Pheromone Concept in Mammalian Chemical Communication: A Critique", in: Mammalian Olfaction,
Reproductive Processes, and Behavior, Doty, R. L., Hsg., Academic
Press, 1976).
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Ein Beispiel für die Verwendung der vorliegenden
Erfindung betrifft die nicht-systemische
nasale Verabreichung gewisser Estren-Steroide, um eine spezielle
Verhaltens- oder physiologische Antwort bei menschlichen Subjekten
zu beeinflussen, z. B. eine Verringerung von negativem Affekt, negativer
Stimmung und negativen Charakterzügen. Insbesondere sorgt die
nasale Verabreichung für
das In-Kontakt-Bringen von Neurorezeptoren einer bislang schlecht
verstandenen neuroendokrinen Struktur, die üblicherweise als Vomeronasalorgan
(„VNO"; auch als „Jacobson-Organ" bekannt) bekannt
ist, mit einem oder mehreren Steroiden) oder Zusammensetzungen,
welche das bzw. die Steroide) enthalten. Der Zutritt zu diesem Organ
erfolgt durch die Nasenlöcher
der meisten höheren
Lebewesen – von
Schnecken bis Menschen, und ist u. a. mit der Pheromon-Wahrnahme
bei gewissen Arten verbunden worden (siehe allgemein Muller-Schwarze & Silverstein,
Chemical Signals, Plenum Press, New York (1980)). Die Axone der
Neuroepithelien des Vomeronasalorgans, die suprapalatal angeordnet
sind, bilden den Vomeronasalnerv und weisen eine direkte synaptische
Verbindung mit dem akzessorischen Riechkolben und einen indirekten
Stimulus von dort zum kortikomedialen Amygdal-Vorderhirn und zu
den Hypothalamuskernen des Gehirns auf. Die distalen Axone der Neuronen
des Nervus terminalis können
auch als neurochemische Rezeptoren in dem VNO dienen. Stensaas,
L. J., et al., J. Steroid Biochem. and Molec. Biol. (1991) 39: 553.
Dieser Nerv hat eine direkte synaptische Verbindung mit dem Hypothalamus.
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Johnson, A. et al. (J. Otolaryngology
(1985) 14: 71–79)
berichten über
einen Beleg für
die Anwesenheit des Vomeronasalorgans bei den meisten erwachsenen
Menschen, schließen
aber, dass das Organ wahrscheinlich nicht funktionell ist.
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Widersprechende Ergebnisse, die nahelegen,
dass das VNO ein funktioneller chemosensorischer Rezeptor ist, werden
von Stensaas, L., et al., oben; und von Moran, D. T., et al., Garcia-Velasco,
J. und M. Mondragon; Monti Bloch, L. und B. Grosser – alle in
J. Steroid Biochem. and Molec. Biol. (1991) 39 mitgeteilt.
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Es ist offensichtlich, dass es wünschenswert
wäre, menschliche
Semiochemikalien und Pheromone zu identifizieren und zu synthetisieren
und pharmazeutische Zusammensetzungen und Verfahren zur Verwendung
zu entwickeln, um die Hypothalamus-Funktion zu beeinflussen. Diese
Erfindung betrifft die unerwartete Entdeckung, dass gewisse Estren-Steroide
und verwandte Verbindungen oder pharmazeutische Zusammensetzungen,
die gewisse Estrene oder verwandte Verbindungen enthalten, sich
spezifisch an Chemorezeptoren von nasalen Neuroepithelzellen binden,
wenn sie nasal menschlichen Subjekten verabreicht werden, und dass diese
Bindung eine Reihe von neurophysiologischen Antworten erzeugt, die
eine Änderung
der Hypothalamus-Funktion eines Individuums zur Folge haben. Wenn
sie geeignet verabreicht werden, beeinflusst die Wirkung von gewissen
dieser Verbindungen auf den Hypothalamus die Funktion des autonomen
Nervensystems und einer Vielfalt von Verhaltens- oder physiologischen
Phänomenen,
welche, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein, die folgenden
einschließen:
Angst, prämenstruellen
Stress, Furcht, Aggression, Hunger, Blutdruck und andere Verhaltens-
und physiologische Funktionen, die normalerweise vom Hypothalamus
reguliert werden. Otto Appenzeller. The Autonomic Nervous System.
An introduction of basic and clinical concepts (1990); Korner, P.
I. Central nervous control of autonomic cardiovascular function,
und Levy, N. M. und Martin, P. J., Neural control of the heart,
beide im Handbook of Physiology; Section 2: Cardiovascular System – the heart,
Bd. I, Washington DC, 1979, American Physiological Society; Fishman,
A. P., et al., Herausgeber, Handbook of Physiology. Section 3: Respiratory
System. Bd. II. Control of breathing, Bethesda MD. 1986. American
Physiological Society.
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Das United States Patent Nr. 4,977,147
offenbart ein pharmazeutisches Präparat zur Behandlung von Menopause-Symptomen,
Estrogen-Mangel und Hormon-abhängigen
Tumoren und zur Verwendung als Kontrazeptivum, welches 3-substituierte
17-Methylen- und 3-substituierte 17-Ethylidenestratriene umfasst.
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In einigen Fällen wird ein einziges Estren-Steroid
oder eine einzige verwandte Verbindung verabreicht, in manchen Fällen werden
Kombinationen von Estren-Steroiden und/oder verwandten Verbindungen
verabreicht, und in einigen Fällen
werden ein oder mehrere Estren-Steroide zusammen mit einem oder
mehreren Androstan-Steroiden oder einer verwandten Verbindung verabreicht.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Demgemäß ist es ein Ziel dieser Erfindung,
pharmazeutische Zusammensetzungen bereitzustellen, die Estren-Steroide
enthalten und für
eine nasale Verabreichung bei einem Individuum geeignet sind.
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Es ist auch ein Ziel dieser Erfindung,
diese Zusammensetzungen bei der Herstellung eines Medikaments zu
verwenden, um die Hypothalamus-Funktion eines Individuums zu ändern.
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Es ist ein weiteres Ziel dieser Erfindung,
Verfahren zur Verwendung dieser Zusammensetzungen bei der Herstellung
eines Medikaments bereitzustellen, um die physiologischen und Verhaltens-Funktionen
von Individuen zu beeinflussen, die normalerweise vom Hypothalamus
reguliert werden.
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Verfahren zur Änderung der Hypothalamus-Funktion
unter Verwendung dieser Erfindung weisen die folgenden Vorteile
auf: 1) Verabreichung direkt an die Chemorezeptoren in der Nasenpassage
und an das Vomeronasalorgan ohne Pillen oder Nadeln – d. h.
nicht-invasiv; 2) eine Weise der Arzneistoff-Wirkung durch das Nervensystem
und nicht durch das Kreislaufsystem – demgemäß kann die Gehirnfunktion ohne
Berücksichtigung
der Blut/Hirn-Schranke beeinflusst werden; 3) ein direktes Mittel
zur Beeinflussung des Hypothalamus – es liegt nur ein einziger
synaptischer Spalt zwischen Pheromon-Rezeptoren und dem Hypothalamus
vor; und 4) Bereitstellung einer hochspezifischen Arzneistoff- Wirkung, wodurch
das Potential für
unerwünschte
Nebenwirkungen in großem
Maß verringert
wird – dies,
weil sensorische Nerven an einem spezifischen Ort im Gehirn angesprochen
werden.
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Zusätzliche Ziele, Vorteile und
neue Merkmale der Erfindung werden teilweise in der Beschreibung, die
folgt, dargelegt und werden teilweise dem Fachmann bei der Überprüfung des
Folgenden offenkundig oder können
anhand der Durchführung
der Erfindung gelernt werden.
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Die Ziele dieser Erfindung werden
durch Bereitstellung einer pharmazeutischen Zusammensetzung in Form
einer Dosierungseinheit erreicht, die zur nasalen Verabreichung
an Menschen zum Lindern von Symptomen von Psychose, Depression oder
Angst bei einem Individuum oder von prämenstruellem Stress bei Frauen
angepasst ist, wobei die Zusammensetzung pro Dosierungseinheit eine
therapeutisch wirksame Menge von mindestens 1 Picogramm, aber nicht
mehr als 1 Mikrogramm mindestens eines Estren-Steroids und einen pharmazeutisch
geeigneten Träger
umfasst, wobei das Estren-Steroid die Formel
aufweist, in der R
1 Methylen ist; R
2 aus
der aus Wasserstoff und Methyl bestehenden Gruppe ausgewählt ist; R
3 aus der aus Oxo, Hydroxy, (C
1-4)-Alkoxy,
(C
1-4)-Acyloxy, Benzoyl, Cypionyl, Glucuronid
und Sulfonyl bestehenden Gruppe ausgewählt ist; R
4 aus
der aus Wasserstoff, Hydroxy, (C
1-4)-Alkoxy,
(C
1-4)-Acyloxy
und Halogen bestehenden Gruppe ausgewählt ist; R
5 abwesend
ist oder aus der aus Wasserstoff, Hydroxy, (C
1-4)-Alkoxy und
(C
1-4)-Acyloxy bestehenden Gruppe ausgewählt ist;
R
6 Wasserstoff oder ein Halogen ist; und „a" eine fakultative
aromatische Unsättigung
des Rings A des Steroids darstellt oder „b", „c" und „d" jeweils fakultative Doppelbindungen
sind; und „g", „h", „i" und „j" jeweils fakultative
Doppelbindungen sind.
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Eine bevorzugte Klasse von Verbindungen
sind diejenigen, in denen „a" vorliegt und „g", „h" oder „i" fakultative Doppelbindungen
sind. Die Klasse, in der „h" und „i" beide Doppelbindungen
sind, ist ebenfalls bevorzugt. Eine weitere bevorzugte Klasse enthält „b", „c" oder „j" als Doppelbindung.
Noch eine weitere Klasse enthält „c" und „d" als Doppelbindungen.
Noch eine weitere Klasse enthält
R2 als Methyl. Halogen schließt I, Br,
F und Cl ein.
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Diese Erfindung kann in einem Verfahren
zur Änderung
der Hypothalamus-Funktion
und autonomer Funktion in einem Individuum verwendet werden. Es
wird ein Ligand für
einen Chemorezeptor bereitgestellt, der auf der Oberfläche einer
Nasen-Neuroepithelzelle angeordnet ist, wobei die Zelle ein Teil
von vom Riechepithel verschiedenem Gewebe ist; und der Ligand wird
innerhalb einer Nasenpassage des Individuums verabreicht, so dass
sich der Ligand spezifisch an den Chemorezeptor bindet, was eine Änderung
der Hypothalamus-Funktion des Individuums zur Folge hat.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 erläutert die
Synthese von 1,3,5(10),16-Estratetraen-3-ol. Die 2A, 2B und 2C sind graphische Darstellungen
der elektrophysiologischen Auswirkungen der lokalen Verabreichung
von speziellen Steroiden an das Vomeronasalorgan von männlichen
Subjekten (2A) und an
das Riechepithel (2C)
auf das Rezeptorpotential. 2B ist
ein graphischer Vergleich der Auswirkung eines Estrens auf das VNO-Rezeptorpotential
von männlichen
und weiblichen Subjekten.
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3 ist
eine graphische Darstellung der elektrophysiologischen Auswirkung
der lokalen Verabreichung von speziellen Steroiden an das Vomeronasalorgan
von männlichen
(3A) und weiblichen (3B) Subjekten.
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4 stellt
verschiedene autonome Antworten von männlichen Subjekten auf 1,2,3,5(10),16-Estratetraen-3-ylacetat
dar. A = Rezeptorpotential des vomeronasalen Neuroepithels. B = Änderung
des psychogalvanischen Hautreflexes [GSR) (kOhm); C = Änderung
der Hauttemperatur (Grad C).
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5 stellt
vergleichende Änderungen
des Potentials des VNO nach Einwirkung des Methylethers und des
Acetats von 1,3,5(10),16-Estratetraen-3-ol dar.
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6 stellt
den geschlechtlichen Dimorphismus bei lokalen und autonomen Antworten
auf die Stimulierung des VNO mit Vomeropherinen dar. Verschiedene
Vomeropherine (200 fMol) und die Verdünnungsmittelkontrolle wurden
30 männlichen
und 30 weiblichen Subjekten (im Alter von 20 bis 45 Jahren), wie
beschrieben, verabreicht. Balken zeigen die mittlere Antwort der
Population an.
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6A und B: EVG-Antworten wurden, wie beschrieben,
bei männlichen
(A) und weiblichen (B)
Subjekten gemessen.
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6C und D: Die elektrodermale Aktivität wurde,
wie beschrieben, gemessen. Die Änderungen
(gemessen in kΩ)
der Antwort aufgrund der Zufuhr von Vomeropherinen an das VNO jedes
Subjekts sind bei männlichen
(C) und weiblichen (D)
Subjekten gezeigt.
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6E und F: Die alpha-kortikale Aktivität wurde
wie beschrieben gemessen. Änderungen
der Antwort aufgrund der Zufuhr von Vomeropherinen an das VNO von
männlichen
(E) und weiblichen (F)
Subjekten.
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6G und H: Die Hauttemperatur (ST) wurde, wie beschrieben,
gemessen. Änderungen
der Antwort aufgrund der Zufuhr von Vomeropherinen an das VNO jedes
Subjekts sind bei männlichen
(G) und weiblichen (H)
Subjekten gezeigt.
A = 1,3,5(10),16-Estratetraen-3-ylacetat
B
= Androsta-4,16-dien-3-on
C = 1,3,5(10),16-Estratetraen-3-ol
D
= 3-Methoxyestra-1,3,5(10),16-tetraen
E = Androsta-4,16-dien-3α-ol
F
= Androsta-4,16-dien-3β-ol
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7 stellt
die Elektroolfaktgramme von männlichen
und weiblichen Subjekten dar, die durch Stimulierung des Riechepithels
[OE] mit Geruchsstoffen und Vomeropherinen induziert wurden. A:
400 fMol der Geruchsstoffe 1-Carvon und Cineol sowie 200 fMol der
Vomeropherine A, B, C, D und F und des Stereoisomers E wurden getrennt
als einsekündige
Pulse auf das Riechepithel von 20 Subjekten (sowohl männlichen
als auch weiblichen) aufgebracht, und jede EOG-Antwort wurde wie
beschrieben aufgezeichnet. Die Geruchsstoffe sowie E und B erzeugten
eine signifikante (p < 0,01)
lokale Antwort. B: 400 fMol der Geruchsstoffe 1-Carvon und Cineol
induzierten keine signifikante EVG-Antwort, als sie dem VNO von
männlichen
und weiblichen Subjekten zugeführt
wurden.
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8 stellt
die elektrophysiologische Wirkung der folgenden Vomeropherine auf
das Vomeronasalorgan von 20 weiblichen Subjekten dar:
G = Androst-4-en-3-on
H
= Androsta-4,16-dien-3,6-dion
J = 10,17-Dimethylgona-4,13(17)-dien-3-on
K
= 1,3,5(10),16-Estratetraen-3-olmethylether
L = 1,3,5(10),16-Estratetraen-3-ylpropionat
EVG
= Elektrovomeronasogramm
GSR = Psychogalvanischer Hautreflex
=
Elektrodermale Aktivität
(EDA)
ST = Hauttemperatur
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9 stellt
die elektrophysiologische Auswirkung von Vomeropherinen auf das
Vomeronasalorgan von 20 männlichen
Subjekten dar.
M = 1,3,5(10)-Estratrien-3-ol
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10 stellt
die Synthese von Estra-1,3,5(10),6-tetraen-3-ol und Estra-4,16-dien-3-ol dar.
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11 stellt
die Synthese von Verbindungen dar, die in den Beispielen 16 bis
19 beschrieben sind.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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I. Definitionen
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Ein „Affekt" ist eine vorübergehender Gefühlszustand.
Typische negative Affekte sind Gefühle der Nervosität, der Spannung,
der Scham, der Sorge, der Reizbarkeit, des Ärgers, des Zorns und dergleichen. „Stimmungen" sind länger anhaltende
Gefühlszustände, wie
Schuld, Traurigkeit, Hoffnungslosigkeit, Wertlosigkeit, Reue, Kummer,
Unglücklichsein
und dergleichen. „Charakter"-Züge sind
dauerhaftere Aspekte der Persönlichkeit
eines Individuums. Typische negative Charakterzüge sind Empfindlichkeit, Bedauern,
Schuldgefühle,
Sturheit, Ressentiment, Bitterkeit, Schüchternheit, Faulheit und dergleichen.
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„Androstan-Steroide" sind aliphatische
polycyclische Kohlenwasserstoffe, die durch eine Vierring-Steroidstruktur
mit einer Methylierung an den Positionen 10 und 13 gekennzeichnet
sind. Ein Androstan-Steroid ist eine Unterklasse von Androstanen,
deren üblicherweise
verstandene Bedeutung ist, dass die Verbindung mindestens eine Doppelbindung
aufweist. Üblicherweise
versteht man, falls eine Verbindung nicht als Gonan beschrieben
ist, dass die Verbindung eine 18-Kohlenstoff-Gruppe aufweist. Jedoch
ist es beabsichtigt, dass 18-Norandrostane hierin als Androstan-Steroide
angesehen werden. Weiter werden auch alle Derivate, welche die oben
beschriebenen strukturellen Eigenschaften aufweisen, hierin ebenfalls
generisch als Androstan-Steroide bezeichnet.
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„Estren-Steroide", wie der Ausdruck
hierin verwendet wird, sind aliphatische polycyclische Kohlenwasserstoffe
mit einer Vierring-Steroidstruktur, mindestens einer Doppelbindung
im A-Ring, keiner Methylierung an der Position 10 und einem Oxo,
Hydroxyl oder Hydroxylderivat, wie einem Alkoxy, Ester, Benzoat,
Cypionat, Sulfat oder Glucuronid, an der Position 3. Derivate, welche
diese strukturellen Merkmale enthalten, werden ebenfalls generisch
als Estren-Steroide bezeichnet. Estren-Steroide sind in der Stammanmeldung,
U.S.S.N. 07/638,185, auch als Estrogen-Steroide bekannt, und diese
beiden Ausdrücke
sollen äquivalent
sein.
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Die folgende Struktur zeigt die Vierring-Steroidstruktur,
die dem 16-Androsten-
und Estren-Steroiden gemeinsam ist. Beim Beschreiben der Anordnung
der Gruppen und Substituenten wird das folgende Nummerierungssystem
verwendet:
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„Geschlechtlich dimorph" bezeichnet einen
Unterschied bei der Wirkung eines pharmazeutisches Mittels oder
der Antwort auf dasselbe zwischen männlichen und weiblichen Individuen
derselben Art.
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Eine „wirksame Menge" eines Arzneistoffs
ist ein Bereich der Menge und/oder Konzentration, der eine gewünschte physiologische
und/oder psychologische Wirkung mit sich bringt, wenn. diese einem
Subjekt verabreicht wird, das den Arzneistoff benötigt. Im
vorliegenden Fall ist ein benötigendes
Subjekt eines, das eine Hypothalamus-Modulation oder -Regulation
benötigt,
oder ein Subjekt, das eine Änderung
eines physiologischen oder Verhaltensmerkmals benötigt, das
normalerweise vom Hypothalamus beeinflusst wird. Wenn das Steroid
direkt in das VNO eingeführt
wird, beträgt
eine wirksame Menge 1 pg bis 1 μg,
mehr bevorzugt 10 pg bis 50 pg. Wenn das Steroid mittels einer Salbe,
Creme, eines Aerosols oder dergleichen an die Nasenpassage verabreicht
wird, beträgt
eine wirksame Menge 100 pg bis 1 Mikrogramm, vorzugsweise 1 ng bis
1 Mikrogramm. Es folgt, dass einige Arzneistoffe wirksam sein können, wenn
sie auf einigen Wegen verabreicht werden, aber unter Umständen nicht
wirksam sein können,
wenn sie auf anderen Wegen verabreicht werden.
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Der „Hypothalamus" ist der Teil des
Zwischenhirns, der die ventrale Wand des dritten Ventrikels unterhalb
der Hypothalamusrinne umfasst und Strukturen einschließt, die
den Ventrikelboden bilden, einschließlich der Sehnervenkreuzung,
des Tuber cinereum, des Infundibulums und des Corpus mamillare.
Der Hypothalamus reguliert das autonome Nervensystem und steuert
mehrere physiologische und Verhaltensfunktionen, wie die sogenannten
Kampf- und Fluchtantworten, die sexuelle Motivation, den Wasserhaushalt,
den Zucker- und Fettmetabolismus, den Hunger, die Regulierung der
Körpertemperatur,
endokrine Sekretionen und andere. Der Hypothalamus ist auch die
Quelle von Vasopressin, das den Blutdruck reguliert, und Oxytocin,
das die Geburt und die Milchfreisetzung einleitet. Alle Hypothalamus-Funktionen
sind potentiell durch die hierin beschriebene semiochemische Therapie
modulierbar.
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Wie hierin verwendet, bedeutet „Niederalkyl" eine verzweigte
oder unverzweigte gesättigte
Kohlenwasserstoffkette mit 1 bis 4 Kohlenstoffen, wie beispielsweise
Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Butyl und dergleichen. „Alkoxy", wie hierin verwendet,
wird in seinem herkömmlichen
Sinn verwendet, welcher die Gruppe -OR bezeichnet, worin R ein Alkyl
ist, wie hierin definiert:
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Ein Picogramm (pg) ist gleich 0,001
Nanogramm (ng). Ein ng ist gleich 0,001 Mikrogramm (μg). Ein μg ist gleich
0,001 mg.
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II. Weisen zur Durchführung der
Erfindung
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A. Estrene, die in der
Erfindung nützlich
sind
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Die Erfindung ist teilweise auf gewisse
Estren-Steroide gerichtet, die strukturell mit Estradiol (auch als 1,3,5(10)-Estratrien-3,17β-diol bezeichnet)
verwandt sind. Steroide innerhalb der Gruppe sind durch einen aromatischen
1,3,5(10)-A-Ring und ein Hydroxyl oder Hydroxyl-Derivat an der Position
3 gekennzeichnet.
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Die meisten dieser Steroide und deren
Glucuronid-, Sulfat-, Cypionat- und Benzoat-Derivate sind in der
Technik bekannte Verbindungen und sind im Handel z. B. von Sigma
Chemical Co., Aldrich Chemical Co. usw. erhältlich. Alkoxy-Derivate und deren
Synthese sind ebenfalls in der Technik bekannt und werden im US-Patent
Nr. 2,984,677 gelehrt.
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1,3,5(10),16-Estratetraen-3-ol ist
von Research Plus, Inc. und von Steraloids, Inc. erhältlich.
Die Herstellung der Acetat- und Propionat-Derivate dieser Verbindung
ist hierin beschrieben.
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Das Schaubild 1 schließt in Spalte
N3 Estrene ein, auf welche die Erfindung gerichtet ist, welche aber deren
Bereich nicht beschränken.
Die Synthese-Diagramme,
die folgen, stellen Zwischenprodukt- und Unterstruktur-Synthesen
für die
Herstellung dieser Estrene dar:
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UNTERSTRUKTUR-SYNTHESEN
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Mit Bezug auf die vorangehende Tabelle
sind die folgenden beispielhaften Synthesen für Zwischenprodukte in einer
gegebenen Reihe (E1 bis E12) oder Spalte (N1 bis N4).
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- 1. Günther
Drefahl, Kurt Ponold und Hans Schick, Berichte, 1965, 98, 604.
- 2. Richard H. Peters, David F. Crows, Mitchell A. Avery, Wesley
K. M. Chong und Masako Tanabe, J. Med. Chem., 1989, 32, 1642.
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B. Androstene, die in
der Erfindung nützlich
sind
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Die Erfindung ist zusätzlich auf
Zusammensetzungen und Verfahren gerichtet, welche die Kombination der
oben erwähnten
Estren-Steroide mit gewissen Androstan-Steroiden beinhaltet, vorzugsweise
Androstan-Steroiden mit der Formel
in der P
1 aus
der Gruppe ausgewählt
ist, die aus Oxo, α-(β-)Hydroxy, α-(β-)Acetoxy, α-(β-)Propionoxy, α-(β-)Methoxy, α-(β-)Niederacyloxy, α-(β-)Niederalkoxy
und α-(β-)Benzoyloxy
besteht; P
2 aus der Gruppe ausgewählt ist,
die aus Methyl, Hydroxymethyl, Acyloxymethyl, Alkoxymethyl, Niederalkyl,
Hydroxyalkyl, Acyloxyalkyl und Alkoxyalkyl besteht; P
3 abwesend
ist oder aus der Gruppe ausgewählt
ist, die aus Methyl, Hydroxymethyl, Acyloxymethyl, Alkoxymethyl,
Niederalkyl, Hydroxyalkyl, Acyloxyalkyl und Alkoxyalkyl besteht;
P
4 aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoff,
Oxo, Halogen, Hydroxy, Alkoxy und Acyloxy besteht; P
5 einen oder
zwei Substituenten darstellt, worin P
5 ein
oder zwei Wasserstoffatome, Methyl, Methylen oder ein oder zwei
Halogenatome umfasst; P
6 Wasserstoff oder
Halogen ist; und „a", „b", „c", „d", „e", „f" und „h" alternative Stellen
für fakultative
Doppelbindungen sind.
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Bei einer Klasse von bevorzugten
Steroiden ist „b" eine Doppelbindung,
insbesondere, wenn „c" oder „d" ebenfalls eine Doppelbindung
ist. Bei einer weiteren bevorzugten Klasse sind „a" und „c" Doppelbindungen. Noch eine weitere
bevorzugte Klasse enthält
P3 als Methylgruppe, „h" als fakultative Doppelbindung und P5 als Methylen oder ein oder zwei Wasserstoffatome.
Eine Klasse von Steroiden, in denen „a" oder „b" eine Doppelbindung ist, ist ebenfalls
bevorzugt.
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Bevorzugte Steroide umfassen Androsta-4,16-dien-3-on
(P1 = Oxo, A = Doppelbindung, P2 =
Methyl, im Handel erhältlich
von Steraloids, Inc.), Androsta-4,16-dien-3α-ol (P1 = α-OH,
a = Doppelbindung, P2 = Methyl) und Androsta-4,16-dien-3β-ol (P, = β-OH, a =
Doppelbindung, P2 = Methyl), deren Synthesen
in der ebenfalls uns gehörenden
mit anhängigen
Anmeldung mit dem Titel „Androstane Steroids
as Neurochemical Initiators of Change in Human Hypothalamic Function
and Related Pharmaceutical Compositions and Methods", U.S.S.N., derzeit
ohne Aktenzeichen (eine Continuation-in-Part der U.S.-Patentanmeldung
Serial No. 07/903,604, eingereicht am 24. Juni 1992) beschrieben
sind.
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C. Syntheseverfahren
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Allgemeine Verfahren für synthetische
Reaktionen von Steroiden sind dem Fachmann wohlbekannt (siehe z.
B. Fieser, L. F. und M. Fieser, Steroids, Reinhold, N.Y. 1959).
Wenn Zeit und Temperatur von Reaktionen bestimmt werden müssen, können diese
durch eine Routinemethode bestimmt werden. Nach Zugabe der erforderlichen
Reagenzien wird die Mischung unter Inertatmosphäre gerührt, und Aliquoten werden in stündlichen
Intervallen entfernt. Die Aliquoten werden mittels Dünnschicht-Chromatographie
analysiert, um das Verschwinden von Ausgangsmaterial zu überprüfen, zu
welchem Zeitpunkt mit dem Aufarbeitungsverfahren begonnen wird.
Wenn das Ausgangsmaterial nicht innerhalb von 24 Stunden aufgebracht
ist, wird die Mischung zum Rückfluss
erwärmt,
und stündliche
Aliquoten werden wie zuvor analysiert, bis kein Ausgangsmaterial übrig bleibt.
In diesem Fall lässt
man die Mischung abkühlen,
bevor man mit dem Aufarbeitungsverfahren beginnt.
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Alkoxy-Derivate von Estrenen werden
aus ihren entsprechenden Hydroxy-Steroiden
durch Umsetzung mit einem Alkylierungsmittel, wie Trimethyloxoniumfluoroborat,
Triethyloxoniumfluoroborat oder Methylfluorsulfonat, in einem inerten
Chlorkohlenstoff-Lösungsmittel,
wie Methylenchlorid, hergestellt. Alternativ können Alkylierungsmittel wie
Alkylhalogenide, Alkyltosylate, Alkylmesylate und Dialkylsulfate
mit einer Base, wie Silberoxid oder Bariumoxid, in polaren, aprotischen
Lösungsmitteln,
wie beispielsweise DMF, DMSO und Hexamethylphosphamid, verwendet
werden. Alternativ kann eine Base wie K2CO3 in Lösungsmitteln
wie Ethanol oder Aceton verwendet werden.
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Die Reinigung der Produkte wird mittels
Chromatographie und/oder Kristallisation bewerkstelligt, wie es
dem Fachmann bekannt ist.
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D. Pharmazeutische Zusammensetzungen
und Verwendungsverfahren
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Eine Verwendung der vorliegenden
Erfindung besteht in der Herstellung eines Medikaments zur Änderung
der Hypothalamus-Funktion eines Individuums. Eine weitere Verwendung
besteht in der Herstellung eines Medikaments zur Behandlung von
weiblichem prämenstruellem
Stress. Alle diese Verwendungen werden mittels der nicht-systemischen
nasalen Verabreichung von gewissen Estren-Steroiden, Kombinationen von
Estren-Steroiden und Kombinationen von einem oder mehreren Estren-Steroiden
und einem oder mehreren Androstan-Steroiden bewerkstelligt.
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Diese spezielle Verabreichungsart
ist von alternativen Arten, wie Einnahme oder Injektion, auf mehrere
wichtige Weisen verschieden, und zwar aufgrund des direkten Kontakts
mit dem VNO, der durch die nasale Verabreichung des Steroid-Liganden bereitgestellt
wird. In den Verfahren dieser Erfindung wird der geeignete Ligand
direkt an die Chemorezeptoren in der Nasenpassage und and das Vomeronasalorgan
verabreicht, ohne Pillen oder Nadeln – d. h. nicht-invasiv. Die
Arzneistoff-Wirkung wird durch Binden der hierin beschriebenen Liganden
an spezielle Rezeptoren vermittelt, die auf Neuroepithelzellen in
der Nase, vorzugsweise im VNO, vorliegen. Diese Weise der Arzneistoff-Wirkung
geschieht durch das Nervensystem und nicht durch das Kreislaufsystem – demgemäß kann die
Gehirnfunktion ohne Berücksichtigung
der Blut/Hirn-Schranke beeinflusst werden. Diese Behandlungsverfahren
stellen ein direktes Mittel der Beeinflussung des Hypothalamus durch
das Nervensystem bereit, da nur ein einziger synaptischer Spalt
zwischen Pheromon-Rezeptoren und dem Hypothalamus vorliegt. Da sensorische
Nerven zu einem spezifischen Ort im Gehirn angesprochen werden,
weist dieses Verfahren eine hoch spezifische Arzneistoffwirkung
auf, wodurch in großem
Maß das
Potential an unerwünschten
Nebenwirkungen verringert wird.
-
Der VNO-Kontakt ist wichtig, da das
VNO mit einer Chemorezeptor/-Pheromon-Funktion
verbunden ist. Das VNO besteht aus einem Paar blinder tubulärer Divertikel,
die am inneren Rand des Nasenseptums gefunden werden.
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Das VNO enthält Neuroepithelien, deren Axone
direkte Synapsen zur Amygdala und von dort zum Hypothalamus aufweisen.
Die Existenz des VNO ist in den meisten terrestrischen Wirbeltieren,
einschließlich
des menschlichen Fötus,
dokumentiert worden; jedoch wird allgemein geglaubt, dass es in
erwachsenen Menschen rudimentär
ist (siehe Johnson et al., oben).
-
Die hierin beschriebenen aktiven
Verbindungen oder deren sulfatierte, cypionatierte, benzoatierte,
propionatierte, halogenierte oder glucuronatierte Derivate könne direkt
verabreicht werden, werden aber bevorzugt als Zusammensetzungen
verabreicht. Sie werden in einer flüssigen Dosierungsform, wie
beispielsweise Flüssigkeiten,
Suspensionen oder dergleichen, vorzugsweise in Dosierungseinheit-Formen
hergestellt, die für eine
einzige Verabreichung von präzisen
Dosierungen geeignet sind. Flüssige
Dosierungen können
als Nasentropfen oder als Aerosol verabreicht werden.
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Alternativ kann die aktive Verbindung
als Creme- oder Salben-Zusammensetzung hergestellt werden und topisch
innerhalb der Nasenhöhle
aufgebracht werden. Als weitere Alternative kann die Zufuhr durch
gesteuerte Freisetzung dieser Mittel durch Einkapselung entweder
in der Masse oder auf mikroskopischer Ebene unter Verwendung von
synthetischen Polymeren, wie Silikon, und natürlichen Polymeren, wie Gelatine
und Cellulose, stattfinden. Die Freisetzungsgeschwindigkeit kann
durch geeignete Wahl des Polymersystems gesteuert werden, welches
verwendet wird, um die Diffusionsgeschwindigkeit zu steuern (Langer,
R. S. und Peppas, N. A., Biomaterials 2, 201, 1981). Natürliche Polymere,
wie Gelatine und Cellulose, lösen
sich langsam im Verlauf von Minuten bis Stunden, während Silikon über eine
Zeitspanne von Monaten intakt bleibt. Die Zusammensetzung schließt einen
herkömmlichen
pharmazeutischen Träger
oder Hilfsstoff, eine oder mehrere aktive Estren-Verbindungen) der
Formel I ein, und die Zusammensetzung kann zusätzlich ein oder mehrere Androstan-Steroide
einschließen
oder nicht. Zusätzlich
können
die Zusammensetzungen andere medizinische Mittel, pharmazeutische
Mittel, Träger,
Adjuvantien usw. einschließen.
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Das wahrscheinlichste Mittel der
Kommunikation eines mutmaßlichen
menschlichen Pheromons besteht in der Inhalation eines natürlich vorkommenden
Pheromons, das auf der Haut eines anderen vorliegt. Mehrere 16-Androsten-Steroide, einschließlich 5α-Androst-16-en-3α-ol und 5α-Androst-16-en-3-on,
4,16-Androstadien-3-on,
5α-Androstadien-3β-ol und vielleicht
5α-Androstadien-3α-ol, kommen
bei Menschen natürlich vor
und können
auf der Haut vorliegen. Es wird geschätzt, dass die natürlich vorkommende
maximale Konzentration eines 16-Androsten-Steroids
auf menschlicher Haut 2 bis 7 ng/cm2 beträgt. Bei
einem innigen Kontakt wird geschätzt,
dass ein Mensch nicht mehr als 700 ng eines natürlich vorkommenden Steroids
ausgesetzt würde.
Da diese Verbindungen relativ nicht-flüchtig sind, wird geschätzt, dass
selbst bei Intimkontakt ein menschliches Subjekt nicht mehr als
0,7 pg eines natürlichen
vorkommenden Steroids von der Haut eines anderen inhalieren würde. Von
der inhalierten Menge würde
lediglich etwa 1% die Rezeptoren des Vomeronasalorgans erreichen.
Demgemäß wäre die geschätzte maximale
natürliche
Einwirkung von natürlich
erzeugten Pheromonen 0,007 pg.
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Die verabreichte Menge an aktiver
Verbindung hängt
natürlich
von dem behandelten Subjekt, der Schwere der Beeinträchtigung,
der Häufigkeit
der Verabreichung und der Beurteilung des verschreibenden Arztes
ab. Jedoch ist eine einzige Dosierung von mindestens 1 Picogramm,
die direkt in das Lumen des Vomeronasalorgans verabreicht wird,
wirksam, um eine vorübergehende
autonome Antwort hervorzurufen. Wenn sie in die Nasenhöhle verabreicht
wird, beträgt
die Dosierung 1 Picogramm bis 1 Mikrogramm, vorzugsweise etwa 1
Nanogramm bis 1 Mikrogramm, bevorzugter etwa 10 Nanogramm bis 1
Mikrogramm. Die Häufigkeit
der Verabreichung liegt wünschenswerterweise
im Bereich einer stündlichen
Dosis bis zu einer monatlichen Dosis, vorzugsweise von 8 mal/Tag
bis 1 mal jeden zweiten Tag, bevorzugter 1 bis 3 mal pro Tag. Salben,
die eine oder mehrere aktive Verbindungen und fakultative pharmazeutische
Adjuvantien in einem Träger enthalten,
wie beispielsweise Wasser, Kochsalzlösung, wässriger Dextrose, Glycerin,
Ethanol und dergleichen, können
unter Verwendung einer Basis wie beispielsweise Petrolatum, Schweinefett
oder Lanolin hergestellt werden.
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Verflüssigte pharmazeutische verabreichbare
Zusammensetzungen können
beispielsweise durch Lösen,
Dispergieren usw. einer aktiven Verbindung, wie oben definiert;
und fakultativer pharmazeutischer Adjuvantien in einem Träger, wie
beispielsweise Wasser, Kochsalzlösung,
wässriger
Dextrose, Glycerin, Ethanol und dergleichen, zur Bildung einer Lösung oder
Suspension hergestellt werden. Falls gewünscht, kann die zu verabreichende
pharmazeutische Zusammensetzung auch geringe Mengen an nicht-toxischen
Hilfssubstanzen, wie Netz- oder Emulgiermitteln, pH-Puffermitteln
und dergleichen, beispielsweise Natriumacetat, Sorbitanmonolaurat,
Triethanolaminnatriumacetat, Triethanolaminoleat usw., enthalten.
Tatsächliche
Verfahren der Herstellung derartiger Dosierungsformen sind bekannt
oder werden dem Fachmann offenkundig; siehe z. B. Remington's Pharmaceutical
Sciences, Mack Publishing Co., Easton, PA, 15. Aufl. 1975. Die zu
verabreichende Zusammensetzung oder Formulierung enthält auf jeden
Fall eine Quantität
einer oder mehrerer der aktiven Verbindungen) in einer Menge, die
wirksam ist, um die Symptome des behandelten Subjekts zu lindern.
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Für
die Aerosol-Verabreichung wird der aktive Bestandteil vorzugsweise
zusammen mit einem Tensid und einem Treibmittel bereitgestellt.
Typische Prozentsätze
an aktiven Bestandteilen sind 0,001 bis 2 Gew.-%, bevorzugt 0,004
bis 0,10%.
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Tenside müssen natürlich nicht-toxisch und vorzugsweise
im Treibmittel löslich
sein. Beispiele für
derartige Mittel sind die Ester oder partiellen Ester von Fettsäuren, die
6 bis 22 Kohlenstoffatome enthalten, wie Capron-, Octan-, Laurin-,
Palmitin-, Stearin-, Linol-, Oleostearin- und Ölsäure mit einem aliphatischen
mehrwertigen Alkohol oder dessen cyclischem Anhydrid, wie beispielsweise
Ethylenglycol, Glycerin, Erythrit, Arabit, Mannit, Sorbit und Hexitolanhydride,
die von Sorbit abstammen (die Sorbitanester, die unter der eingetragenen Marke „Spans" verkauft werden),
und die Polyoxyethylen- und Polyoxypropylen-Derivate dieser Ester.
Gemischte Ester, wie gemischte oder natürliche Glyceride, können verwendet
werden. Die bevorzugten oberflächenaktiven
Mittel sind die Oleate oder Sorbitan, z. B. diejenigen, die unter
den eingetragenen Marken „Arlacel C" (Sorbitansesquioleat), „Span 80" (Sorbitanmonooleat)
und „Span
85" (Sorbitantrioleat)
verkauft werden. Das Tensid kann 0,1 bis 20 Gew.-% der Zusammensetzung,
vorzugsweise 0,25–5%,
ausmachen.
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Der Rest der Zusammensetzung ist
gewöhnlich
Treibmittel. Verflüssigte
Treibmittel sind gewöhnlich Gase
bei Umgebungsbedingungen und werden unter Druck kondensiert. Unter
den geeigneten verflüssigten Treibmitteln
befinden sich die Niederalkane, die bis zu 5 Kohlenstoffe enthalten,
wie Butan und Propan; fluorierte oder fluorchlorierte Alkane, wie
diejenigen, die unter der eingetragenen Marke „Freon" verkauft werden. Mischungen der obigen
können
ebenfalls verwendet werden.
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Bei der Herstellung des Aerosols
wird ein Behälter,
der mit einem geeigneten Ventil ausgestattet ist, mit dem geeigneten
Treibmittel gefüllt,
welches den feinzerteilten aktiven Bestandteil und Tensid enthält. Die Bestandteile
werden so bei einem erhöhten
Druck gehalten, bis sie durch Betätigung des Ventils freigesetzt werden.
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Noch ein weiteres Mittel der Verabreichung
ist die topische Aufbringung einer flüchtigen flüssigen Zusammensetzung auf
die Haut, vorzugsweise Gesichtshaut, eines Individuums. Die Zusammensetzung
wird gewöhnlich
einen Alkohol wie Ethanol oder Isopropanol enthalten. Ein angenehmes
Odorans kann ebenfalls in die Zusammensetzung eingeschlossen werden.
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E. Messen von Affekt,
Stimmung und Charakterzügen
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Gefühlszustände, die mit Affekten, Stimmungen
und Charakterzügen
verbunden sind, werden im Allgemeinen durch Verwendung eines Fragebogens
gemessen. Beispielsweise können
Fragebögen,
die eine Anzahl von Adjektiven umfassen, welche sich auf Gefühlszustände beziehen,
einem Individuum überreicht
werden. Das Individuum bewertet seinen durch das Adjektiv beschriebenen
Gefühlszustand
und bewertet die Intensität
des Gefühls
in einer numerischen Skala. Die Anhäufung von verwandten Adjektiven
und die statistische Analyse der Bewertung jedes Adjektivs durch
das Subjekt stellt eine Basis für
die Messung der verschiedenen Gefühlszustände bereit.
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Alternativ können Gefühlszustände durch autonome Änderungen
gemessen werden, wie diejenigen, die in Lügendetektor-Bewertungen verwendet
werden (psychogalvanischer Hautreflex, Pulsfrequenz und dergleichen).
Cabanac, M. Annual Review of Physiology (1975) 37: 415; Hardy, J.
D., "Body Temperature
Regulation", Kapitel
59, S. 1417. In: Medical Physiology. Bd. II, Hsg.: VB Mountcastle
(1980); Wolfram Bouscein, Electrodermal Activity (Plenum Press 1992).
Zusätzlich
können
nicht-verbale Anzeichen, wie Gesichtsausdruck und Körperhaltung,
bewertet werden.
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F. Verwendungen
bei der Behandlung gewisser Arten von psychiatrischen Störungen
-
Zusammensetzungen, die für die intranasale
Verabreichung geeignet sind und die eine oder mehrere der hierin
beschriebenen steroidalen Substanzen enthalten, sind als Therapeutika
mit Wirksamkeit bei der Behandlung gewisser Arten psychiatrischer
Störungen,
insbesondere gewisser Arten von Neurosen, nützlich. In einer bevorzugten
Ausführungsform
und ungleich anderen Arzneistoff-Formulierungen,
die ausgelegt sind, um eine systemische Wirkung hervorzurufen, wird
die Zusammensetzung so formuliert, dass sie die Wahrscheinlichkeit
der Schleimhaut-Absorption minimiert, da die Wirkungsweise dieser
Substanzen als Therapeutika durch Stimulierung der neuralen Rezeptoren
in der Nase, spezieller im VNO, geschieht. Da die Zusammensetzungen
der vorliegenden Erfindung als Ergebnis der Stimulierung von chemosensorischen
Rezeptoren im VNO und nicht als Ergebnis von einer systemischen
Zirkulation wirksam sind, wäre
eine Absorption und eine damit verbundene Aufnahme des aktiven Bestandteils
oder der aktiven Bestandteile in den systemischen Kreislauf nicht
wirksam, sondern könnte
tatsächlich
die Wahrscheinlichkeit von Nebenwirkungen erhöhen. Diese Zusammensetzungen
sind nützlich,
wenn sie in einem Verfahren derart verabreicht werden, dass eines
oder mehrere der Estrene oder 16-Androstene der Zusammensetzung
an das VNO des Subjekts geliefert werden.
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Behandelbare Neurosen können akut
und/oder vorübergehend
sein oder sie können
anhaltend oder rekurrent sein. Sie beinhalten im Allgemeinen abnormale
Symptome, die Stimmungsänderungen
(Angst, Panik, Depression) oder begrenzte Abnormalitäten der
Gedanken (Obsessionen, reizende Ängste)
oder des Verhaltens (Rituale oder Zwänge, pseudoneurologische oder
hysterische Konversionszeichen) einschließen können. Bei derartigen Störungen können diese
Zusammensetzungen einige vorteilhafte Wirkungen über kurze Zeiträume aufweisen,
insbesondere durch Modifikation der damit verbundenen Angst oder
Depression oder dergleichen.
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Andere Charakter-Störungen können ebenfalls
durch die intranasale Verabreichung der Zusammensetzungen dieser
Erfindung behandelbar sein. Diese Zustände umfassen charakteristische
Persönlichkeitszüge, z. B.
paranoid, zurückgezogen,
psychopathisch, hypochondrisch und dergleichen; oder Verhaltensmuster, z.
B. Missbrauch von Alkohol oder anderen Substanzen, sozial abweichendes
oder perverses Verhalten und dergleichen, das gegen die Erwartungen
der Gesellschaft aneckt.
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Gewisse physische oder physiologische
Zustände,
sowohl normale (wie Menstruation) als auch mit Krankheit oder Verletzung
verbundene (wie chronische Krankheit), können eine psychologische Komponente aufweisen,
die sich als psychiatrische Störung,
neurotische Störung
oder als ängstlicher
oder deprimierter Affekt oder ängstliche
oder deprimierte Stimmung manifestiert. Diese Zustände sind
ebenfalls durch Verfahren der Verabreichung der Zusammensetzungen
der vorliegenden Erfindung auf solche Weise, dass eines oder mehrere
der Estrene oder Androstene der Zusammensetzung an das VNO des Subjekts
geliefert wird, behandelbar.
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i. Angst
-
Angst ist ein unangenehmer emotionaler
Zustand, der durch Gefühle
der Beklommenheit, drohenden Gefahr, Besorgnis oder Anspannung gekennzeichnet
ist. Zusammensetzungen, die für
die intranasale Verabreichung geeignet sind und die eine oder mehrere
der hierin beschriebenen Estren-Steroid-Substanzen enthalten, sind
als Therapeutika mit Wirksamkeit bei der Verringerung von Angst
nützlich.
Es gibt zahllose Manifestationen dieser Störung im Bereich von milder
Beunruhigung bis zu Snydromen, die unfähig machend sein können. Angst
ist nicht nur ein Kardinalsymptom vieler psychiatrischer Störungen,
sondern auch eine Komponente vieler normaler physiologischer und
sozialer Zustände.
Zusätzlich
sind die Symptome der Angst üblicherweise
mit Depression und insbesondere mit dysthymischer Störung (neurotischer
Depression) und vielen Persönlichkeitsstörungen verbunden.
Angststörungen
können
aufgetrennt werden und schließen
panische Störungen,
Phobien und generalisierte Angststörungen, posttraumatische Stress-Störungen und
obsessive Zwangsstörungen
ein.
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ii. Arzneimittel die bei
der Behandlung von Angst verwendet werden
-
Die Arzneimittelbehandlung ist das
Hauptbehandlungsverfahren von Angst, das häufig in Verbindung mit Verhaltenstherapie
verwendet wird. Die Arzneistoffe, die am häufigsten verwendet werden,
um Angst zu behandeln, sind die Benzodiazepine. Benzodiazepine weisen
hypnotische, sedierende, anxiolytische, krampflösende und muskelrelaxierende
Wirkungen auf. Dementsprechend werden sie für viele Indikationen und bei vielen
Zuständen
verwendet, die von Angststörungen
verschieden sind (z. B. Schlaflosigkeit, Alkohol-Entzugszustände, Muskelkrämpfe, Epilepsie,
Anästhesie
und Sedierung bei endoskopischen Verfahren). Diese Arzneistoffe
sind relativ sicher und weisen im Vergleich mit den früher verwendeten
Barbituraten Vorteile auf. Sie zeigen einen raschen Wirkungsbeginn
und erzeugen ein Gefühl
der Euphorie. Jedoch sind Benzodiazepine trotz ihrer guten Sicherheitsdokumentation
mit einer Anzahl von Eigenschaften verbunden, welche ihrer Verwendung
beschränken,
einschließlich
Sedierung, Ataxie, Gedächtnisbeeinträchtigung,
verringerter motorischer Koordination und gefährlicher suchterzeugender Wirkungen,
insbesondere wenn sie mit Alkohol verwendet werden. Sowohl Ärzte als
auch Patienten schenken diesem Potential für eine Abhängigkeit zunehmend Beachtung;
und es gibt einen offensichtlichen Wunsch, falls nicht Trend, sich
von ihrer Langzeit-Verwendung zu entfernen.
-
Kürzlich
ist eine neue Klasse von anxiolytischen Nicht-Benzodiazepin-Mitteln,
Azaspirodecandione, zugelassen worden, welche selektivere anxiolytische
Eigenschaften aufweisen könnten.
Das erste vermarktete Mitglied dieser Klasse ist Buspiron. Es wurde
berichtet, dass diese Verbindung bei der Behandlung von generalisierter
Angststörung
so wirksam wie die Benzodiazepine ist. Verglichen mit Benzodiazepinen
ist Buspiron weniger sedierend, potenziert die Wirkung von Ethanol
zu einem geringeren Grad und weist ein niedriges Suchtpotential
auf. Jedoch wurde bei der normalen klinischen Verwendung gefunden,
dass es schwierig ist, Buspiron anstelle von Benzodiazepinen bei
Patienten einzusetzen, die bereits Benzodiazepine erhalten, da Buspiron
kein Gefühl
der Euphorie erzeugt und die Patienten sich nicht so befriedigt
fühlen,
als wenn sie Benzodiazepine einnehmen. Zusätzlich beschränkt der
langsame Wirkungsbeginn von Buspiron (1–3 Wochen) seine Wirksamkeit
bei der Behandlung von akuter Angst. Es wurde gezeigt; dass das
systemisch verabreichte Buspiron-Anxiolytikum eine hohe Affinität zu dem
ZNS-Serotonin-5-HT-Rezeptor aufweist, und man glaubt, dass dies
die anxiolytische Wirkungsweise ist.
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Eine weitere Klasse von neuen Anxiolytika
sind die systemisch verabreichten Benzofuran-Derivate. Diese Substanzen
zeigen eine hohe Affinität
zu dem ZNS-Dopamin-D2-Rezeptor.
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iii. Stimmungs- (affektive)
Störungen
-
Die Zusammensetzungen der vorliegenden
Erfindung sind auch bei der Behandlung von einigen der Symptome
gewisser Arten von Stimmungsstörungen
nützlich.
Stimmungsstörungen,
wie endogene Depression und Manie, sind durch Änderungen der Stimmung als
hauptsächliche
klinische Manifestationen gekennzeichnet. Jedes Extrem der Stimmung
kann mit einer Psychose verbunden sein, die durch ungeordnete(s), wahnhaftes)
Denken und Wahrnehmungen gekennzeichnet ist, welche häufig mit
der vorherrschenden Stimmung übereinstimmen.
Umgekehrt können
psychotische Störungen
mit sekundären
Stimmungsänderungen verbunden
sein. Ähnlich
können
auch normaler Kummer, normale Traurigkeit und Enttäuschung
und die Verstimmung oder Demoralisierung, die häufig mit einer medizinischen
Krankheit oder mit normalen zyklischen Dysfunktionen, wie prämenstruellem
Stress, verbunden sind, ebenfalls durch die intranasale Anwendung
der Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung gemildert werden.
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iv. Die Wirkungsweise
der Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung
-
Die Wirkungsweise der Zusammensetzungen
der vorliegenden Erfindung ist ziemlich verschieden von allen Behandlungsarten,
die bisher mitgeteilt worden sind. Die aktiven Steroid- und Steroid-artigen
Verbindungen, die in der vorliegenden Erfindung beschrieben werden,
stimulieren und/oder binden sich an Rezeptoren im VNO, die direkt
für eine
topische Verabreichung verfügbar
sind. Ein direkter Zugang zu ZNS-Rezeptoren ist nicht erforderlich.
Die Stimulierung dieser Rezeptoren erzeugt dann ein Signal, das
durch einen neuralen Weg übertragen
wird und eine neuropsychische Antwort wahrscheinlich in der Hypothalamus-Region des Gehirns des
Subjekts induziert. Diese Antwort manifestiert sich als diskrete Änderungen
einer Vielfalt von autonomen Funktionen, einschließlich, aber
nicht darauf beschränkt,
Pulsfrequenz, Atmungsfrequenz, EEG-Muster, evozierten Potentials,
Hauttemperatur, psychogalvanischen Hautreflexes und Pupillendurchmessers.
Die Antwort manifestiert sich auch als eine messbare Verringerung
von negativem Affekt und negativer Stimmung.
-
Obwohl die Beziehung zwischen der
Modifikation der Hypothalamus-Funktion
und der Behandlung von psychiatrischen Störungen nicht voll verstanden
wird, ist es klar, dass die Zusammensetzungen dieser Erfindung bei
der Verringerung der selbstbewerteten Negativität – negativer Stimmungseigenschaften
sowie negativen Charakters – wirksam
sind. Diese Änderungen
werden von autonomen Änderungen
begleitet, welche vom Hypothalamus bewirkt werden und mit einer
Erhöhung
des parasympathischen Tonus (oder alternativ einer Verringerung
des sympathischen Tonus) in Einklang stehen.
-
Da die aktiven Verbindungen dieser
Erfindung in ihrer Spezifität
Pheromonartig sind, zeigen die Verbindungen eine Art-Spezifität bei ihrer
Stimulierung und Aktivität,
und deshalb kann eine Demonstration der Wirksamkeit nicht in Tiermodellen
vorgenommen werden.
-
III. Beispiele
-
Die folgenden Beispiele sollen die
Erfindung erläutern,
aber nicht beschränken.
-
Abkürzungen, die in den Beispielen
verwendet werden, sind wie folgt: wässr. = wässrig; RT = Raumtemperatur;
PE = Petrolether (S.p. 50–70°C); DMF =
N,N-Dimethylformamid; DMSO = Dimethylsulfoxid; THF = Tetrahydrofuran.
-
Bezugsbeispiel 1 – Synthese
von Estra-1,3,5(10),16-tetraen-3-ol (28)
-
Das folgende Syntheseverfahren ist
in 1 dargestellt:
-
Estron-p-toluolsulfonylhydrazon
(27)
-
Estron (26) (270 g, 1,00 Mol) und
p-Toluolsulfonylhydrazid (232,8 g, 1,25 Mol) in trockenem Methanol (2,5
l) wurde 20 Stunden unter Rückfluss
erwärmt.
Die Mischung wurde in einen Erlennmeyer-Kolben überführt und abkühlen gelassen. Das kristalline
Produkt wurde unter Saugen abfiltriert und mit Methanol (300 ml)
gewaschen. Weitere Produktfraktionen wurden durch aufeinanderfolgendes
Eindampfen des Filtrats auf 2000 ml, 800 ml und 400 ml und jedes
Mal Kristallisierenlassen erhalten. Die Gesamtausbeute betrug 433,5
g (99%).
-
1,3,5(10),16-Estratetraen-3-ol
(28):
-
Estron-p-toluolsulfonylhydrazon (27)
(219,0 g, 500 mMol) in trockenem Tetrahydrofuran (8,0 l) wurde in
einem Natriumchlorid/Eis-Bad gekühlt.
Die Mischung wurde mechanisch gerührt, während n-Butyllithium (800 ml
einer 2,5 M Lösung
in Hexan, 2,00 Mol) über
eine doppelendige Nadel zugesetzt wurde. Die Mischung wurde 3 Tage
bei Raumtemperatur gerührt.
Eis (250 g) wurde dazugegeben, gefolgt von gesättigter Ammoniumchlorid-Lösung (500
ml). Die Phasen wurden durch Rühren
gemischt und dann absetzen gelassen. Die wässrige Phase wurde über Ansaugen
mit einem Teflonrohr entfernt und mit Ether (500 ml) extrahiert.
Die zwei organischen Phasen wurden nacheinander mit der gleichen
Charge an gesättigter
Natriumbicarbonat-Lösung (500
ml), gefolgt von gesättigter
Natriumchlorid-Lösung
(500 ml), gewaschen. Die organischen Schichten wurden getrocknet
(MgSO4) und im Vakuum eingedampft, was Rohprodukt
ergab. Dieses wurde auf 500 g Kieselgel 60, 230–400 Mesh, unter Elution mit
Ethylacetat/Hexan (25 : 75, 2,5 l) einer Blitzfiltration unterzogen.
Das Filtrat wurde im Vakuum eingedampft, was kristallines Material
ergab. Das Produkt wurde aus Methanol (300 ml)/Wasser (75 ml) umkristallisiert,
wobei man mit Methanol (80 ml)/Wasser (20 ml) wusch. Die weitere
Umkristallisation aus Ethylacetat/Hexan (22,5 : 87,5) ergab reines
Produkt (88,9 g, 70%).
-
Bezugsbeispiel 2 – Synthese
von Acyl-Derivaten von 1,3,5(10),16-Estratetraen-3-ol
-
Zu 1,3,5(10),16-Estratetraen-3-ol
(254 mg, 1,00 mMol) in Ether (10 ml) wird Acetanhydrid (0,25 ml) (oder
Propionsäureanhydrid
für das
Propionat), gefolgt von Pyridin (0,25 ml), gegeben, und die Mischung
wird 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Die Mischung wird in Eis/Wasser
gegossen und mit Ether (2 × 20
ml) extrahiert. Die organischen Extrakte werden mit Wasser, gesättigter
Kupfersulfat-Lösung,
Wasser und gesättigter
Natriumchlorid-Lösung
gewaschen, getrocknet (MgSO4) und im Vakuum
eingedampft, was das Rohmaterial ergibt. Dieses wird durch Blitzchromatographie
auf 17,5 g Kieselgel 60 (230–400
Mesh) unter Elution mit 10%–12%
Ethylacetat/Hexan gereinigt, was das reine Produkt ergibt (192 mg,
65%).
-
Bezugsbeispiel 3 – Synthese
von Estra-4,16-dien-3-on (1)
-
Zu Estra-1,3,5(10),16-tetraen-3-methylether
(551,5 mg, 2,055 mMol) in 8,6 ml wasserfreiem THF, etwa 30 ml wasserfreiem
Ammoniak und 6,76 g t-Butylalkohol
wurde Lithiumdraht (0,24 g, 35 mg-Atom) gegeben, der in kleine Stücke geschnitten
war. Die Reaktionsmischung wurde 4½ h unter Argon refluxiert,
wonach Methanol (2,3 ml) dazugegeben wurde und der Ammoniak über Nacht
abkochen gelassen wurde. Der Rückstand wurde
in 25 ml Methanol gelöst
und mit 5 N HCl auf etwa pH 1 angesäuert. Nach 15 minütigem Erwärmen in einem Ölbad zwischen
55 und 70°C
wurde die abgekühlte
Hydrolyse-Mischung zwischen 25 ml Wasser und 50 ml Ethylacetat verteilt,
und die wässrige
Phase wurde mit 25 ml Ethylacetat extrahiert. Die vereinigten organischen
Extrakte wurden mit 25 ml gesättigtem
Natriumbicarbonat und 25 ml Kochsalzlösung gewaschen, über Magnesiumsulfat
getrocknet und filtriert. Die Entfernung des Lösungsmittels unter verringertem
Druck lieferte 0,57 g öligen
Rückstand,
der durch Blitzchromatographie auf Kieselgel (Eluent: 15% Ethylacetat/Hexan), gefolgt
von Umkristallisation aus Pentan, gereinigt wurde, was Kristalle
(206,1 mg, 39%) ergab, die gemäß TLC homogen
waren, F.p. 67–71°C.
-
Bezugsbeispiel 4 – Synthese
von Estra-2,5(10),16-trien-3-methylether (2)
-
Zu Estra-1,3,5(10),16-tetraen-3-methylether
(1,22 g, 4,54 mMol) in 19 ml wasserfreiem THF, 14,99 g t-Butylalkohol
und etwa 70 ml wasserfreiem Ammoniak wurde Lithiumdraht (0,53 g,
76 mg-Atom) gegeben, der in kleine Stücke geschnitten war. Nach 6
h Refluxieren unter Argon wurde die Reaktion mit 5 ml Methanol gequencht,
und man ließt
den Ammoniak über
Nacht abkochen. Eine Suspension des Rückstands in 100 ml Wasser wurde
zweimal mit 100 ml-Portionen
Ethylacetat extrahiert, und die vereinigten organischen Extrakte
wurden mit Kochsalzlösung
gewaschen und über
Magnesiumsulfat getrocknet. Nach Lösungsmittel-Entfernung unter
verringertem Druck wurde der Rückstand
auf Kieselgel unter Verwendung von 1% Ethylacetat/Hexan als Eluent
blitzchromatographiert und dann aus abs. Ethanol umkristallisiert,
was flaumige weiße Kristalle
ergab (448,1 mg, 3,269 mMol, 72%), F.p. 72–73°C, homogen gemäß TLC.
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Bezugsbeispiel 5 – Synthese
von Estra-5(10),16-dien-3-on (3)
-
Estra-2,5(10),16-trien-3-methylether
(2) (646,3 mg, 2,390 mMol), gelöst
in 50 ml Aceton, wurde 6 Stunden bei Raumtemperatur unter Verwendung
von Oxalsäuredihydrat
(0,84 g, 6,7 mMol) hydrolysiert. Die Reaktionsmischung wurde mit
25 ml gesättigtem
Natriumbicarbonat gequencht und dann zweimal mit 25 ml-Portionen Ethylacetat
extrahiert. Die vereinigten organischen Extrakte wurde zweimal mit
25 ml Kochsalzlösung
gewaschen, über
Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und unter verringertem Druck
konzentriert. Der Rückstand
wurde aus Hexan umkristallisiert, was Produkt ergab (462,5 mg, 1,804
mMol, 75%), F.p. 112– 116°C).
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Bezugsbeispiel 6 – Synthese
von Estra-5(10),16-dien-3-olen (4)
-
Estra-5(10),16-dien-3-on (3) (301,1
mg, 1,174 mMol) in 6 ml wasserfreiem Ether wurde 1 Stunde bei Raumtemperatur
unter Verwendung von Lithiumaluminiumhydrid (50,0 mg, 1,32 mMol)
reduziert. Nach 10 minütigem
Quenchen mit Natriumsulfatdecahydrat (2,00 g) wurde die Suspension
durch Celite filtriert, und der Rückstand wurde mit vier 25 ml-Portionen
Ether gewaschen. Die vereinigten Filtrate wurden unter verringertem
Druck konzentriert und durch Blitzchromatographie (Kieselgel, 5%
Ethylacetat/Hexane-Eluent) mit anschließender präparativer TLC von gemischten
Fraktionen gereinigt. Das polarere Produkt konnte mit beträchtlichem
Verlust aus wässrigem
Ethanol umkristallisiert werden, was 4,8 mg Festkörper ergab.
Das weniger polare Produkt wurde aus wässrigem Methanol umkristallisiert,
was weiße
Kristalle ergab (59,5 mg), F.p. 98–100°C. Die Gesamtausbeute betrug
64,3 mg (0,249 mMol, 21%).
-
Bezugsbeispiel 7 – Synthese
von Estra-4,9,16-trien-3-on (5)
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Estra-5(10),16-dien-3-on (3) (0,38
g, 1,5 mMol) in Pyridin (5,0 ml, 62 mMol) wurde in einem Eis-Salzbad
auf –13°C abgekühlt, und
Pyridiniumbromidperbromid (1,58 g, 4,94 mMol) wurde in kleinen Portionen
so dazugegeben, dass T ≤ 4°C. Nach 1
minütigem
Schwenken wurde Phenol (0,25 g, 2,7 mMol) dazu gegeben, und die
Reaktion wurde 24 Stunden bei Raumtemperatur fortgesetzt. Ethylacetat
(50 ml) wurde dazugegeben, und die Reaktionsmischung wurde mit 25
ml 1 N HCl, zwei 25 ml-Portionen gesättigtem Kupfersulfat, 25 ml 5%-igem
Natriumhydroxid und 25 ml Kochsalzlösung gewaschen. Nach Trocknen über Magnesiumsulfat,
Filtration und Konzentration unter verringertem Druck wurde der
Rückstand
in 10 ml abs. Ethanol aufgenommen, granuläres Zink (0,33 g, 5,0 mg-Atom) wurde dazu
gegeben, und die Mischung wurde ½ Stunde refluxiert. Der Überstand
wurde entfernt, der Rückstand
wurde mit 10 ml abs. Ethanol gewaschen, und die vereinigten Überstände wurden
unter verringertem Druck konzentriert. Das resultierende Harz wurde
unter Verwendung von 15% Ethylacetat/Hexan als Eluent auf Kieselgel
blitzchromatographiert. Geeignete Fraktionen wurden zusammengegeben,
konzentriert und dann aus Hexan umkristallisiert, was festes Produkt
ergab (117,5 mg, 0,4619 mMol, 31%), F.p. 87– 92°C.
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Bezugsbeispiel 8 – Synthese
von Estra-1,3,5(10),16-tetraen-6-on-3-acetat (6)
-
Chromtrioxid (13,40 g, 0,1340 Mol)
wurde in 200 ml Methylenchlorid suspendiert und dann in einem Eis-Salzbad
auf –10°C abgekühlt. 3,5-Dimethylpyrazol
(12,90 g, 0,1342 Mol) wurde dazugegeben, und die Mischung wurde
20 Minuten gerührt.
Estra-1,3,5(10),16-tetraen-3-ylacetat (4,00 g, 13,5 mMol) in einer
gekühlten Lösung in
20 ml Methylenchlorid wurde dazu gegeben, und die Reaktion wurde
2 Stunden gerührt,
währenddessen
T ≤ 8°C. Die Mischung
wurde dann durch 200 g Kieselgel filtriert, und das Produkt wurde
mit weiterem Methylenchlorid eluiert. Nach Vereinigung und Konzentration
geeigneter Fraktionen wurde das Rohprodukt unter Verwendung von
15% Ethylacetat/Hexan als Eluent auf Kieselgel blitzchromatographiert.
Die Vereinigung geeigneter Fraktionen und Konzentration unter verringertem
Druck lieferte einen weißen
Festkörper
(0,92 g, 3,0 mMol, 22%), F.p. 87–103°C.
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Bezugsbeispiel 9 – Synthese
von Estra-1,3,5(10),16-tetraen-3-ol-6-on (7)
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Estra-1,3,5(10),16-tetraen-6-on-3-acetat
(203,1 mg, 0,6543 mMol) in 30 ml Methanol wurde mit 1,5 ml 5%-igem
(Gew./Gew.) Natriumhydroxid 40 Minuten lang verseift. Die Reaktionsmischung
wurde unter verringertem Druck konzentriert, in 50 ml Wasser aufgenommen,
mit 1 N HCl neutralisiert und dreimal mit 25 ml-Portionen Methylenchlorid extrahiert.
Die vereinigten organischen Extrakte wurden mit 50 ml Kochsalzlösung gewaschen, über Magnesiumsulfat
getrocknet, filtriert und konzentriert, was einen weißen Festkörper ergab,
der durch Umkristallisation aus Benzol/Hexan und präparative
TLC gereinigt wurde, was einen weißen kristallinen Festkörper ergab
(52,8 mg, 0,197 mMol, 30%), F.p. 188–191°C.
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Bezugsbeispiel 10 – Synthese
von Estra-1,3,5(10),16-tetraen-6a-ol-3-ylacetat (8)
-
Estra-1,3,5(10),16-tetraen-6-on-3-ylacetat
(6) (421,4 mg, 1,358 mMol), suspendiert in 35 ml 95%-igem Ethanol,
wurde 100 Minuten bei Raumtemperatur mit Natriumborhydrid (98,8
mg, 2,61 mMol) reduziert. Nach Konzentration unter verringertem
Druck wurde der Rückstand
in 25 ml Wasser suspendiert, mit 1 N HCl neutralisiert und dreimal
mit 25 ml-Portionen Methylenchlorid extrahiert. Die vereinigten
organischen Extrakte wurden mit 25 ml Kochsalzlösung gewaschen, über Magnesiumsulfat
getrocknet, filtriert und konzentriert. Der resultierende weiße Schaum
wurde unter Verwendung von 25% Ethylacetat/Hexan als Eluent auf
Kieselgel blitzchromatographiert. Die Vereinigung von Fraktionen
und Konzentration ergaben einen weißen Festkörper (0,12 g, 0,38 mMol, 28%),
F.p. 209–212°C.
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Bezugsbeispiel 11 – Synthese
von Estra-1,3,5(10),16-tetraen-3,6-diol (9)
-
Zu einer Suspension von Lithiumaluminiumhydrid
(LAH, 95%ig, 46,9 mg, 1,17 mMol) in 5 ml wasserfreiem THF wurde
tropfenweise unter Rühren
Estra- 1,3,5(10),16-tetraen-6-on-3-ylacetat
(6) (422,9 mg, 1,360 mMol) in 5 ml wasserfreiem THF gegeben. Die
Reaktion wurde 50 Minuten gerührt,
wonach weiteres LAH (46,5 mg, 1,16 mMol) dazugegeben und die Reaktion
22 Stunden gerührt
wurde. Nach vierstündigem
Refluxieren zeigte TLC immer noch Ausgangsmaterial. Die Reaktion
wurde mit 0,5 ml Wasser plus 0,5 ml 20%-iger (Gew./Gew.) Schwefelsäure gequencht
und unter verringertem Druck konzentriert. Der Rückstand wurde viermal mit 10
ml-Portionen heißem
Ethylacetat extrahiert und durch Celite filtriert. Die vereinigten
Filtrate wurden konzentriert und zweimal durch Blitzchromatographie
gereinigt, was festes Produkt ergab (0,05 g, 0,2 mMol, 10%), F.p.
150–157°C.
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Bezugsbeispiel 12 – Synthese
von Estra-1,3,5(10),7-tetraen-3-ol (10)
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Zu einer Suspension von Equilin (100,2
mg, 0,3733 mMol) in 2 ml Diethylenglycol wurden Hydrazin (59 μl, 1,9 mMol)
und Kaliumhydroxid (0,04 g, 0,7 mMol) gegeben. Die Mischung wurde
2 Stunden in einem Ölbad
bei 200–214°C gerührt, wonach
die abgekühlte
Reaktion mit 10 ml Wasser verdünnt,
mit 1 N HCl neutralisiert und dreimal mit 25 ml Ether extrahiert
wurde. Die vereinigten organischen Extrakte wurden mit 10 ml Kochsalzlösung gewaschen, über Magnesiumsulfat
getrocknet, filtriert, konzentriert und durch präparative TLC (Kieselgel, 15%
Ethylacetat/Hexan-Eluent) gereinigt, was ein gelbes Harz ergab.
Das Produkt wurde weiter durch Entfärben mit Aktivkohle und Umkristallisation
aus wässrigem
Ethanol gereinigt, was gelbbraune Kristalle ergab (13,2 mg, 51,9 μMol, 14%),
F.p. 130–134°C.
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Bezugsbeispiel 13 – Synthese
von 20-Homoestra-1,3,5(10),6,8,17-hexaen-3-ol (11)
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Eine Suspension von Triphenylmethylphosphoniumbromid
(671,0 mg, 1,878 mMol) und Kalium-t-butanolat (212,1 mg, 1,890 mMol)
in 2,1 ml wasserfreiem DMSO wurde unter Argon 1 h in einem Bad bei
76–86°C erwärmt, wonach
Equilenin (100,1 mg, 0,3579 mMol) in 2,1 ml wasserfreiem DMSO dazugegeben
wurde und die grüne
Lösung
1 Stunde gerührt
wurde. Nach Abkühlen wurden
10 ml Eis-1 N HCl dazugegeben, und die Mischung wurde mit drei 10
ml-Portionen Ether
extrahiert. Die vereinigten organischen Extrakte wurden mit 10 ml
gesättigtem
Natriumbicarbonat und 10 ml Kochsalzlösung gewaschen, über Magnesiumsulfat
getrocknet, durch Celite filtriert und unter verringertem Druck
konzentriert. Das rückständige orange Öl wurde
durch präparative
TLC (Kieselgel, 25% Ethylacetat/Hexan) gereinigt, was Produkt ergab
(75,5 mg, 0,286 mMol, 76%), homogen gemäß TLC, F.p. 113–121°C.
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Bezugsbeispiel 14 – Synthese
von Estra-1,3,5(10),6-tetraen-3-ol (17)
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Estra-1,3,5(10),6-tetraen-3-ol-17-on
(91,1 mg, 0,339 mMol), Hydrazin (54 μl, 1,7 mMol) und Kaliumhydroxid
(0,06 g) in 1,8 ml Diethylenglycol wurden 2 Stunden unter Argon
in einem Bad bei 200°C
erwärmt.
Nach Abkühlen
auf RT wurden 10 ml Wasser dazugegeben, und die Lösung wurde
mit 1 N HCl auf ungefähr
pH 2 angesäuert.
Die resultierende Suspension wurde dreimal mit 10 ml Ether extrahiert,
und die vereinigten organischen Extrakte wurden mit 10 ml Kochsalzlösung gewaschen, über Magnesiumsulfat
getrocknet, durch Celite filtriert und unter verringertem Druck
konzentriert. Der rohe Festkörper
wurde durch präparative
TLC (25% Ethylacetat/Hexan auf Kieselgel) gereinigt, was Produkt
ergab, das gemäß TLC homogen
war (5,9 mg, 23 μMol,
7%).
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Bezugsbeispiel 15 – Synthese
von Estra-4,16-dien-3-ol (18)
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Zu Estra-4,16-dien-3-on (1) (87,2
mg, 0,340 mMol) in 1,7 ml wasserfreiem Ether wurde Lithiumaluminiumhydrid
(15,0 mg, 0,395 mMol) gegeben, und die Suspension wurde 17 Minuten
gerührt.
Die Reaktion wurde dann 10 Minuten mit 0,50 g Natriumsulfatdecahydrat
gerührt
und durch Celite filtriert. Der Rückstand wurde mit drei 10 ml-Portionen
Ether gewaschen, und die vereinigten Filtrate wurden unter verringertem
Druck konzentriert. Präparative
TLC (5% Ethylacetat/Dichlormethan auf Kieselgel) ergab rohes Produkt
(500 mg) als gelbes Harz. Dies könnte
nochmals chromatographiert werden, bis es ausreichend rein ist.
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Bezugsbeispiel 16 – Estra-4,16-dien-3-on
(9)
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Diese Synthese ist in 11 dargestellt. 19-Nortestosteron
(XIX) ist im Handel erhältlich,
z. B. von Chemical Dynamics Corp. Es liefert das Ausgangsmaterial
für 19-Nor-16-androsten-Derivate.
19-Nortestosteron (XIX) wurde mit Acetanhydrid und Pyridin (a) in
das Acetat überführt (Hartman,
J. A. et al., J. Am. Chem. Soc. (1956) 78: 5662). Eine Lösung dieses
Acetats (4,8 g, 15,17 mMol) in Toluol (10 ml) wurde bei 540°C (200 Torr,
langsamer N2-Strom) in einem Glasrohr, das
mit Quarzstücken
gepackt war, pyrolysiert (b). Die Chromatographie des rohen Pyrolysats
(3,1 g) auf Kieselgel (150 g) mit CH2Cl2 ergab 1,1 g (28%) des homogenen öligen Ketons
(9); +57,9° (C
1) ((27): F.p. 71–73°C). – IR. (CHCl3): 1660s, 1615m, 1585w, – 1N-NMR.
(90 MHz): 0,84 (s, 3H); 5,82 (m, 2H); 5,87 (br. s, 1H).
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Bezugsbeispiel 17 – Estra-16-en-3-on
(10)
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Diese Synthese ist in 11 dargestellt. 19-Nortestosteron
wurde mit Lithium und Ammoniak (c) gemäß dem Verfahren von Villotti,
R., et al. (J. Am. Chem. Soc. (1960) 82: 5693) zu 19-Nor-5a-androstan-17-ol-3-on
(20) reduziert. Androsta-5a,17-diol-3-on (XX) wurde mit Acetanhydrid
und Pyridin (a) in das Acetat überführt (Hartman,
J. A. et al., J. Am. Chem. Soc. (1956) 78: 5662). Eine Lösung von
17B-Acetoxy-5a-estran-3-on (8,0 g, 25,1 mMol) in Octan/Aceton 10
: 1 (22 ml) wurde bei 550°C
(200 Torr, langsamer N2-Strom) pyrolysiert
(b). Die Chromatographie des Rohprodukts (5,4 g) auf Kieselgel (600
g) mit CH2Cl2 und Umkristallisation
der homogenen Fraktionen aus PE ergab 3,13 g (48,3%) des reinen
Ketons 10. F.p. 51–54°C, [a] – +72,8° (C 1,0). – IR (CHCl3): 1705s, 1585w. – 1H-NMR.
(90 MHz): 0,79 (s, 3H); 5,71 (m, 1H); 5,87 (m, 1H).
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Bezugsbeispiel 18 – Estra-16-en-3a-ol
(11)
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Diese Synthese ist in 11 dargestellt. L-Selectride
(d, Lithiumtri(sekbutyl)hydridoborat, 4 ml einer 1 M Lösung in
THF, 4 mMol) wurde tropfenweise bei 0°C zu einer Lösung von Keton 10 (800 mg,
3,10 mMol) in trockenem Ether (5 ml) gegeben. Nach einstündigem Rühren bei
0°C wurde
Wasser dazu gegeben (10 ml). Die Borane wurden durch Zugabe von
10%iger wässr.
NaOH-Lösung
(5 ml), gefolgt von 30%iger wässr. H2O2-Lösung (3
ml) und dreistündigem
Rühren
bei RT oxidiert. Nach Aufarbeitung (Ether) wurde das Rohprodukt
(790 mg, ca. 9 : 1-Mischung
von 11 und 12) mit CH2Cl2 auf
Kieselgel chromatographiert, was 700 mg (87%) reinen Alkohol 11
ergab. F.p. 119–120°C → 123–124°C (aus PE),
[a]D +40,6° (C = 1,0). – IR (CHCl3): 3640m,
3500 br., 1585w. – 1H-NMR (90 MHz): 0,78 (s, 3H); 4,09 (m, B1/2 ≈ 8,
1H); 5,71 (m, 1H), 5,87 (m, 1H).
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Bezugsbeispiel 19 – Estra-l6-en-3β-ol (12)
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Diese Synthese ist in 11 dargestellt. Eine Lösung des
Ketons 10 (800 mg, 3,10 mMol) in trockenem Ether (5 ml) wurde tropfenweise
bei RT zu einer Aufschlämmung
von LiAlH4 (38 mg, 1 mMol) in Ether (3 ml)
gegeben (e). Nach 1 Stunde wurde die Mischung mit 10%iger wässr. H2SO4 hydrolysiert.
Nach Aufarbeitung (Ether) wurde das Rohprodukt (802 mg, 9 : 1-Mischung
von 12 und 11) mit CH2Cl2 auf
Kieselgel chromatographiert. Eine kleine Fraktion von 11 (70 mg)
wurde zuerst eluiert, gefolgt von der Hauptfraktion von 12 (705 mg,
87%). F.p. 113–115°C, [a] – +36,3° (C = 1,0).
IR. (CHCl3): 3640m, 3500 br., 1585w. – 1H-NMR. (90 MHz): 0,78 (s, 3H); 3,60 (m,
B1/2 ≈ 20,
1H); 5,71 (m, 1H), 5,87 (m, 1H).
-
Beispiel 20 – Elektrophysiologie
der Estren-Stimulierung des menschlichen VNO und Riechepithels
-
Es wurde ein nicht-invasives Verfahren
verwendet, um lokale elektrische Potentiale aus dem menschlichen
Vomeronasalorgan (VNO) und aus dem Riechepithel (OE) aufzuzeichnen.
Es wurde eine lokale gasförmige
Stimulierung bei beiden Nasenstrukturen unter Verwendung speziell
konstruierter Katheter-Elektroden angewendet,
welche mit einem Mehrkanal-Arzneistoffzufuhrsystem verbunden waren.
Die lokale Antwort des VNO und des OE zeigte eine Korrelation mit
der Konzentration des Liganden-Stimulus.
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Die Studie wurde bei 10 klinisch
normalen (durchmusterten) Freiwilligen – 2 männlichen und 8 weiblichen,
in einem Altersbereich von 18 bis 85 Jahren – durchgeführt. Die Studien wurden ohne
allgemeine oder lokale Anästhesie
durchgeführt.
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Die Katheter/Elektroden waren so
konstruiert, dass sie einen lokalen Stimulus zuführten und gleichzeitig die
Antwort aufzeichneten. Im Fall der VNO-Aufzeichnung wurde die rechte Nasenhöhle des
Subjekts unter Verwendung eines Rhinoskops (Nasenspiegels) untersucht,
und die vomeronasale Öffnung
wurde nahe der Kreuzung des vorderen Randes des Vomers und des Nasenbodens
lokalisiert. Die Katheter/Elektrode wurde sanft durch die VNO-Öffnung getrieben,
und die Elektrodenspitze wurde in das Lumen des Organs 1–3 mm von
der Öffnung
entfernt eingeführt.
Das Rhinoskop wurde dann entfernt. Im Fall des OE war die Aufzeichnung des
Verfahrens ähnlich,
außer
der Anordnung der Katheter/Elektrode, die sanft tief in dem lateralen
Teil des medialen Nasengangs angeordnet wurde, wobei sie die Riechschleimhaut
erreichte.
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Durch die Katheter/Elektrode wurde
eine lokale gasförmige
Stimulierung vorgenommen. Ein konstanter Strom von reiner, nicht-riechender,
befeuchteter Luft bei Raumtemperatur wurde kontinuierlich durch
einen Kanal des stimulierenden Systems geleitet. Die stimulierenden
Ligand-Substanzen wurden in Propylenglycol verdünnt, mit der befeuchteten Luft
gemischt und 1 bis 2 Sekunden durch die Katheter/Elektrode geblasen.
Es wird geschätzt,
dass diese Verabreichung der Nasenhöhle etwa 25 pg Steroid-Ligand
zuführt.
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Die Ergebnisse dieser Studie sind
in 2 dargestellt. Die
Antwort wird in Millivolt-Sekunden (mV × s) gemessen. 1,3,5(10)16-Estratetraen-2-ol
ruft eine signifikant stärkere
VNO-Antwort bei Männern
hervor als die anderen getesteten Verbindungen (2A). 1,3,5(10)-Estratrien-3,16α,17β-triol ruft
ebenfalls eine starke VNO-Antwort hervor. Weiter ist die VNO-Antwort
auf diese zwei Estrene geschlechtlich dimorph – etwa viermal so stark bei
Männern
als bei Frauen (2B).
Im Gegensatz dazu ist die OE-Antwort sowohl bei Männern als auch
bei Frauen niedrig, verglichen mit einem starken Odorans, wie Gewürznelke
(2C).
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Beispiel 21 – Messung
der Änderung
des Rezeptorpotentials des Neuroepithels des VNO als Antwort auf
verschiedene Steroide
-
Die Änderung des Rezeptorpotentials
als Antwort auf 7 verschiedene Liganden wurde bei 40 weiblichen
(3A) und 40 männlichen
(3B) Subjekten gemessen.
Jedem Subjekt wurden 60 pg jeder der 7 Substanzen verabreicht, wie
in den Figuren angezeigt. Die Substanzen wurden jeweils getrennt
1 Sekunde lang unter Verwendung des in Beispiel 20 beschriebenen
Verfahrens verabreicht. Die Änderung
des Potentials des Neuroepithels des VNO wurde über die Zeit aufgezeichnet,
und das Integral der Änderung
des Potentials bei jedem der 40 Subjekte wurde gemittelt. Die Ergebnisse
sind in der Figur gezeigt. Der Vergleich der 3A und 3B zeigt,
dass jedes Steroid in seiner Aktivität geschlechtlich dimorph ist
und dass einige Liganden-Substanzen bei Männern stärker sind, während andere
bei Frauen stärker
sind.
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Beispiel 22 – Messung
von autonomen Antworten auf eine Estren-Stimulation des VNO
-
Verschiedene autonome Parameter wurden überwacht,
während
1,3,5(10),16-Estratetraen-3-ylacetat 40 männlichen Subjekten unter Verwendung
des in Beispiel 20 beschriebenen Verfahrens verabreicht wurde. Propylenglycol
wurde ebenfalls als Kontrolle verabreicht. Der Ligand wurde als
1-sekündiger
Puls verabreicht. Die Änderung
der autonomen Funktion wurde zuerst innerhalb von 2 Sekunden notiert
und dauerte bis zu 45 Sekunden. Wie in 4 gezeigt, induziert das Estren im Vergleich
zu einer Propylenglycol-Kontrolle eine signifikante Änderung
des integrierten Rezeptorpotentials im VNO (4A), des psychogalvanischen Hautreflexes (4B) und der Hauttemperatur
(4C).
-
Beispiel 23 – Vergleich
der Änderung
des Rezeptorpotentials, die von 2 Estren-Steroiden induziert wurde
-
60 Picogramm jedes Steroids und einer
Propylenglycol-Kontrolle wurden, wie in Beispiel 21 beschrieben,
einem männlichen
Subjekt verabreicht. Wie in 5 gezeigt,
induzierte 1,3,5(10),16-Estratetraen-3-olmethylether eine größere Änderung
des Rezeptorpotentials als 1,3,5(10),16-Estratetraen-3-ylacetat.
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Beispiel 24 – Psychophysiologische
Auswirkung der Estren-Stimulation des VNO
-
Die psychophysiologische Auswirkung
der Estren-Stimulation des VNO wird durch eine koordinierte Verabreichung
des Pheromons und eine Fragebogen-Bewertung des Subjekts vor und
nach der Verabreichung gemessen. Der Fragebogen schließt eine
Liste von Adjektiven ein, die als Teil der Derogatis Sexual Inventory-Standardbewertung
verwendet werden.
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40 Subjekte, alle von guter Gesundheit,
werden zufällig
zugeordnet – 20
werden Placebo ausgesetzt und 20 werden etwa 20 Picogramm 1,3,5(10),16-Estratetraen-3-ol
ausgesetzt, das wie in Beispiel 3 oben verabreicht wird. Den Subjekten
wird ein Fragebogen mit 70 Punkten gegeben, welcher Gefühlszustände unmittelbar
vor und 30 Minuten nach Verabreichung von entweder Placebo oder
experimenteller Substanz bewertet. Die 70 Adjektive des Fragebogens
werden zufällig
vorgelegt und anschließend
zur Bewertung auf der Grundlage ihrer Bedeutung für jede Stimmung,
jedes Gefühl
oder jeden Charakterzug gruppiert.
-
Beispiel 25 – Elektrophysiologische
Studien
-
Die folgenden elektrophysiologischen
Studien wurden bei 60 klinisch normalen menschlichen Freiwilligen
beiderlei Geschlechts (30 männlichen
und 30 weiblichen) durchgeführt,
deren Alter im Bereich von 20 bis 45 Jahren lag. Es wurde keine
Anästhesie
verwendet, und weibliche Subjekte wurden ausgeschlossen, falls sie
schwanger waren.
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Die Stimulation und das Aufzeichnungssystem
bestehen aus einer „multifunktionellen
Minisonde", die an
anderer Stelle beschrieben ist (Monti-Bloch, L., und Grosser, B.
I. (1991) "Effect
of putative pheromones on the electrical activity of the human vomeronasal
organ and olfactory epithelium," J.
Steroid Biochem. Molec. Biol. 39: 573–582). Die Aufzeichnungselektrode
ist eine 0,3 mm-Silberkugel,
die an einem kleinen (0,1 mm) Silberdraht angebracht ist, der mit
Teflon® isoliert
ist. Die Oberfläche
der Elektrode wird zuerst behandelt, um eine Silberchlorid-Grenzfläche zu erzeugen,
und wird dann mit Gelatine bedeckt. Sie wird innerhalb eines Teflon®-Katheters
mit kleinem Innendurchmesser (Durchmesser = 5 mm) so angeordnet,
dass die Spitze der Elektrode etwa 2 mm herausragt. Der Teflon®-Katheter
ist 10 cm lang und stellt die Enderstreckung eines Mehrkanal-Zufuhrsystems
dar, welches einen kontinuierlichen Luftstrom zuführt, der
diskrete Pulse von chemosensorischen Stimuli trägt. Der Luftstrom tritt zuerst
in eine kleine Kammer und wird durch eine Lösung geperlt, die entweder
ein Vomeroferin oder ein Geruchsmittel in einem Verdünnungsmittel
oder das Verdünnungsmittel
allein enthält.
Ein Solenoid wird verwendet, um den Luftstrom rasch aus der Kammer
zurück
zu einem Weg zu lenken, der an der Kammer vorbei führt. Dies
erzeugt einen diskreten Puls von Stimulans im Luftstrom. Ein zweites äußeres Teflon®-Rohr
mit einem Durchmesser von 2 mm umgibt die Katheter-Elektroden-Anordnung, und
sein zentrales Ende ist mit einem Aspirator verbunden, der eine
kontinuierliche Saugleistung von 3 ml/s bereitstellt. Diese konzentrische
Anordnung des äußeren Saugrohrs
gestattet, dass die emittierten chemosensorischen Stimuli in einem
Gebiet lokalisiert werden, das wir als „Minifeld" bezeichnen (ungefährer Durchmesser = 1 mm), und
sie vermeidet die Diffusion von Substanzen sowohl zu dem Gebiet
außerhalb
des angestrebten Stimulationsorts als auch in das Atmungssystem.
Die gesamte Stimulations- und Aufzeichnungsanordnung kann entweder
auf dem neurosensorischen Epithel innerhalb – des VNO oder auf der Oberfläche des
Riechepithels oder des respiratorischen Flimmerepithels angeordnet
werden.
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Elektrovomeronasogramm (EVG): Die
Aufzeichnungen werden in einem ruhigen Raum durchgeführt, wobei
das Subjekt auf dem Rücken
liegt. Die multifunktionelle Minisonde wird zu Beginn innerhalb
der Nasenhöhle
unter Verwendung eines Nasenspreizers stabilisiert, der am Naseneingang
angeordnet wird. Die Bezugs- und die Masseelektrode bestehen aus
Silberscheiben (8 mm), die beide auf der Glabella angeordnet sind.
-
Der Eingang zum VNO oder die vomeronasale
Grube wird identifiziert, indem man zuerst die Nasenöffnung und
den Nasenvorhof dilatiert. Eine 6-fach vergrößernde Binokularlupe mit Halogenbeleuchtung
wird dann verwendet, um die Spitze des Teflon®-Katheters
und der Aufzeichnungselektroden-Anordnung in die VNO-Öffnung einzuführen, wo
sie bei einer ungefähren
Tiefe von 1 mm innerhalb der vomeronasalen Passage stabilisiert
wird. Die optimale Anordnung der Aufzeichnungselektrode wird nach
einem Test bezüglich
einer ausreichenden Depolarisation als Antwort auf eine Testsubstanz
signalisiert.
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Elektrische Signale von der Aufzeichnungselektrode
werden in einen Gleichstrom-Verstärker eingespeist, wonach sie
digitalisiert, mit einem Computer verfolgt und gespeichert werden.
Die Peak-zu-Peak-Amplitude der Signale wird gemessen, und die Fläche unter
der Depolarisationswelle wird integriert, während kontinuierliche die Signale
sowohl am Computer-Bildschirm als auch auf einem digitalen Ozilloskop
verfolgt werden. Artefakte, die von Atmungsbewegungen erzeugt werden,
werden durch Trainieren der Subjekte, eine Mundatmung mit velopharyngealem
Verschluss durchzuführen,
ausgeschaltet.
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Chemosensorische Stimulantien: Die
Geruchstest-Substanzen sind Cineol und 1-Carvon; die Vomeropherine
sind A, B, C, E und F. (Die Vomeropherine werden von Pherin Corporation,
Menlo Park, Kalifornien, bereitgestellt.) Proben der Vomeropherine
in einer Konzentration von 25 bis 800 fMol werden in dem kontinuierlichen
Luftstrom über
eine Dauer von 300 Millisekunden bis zu 1 Sekunde zugeführt. Gewöhnlich trennten Intervalle
von 3 bis 5 Minuten jede Reihe von kurzen Testpulsen. Alle Komponenten
der Leitungen, welche die Teststimuli tragen, sind aus Teflon®,
Glas oder Edelstahl und werden vor jeder Verwendung sorgfältig gereinigt und
sterilisiert.
-
Elektroolfaktgramm (EOG): Olfaktorische
Aufzeichnungen verwendeten die gleiche stimulierende und aufzeichnende
multifunktionelle Minisonde, wie sie für das VNO verwendet wurde.
Die Spitze wurde langsam eingeführt,
bis die Aufzeichnungselektrode die Riechschleimhaut berührte. Eine
richtige Anordnung wurde durch eine Depolarisation als Antwort auf
einen Puls der Odorans-Testsubstanz
signalisiert.
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Eine kortikal evozierte Aktivität wurde
durch VNO-Stimulation mit Vomeropherinen und durch olfaktorische
Stimulation mit Odorantien induziert, die in 300 ms-Luftpulsen zugeführt wurden.
Sie wurde unter Verwendung von elektroenzephalographischen (EEG-)
Standard-Elektroden aufgezeichnet, die an den Positionen Cz-A1 und
Tz-A1 des internationalen 10120-Systems angeordnet waren. Die Masseelektrode
war am Mastoid angeordnet. Die elektrodermale Aktivität (EDA)
wurde unter Verwendung von 8 mm-Standard-Silberelektroden aufgezeichnet,
die durch eine leitende Gel-Grenzfläche in Kontakt mit Handflächen-Innenseitenhaut
des mittleren bzw. Ringfingers standen. Die Hauttemperatur (ST)
wurde durch eine kleine (1,0 mm) Thermistorsonde aufgezeichnet,
die im rechten Ohrlappen angeordnet war. Der periphere arterielle
Puls (PAP) wurde mit einem Plethysmographen überwacht, der an der Spitze
des Zeigefingers angebracht war. Die Atmungsfrequenz (RF) wurde
mit einem anpassbaren Dehnungs-Messgerät gemessen, das um den unteren
Brustkorb herum angeordnet war. Alle elektrischen Signale wurden
Gleichstrom-verstärkt,
digitalisiert (MP-100, Biopac Systems) und kontinuierlich unter
Verwendung eines Computers verfolgt.
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Statistische Analyse: EVGs oder EOGs,
Peak-zu-Peak-Änderungen
und Frequenzänderungen
von anderen Parametern wurden gemessen und statistisch analysiert.
Die Signifikanz der Ergebnisse wurde entweder unter Verwendung von
gepaarten t-Tests oder durch Varianzanalyse (ANOVA) bestimmt.
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Auswirkung von Vomeropherinen auf
das EVG: Man fand, dass jedes der Vomeropherine ein geschlechtlich
dimorphes Rezeptorpotential erzeugte (6A– B). Die Aufzeichnungen des EVG wurden bei
30 Männern
und 30 Frauen (Alter 20 bis 45) durchgeführt. Die Vomeropherine wurden
verdünnt
und als 1-sekündige
Pulse an das VNO verabreicht, mit b-minütigen Intervallen zwischen
den Pulsen. Als sie gefragt wurden, waren die Subjekte nicht in
der Lage, die Vomeropherine zu „riechen" oder auf andere Weise bewusst irgendeines
der Vomeropherine wahrzunehmen. Dieser Befund steht in Einklang
mit den früher
berichteten Ergebnissen (Monti-Bloch, L. und Grosser, B. I. (1991) "Effect of putative
pheromones on the electrical activity of the human vomeronasal organ
and olfactory epithelium," J.
Steroid Biochem. Molec. Biol. 39: 573–582), was anzeigt, dass weder
Geruchs- noch Vomeropherin-Teststimuli, die dem VNO zugeführt werden,
bei der zugeführten
Konzentration einen wahrnehmbaren Sinneseindruck hervorriefen.
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6A zeigt
die durchschnittliche Antwort von männlichen Subjekten (Alter 20
bis 38) auf das Verdünnungsmittel
und auf äquimolare
Mengen (100 fMol) von 5 Vomeropherinen (A, B, C, D und F) und auf
E, ein Stereoisomer von F. Das Profil der Antwort auf jede der Substanzen
war bei allen Subjekten unabhängig
vom Alter ähnlich,
und es wurden weder durch die t-Tests noch durch Varianzanalyse
signifikante Unterschiede enthüllt.
Beispielsweise erzeugten A, C und D signifikante Auswirkungen (M15 = 11,4 mV, SA = 3,6 mV; M76 =
6,4 mV, SA 2,5 mV, und M84 = 15,1 mV, SA
= 4,9 mV; p < 0,01),
die in allen einzelnen Fällen
gleichbleibend waren. Andere Vomeropherine depolarisierten die VNO-Rezeptoren
in einem viel geringeren Ausmaß,
aber mit übereinstimmenden
mittleren Antwort-Amplituden zwischen einzelnen Individuen. Vomeropherine,
die bei männlichen
Subjekten aktiv waren, erzeugten größere Antworten als das Verdünnungsmittel
(p < 0,001). B,
F und ähnliche
Konzentrationen von Geruchsstoffen induzierten signifikant verringerte
Antworten im männlichen VNO
(6A und 7).
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Man folgte bei den 30 weiblichen
Subjekten (Alter 20–45)
einem ähnlichen
experimentellen Protokoll. Unter den Vomeropherinen erzeugte F (100
fMol) die signifikantesten Unterschiede innerhalb der Gruppe (6B). Hier induzierte A einen
geringen Effekt, der von F signifikant verschieden war (p < 0,01). Bei beiden Populationen
von Subjekten induzierten die aktiven Vomeropherine Rezeptorantworten,
die große
Standardabweichungen aufwiesen (6).
Als die Frequenzverteilung der Effekte von A und F bei Männern bzw.
Frauen untersucht wurde, fanden wir eine bimodale Verteilung. Die
Bedeutung dieser Beobachtung wird gegenwärtig untersucht.
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E, ein Stereoisomer von F, stimuliert
das VNO bei weiblichen Subjekten nicht, während dies bei F der Fall ist
(6B). Dies ist eine
Demonstration der Spezifität
der VNO-Erkennung von Vomeropherinen. In dieser Hinsicht ist es
interessant zu bemerken, dass, obwohl F ein überlegenes Vomeropherin ist,
E eine stärkere Riechwirkung
erzeugt als F (6B und 7).
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Auswirkungen von Vomeropherinen auf
das EOG: Das summierte Rezeptorpotential aus dem Riechepithel (OE)
wurde bei 20 Subjekten: 10 männlichen
und 10 weiblichen, aufgezeichnet. Im Gegensatz zu der Empfindlichkeit
des VNO für
Vomeropherine ist das OE für
diese Substanzen weniger empfindlich. Dies gilt sowohl bei Männern als
auch bei Frauen (7A). Die mittlere
Rezeptorpotential-Amplitude
lag im Bereich von 2,3 mV bis 0,78 mV. In dieser Studie war B das
einzige Vomeropherin mit einem signifikanten Effekt im OE (p < 0,02). Von den
Subjekten, die über
Geruchswahrnehmungen nach jeder Stimuluszufuhr befragt wurden, berichteten
16 von keiner Geruchswahrnehmung, während drei Männer und
eine Frau B als unangenehmen Geruch beschrieben. Dieser Befund zeigt,
dass bei den in unserer Studie verwendeten Konzentrationen die meisten
Vomeropherine keine wirksamen Stimulantien der Geruchsrezeptoren
sind, aber eine klare Auswirkung auf Vomeronasal-Rezeptoren aufweisen.
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Auswirkungen von Geruchsmitteln auf
das EVG und EOG: Im Gegensatz zu Vomeropherinen erzeugen die Geruchsmittel
1-Carvon und Cineol nur eine geringe lokale Antwort im VNO (7B). Dies galt sowohl für Männer als
auch für
Frauen. Wie erwartet, erzeugten diese Geruchsmittel eine starke
Antwort sowohl bei Männern
als auch bei Frauen (p < 0,01),
wenn sie lokal auf das OE aufgebracht wurden (7A).
Das Verdünnungsmittel
depolarisierte Geruchsrezeptoren in einem geringeren Ausmaß als Cineol
oder 1-Carvon (p < 0,01)
und es erzeugte keine Geruchswahrnehmung.
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Reflexeffekte von Vomeropherinen:
Es wurden Studien durchgeführt,
um die Reflexantworten des zentralen Nervensystems (ZNS) auf die
Vomeropherin-Stimulierung
des VNO zu bestimmen. Die geschlechtlich dimorphen lokalen Antworten,
die von Vomeropherinen induziert wurden (6A und B),
wurden bei der autonomen Antwort von männlichen und weiblichen Subjekten
widergespiegelt. Bei männlichen
Subjekten (6C) verringerte
A und C den Hautwiderstand (elektrodermales Auflösungsvermögen EDA) (p < 0,01, n = 30).
Bei weiblichen Subjekten (6B)
erzeugten F und B eine größere Abnahme
des EDA als A oder C (p < 0,01,
n = 30).
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Die Vomeropherine A und C induzierten
eine signifikante Erhöhung
der Hauttemperatur (ST) (6G) bei
30 männlichen
Subjekten (p < 0,01);
jedoch induzierte D eine signifikante Temperaturerniedrigung (p < 0,01); bei 30 weiblichen
Subjekten (6H) riefen
B und F eine signifikante Erhöhung
der Hauttemperatur (ST) hervor (p < 0,01),
verglichen mit A und C. Bei weiblichen Subjekten erzeugten Vomeropherine Änderungen
der EDA und ST mit einer größeren Standardabweichung
als bei männlichen.
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Die kortikale Aktivität wurde
bei männlichen
und weiblichen Subjekten während
der Zufuhr von Luftpulsen (300 ms bis 1 s), die 200 fMol Vomeropherin
enthielten, an das VNO aus Cz und Tz aufgezeichnet (6G und 6H).
Bei Männern
(6E) erhöhten A,
C und D signifikant die alpha-kortikale Aktivität mit einer Latenz von 270
bis 380 ms. D und A evozierten den stärksten Effekt (p < 0,01). Die Synchronisation
des EEG wurde über
1,5 bis 2,7 Minuten nach Zufuhr eines einzigen Pulses an aktiver
Substanz aufrechterhalten. Bei Frauen (6F) erhöhte ein einziger Puls (200
fMol) von B oder F, der dem VNO zugeführt wurde, alpha-kortikal unabhängig von
der Antwort der Riechrezeptoren. Wir fanden charakteristische Spezifitäten bei
der Antwort des menschlichen VNO und des Riechepithels, was nahelegt,
dass sie unabhängige
funktionelle Systeme mit getrennten Verbindungen zum ZNS sind (Brookover,
C. (1914) The nervous terminalis in adult man. J. Comp. Neurol.
24: 131–135).
Es gibt auch eine vorläufigen
Hinweis darauf, dass das EVG nicht mit Trigeminus-Nozizeptor-Endungen assoziiert
ist, da die Anwendung eines Lokalanästhetikums (2 Lidocain) am
respiratorischen Flimmerepithel des Nasenseptums das EVG weder blockiert
noch verringert (Monti-Bloch, L. und Grosser, B. I. (1991) „Effect
of putative pheromones on the electrical activity of the human vomeronasal
organ and olfactory epithelium",
J. Steroid Biochem. Molec. Biol. 39: 573–582). Auch teilten die Subjekte
keine Schmerzwahrnehmung als Folge irgendeines der Stimulationsverfahren
mit.
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Die VNO-Rezeptoren sind für Vomeropherine
klar empfindlicher als für
jedes der getesteten Geruchsmittel; das Gegenteil gilt für die Geruchsrezeptoren.
Während
das OE Rezeptorstellen für
einige Vomeropherine aufweisen könnte,
ist die Antwortspezifität
des VNO klar verschieden.
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Es wurden geschlechtliche Unterschiede
bei den Spezifitäten
und Auswirkungen der zwei Gruppen von Vomeropherinen, A, C und D;
und B und F, bemerkt. Dies legt einen möglichen, mit dem Rezeptor verbundenen
geschlechtlichen Dimorphismus nahe. Die Befunde legen die Aktivierung
von Komponenten des autonomen Nervensystems durch Vomeropherin-Stimulation
des VNO beim erwachsenen Menschen nahe.
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Weiter legen die Ergebnisse nahe,
dass die Stimulation des VNO mit Vomeropherinen eine Synchronisation
des EEG erzeugt (6G und H). Demgemäß zeigt der Beleg hierin an,
dass das vomeronasale System auf eine Vielfalt von chemosensorischen
Stimuli antwortet und dass einige in der Lage sind, eine autonome
Reflexaktivität
zu induzieren.