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Diese
Anmeldung beruht auf der provisorischen US-Patentanmeldung, Serien-Nr.
60/035308, eingereicht am 22. Januar 1997, welche durch diesen Hinweis
in die vorliegende Beschreibung einbezogen ist.
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Diese
Erfindung wurde mit staatlicher Unterstützung unter den Ziffern DAO1457,
DA07274, DA00255 und DA00198 des National Institute on Drug Abuse
entwickelt. Die Regierung der Vereinigten Staaten kann über bestimmte
Rechte daran verfügen.
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Behandlung von Schmerz und die
Toleranz und körperliche
Abhängigkeit,
die mit der wiederholten Verwendung von Opioiden gegen Schmerz verbunden
ist, unter Verwendung von d-Methadon. Zusätzlich betrifft die vorliegende
Erfindung die Behandlung von Toleranz, körperlicher Abhängigkeit
und/oder Verlangen, die mit narkotischer Sucht verbunden sind, unter
Verwendung von d-Methadon.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Toleranz
und körperliche
Abhängigkeit
sind vorhersehbare Folgen der chronischen Verabreichung von Morphin
und morphinartigen Opioiden. Diese pharmakologischen Eigenschaften
von Opioiden sind sowohl für die
Opioidsüchtigen
als auch den Schmerzpatienten unerwünscht. Bei der Opioidsucht
führt die
Toleranz auf die Stimmungseffekte eines Opioids zu einer schnellen
Dosiseskalation. Weiterhin ist ein Entzug ein star ker Stimulus,
der drogensuchendes Verhalten erzeugt. Für den Schmerzpatienten erfordert
die Toleranz auf Opioidanalgetika eine Dosiseskalation, was eine
Erhöhung
der negativen Wirkungen ergeben kann (Inturrisi, C. E. "Opioid Analgesic
Therapy in Cancer Pain",
Advances in Pain Research and Therapy, (K. M. Foley, J. J. Bonica
und V. Ventafridda, Eds.) Seiten 133–154, Raven Press, New York
(1990) ("Inturrisi")). Der Entwicklung von
körperlicher
Abhängigkeit
ist sowohl der Schmerzpatient als auch der Opioidsüchtige ausgesetzt
mit dem Risiko des Entzugsyndroms, wenn die Opioidverabreichung
abrupt unterbrochen wird oder ein Opioidantagonist versehentlich
verabreicht wird (Inturrisi). Somit würden Nicht-Opioid-Arzneistoffe, die
die Opioidtoleranz und körperliche
Abhängigkeit
schwächen
und/oder umkehren könnten,
ein nützliches
Hilfsmittel bei der Schmerzhandhabung sein. Diese gleichen Arzneistoffe
könnten
bei der Opioidsucht verwendet werden, um bei der Opioiddetoxifizierung
und während
des Haltens der Behandlung durch Vermindern oder Beseitigen von Entzugssymptomen
zu unterstützen.
Weiterhin könnten
Nicht-Opioid-Arzneistoffe, die die Toleranz und Abhängigkeit
modulieren, ohne Verändern
der analgetischen Wirkungen von Opioiden ein wichtiges neues Werkzeug bereitstellen,
mit dem die biochemischen und molekularen Mechanismen von Opioidanalgetika,
Verlangen, Toleranz und körperliche
Abhängigkeit,
zu untersuchen sind. Somit kann ein starkes Argument für die vorklinische
pharmakologische Bewertung von Nicht-Opioid-Modulatoren von Opioidtoleranz
und/oder -abhängigkeit bei
sowohl „analgetischen" als auch „Drogenentzugsmodellsystemen" geschaffen werden.
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Jüngste Untersuchungen
(Trujillo et al., "Inhibition
of Morphine Tolerance and Dependence by the NMDA Receptor Antagonist
MK-801", Science,
251: 85–7
(1991) ("Trujillo"); Marek et al., "Excitatory Amino Acid
Antagonists (Kynurenic Acid and MK-801) Attenuate the Development
of Morphine Tolerance in the Rat", Brain
Res., 547: 77–81
(1991); Tiseo et al., "Attenuation
and Reversal of Morphine Tolerance by the Competitive N-methyl-D-aspartate
Receptor Antagonist, LY274614",
J. Pharmacol. Exp. Ther., 264: 1090–96 (1993) ("Tiseo I"); Kolesnikov et
al., "Blockade of
mu and kappa, Opioid Analgesic Tolerance by NPC177442, a Novel NMDA
antagonist", Life
Sci., 53: 1489–94
(1993); Kolesnikov et al., "Blockade
of Tolerance to Morphine but not to κ Opioids by a Nitric oxide Synthase
Inhibitor", Proc.
Natl. Acad. Sci. USA, 90: 5162–66
(1993); Tiseo et al., "Modulation
of Morphine Tolerance by the Competitive N-methyl-D-aspartate Receptor
Antagonist LY274614: Assessment of Opioid Receptor Changes", J. Pharmacol. Exp.
Ther., 268: 195–201
(1994) ("Tiseo II"); Elliott et al., "The NMDA Receptor
Antagonists, LY274614 and MK-801, and the Nitric Oxide Synthase
Inhibitor, NG-Nitro-L-arginine,
Attenuate Analgesic Tolerance to the Mu-Opioid Morphine but not
to Kappa Opioids", Pain,
56: 69–75
(1994) ("Elliott
I"); Elliott et
al., "Dextromethorphan
Attenuates and Reverses Analgesic Tolerance to Morphine", Pain, 59: 361–368 (1994)
("Elliott II); Inturrisi,
C. E., "NMDA Receptors,
Nitric Oxide, and Opioid Tolerance", Reg. Peptides, 54: 129–30 (1994)
haben gezeigt, dass das exzitatorische Aminosäure ("EAA")-Rezeptorsystem
und das Stickoxid („NO")-System in Morphintoleranz
und -abhängigkeit
einbezogen sind. Seit den 1980ern wurden EAAs, einschließlich Glutamat
und Aspartat, als Neurotransmitter in dem vertebraten zentralen
Nervensystem („CNS") identifiziert.
Ein wichtiger Aspekt von einem EAA, N-Methyl-D-aspartat ("NMDA"), ist, dass es einen
unterscheidbaren Membrankanal öffnet,
gekennzeichnet durch Spannungsabhängigkeits-Mg2+-Blockade und
hohe Durchlässigkeit
für Calciumionen.
Physiologisches Ansteigen in intrazellulärem Calcium anschließend an
Rezeptoraktivierung kann eine Vielzahl von metabolischen Veränderungen
in der Zelle starten, einschließlich
einer Calciumcalmodulin-vermittelten Aktivierung von Stickoxidsynthase
(„NOS"), was zu der Erzeugung
von NO (Bredt et al., „Nitric
Oxide a Novel Neuronal Messenger", Neuron,
8: 3–11
(1992)) führt.
Die Aktivierung von NMDA-Rezeptoren kann auch die Expression von
zellulären regulatorischen
Genen, wie C-fos, verändern
(Bading et al., „Re gulation
of Gene Expression in Hippocampal Neurons by Distinct Calcium Signaling
Pathways", Science,
260: 181–86
(1993); Rasmussen et al., „NMDA Antagonists
and Clonidine Block C-fos Expression During Morphine Withdrawal", Synapse, 20: 68–74 (1995)). Jedoch
sind starke und längere
Erhöhungen
im intrazellulären
Calcium wie jene, die aus der exzessiven NMDA-Rezeptorstimulierung
stattfinden, für
die Zelle toxisch. Die Stimulierung von EAA/NMDA-Rezeptoren kann
die pathophysiologische Basis für
neuronale Degeneration bei akuten oder chronischen Zuständen darstellen
(Meldrum et al., „Excitatory
Amino Acid Neurotoxicity and Neurodegenerative Disease", in: Lodge D., Collingridge
L. (Hrsg.), Trends in Pharmacological Sciences: The Pharmacology
of Excitatory Amino Acids, A Special Report, Cambridge, GB, Elsevier,
Seiten 54–62
(1991)). Somit geben EAA-Rezeptoranta-gonisten, insbesondere NMDA-Rezeptorantagonisten,
ein Hauptgebiet der Arzneistoffentwicklung wieder.
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Insbesondere
haben jüngste
Untersuchungen gezeigt, dass die gemeinsame Verabreichung von NMDA-Rezeptorantagonisten
die Entwicklung der Toleranz auf die analgetischen Effekte von Morphin
bei Nagern mildert oder umkehrt (Marek et al., „Delayed Application of MK-801
Attenuates Development of Morphine Tolerance in the Rat", Brain Res., 548:
77–81
(1991) („Marek"); Trujillo; Tiseo
I; Tiseo II, Elliott I; Elliott II). Marek erörtert die Rolle von MK-801,
einem NMDA-Rezeptorantagonisten
oder Blocker beim Vermindern von Morphinabhängigkeit bei Labortieren. Jedoch
wurde von MK-801 gefunden, dass es toxisch ist und deshalb zur pharmazeutischen
Anwendung ungeeignet ist. NMDA-Rezeptorantagonisten, die gegenwärtig zur
klinischen Verwendung verfügbar
sind, schließen
Ketamin, Dextromethorphan und Memantin ein. Die Anwendbarkeit von Ketamin
ist begrenzt, weil es nur zur Verwendung durch Injektion verfügbar ist
und üblicherweise
tiefe psychotomiemetrische als auch andere unerwünschte Wirkungen bei Dosen,
die für
analgetische Effekte erforderlich sind, erzeugt. Die Anwendung von
Dextromethorphan ist begrenzt, weil Patienten mit einer genetisch-determinierten
Abwesenheit von Cytochrom P-4502D6 (das Leberarzneistoff-metabolisierende
Enzym) die Erhöhung der
Dosis nicht tolerieren können.
Dextromethorphan ist auch Gegenstand von Arzneistoffuntersuchungen
von üblicherweise
verwendeten Arzneistoffen, die seine Wirksamkeit und Nebenwirkungsprofil
beeinflussen können.
Weiterhin wird Dextromethorphan schnell aus dem Körper entfernt,
was die häufige
Verabreichung erfordert. Memantin, ein Arzneistoff, der für Bewegungsstörungen verwendet
wird, ist gegenwärtig
unter klinischer Untersuchung und sein therapeutisches Verhältnis muss
bestimmt werden.
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Choi
et al., "Opioids
and Non-Opioid Enantiomers Selectively attenuate NMDA Neurotoxicity
on Cortical Neurons",
European Journal of Pharmacology, 15927–35 (1998), schlagen vor, dass
Opioid und Nicht-Opioid-Enantiomere von Opioiden einen therapeutischen
Ansatz von Krankheitszuständen,
die NMDA-Rezeptor-vermittelte Neurotoxizität beinhalten, bereitstellen
könnten.
Gorman et al., "Both
d- and l-methadone bind to the NMDA receptor", Society for Neuroscience Abstracts,
22: 63 (1996), offenbaren, dass beide Isomere von racemischem Methadon
moderate Affinität
für den
NMDA-Rezeptor zeigen, im Gegensatz zu L-Morphin, Hydromorphon oder
Naltrexon. Kristensen et al., "Stereoselective
Pharmacokinetics of Methadone in Chronic Pain Patients", Ther. Drug. Monit.,
18: 221–227,
(1996), beschreiben die Behandlung von Patienten mit chronischem
Schmerz unter Verwendung von racemischem Methadon. US-5 502 058
offenbart die Behandlung von Schmerz mit NMDA-Rezeptorantagonisten.
US 5 556 838 und
EP 0 608 893 offenbaren die Behandlung
von Arzneistoffsucht mit Substanzen, die NMDA-Rezeptoren blockieren.
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Wie
Morphin bindet Methadon vorzugsweise den mu-Typ des Opioidrezeptors
(Neil, A., „Affinities
of Some Common Opioid Analgesics Towards Four Binding Sites in Mouse
Brain", Naunyn-Schmiedeberg's Arch. Pharmacol.,
328: 24–9
(1984)) und erzeugt Verhaltenswirkungen ähnlich zu Morphin bei Nagern
und Menschen (Olsen, G.D. et al. „Clinical Effects and Pharma cokinetics
of Racemic Methadone and its Optional Isomers", Clin. Pharmacol. Ther., 21: 147–157 (1976)
("Olsen"); Smits et al., "Some Comparative
Effects of Racemic Methadone and Its Optical Isomers in Rodents", Res. Commun. Chem.
Pathol Pharmacol. 7: 651–662
(1974) ("Smits")). Die klinisch
verfügbare
und üblicherweise
verwendete Form von Methadon ist das racemische Gemisch (d,l-Methadon).
Das l-Isomer ist für
die Opioideigenschaften verantwortlich, während das d-Isomer als ein
Opioid schwach und inaktiv ist (Horng et al., „The Binding of the Optical
Isomers of Methadone, a-Methadol, A-Acetylmethadol and Their N-demethylated
Derivatives to the Opiate Receptors of Rat Brain", Res. Commun. Chem. Pathol. Pharmacol.,
14: 621–29
(1976) ("Horng")). d-Methadon erzeugt
nicht opioidartige Lokomotorwirksamkeit bei Mäusen (Smits), ist inaktiv nach
intranventrikulärer
Verabreichung bei Ratten (Ingoglia et al., "Localization of d- and l-methadone after
Intraventricular Injection into Rat Brain", J. Pharmacol. Exp. Ther., 175: 84–87 (1970))
und ist 50-mal weniger analgetisch potent bei Menschen als l-Methadon
(Olsen). Weiterhin hat l-Methadon eine 30-fach stärkere Fähigkeit,
[3H]-Naloxon zu binden als d-Methadon anzuzeigen
(Horng). Somit werden die analgetischen Opioideigenschaften von
dl-Methadon für
l-Methadon (Olsen) bewertet. Die Verwendung von dl-Methadon wurde
nicht untersucht.
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Die
vorliegende Erfindung ist auf das Überwinden dieser Mängel gerichtet.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1A ist
eine repräsentative
Kurve für
die Verdrängung
von 5 nM [3H]MK-801 durch ausgewählte Opioide
und Dextromethorphan (1 bis 100 μM)
in Rattenvorderhirnmembranen. Spezifisches Binden war ungefähr 75 %
vom Gesamtbinden. 1B ist eine repräsentative
Kurve für
die Verdrängung
von 5 nM [3H]MK-801 durch dl-Methadon, dessen
d- und l-Isomeren und Dextromethorphan (0,1 bis 300 μM) bei Rattenwirbelsäulenmem branen.
Spezifisches Binden war ungefähr
55 % von dem Gesamtbinden.
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2 zeigt
eine Dosis-Reaktions-Kurve für
intrathecales ('IT'') l- und d-Methadon in dem Rattenschwanzschlagetest.
l-Methadon erzeugte dosisabhängige
Antinocizeption (Analgesie) mit einem ED50-Wert von
15,6 μg/Ratte
(7,0–29,8 μg, 95 % Cl).
d-Methadon erzeugte keine antinoceptiven Wirkungen bei Dosen, die
im Bereich von 20 bis 460 μm/Ratte
liegen.
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3 zeigt,
dass Naloxon die antinocizeptiven (analgetischen) Wirkungen von
intrathecalem (''IT') l-Methadon bei
dem Rattenschwanzschlagetest blockiert. l-Methadon bei 80 μm/Ratte,
l-Methadon bei 80 μg/Ratte
+ Naloxon bei 30 μg/Ratte
oder Naloxon bei 30 μg/Ratte
wurden an Ratten verabreicht (IT) und Schwanzschlagelatenzen wurden
vor und bei 15, 30, 45, 60 und 75 Minuten nach Arzneistoffverabreichung gemessen.
Der Prozentsatz an analgetischen Reaktionen wurde für jede Gruppe
bestimmt.
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4A–B zeigen,
dass intrathecal (IT) d-Methadon dosisabhängig formalininduziertes Schreckverhalten
während
Phase 2 der Formalinreaktion vermindert. d-Methadon bei einer IT-Dosis
von 32, 160 oder 320 μg/Ratte
oder Salzlösung
(0 μg/Ratte)
wurden an Ratten 15 Minuten vor der intraplanaren Injektion von
50 μl 5
%igem Formalin verabreicht. 4A zeigt
die Anzahl an Erschreckungen (Mittelwert ± S.E.M.), beobachtet während Phase
1 (0–10
Minuten nach Formalin); 4B zeigt
die Anzahl an Erschreckungen (Durchschnitt + S.E.M.), beobachtet
während
Phase 2 (10–60
Minuten nach Formalin). *Signifikanter Unterschied (P < 0,05) von der Salzlösung (0 μg)-Behandlungsgruppe.
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5 zeigt,
dass die antinocizeptiven Wirkungen von intrathecalem (IT) d-Methadon
in dem Formalintest nicht durch Naloxon umgekehrt werden. d-Methadon
bei 250 μg/Ratte
wurde IT mit oder ohne die gleichzeitige Verabreichung von Naloxon
bei 30 μg/Ratte
15 Minuten vor der intraplantaren Injektion von Formalin verabreicht.
Kein Unterschied wurde zwi schen den zwei arzneistoffbehandelten
Gruppen in der Anzahl an Erschreckungen, die während Phase 2 auftreten, beobachtet.
Beide arzneistoffbehandelten Gruppen waren signifikant verschieden
(*P < 0,05) von
der Salzlösungsbehandlungsgruppe.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer Substanz, ausgewählt aus
der Gruppe, bestehend aus d-Methadon, d-Methadol, d-α-Acetylmethadol,
l-α-Acetylmethadol,
d-α-Normethadol,
l-α-Normethadol,
pharmazeutisch verträglichen
Salzen davon und Gemischen davon, zur Herstellung eines Medikaments für die Behandlung
von Schmerz bei einem Patienten mit einem NMDA-Rezeptor. Die Substanz
kann einzeln oder in Kombination mit anderen schmerzlindernden Substanzen
verwendet werden.
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Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung
einer Substanz, ausgewählt aus
der Gruppe, bestehend aus d-Methadon, d-Methadol, d-α-Acetylmethadol,
l-α-Acetylmethadol,
d-α-Normethadol,
l-α-Normethadol,
pharmazeutisch verträglichen
Salzen davon und Gemischen davon, zur Herstellung eines Medikaments
für die
Behandelung von Sucht auf eine narkotische oder Suchtsubstanz bei
einem Patienten mit einem NMDA-Rezeptor.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine sichere und wirksame Behandlung
von Schmerz und narkotischer Toleranz und körperlicher Abhängigkeit
bereit. d-Methadon ist weder Gegenstand der genetischen oder Arzneistoffwechselwirkungen
von Dextromethorphan, noch scheint es psychotomiemetrische Effekte
zu erzeugen. Weiterhin hat d-Methadon, falls als Teil eines racemischen
Gemisches angewendet, eine lange Sicherheitshistorie. Auch hat d-Methadon
eine viel längere
Entfernungshalbwertszeit (ungefähr
24 Stunden) als andere klinisch verfügbare NMDA-Rezeptorantagonisten.
Deshalb kann d-Methadon in Kombination mit den länger wirkenden Formen von Opioiden,
wie Morphin oder Oxycodon, verwendet werden, um ein zweckmäßiges Dosierungsschema
für ein-
oder zweimal am Tag bereitzustellen.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG IM EINZELNEN
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer Substanz, ausgewählt aus
der Gruppe, bestehend aus d-Methadon, d-Methadol, d-α-Acetylmethadol,
l-α-Acetylmethadol,
d-α-Normethadol,
l-α-Normethadol,
pharmazeutisch verträglichen
Salzen davon und Gemischen davon, zur Herstellung eines Medikaments für die Behandlung
von Schmerz bei einem Patienten mit einem NMDA-Rezeptor.
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Die
Substanz kann einzeln oder in Kombination mit anderen schmerzlindernden
Substanzen verwendet werden.
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Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft die Verwendung
einer Substanz, ausgewählt aus
der Gruppe, bestehend aus d-Methadon, d-Methadol, d-α-Acetylmethadol,
l-α-Acetylmethadol,
d-α-Normethadol,
l-α-Normethadol,
pharmazeutisch verträglichen
Salzen davon und Gemischen davon, zur Herstellung eines Medikaments
für die
Behandlung von Sucht auf eine narkotische oder Suchtsubstanz bei
einem Patienten mit einem NMDA-Rezeptor.
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Die
vorliegende Erfindung wird durch eine Erörterung von Rezeptoren und
Signalleitungswegen am besten verständlich. Zellen bei höheren Lebewesen
kommunizieren normalerweise mithilfe von Hunderten von Arten extrazellulären signalgebenden
Molekülen,
einschließlich
Proteine, kleiner Peptide, Aminosäuren, Nukleotide, Steroide,
Retinoide, Fettsäurederivate
und auch gelöste
Gase, wie Stickoxid und Kohlenmonoxid. Diese signalgebenden Moleküle geben
ein „Signal" zu einer weiteren
Zelle (einer „Zielzelle"), die im Allgemeinen eine
Zellfunktion beeinflusst. Rezeptoren für extrazelluläre signalgebende
Moleküle
werden insgesamt als „zellsignalgebende
Rezeptoren" bezeichnet.
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Viele
zellsignalgebende Rezeptoren sind Transmembranproteine auf einer
Zelloberfläche;
wenn sie ein ein extrazel luläres
Signal gebendes Molekül
(einen Liganden) binden, werden sie aktiviert, um eine Kaskade von
intrazellulären
Signalen zu erzeugen, die das Verhalten der Zelle verändern. Im
Gegensatz dazu sind in einigen Fällen
die Rezeptoren innerhalb der Zelle und der signalgebende Ligand
muss in die Zelle eindringen, um sie zu aktivieren; diese signalgebenden
Moleküle
müssen
deshalb ausreichend klein und hydrophob sein, um über die
Plasmamembran der Zelle zu diffundieren.
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Zusätzlich zu
dem Ligandenbinden an die Rezeptoren können die Rezeptoren blockiert
werden, um Ligandenbinden zu verhindern. Wenn eine Substanz an einen
Rezeptor bindet, passt die dreidimensionale Struktur der Substanz
in einen Raum, der durch die dreidimensionale Struktur des Rezeptors
in einer Kugel- oder Fassungskonfiguration erzeugt wurde. Je besser
die Kugel in die Fassung passt, umso fester wird sie gehalten. Dieses
Phänomen
wird Affinität
genannt. Wenn die Affinität
einer Substanz größer als
der ursprüngliche
Ligand ist, wird sie den Liganden vervollständigen und die Bindungsstelle
häufiger
binden. Einmal gebunden, können
Signale durch den Rezeptor in die Zellen gesendet werden, was die
Zelle veranlasst, in gewisser Weise zu reagieren. Dies wird Aktivierung
genannt. Bei Aktivierung reguliert der aktivierte Rezeptor dann
direkt die Transkription von spezifischen Genen. Jedoch die Substanz
und der Rezeptor müssen
bestimmte Eigenschaften, die von der Affinität verschieden sind, aufweisen,
um die Zelle zu aktivieren. Chemische Bindungen zwischen den Atomen
der Substanz und den Atomen der Rezeptoren müssen gebildet werden, in einigen
Fällen
führt dies
zu einer leichten Veränderung
in der Konfiguration des Rezeptors, was ausreichend ist, um das Aktivierungsverfahren
zu beginnen (genannt Signalweiterleitung). Im Ergebnis können Substanzen
hergestellt werden, die Rezeptoren binden und dieselben aktivieren
(genannt Rezeptoragonisten) oder dieselben inaktivieren (genannt
Rezeptorantagonisten).
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Der
N-Methyl-D-aspartat ("NMDA")-Rezeptorkomplex
spielt wichtige Rollen in zahlreichen Verfahren des zentralen Nervensystems
(„CNS") einschließlich Gedächtnis und
Langzeitpotenzierung, Regulierung von neuronaler Degeneration und
Schutz gegen exzitotoxische Schädigung
(Monaghan et al., „The
Excitatory Amino Acid Receptors: Their Classes, Pharmacology, and
Distinct Properties in the Function of the Central Nervous System", Annu. Rev. Pharmacol.
Toxicol., 29: 365–402
(1989), ist hierin durch Hinweis einbezogen). NMDA-Rezeptoren scheinen
in das Verarbeiten von nocizeptiver Information auch einbezogen
zu sein (Dickenson, A.H., et al. „Dextromethorphan and Levorphanol
are Dorsal Horn Nociceptive Neurones in the Rat", Neuropharmacology, 30: 1303–1308 (1991)).
Zusätzlich
haben jüngste
Untersuchungen gezeigt, dass NMDA-Rezeptorantagonisten die Entwicklung
der Toleranz zu dem mu-Opioidmorphin ohne Verändern der analgetischen Eigenschaften
von Morphin mildern und umkehren (Elliott et al., „N-methyl-D-aspartate
(NMDA) Receptors Mu and Kappa Opioid Tolerance, and Perspectives
on New Analgesic Drug Development", Neuropsychopharmacology, 13: 347–356 (1995,
das hierin durch Hinweis einbezogen ist).
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Ebert,
et al., "Ketobemidone,
Methadone, and Pethidine are Non-Competitive Antagonists in the
Rat Cortex and Spinal Cord",
Neurosci. Lett., 187: 165–68
(1995, das hierin durch Hinweis einbezogen ist), haben berichtet,
dass racemisches Methadon niedrige μm-Affinität für den NMDA-Rezeptor in cortikalen
Rattenmembranen besitzt und NMDA-induzierte Depolymerisation in
vitro in der Wirbelsäule
der Ratte und corticalen Keilzubereitungen vermindert. Im Gegensatz
zu diesem Auffinden hat die vorliegende Erfindung herausgefunden, dass
sowohl die d- als auch l-Isomeren von Methadon an die nicht kompetitive
(MK-801)-Stelle an dem NMDA-Rezeptor binden können (Gorman et al., „The d-
and I-Isomers of Methadone Bind to the Non-Competitive Site on the
N-methyl-D-aspartate (NMDA) Receptor in Rat Forebrain and Spinal
Cord", Neurosci.
Lett., 223: 5–8
(1997), das hierin durch Hinweis einbezogen ist) im Rattenvorderhirn
und Wirbelsäulenmembranen mit
einer Affinität
ungefähr
gleich zu jener von Dextromethorphan, einem etablierten NMDR-Rezeptorantagonisten
(Elliott, et al., „Dextromethorphan
Suppresses Both Formalin-Induced Nociceptive Behavior and the Formalin-Induced
Increase in Spinal Cord C-fos mRNA", Pain, 61: 401–09 (1995), das hierin durch
Hinweis einbezogen ist). Obwohl nicht an Theorie gebunden sein zu
wollen, wird angenommen, dass d-Methadon in einer ähnlichen
Weise zur Behandlung von Schmerz und zur Behandlung von körperlichen
Abhängigkeiten
von einer und Toleranz auf eine narkotische Substanz wirkt.
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Somit
kann d-Methadon, wenn an eine Person in einer wirksamen Menge verabreicht,
an einen NMDA-Rezeptor der Person binden und blockieren. Vorzugsweise
ist der NMDA-Rezeptor in den zentralen und peripheren Nervensystemen
angeordnet. Das zentrale Nervensystem schließt das Hirn und die Wirbelsäule ein,
während
das periphere Nervensystem sensorische Neuronen (periphere Nocizeptoren),
Nerven und deren zentrales Ende in der dorsalen Wirbelsäule einschließt. Vorzugsweise
sind die NMDA-Rezeptoren an den zentralen präsynaptischen Enden von sensorischen
Neuronen und an postsynaptischen Stellen der Wirbelsäule und
im Hirn angeordnet. Also schließt
die vorliegende Erfindung alle Lebewesen, Säuger sind bevorzugt, wobei
Menschen besonders bevorzugt sind, ein.
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Obwohl
d-Methadon bevorzugt ist, sind andere Substanzen, die den NMDA-Rezeptor
blockieren und als solche bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung
verwendbar sind, die d-Isomeren
von Analogen von d-Methadon, wie d-Methadol, d-α-Acetylmethadol und d-α-Normethadol,
Gemische davon und pharmazeutisch verträgliche Salze davon. Zusätzlich sind
l-Isomere von Analogen von Methadon, wie l-α-Acetylmethadol und l-α-Normethadol, Gemische davon
und pharmazeutisch verträgliche
Salze davon bei der Ausführung
der vorliegenden Erfindung verwendbar.
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Der
NMDA-Rezeptor spielt eine wichtige Rolle bei der Schmerztransmission
durch Modulieren von sowohl "Aufwickeln", einem physiologischen
Phänomen,
bei den Wirbelsäulenneuronen anormal
aktiv werden nach wiederholter C-Faserstimulierung (Dickenson, et
al., „Evidence
for a Role of the NMDA Receptor in the Frequency Dependent Potentiation
of Deep Rat Dorsal Horn Nociceptive Neurones Following C Fibre Stimulation", Neuropharmacology,
26: 1235–38
(1987), das hierin durch Hinweis einbezogen ist) und zentraler Sensibilisierung,
das allgemeinere Phänomen,
wodurch sensorische Neuronen die Aktivierungsschwellenwerte senken,
rezeptive Feldgröße vergrößern und
bei den Nachwirkungen von der schädlichen peripheren Stimulierung
spontan feuern (Woolf, et al., „The Induction and Maintenance
of Central Sensitization is Dependent on N-methyl-D-aspartic Acid Receptor Activation;
Implications for the Treatment of Post-Injury Pain Hypersensitivity
States", Pain, 44:
293–99
(1991); Dubner, et al., „Activity-Dependent
Neuronal Plasticity Following Tissue Injury and Inflammation", Trends Neurosci.,
15: 96–103
(1992), das hierin durch Hinweis einbezogen ist). Die Blockierung
des NMDA-Rezeptors mit einem NMDA-Rezeptorantagonisten erzeugt Antinocizeption
in einer Vielzahl von Tierschmerzmodellen. Somit ist d-Methadon,
obwohl es wenig Opioidwirksamkeit aufweist, antinocizeptiv, weil
es in vivo NMDA-Rezeptorantagonistenwirksamkeit besitzt. Weiterhin
trägt d-Methadon
zu den analgetischen Wirkungen von anderen analgetischen Arzneistoffen
bei.
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Die
Aktivierung des NMDA-Rezeptors, einem Untertyp von exzitatorischen
Aminosäurerezeptoren,
induziert eine Vielzahl von Veränderungen
in der funktionellen Aktivität
von Nervenzellen und insbesondere deren Kapazität für die Erregbarkeit oder Inhibierung
beim Vorliegen einer Suchtsubstanz über eine Erhöhung von
intrazellulärer
Ca++-Konzentration. Die Hauptkonsequenzen von NMDA-Rezeptoraktivierung
schließen die
nachstehenden Sequenzen oder Kaskaden von Ereignissen, die innerhalb
von Nervenzellen auftreten, ein:
- a) Translokation
und Aktivierung von Proteinkinasen, wie Proteinkinase C → Phosphorylierung
von Substratproteinen, wie als cytosolische Enzyme, Kanalproteine,
Rezeptorproteine usw., → Veränderungen
in funktioneller Aktivität;
- b) Initiierung von früher
Gen (C-fos, C-jun, zif-268 usw.)-Expression durch entweder erhöhte intrazelluläre Ca++- oder Ca++-aktivierte
Proteinkinasen → Expression
von funktionellen Genen, die für
die Produktion von zellulären
Enzymen verantwortlich sind (wie Proteinkinasen), Rezeptorproteine
(wie der NMDA-Rezeptor), Ionenkanalproteine (wie K+–, Na+–, Ca++-Kanäle), Neuropeptide
(wie Dynorphin), usw., → Veränderungen
in funktioneller Aktivität;
- c) Ca++/Calmodulin (oder andere Ca++-Bindungsproteine)-induzierte
Aktivierung von Enzymen und andere zelluläre Komponenten → Aktivierung
von Ca++/Calmodulinproteinkinasesystemen, wie Ca++/Calmodulinkinase
II → Autophosphorylierung
von Enzymen (z.B. Ca++/Calmodulinkinase II) oder anderen funktionellen
Proteinen → Veränderungen
in funktioneller Aktivität;
- d) Ca++/Calmodulin-induzierte Aktivierung von konstitutiver
Stickoxidsynthase sowie Induktion von induzierbarer Stickoxidsynthase → Produktion
von Stickoxid → i)
Produktion von cyclischem Guanosinmonophosphat über Aktivierung von Guanosincyclase,
die sich aus der Aktivierung von Proteinkinasen und früher Genexpression
ergibt); ii) direkte Proteinmodifizierung, wie Enzyme, Rezeptor-
und/oder Kanalproteine; iii) Lipidmembranmodifizierung und/oder
Nukleinsäuremodifizierung über Einfangen
von freien Radikalen; iv) Induktion von Neurotoxizität bei höheren Stickoxidanteilen;
v) Retrogradwirkungen bei benachbarten Neuronen oder Glialzellen,
wie Erleichterung von Glutamatfreisetzung/NMDA-Rezeptoraktivierung und/oder
Inhibierung;
- e) Wechselwirkungen mit dem cyclischen Adenosinmonophosphat/Proteinkinase-A-System,
das Phospholipase-C-Inosittriphosphat-Ca++/Diacylglycerinproteinkinasesystem,
dem Phospholipase-A2-Arachidonsäure/Prostanoide/Leukotriene-System → Veränderungen
in der funktionellen Aktivität,
induziert durch zweite Botensysteme, die von NMDA-Rezeptor/Ca++ /Ca+-Calmodulin/Proteinkinasesystemen
verschieden sind, und
- f) Wechselwirkungen mit anderen exzitatorischen Aminosäurerezeptoruntertypen,
einschließlich
nicht NMDA-Rezeptoren und metabotrophen Rezeptoren sowie intrazellulären Ereignissen,
anschließend
an die Aktivierung von diesen exzitatorischen Aminosäurerezeptoruntertypen → Veränderungen
in der funktionellen Aktivität,
induziert durch die Nicht-NMDA- und
die metabotrophe Rezeptoraktivierung.
-
Eine
Substanz, die den NMDA-Rezeptor blockiert, wird wirksam alle vorangehenden
intrazellulären Hauptsequenzen
von Ereignissen am Stattfinden hindern. Jedoch ist es auch bei Aktivierung
des NMDA-Rezeptors noch möglich,
die Entwicklung von Toleranz auf und/oder Abhängigkeit von einer Suchtsubstanz
durch Kombinieren der Suchtsubstanz mit einer Substanz, die mindestens
eine der vorangehenden intrazellulären Hauptsequenzen von Ereignissen
blockiert, zu inhibieren. Weiterhin ist es noch möglich, Schmerz
durch Verabreichen einer Substanz zu verhindern, welche mindestens
eine der vorangehenden intrazellulären Hauptsequenzen von Ereignissen
blockiert. Somit ist z.B. eine Substanz, die mit Translokation und
Aktivierung von Proteinkinase C oder mit Calmodulin-induzierter
Aktivierung von konstitutiver Stickoxidsynthase sowie Einleitung von
induzierbarer Stickoxidsynthase induziert ist, auch in der erfindungsgemäßen Praxis
verwendbar.
-
In
einem Verfahren zum Behandeln von Schmerz wird d-Methadon oder andere d-Isomere oder
l-Isomere von Analogen davon an eine Person verabreicht, die Schmerz
aufweist, wobei das d-Methadon oder andere d-Isomeren oder l-Isomeren
von Analogen davon den NMDA-Rezeptor blockiert oder die intrazellulären Folgen
der N-Methyl-D-aspartatrezeptoraktivierung. Zusätzlich können das d-Methadon oder andere
d-Isomeren oder l-Isomeren
von Analogen davon, die den NMDA-Rezeptor oder die intrazellulären Folgen
der N-Methyl-D-aspartatrezeptoraktivierung blockieren, in Kombination
mit einer weiteren Substanz, wie narkotischen, analgetischen oder
anderen Suchtsubstanzen, verabreicht werden. Das d-Methadon behandelt
Schmerz durch Inhibieren der Entwicklung von Toleranz auf die und/oder
Abhängigkeit
von der narkotischen, analgetischen oder Suchtsubstanz. Weiterhin
kann das d-Methadon mit anderen Analgetika, wie Hilfsanalgetika,
kombiniert werden, um eine synergistische Wechselwirkung für die Behandlung
von Schmerz bereitzustellen. Die analgetische (narkotische oder
Hilfs)-Suchtsubstanz oder sedative oder hypnotische Substanzen (insgesamt hierin
als „analgetische
Arzneistoffe" bezeichnet)
wird vor, mit oder nach der Verabreichung von d-Methadon oder anderen
d-Isomeren oder l-Isomeren von Analogen davon, die den NMDA-Rezeptor blockieren
oder die intrazellulären
Konsequenzen von N-Methyl-D-aspartatrezeptoraktivierung verabreicht.
-
Die
Typen von „analgetischen
Arzneistoffen" werden
wie nachstehend beschrieben.
-
Narkotische
Analgetika schließen
Opiate, Opiatderivate, Opioide und deren pharmazeutisch verträgliche Salze
ein. Spezielle Beispiele für
narkotische Analgetika schließen
Alfentanil, Alphaprodin, Anileridin, Bezitramid, Buprenorphin, Butorphanol,
Codein, Dezocin, Dihydrocodein, Diphenoxylat, Ethylmorphin, Fentanyl, Heroin,
Hydrocodon, Hydromorphon, Isomethadon, Levomethorphan, Levorphanol,
Meptazinol, Metazocin, Metopon, Morphin, Nalbuphin, Nalmefen, Opiumextrakte,
Opiumfluidextrakte, Pentazocin, Propoxyphen, pulverförmiges Opium,
granuliertes Opium, Rohopium, Tinktur von Opium, Oxycodon, Oxymorphon,
Pethidin (Meperidin), Phenazocin, Piminodin, racemisches Methadon,
Racemethorphan, Racemorphan, Sufentanil, Thebain, Tramadol und pharmazeutisch
verträgliche
Salze davon ein. Für
eine detaillierte Erörterung
von diesen und anderen narkotischen Analgetika kann Bezug auf Jaffe
et al., „Opioid
Analgesics and Antagonists", Goodman
and Gilman's Pharmacological
Basis of Therapeutics, Goodman et al., Hrsg., 9. Ausgabe., MacMillan
and Company, New York, Seiten S21-SS6 (1996) ("Jaffe"), das hierin durch Hinweis einbezogen
ist, gemacht werden.
-
Andere
narkotische Analgetika und/oder Suchtsubstanzen, die hierin angewendet
werden können, schließen Acetorphin,
Acetyldihydrocodein, Acetylmethadol, Allylprodin, Alpharacetylmethadol,
Alphameprodin, Alphamethadol, Benzethidin, Benzylmorphin, Betacetylmethadol,
Betameprodin, Betamethadol, Betaprodin, Clonitazen, Kokain, Codeinmethylbromid,
Codein-N-oxid, Cyprenorphin, Desomorphin, Dextromoramid, Diampromid,
Diethylthiambuten, Dihydromorphin, Dimenoxadol, Dimepheptanol, Dimethylthiamubuten,
Dioxaphetylbutyrat, Dipipanon, Drotebanol, Ethanol, Ethylmethylthiambuten,
Etonitazen, Etorphin, Etoxeridin, Furethidin, Hydromorphinol, Hydroxypethidin,
Ketobemidon, Levomoramid, Levophenacylmorphan, Methyldesorphin,
Methyldihydromorphin, Morpheridin, Morphinmethylbromid, Morphinmethylsulfonat,
Morphin-N-oxid, Myrophin, Nicocodein, Nicomorphin, Nikotin, Noracymethadol,
Norlevorphanol, Normethadon, Normorphin, Norpipanon, Phenadoxon,
Phenampromid, Phenomorphan, Phenoperidin, Piritramid, Pholcodin,
Proheptazoin, Properidin, Propiram, Racemoramid, Thebacon, Trimeperidin
und pharmazeutisch verträgliche
Salze davon ein.
-
Noch
weitere Substanzen, die bei der Ausführung der Erfindung angewendet
werden können,
schließen
die Sedativa und Hypnotika, z.B. Benzodiazepine, wie Chlordiazepoxid,
Clorazepat, Diazepam, Flurazepam, Halazepam, Ketazolam, Borazepam,
Oxazepam, Prazepam, Temazepam, Triazolam und die pharmazeutisch
verträglichen
Salze davon, Barbiturate, wie Amobarbital, Amobarbital, Barbital,
Butabarbital, Mephobarbital, Methohexital, Pentobarbital, Phenobarbital,
Secobarbital, Talbutal, Thiamylal und Thiopental und die pharmazeutisch
verträglichen
Salze davon, und andere Sedativa und Hypnotika, wie Chloralhydrat,
Meprobamat, Methaqualon, Methyprylon und die pharmazeutisch verträglichen
Salze davon, ein.
-
Noch
weitere Analgetika und Hilfsanalgetika schließen (1) Lokalanästhetika
einschließlich
Bupivacain, Lidocain, Mepivacain, Mexiletin, Tocainid und andere,
angeführt
in „Local
Anesthetics", Goodman
and Gilman's Pharmacological
Basis of Therapeutics, Goodman et al., Hrsg. 9. Ausgabe, MacMillan
and Company, New York, Seiten 331–347 (1996), das hierin durch
Hinweis einbezogen ist; (2) Acetaminophen, Salicylate, einschließlich Acetylsalicylsäure, nonsteroidale
Antientzündungsarzneistoffe
einschließlich
Propionsäurederivate (Ibuprofen,
Naproxen usw.), Essigsäurederivate
(Indomethacin, Ketorolac und andere), enolische Säuren (Piroxicam
und andere) und Cyclooxygenase-II-Inhibitoren (z.B. SC-58635) und
andere, angeführt
in „Analgesic-antipyretic
and Antiinflammatory Agents and Drugs Employed in the Treatment
of Gout", Goodman
and Gilman's Pharmacolocical
Basis of Therapeutics, Goodman et al., Hrsg., 9. Ausgabe, MacMillan
and Company, New York, Seiten 617–657 (1996), das hierin durch
Hinweis einbezogen ist; (3) Hilfsanalgetika werden verwendet, um
die analgetische Wirksamkeit von anderen Analgetika (z.B. Opioiden)
zu verstärken,
um kompetitive Symptome zu behandeln, die Schmerz verschlimmern,
und Analgetika für
spezielle Arten von Schmerz (z.B. neuropathischen Schmerz), ein.
Sie schließen
Corticosteroide (Dexamethason), Anticonvulsantien (Phenytoin, Carbamazepin,
Valproat, Clonazepam und Gabapentin), Neuroleptika (Methotrimeprazin),
Antidepressantien (Amitriplin, Doxepin, Imipramin, Trazodon), Antihistamine
(Hydroxyzin) und Psychostimulantien (Dextroamphetamin und Methylphenidat)
(Jacox A, et al. „Management
of Cancer Pain. Clinical Practice Guideline No. 9", AHCPR-Veröffentlichung
Nr. 94-0592. Rockville, MD. Agency for Health Care Policy and Research,
U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Service,
Seiten 65–68
(1994), das hierin durch Hinweis einbezogen ist) ein.
-
Die
vorliegende Erfindung ist auf das Behandeln aller Arten von Schmerz
gerichtet. Insbesondere ist akuter, subakuter und chronischer Schmerz
eingeschlossen. Spezielle Arten von chronischem Schmerz schließen neuropathischen,
somatischen und visceralen Schmerz ein.
-
Klinisch
kann Schmerz temporär
als akut, subakut oder chronisch, quantitativ als mild, mittel oder schwer,
physio logisch als somatisch, viceral oder neuropathisch und ätiologisch
als medizinisch oder psychogen klassifiziert werden. Akuter Schmerz
(wie postoperativer Schmerz oder akuter traumatischer Schmerz) hat typischerweise
objektive Signale und ist mit autonomer Nervensystemhyperaktivität mit Tachykardie,
Hypertension und Diaphorese verbunden. Chronischer Schmerz tritt
für Zeiträume von
3 Monaten oder länger
auf einer wiederkehrenden Basis auf. Die quantitative Beschaffenheit
(d.h. Intensität)
des Schmerzes ist der Hauptfaktor zum Auswählen von Arzneistofftherapie.
-
Neuropathischer
Schmerz ist eine übliche
Art von chronischem Schmerz. Er kann als Schmerz definiert werden,
der sich aus einem anormalen Funktionieren des peripheren und/oder
zentralen Nervensystems ergibt. Eine kritische Komponente für dieses
anormale Funktionieren ist eine übertriebene
Reaktion von schmerzbedingten Nervenzellen, entweder in der Peripherie
oder im zentralen Nervensystem. Somatischer Schmerz ergibt sich
aus der Aktivierung von peripheren Rezeptoren und somatischen sensorefferenten
Nerven ohne Schädigung
des peripheren Nervs oder ZNS. Visceraler Schmerz ergibt sich aus
visceralen nocizeptiven Rezeptoren und viscerale efferente Nerven
werden aktiviert und ist durch tiefe, schmerzende, krampfartige
Empfindung, die häufig
auf kutane Stellen Bezug nimmt, charakterisiert.
-
Zusätzlich ist
d-Methadon (und die analogen, pharmazeutisch verträgliche Salze
davon und Gemische davon) in einem Verfahren zum Behandeln von narkotischer
Sucht verwendbar. Narkotikumsucht wird festgestellt, wenn eine Person
eine Toleranz auf und eine körperliche
Abhängigkeit
von und/oder ein körperliches Verlangen
nach einer narkotischen analgetischen und/oder Suchtsubstanz (wie
vorstehend beschrieben) besitzt. In dem Verfahren wird d-Methadon
an eine Person mit einer körperlichen
Abhängigkeit
von, einer Toleranz auf und/oder einem Verlangen nach einer narkotischen
analgetischen oder Suchtsubstanz verabreicht.
-
Das
d-Methadon hierin kann in jeder geeigneten Form, die passend für die gewünschte Anwendung ist,
hergestellt werden, z.B. oral (einschließlich sofortiger Freisetzung
und kontinuierlicher Freisetzungsformen), rektal, parenteral (z.B.
subkutan, intravenös,
intramuskulär,
intraventrikulär,
epidural, intrathecal), durch intranasale Instillation oder durch
Anwendung auf Schleimhautmembranen wie jene der Nase, Rachen und Bronchialröhren oder
durch Instillation in Hohlorganwände
oder neuerlich vaskularisierte Blutgefäße) oder topische Verabreichung,
wie mithilfe einer transdermalen Freisetzungsvorrichtung, wie einem
Pflaster. Geeignete Dosierungsformen zur oralen Verwendung schließen Tabletten,
dispergierbare Pulver, Granulate, Kapseln, Suspensionen, Sirupe
und Elixiere ein. Die Verbindungen können einzeln oder mit geeigneten
pharmazeutischen Verdünnungsmitteln
oder Trägern
verabreicht werden. Inerte Verdünnungsmittel
und Träger
für Tabletten
schließen
z.B. Calciumcarbonat, Natriumcarbonat, Laktose und Talkum ein. Tabletten
können
auch granulierende und Zerfallsmittel, wie Stärke und Alginsäure, Bindemittel,
wie Stärke,
Gelatine und Akazia, und Gleitmittel, wie Magnesiumstearat, Stearinsäure und
dergleichen, enthalten. Tabletten können unbeschichtet sein oder
können
durch bekannte Techniken, um den Zerfall und Absorption zu verzögern, beschichtet
sein. Inerte Verdünnungsmittel
und Träger,
die in Kapseln verwendet werden können, schließen z.B.
Calciumcarbonat, Calciumphosphat und Kaolin ein. Suspensionen, Sirupe
und Elixiere können
herkömmliche
Exzipienten, z.B. Methylzellulose, Tragacanth, Natriumalginat, Benetzungsmittel,
wie Lecithin und Polyoxyethylenstearat, und Konservierungsmittel,
z.B. Ethyl-p-hydroxybenzoat, enthalten.
-
Dosierungsformen,
die zur parenteralen Verabreichung geeignet sind, schließen Lösungen,
Suspensionen, Dispersionen, Emulsionen und dergleichen ein. Sie
können
auch in Form von sterilen festen Zusammensetzungen, die in sterilem
injizierbarem Medium unmittelbar vor der Verwendung gelöst oder
suspendiert werden können,
hergestellt werden. Sie können suspendierende
oder dispergierende Mittel, die auf dem Fachgebiet bekannt sind,
enthalten.
-
Die
bevorzugte Dosierung von analgetischem Arzneistoff oder dem d-Methadon
kann von etwa 5 bis etwa 30 mg/Tag breit variieren. Es wird eingeschätzt, dass
die tatsächlich
bevorzugte Menge von dem d-Methadon und analgetischem Arzneistoff,
der erfindungsgemäß verabreicht
werden soll, gemäß der formulierten besonderen
Zusammensetzung und der Verabreichungsart variieren wird. Viele
Faktoren, die die Wirkung von dem d-Methadon modifizieren können, können durch
den Fachmann in Betracht gezogen werden, z.B. Körpergewicht, Ernährung, Verabreichungszeit,
Verabreichungsweg, Exkretionsrate, Zustand der Person, Arzneistoffkombinationen
und Reaktionsempfindlichkeiten und Schwere. Die Verabreichung kann
kontinuierlich oder periodisch innerhalb der maximal tolerierten
Dosis ausgeführt
werden. Optimale Verabreichungsarten für eine gegebene Reihe von Zuständen können durch
den Fachmann unter Verwendung von herkömmlichen Dosierungsverabreichungstests
im Hinblick auf die hierin bereitgestellten experimentellen Daten
ermittelt werden.
-
BEISPIELE
-
Beispiel 1
-
Um
weiterhin die Bindungseigenschaften von dl-Methadon sowie von seinen
d- und l-Isomeren zu charakterisieren, wurde die Fähigkeit
der verschiedenen Isomeren von Methadon, den nicht kompetitiven NMDA-Rezeptorantagonisten
[3H]MK-801 (Wong et al., „[3H]MK-801 labels on Site on the N-methyl-D-aspartate Receptor
Channel Complex in Rat Brain Membranen", J. Neurochem., 50: 274–281 (1988))
und den kompetitiven NMDA-Rezeptorantagonisten
[3H]CGS-19755 (Murphy et al., „Characterization
of the Binding of [3H]-CGS 19755: A Novel
N-methyl-D-Aspartate
Antagonist with Nanomolar Affinity in the Rat Brain", Br. J. Pharmacol.,
95: 932–938
(1988), das hierin durch Hinweis einbezogen ist) zu ersetzen, verglichen
mit den synaptischen Membranen des Rattenvorderhirns und der Wirbel säule. Um
zu bestimmen, ob prototypische Opioidarzneistoffe Affinität für NMDA-Rezeptor,
Morphin, Hydromorphon und Naltrexon zeigten, wurde ein Antagonist
untersucht. Für
die Zwecke des Vergleichs wurde Dextromethorphan, ein nicht kompetitiver
NMDA-Rezeptorantagonist (Ebert et al., „Identification of a Novel
NMDA Receptor in Rat Cerebellum",
Eur. J. Pharmacol., Mol. Pharmacol. Sect., 208: 49–52 (1991);
Netzer et al., "Dextromethorphan
Blocks N-methyl-D-aspartate-Induced Currents and Voltage-Operated
Inward Currents in Cultured Cortical Neurons", Eur. J. Pharmacol., 238: 209–216 (1993),
das hierin durch Hinweis einbezogen ist), auch bewertet.
-
Männliche
Sprague-Dawley-Ratten (250 bis 300 g) wurden von Taconic Farms (Germantown,
N.Y.) erhalten. [3H]MK801 (spezifische Aktivität = 20,3
Ci/mMol) und [3H]CGS-19755 (spezifische
Aktivität
= 78,0 Ci/mMol) wurden von New England Nuclear (Boston, MA) erhalten.
dl-Methadon und die Isomeren von d-Methadon [(S)-(+)-Methadon HCl]
and l-Methadon [(R)-(–)-Methadon HCl] wurden
von Lilly Research Laboratory (Indianapolis, IN) erhalten.
-
Synaptische
Membranen wurden aus Rattenvorderhirn („FB") (d.h. Ganzhirn minus Cerebellum und Hirnstamm)
und Wirbelsäule
(„SPCD") (d.h. lumbarem-sakralem
Abschnitt) gemäß den Verfahren,
modifiziert von Wong et al., „[3H]MK-801 Labels on Site on the N-methyl-D-aspartate
Receptor Channel Complex in Rat Brain Membranes", J. Neurochem., 50: 274–281 (1988),
das hierin durch Hinweis einbezogen ist) hergestellt. Gewebe wurde
von 4 bis 6 Ratten vereinigt und in 50 ml eiskalter 0,32 M Saccharoselösung (Brinkmann
Polytron (Westbury, NY) Homogenisator, Einstellung 5) homogenisiert,
dann bei 3000 × g
für 5 Minuten
bei 4°C zentrifugiert.
Der Überstand
und Pufferschicht wurden dann bei 21500 × g für 15 Minuten bei 4°C zentrifugiert. Das
P2-Pellet wurde in 5 mM eiskaltem Tris-HCl-Puffer,
pH 7,4, resuspendiert und mit 0,04 % Triton X bei 37°C für 20 Minuten
inkubiert. Die Suspension wurde bei 39000 × g für 14 Minuten bei 4°C zentrifugiert
und das Pellet wurde dann in eiskaltem Puffer resuspendiert und
bei 39000 × g
wie für
eine Gesamtheit von 3 × rezentrifugiert.
Das Pellet wurde in 2 ml 0,32 M Saccharoselösung resuspendiert und aliquote
Mengen wurden bei –70°C für mindestens
24 Stunden gefroren. An dem Tag des Assays wurde eine aliquote Menge
von Membranen bei Raumtemperatur aufgetaut, viermal gewaschen (39000 × g, 1,5
Minuten bei 4°C),
dann wurde das Pellet in dem Bindungsassaypuffer zum Erreichen einer
Endkonzentration von 200 bis 300 μg
Protein (Vorderhirn) oder 300 bis 400 μg Protein (Wirbelsäule), wie
von Lowry et al., "Protein
Measurement with Folin Phenol Reagent", J. Biol. Chem., 193: 265–275 (1951),
das hierin durch Hinweis einbezogen ist, bestimmt, in einem 250-μl-Gesamtassayvolumen
homogenisiert.
-
Für Vorderhirn
wurde das [3H]MK-801-Bindungsassay wie vorstehend
in Ebert et al., „Ketobemidone, Methadone,
and Pethidine are Non-Competitive Antagonists in the Rat Cortex
and Spinal Cord",
Neurosci. Lett., 187(3): 165–168
(1995, das hierin durch Hinweis einbezogen ist), ausgeführt. Dreifache
Ausführungen der
Membranen wurden 4 Stunden bei Raumtemperatur in 5 mM Tris HCl/HEPES-Puffer,
pH 7,6, enthaltend 1 μM
Glycin, 50 pM I-Glutaminsäure,
5 nM [3H]M-801 und kompetitive Arzneistoff-
oder Pufferkontrolle, in einem Endvolumen von 250 μl inkubiert.
Nicht spezifisches Binden wurde durch die Zugabe von 200 μM unmarkiertem
MK-801 definiert. Für
die Wirbelsäule
wurden die Konzentrationen von Glycin und l-Glutaminsäure auf 30 μM bzw. 50 μM erhöht, um das
Binden zu verbessern, und die Inkubationszeit wurde auf 2 Stunden
gesenkt. [3H]CGS-19755-Bindungsassays wurden
gemäß den Verfahren,
modifiziert von Murphy et al., „Characterization of the Binding
of [3H]-CGS19755: A Novel N-methyl-D-aspartate
Antagonist with Nanomolar Affinity in the Rat Brain", Pharmacol., 95:
932–938
(1988), das hierin durch Hinweis einbezogen ist, durchgeführt. Dreifache Ausführungen
des Vorderhirns wurden 50 Minuten bei 4°C in 50 mM Tris-HCl, pH 7,8,
enthaltend 10 nM [3H]CSG-19755 und den kompetitiven
Arzneistoff oder Pufferkontrolle, in einem Endvolumen von 250 μl inkubiert.
Das nicht spezifische Binden wurde durch die Zugabe von 100 μM unmarkierter
1-Glutaminsäure
definiert. Gebundener Ligand wurde von freiem Liganden durch Filtration
unter Verwendung eines 24-Vertiefungs-Brandel-Zellernters (Gaithersberg,
MD), gefolgt on zwei Waschungen mit 2 ml eiskaltem Bindungspuffer, getrennt.
Die Menge an an den Filter gebundenem Liganden (Brandel-GF/B-Filterpapier,
vorinkubiert für
30 Minuten in 0,05 % Polyethylenimin), wurde durch Anwendung eines
Flüssigszintillationszählers nach
12 Stunden in 5 ml Esoscint-Szintillationsfluid
gemessen. Das spezifische Binden wurde als der Durchschnitt von
gesamtem cpm gebunden minus Durchschnitt von nicht spezifischem
cpm gebunden definiert. Die Assays wurden zwei- bis viermal wiederholt.
IC50-Werte wurden aus linearer Regressionsanalyse,
wie in Katz, Y., et al., „Interactions
Between Laudanosine, GABA, and Opioid Subtype Receptors: Implication
for Laudanosine Seizure Activity",
Brain Res., 646: 235–241
(1994), beschrieben, das hierin durch Hinweis einbezogen ist, bestimmt. Ki-Werte wurden gemäß Cheng et al., "Relationship Between
the Inhibition Constant (Ki) and the Concentration of Inhibitor
which Causes 50 Percent Inhibition of an Enzymatic Reaction", Biochem. Pharmacol.,
22: 3099–3104
(1973), das hierin durch Hinweis einbezogen ist, berechnet.
-
1A zeigt
repräsentative
Kurven für
die Verdrängung
von [3H]MK-801-Binden, das durch ausgewählte Opioide
und Dextromethorphan mit Vorderhirn erzeugt wurde. In den getesteten
Konzentrationsbereichen verdrängten
Morphin, Hydromorphon und Naltrexon nicht [3H]MK-801
(Daten für
Hydromorphon und Naltrexon nicht gezeigt). Jedoch erzeugten dl-Methadon, d-Methadon
und l-Methadon Verdrängungskurven ähnlich zu
Dextromethorphan, obwohl das aktive Opioid l-Isomer etwas stärker erschien
als sein inaktives Opioid d-Isomer oder dl-Methadon. 1B zeigt
eine repräsentative
Verdrängungskurve
für die
Verbindungen von Interesse mit Wirbelsäule. Da Anfangsassays anzeigten,
dass IC50-Werte in der Wirbelsäule niedriger
waren als im Vorderhirn, wurden niedrigere Konzentrationen der Verbindungen
getestet. dl-Methadon, seine d- und l-Isomeren und Dextromethorphan
zeigten ähnliche
Verdrängungskurven.
-
Eine
Zusammenfassung von mittleren in nachstehender Tabelle 1 aufgeführten Ki-Werten vergleicht die Fähigkeit der Verbindungen von
Interesse bei der Verdrängung
von [3H]MK-801- und [3H]CGS-19755-Binden.
-
-
Die
Verbindungen von Interesse verdrängten
den kompetitiven NMDA-Rezeptorantagonisten [3H]CGS-19755
nur bei hohen Konzentrationen (nicht gezeigt). Morphin, Hydromorphon
und Naltrexon verdrängten
nicht [3H]MK-801 und wurden nicht gegen
[3H]CGS-19755 getestet. Jedoch zeigten dl-Methadon, dessen
d- und l-Isomeren
und Dextromethorphan mittlere Affinität für die nichtkompetitive Stelle
(MK-801) von dem NMDA-Rezeptor in Wirbelsäule und Vorderhirn, was Ki-Werte in dem μM-Bereich ergab (Tabelle 1).
-
Diese
Ergebnisse bestätigen
einen früheren
Bericht, dass dl-Methadon NMDA-Rezeptorantagonistenaktivität bei Rattencorticalen
und Wirbelsäulenmembranen
aufweist (Ebert et al. „Ketobemidone,
Methadone, and Pethidine are Non-Competitive Antagonists in the
Rat Cortex and Spinal Cord",
Neurosci. Lett., 187(3): 165–168
(1995) ("Ebert I"), das hierin durch
Hinweis einbezogen ist) und erstreckt diese vorangehenden Ergebnisse
durch Aufzeigen, dass sowohl d- als auch l-Isomeren von Methadon spezifisch an
die nichtkompetitive Stelle des NMDA-Rezeptors für Rattenvorderhirn-synaptische
Wirbelsäulenmembranen
binden. Der Ki-Wert für dl-Methadon ist ungefähr 10-fach
höher als
früher
bei Ebert I berichtet. In diesem Beispiel wurde Rattenvorderhirn
verwendet, während
Ebert I Corticalmembranen verwendet. Früher wurde eine höhere Affinität für [3H]MK-801 in Rattencorticalmembranen gefunden,
als in Vorderhirn gefunden wurde (Gudehithlu et al., „Effect
of Morphine Tolerance and Abstinence on the Binding of [3H]MK-801 to Brain Regions and Spinal Cord
of the Rat", Brain
Research, 639: 269–472
(1994), das hierin durch Hinweis einbezogen ist). Tatsächlich waren
die bestimmten Ki-Werte für Dextromethorphan
ungefähr
10-fach höher
im Vorderhirn als jene, die früher
mit Corticalmembranen berichtet wurden (Ebert et al., „Identification
of a Novel NMDA Receptor in Rat Cerebellum", Eur. J. Pharmacol. Mol. Pharmacol.
Sect., 208: 49–52
(1991) ("Ebert II"), das hierin durch
Hinweis einbezogen ist). Die Ki-Werte waren
auch 2- bis 3-fach niedriger in der Wirbelsäule verglichen mit Vorderhirn. Somit
könnten
die verwendeten Unterschiede in den ZNS-Regionen für die unterschiedlichen
Ki-Werte in Betracht kommen. Da beide Isomeren
von Methadon ähnliche
Affinitäten
für den
NMDA-Rezeptor zeigen, scheint diese Eigenschaft nicht stereospezifisch
zu sein. Weiterhin zeigte keines von den anderen getesteten Opioiden Affinität für den NMDA-Rezeptor,
was vermuten lässt,
dass dies keine Eigenschaft der prototypischen Opioide ist.
-
Interessanterweise
waren die Inhibierungskurven und Ki-Werte
von dl-Methadon, d-Methadon und l-Methadon ähnlich jenen von Dextromethorphan,
einem bekannten NMDA-Rezeptorantagonisten (Ebert II; Netzer et al., "Dextromethorphan
Blocks N-methyl-D-aspartate-induced Currents and Voltage-Ope rated
Inward Currents in Cultured Cortical Neurons", Eur. J. Pharmacol., 238: 209–216 (1993),
die hierin durch Hinweis einbezogen sind). Deshalb kann Methadon ähnliche
Eigenschaften zu Dextromethorphan besitzen. Dextromethorphan mildert
die nocizeptiven Reaktionen in dem Formalintest (Elliott et al., „Dextromethorphan
Suppresses Formalin-Induced Nociceptive Behavior and the Formalin-Induced
Increase in C-fos mRNA",
Pain, 61: 401–409
(1995, das hierin durch Hinweis einbezogen ist), und unterdrückt das „Aufwickeln" von Wirbelsäulenneuronen
(Dickenson et al., „Dextromethorphan
and Levorphanol an Dorsal Horn Nociceptive Neurones in the Rat", Neuropharmacology,
30: 1303–1308
(1991), das hierin durch Hinweis einbezogen ist), ein Phänomen, das
mit nocizeptiven Modellen von zentraler Sensibilisierung verbunden
ist (Coerre et al., „Contribution
of Central Neuroplasticity to Pathological Pain: Review of Clinical
and Experimental Evidence",
Pain, 52: 259–285 (1993),
das hierin durch Hinweis einbezogen ist). Weiterhin dämpft Dextromethorphan
und kehrt die Entwicklung auf Toleranz von Morphin um (Elliott et
al., „Dextromethorphan
Attenuates and Reverses Analgesic Tolerance to Morphine", Pain, 59: 361–368 (1994),
das hierin durch Hinweis einbezogen ist), eine Eigenschaft, die es
mit den NMDA-Rezeptorantagonisten
MK-801 und LY274614 teilt (Elliott et al., „The NMDA Receptor Antagonists
LY274614 and MK-801, and the Nitric Oxide Synthase Inhibitor, NG-nitro-L-arginine,
Attenuate Analgesic Tolerance to the Mu-opioid Morphine but not
to Kappa Opioids",
Pain, 56: 69–74
(1994), das hierin durch Hinweis einbezogen ist). Da dl-Methadon
NMDA-induzierte Depolarisationen in Hirnschnittzubereitungen vermindert,
zeigt es funktionellen Antagonismus an dem NMDA-Rezeptor (Ebert
I). Da sowohl die d- als auch l-Isomeren ähnliche Bindungsprofile zu
dl-Methadon an dem NMDA-Rezeptor zeigen, scheint es vernünftig, anzunehmen,
dass die Isomeren auch als NMDA-Rezeptorantagonisten wirken.
-
Diese
Ergebnisse können
einige klinische Verwicklungen aufweisen. Verbindungen, wie d-Methadon oder
Dextrome thorphan, mit NMDA-Rezeptorblockierungseigenschaften, denen
die toleranz- und abhängigkeitserzeugenden
Eigenschaften von Opioiden fehlen, können verwendbare Hilfsmittel
für neuropathischen Schmerz
sein (Elliott et al. „N-methyl-D-aspartate
(NMDA) Receptors Mu and Kappa Opioid Tolerance, and Perspectives
on New Analgesic Drug Development", Neuropsychopharmacology, 13: 347–356 (1995,
das hierin durch Hinweis einbezogen ist). Zusätzlich kann die Kombination
von Morphin mit einem NMDA-Rezeptorantagonisten, wie d-Methadon,
stark die Wirksamkeit von Morphin durch Glätten der Entwicklung von Morphintoleranz,
wie für
Dextromethorphan gezeigt (Elliott et al. „Dextromethorphan Attenuates
and Reverses Analgesic Tolerance to Morphine", Pain, 59: 361–368 (1994), das hierin durch
Hinweis einbezogen ist), verbessern.
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Beispiel 2
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Das
l-Isomer von Methadon besitzt Opioidaktivität, während das d-Isomer als ein
Opioid schwach oder inaktiv ist. Von sowohl d- als auch l-Methadon
wurde gezeigt, dass es an den N-Methyl-D-aspartat („NMDA")-Rezeptor mit einer μM-Affinität ähnlich zu
jener von Dextromethorphan bindet. Um zu bestimmen, ob d-Methanol
funktionale In-vivo-NMDA-Rezeptorantagonistenaktivität aufweist,
wurde es in den Rattenschwanzschlage- und Formalintests für antinocizeptive
(analgetische) Aktivität
und in einem Morphintoleranzparadigma auf seine Fähigkeit,
analgetische Toleranz zu glätten,
bewertet. In Ratten, zubereitet für intrathecale ("IT") arzneistoffverabreichungskumulative
Dosis-Reaktions-Analyse („CDR") mit dem Schwanzschlagetest („TFT") ergab sich ein
ED50-Wert für IT l-Methadon von 15,6 μg/Ratte. Im Gegensatz dazu erzeugte
IT d-Methadon keine
Analgesie bei einer kumulativen Dosis von 460 μg/Ratte. Jedoch verminderte
d-Methadon in einem Dosisbereich von 32 bis 320 μg/Ratte dosisabhängig Formalin
induziertes Schlageverhalten während Phase
2, jedoch nicht während
Phase 1 von dem Formalintest. Diese analgetischen Wirkungen von
d-Methadon wurden
nicht durch eine IT-Dosis von Naloxon blo ckiert, die einer analgetischen
(Schwanzschlagetest) Dosis von l-Methadon wirksam entgegenwirkte.
Die Toleranz auf die analgetischen Effekte von IT-Morphin wurde
durch die Verabreichung einer ansteigenden Dosis Morphin 3 × pro Tag
erzeugt. d-Methadon bei 160 μg/Ratte
wurde gemeinsam mit Morphin verabreicht und eine weitere Gruppe
empfing d-Methadon allein. An Tag 5 zeigte ein CDR mit TFT eine
37-fache Verschiebung in dem ED50 für IT-Morphin
in der morphinbehandelten Gruppe, verglichen mit dem wert von Tag
1. Im Gegensatz war der Morphin-ED50-Wert
für die
d-Methadon-plus-Morphin-Gruppe nicht signifikant erhöht, was
anzeigt, dass d-Methadon die Entwicklung von Morphintoleranz verhinderte.
d-Methadon allein veränderte
den am Tag 5 getesteten Morphin-ED50-Wert
nicht. Diese Ergebnisse zeigen an, dass d-Methadon seine analgetische
Wirkung in dem Formalintest durch einen nonopioiden Mechanismus
ausübt
und mit der Annahme übereinstimmt,
dass diese Wirkungen ein Ergebnis von NMDA-Rezeptorantagonistenwirksamkeit
sind. Weiterhin wurde von NMDA-Rezeptorantagonisten gezeigt, dass
sie die Entwicklung von Morphintoleranz und einer Dosis von d-Methadon
wirksam in dem Formalintest glätten
und auch in der Lage sind, die Entwicklung von Morphintoleranz zu
verhindern.
-
Männliche
Sprague-Dawley-Ratten mit dem Gewicht 300 bis 350 g wurden verwendet.
Für die
Spinalverabreichung von Arzneistoffen an die Ratte wurde ein Katheter
in den Intrathecalraum 2 bis 4 Tage vor den Versuchen platziert.
Unter Halothananästhesie
wurde ein PE-10-Rohr durch ein kleines Loch, das in die Atlanto-occipitale-Membran
eingeschoben wurde, hergestellt und 9 cm abwärts in dem intrathecalen Raum
zu dem lumbosacralen Spiegel der Wirbelsäule vernäht (Shimoyama, et al., „Oral Ketamine
Produces a Dose-Dependent CNS Depression in the Rat", Life Sci., 60:
PL0-PL14 (1997), das hierin durch Hinweis einbezogen ist). Eine
katheterisierte Ratte mit jeglichen Anzeichen von Paralyse wurde
aus der Studie ausgeschlossen. An diesem Ende der Studie wurden
5 ml einer 1 %igen Methadon-blau-Lösung in den Katheter eingeführt, ge folgt von
10 μl Salzlösung, um
die Position des Katheters und die Verbreitung des Farbstoffs in
dem intrathecalen Raum zu bestätigen.
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Die
Enantiomeren, d-Methadon [(S)-(+)-Methadon] und l-Methadon [(R)-(–)-Methadon]
wurden aus dem Research Triangle Institute (Research Triangle Park,
NC) durch die Research Technology Branch of the National Institute
on Drug Abuse (Rockville, MD) erhalten. Die freie Base von jedem
Isomer wurde in Salzlösung
mithilfe von 1N HCl zu einem End-pH-Wert von 6,0 gelöst. Naloxonhydrochlorid
(Dosis ausgedrückt
als die freie Base) und NMDA wurden von Research Biochemical International
(Natick, MA) erhalten. Das NMDA wurde mithilfe von Natriumhydroxid
in Salzlösung
gelöst
und der End-pH-Wert wurde auf 7,0 eingestellt. Das Naloxon und NMDA-Lösungen wurden
einzeln und in Lösung
mit d- oder l-Methadon, wie vorstehend ausgewiesen, hergestellt,
um das verabreichte Gesamtvolumen zu begrenzen.
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Studie
1: Die antinocizeptive Potenz von spinalem d- und l-Methadon wurde durch den Rattenschwanzschlagetest
und kumulative Dosis-Reaktions-Analyse bestimmt. Intrathecale Dosen
von jedem Arzneistoff wurden in einem Volumen von 5 μl, gefolgt
von 10 μl
Salzlösung
zum Spülen
des Katheters abgegeben. Aufgrund der begrenzten Löslichkeit
der Isomeren war die höchste
getestete kumulative Dosis 460 μg/Ratte. Eine
Schwanzschlageapparatur (EMDIE, Richmond, VA) wurde verwendet, um
Strahlungswärme
auf 5 bis 8 cm von der Spitze des Schwanzes anzuwenden. Die Zeit
zum Beginn des Wärmestimulus
bis dem Entzug des Schwanzes (Schwanzschlagelatenz) wurde gemessen.
Die Intensität
der Strahlungswärme
wurde derart eingestellt, dass die Grundlinienlatenzen zwischen
2,5 und 3,5 Sekunden waren. Anschließende Reaktionslatenzen wurden
mit 15 Minuten nach spinalem d- oder l-Methadon bestimmt. Diese
Vorbehandlungszeit wurde von der Zeitverlaufsstudie nach 40 μg/Ratte von
spinalem l-Methadon, das eine analgetische Spitzenwirkung bei 15
Minuten nach Arzneistoffverabreichung ergab, ausgewählt. Um
Gewebsschädigung
zu vermeiden, wurde der Wärmestimulus
nach 10 Sekunden (Cut-off-Latenz) abgestellt. Nach dem Messen der
Grundlinienlatenzen wurden ansteigende Dosen von d- oder l-Methadon
verabreicht, bis jedes Tier ein analgetischer Responder (kumulative
Dosis-Reaktions-Bewertung, Elliott et al., „Dextromethorphan Attenuates
and Reverses Analgesic Tolerance to Morphine", Pain, 59: 361–368 (1994); Shimoyama, et
al., „Ketamine
Attenuates and Reverses Morphine Tolerance in Rodents", Anesthesiology,
85: 1357–66
(1996), das hierin durch Hinweis einbezogen ist) wurde und die höchste Testdosis
erreichte (siehe vorstehend). Ein analgetischer Responder wurde
als jener definiert, dessen Reaktionsschwanzschlagelatenz 2- oder
mehrfach den Wert der Grundlinienlatenz hatte. Die Latenzdaten wurden
zu einer Alles-oder-nichts-Form
durch Bestimmen des Prozentsatzes von analgetischen Respondern in
jeder Gruppe für
jede kumulative Dosis umgewandelt und eine Dosis-Reaktions-Kurve wurde
für jedes
Isomer von Methadon aufgebaut. Die Behandlungsgruppen mittelten
9 Tiere.
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Studie
2: Der Zeitverlauf der Antagonistenwirkung von Spinalnaloxon auf
die antinocizeptiven (Schwanzschlagetest) Wirkungen von Spinal-l-Methadon
wurden durch gemeinsames Verabreichen von l-Methadon bei 80 μg/Ratte und
Naloxon bei 30 μg/Ratte
bestimmt. Andere Gruppen empfingen l-Methadon bei 80 μg/Ratte oder
Naloxon bei 30 μg/Ratte.
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Studie
3: Zum Prüfen
der Wirkungen von d-Methadon auf Formalin-induziertes Schlageverhalten
wurde d-Methadon bei einer Dosis von 32, 160 oder 320 μg/Ratte oder
Salzlösung
in einem Volumen von 10 μl spinal
15 Minuten vor der intraplantaren Injektion von Formalin verabreicht.
Formalin wurde auf 5 % von einer Stammlösung von 100 % (Formaldehydlösung, 37
% Gewicht/Gewicht, Fisher Scientific Company, Fairlawn, NJ) verabreicht
und subkutan in die rechte Hinterpfote in einem Volumen von 50 μl mit der
Verwendung einer 50-μl-Glasspritze
und einer neuen 30°-Wegwerfnadel
injiziert. Sofort nach der Formalininjektion wurde die Ratte in
eine Testkammer gegeben und kontinuierlich von einem Blindbeobachter
für die
nächsten 60
Minuten beobachtet. Die Anzahl von Ausschlägen, definiert als schnelles
Schütteln
der injizierten Hinterpfote, wurde aufgezeichnet. Die Formalininjektion
ergab eine zweiphasige Reaktion von Schlageverhalten (Phase 1, 0–10 Minuten;
Phase 2, 10–60
Minuten). Jede Ratte wurde hinsichtlich offener Verhaltenseffekte
des zentralen Nervensystems über
den Versuch beobachtet und auf ihre Fähigkeit, ein 60°-Netz zu
passieren, sofort nach der Injektion von Formalin getestet (Shimoyama,
et al., „Oral
Ketamine in Antinociceptive in the Rat Formalin Test (abstract)", 8th World Congress
on Pain, 62: 129 (1996), das hierin durch Hinweis einbezogen ist).
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Studie
4: Die Wirkungen von spinalem d-Methadon auf den Formalintest wurden
mit oder ohne die gleichzeitige Verabreichung von Naloxon bewertet.
Naloxon bei einer Dosis von 30 μg/Ratte
blockierte vollständig
die Wirkungen einer ungefähren
antinocizeptiven ED90-Dosis von spinalem
l-Methadon (80 μg/Ratte) auf
den Schwanzschlagetest für
mindestens 75 Minuten (siehe 2). Salzlösung, d-Methadon
bei 250 μg/Ratte
oder d-Methadon bei 250 μg/Ratte
+ Naloxon 30 μg/Ratte
wurde spinal an Ratten 15 Minuten vor dem intraplantaren Formalin
verabreicht und das Formalin-induzierte Schlageverhalten wurde durch
einen Blindbeobachter wie in Studie 3 beobachtet.
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Studie
5: Die Fähigkeit
von d-Methadon, den nocizeptiven Verhaltensreaktionen auf intrathecales NMDA
entgegenzuwirken, wurde durch Einschätzen der ED50-Werte
für NMDA-induziertes Verhalten
nach Vorbehandlung mit Salzlösung
oder d-Methadon bei 250 μg/Ratte
bestimmt. Spinal-NMDA erzeugt eine kurz andauernde Verhaltensreaktion,
die aus intensivem caudalem direktem Beißen, Lecken und Kratzverhalten besteht,
das gewöhnlich
von Stimmgebung begleitet ist (Okano, et al., „Pharmacological Evidence
for Involvement of Excitatory Amino Acids in Aversive Responses
Induced by Intrathecal Substance P in Rats", Biol. Pharm. Bull. (Japan), 16: 861–65 (1993),
das hierin durch Hinweis einbezogen ist). Dosen von NMDA von 0,6 bis
7,3 nMol/Ratte wurden intrathecal mit einem 3-Minuten-Interinjektionsintervall
verabreicht. Ein Responder wurde als eine Ratte definiert, worin
NMDA ein Kratzen, Beißen
und Lecken der caudalen Dermatome erzeugte, was mindestens 30 Sekunden
Dauer hatte. Wurde ein Tier einmal ein Responder, wurde es keinem
weiteren Testen unterzogen.
-
Statistische
Analyse: Die Alles-oder-nichts-Dosis-Reaktions-Daten in Studie 1
wurden mit dem BLISS-21-Computerprogramm (Oxford Universität, Oxford,
England) analysiert. Dieses Programm maximierte die logarithmische
Wahrscheinlichkeitsfunktion, um eine Gauss'sche normale sigmoide Kurve den Dosis-Reaktions-Daten
anzupassen, und stellte den ED50-Wert und
ein 95-%-Vertrauensintervall („CI") bereit (Umans, et
al., „Pharmacodynamics
of Subcutaneously Administered Diacetylmorphine, 6-acetylmorphine
and Morphine in Mice",
J. Pharmacol. Exp. Ther., 218: 409–15 (1981), das hierin durch
Hinweis einbezogen ist). Die Formalintestdaten in Studien 3 und
4 wurden durch eine Einwegvarianzanalyse bzw. den Student-t-Test analysiert.
Statistische Signifikanz wurde bei P > 0,05 akzeptiert.
-
Ergebnisse
-
Studie
1: Wirkungen von d- und l-Methadon auf den Schwanzschlagetest. 2 vergleicht
die antinocizeptive Wirkung von l- und d-Methadon als eine Funktion
der spinalen Dosis. l-Methadon erzeugte dosisabhängige Antinocizeption und die
Analyse ergab einen ED50-Wert für Spinal-l-Methadon
von 15,6 μg/Ratte
(7,0 bis 29,8 μg/Ratte,
95 % Cl). Keine der Ratten, die das d-Methadon empfing, wurde ein
analgetischer Responder bei einer kumulativen Spinaldosis von 460 μg/Ratte,
was die höchste
verabreichte Dosis war.
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Studie
2: Naloxon verhindert die Wirkung von l-Methadon auf Schwanzschlagelatenz.
Spinales Naloxon bei 30 μg/Ratte
beeinflusste nicht die Grundlinienschwanzschlagelatenzen oder erzeugte
antinocizeptive (analgetische) Reaktion (2). Jedoch
blockierte diese Dosis von Spinalnaloxon vollständig die antinocizeptiven Wirkungen
auf eine 80-μg- Dosis je Ratte von
l-Methadon von 15 bis 75 Minuten nach Arzneistoffverabreichung (3).
-
Studie
3: Wirkungen von d-Methadon auf den Formalintest. Spinales d-Methadon
bei 32 μg/Ratte
erzeugte keine offenen Wirkungen am zentralen Nervensystem und jede
Ratte, die die Dosis erhalten hatte, war in der Lage, das 60°-Netz unmittelbar
vor der Injektion von Formalin zu passieren. Spinales d-Methadon
bei 160 und 320 μg/Ratte
erzeugte transiente Motorparalyse der hinteren Gliedmaßen bei
44 % bzw. 100 % der Ratten. Der Beginn der Paralyse war ungefähr 1 Minute
nach der Verabreichung von d-Methadon und dauerte 30 Sekunden bis
7 Minuten. Jedoch durch den Start des Formalintests hatte jede Ratte
sich von der Paralyse erholt und war in der Lage, das 60°-Netz zu
passieren. Ähnliche
motorische Effekte wurden nach der Verabreichung einer großen Spinaldosis
von NMDA-Rezeptorantagonist,
Ketamin, an Ratten beobachtet (Chaplan, et al., „Efficacy of Spinal NMDA Receptor
Antagonism in Formalin Hyperalgesia and Nerve Injury Evoked Allodynia
in the Rat", J.
Pharmacol. Exp. Ther., 280: 829–38
(1997), das hierin durch Hinweis einbezogen ist). Diese Effekte
waren am Beginn sehr schnell, was den motorischen Effekten eines
lokalen Anästhetikums ähnelte und
sich schnell vielleicht im Ergebnis der Verdünnung des Arzneistoffs in dem
spinalen CSF auflöste.
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Spinales
d-Methadon beeinflusste nicht die Anzahl an Ausschlägen während Phase
1 (4A), verminderte jedoch dosisabhängig das
Phase-2-Schlageverhalten mit der 320-μg/Ratten-Dosis, die 68 % Anstieg des
Schlagens erzeugte (4B).
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Studie
4: Wirkungen von Naloxon auf die antinocizeptiven Wirkungen von
d-Methadon in dem Formalintest. Die gemeinsame Verabreichung von
spinalem Naloxon bei 30 μg/Ratte
beeinflusste die Fähigkeit
von Spinal-d-Methadon bei 250 μg/Ratte,
um signifikant das Phase-2-Ausschlagen zu vermindern, verglichen
mit spinaler Salzlösung
in dem Formalintest (5). Dies war kein statistischer
Unterschied in der An zahl von Phase-2-Ausschlägen zwischen den zwei arzneistoffbehandelten
Gruppen (5).
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Studie
5: Antagonismus von d-Methadon auf die nocizeptiven Verhaltenswirkungen
von NMDA. Vorbehandlung mit d-Methadon
bei einer Dosis von 250 μg
(809 nMol/Ratte) blockierte vollständig eine ED99-Dosis (2,4
nMol/Ratte) von NMDA. Diese Dosis von d-Methadon verschob die NMDA-Dosis-Reaktions-Kurve nach rechts,
sodass der ED50-Wert für NMDA sich mehr als dreifach,
wie in nachstehender Tabelle 2 gezeigt, erhöhte (Tabelle 2).
-
-
Diskussion
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Viele
Hinweise lassen vermuten, dass NMDA-Rezeptoren in die nocizeptiven
Reaktionen auf Formalin einbezogen sind. Die Vorbehandlung mit einem
kompetitiven NMDA-Rezeptorantagonisten [z.B. APV[3-Amino-5-phosphonovaleriansäure] oder
einem nichtkompetitiven NMDA-Rezeptorantagonisten {z.B. MK-801 [(+)-5-Methyl-10,11-dihydro-5H-dibenzo[a,d]cyclohepten-5,10-iminhydrogenmaleat],
Dextromethorphan oder Ketamin] vermindert nocizeptives Verhalten
und/oder elektrophysiologische Reaktionen, die von Formalin induziert
sind (Coderre, et al., „The
Contribution of Excitatory Amino Acids to Central Sensitization
and Persistent Nociception After Formalin-Induced Tissue Injury", J. Neurosci., 12:
3665–70)
(1992); Haley, et al., „Evidence for
Spinal N-methyl-D-aspartate Receptor Involvement in Prolonged Chemical
Nociception in the Rat",
Brain Res., 518: 218–26
(1990); Yamamoto, et al., „Comparison
of the Antinociceptive Effects of Pre- and Posttreatment with Intrathecal
Morphine and MK801, an NMDA Antagonist, on the Formalin Test in
the Rat", Anesthesiology,
77: 757–63
(1992); Vaccarino, et al., „NMDA
Receptor Antagonists, MK-801 and ACEA-1011, Prevent the Development
of Tonic Pain Following Subcutaneous Formalin", Brain Res., 615: 331–34 (1993);
Hunter, et al., „Role
of Excitatory Amino Acid Receptors in the Mediation of the Nociceptive
Response to Formalin in the Rat",
Neurosci. Lett., 174: 217–21
(1994); Elliott, et al., "Dextromethorphan
Attenuates and Reverses Analgesic Tolerance to Morphine", Pain, 59: 361–68 (1995);
Shimoyama, et al., "Ketamine
Attenuates and Reverses Morphine Tolerance in Rodents", Anesthesiology,
85: 1357–66
(1996), die hierin durch Hinweis einbezogen sind). Die Wirkungen
von NMDA-Rezeptorantagonisten sind primär auf Phase-2-Verhalten der
Formalinreaktion (Coderre, et al., „The Contribution of Excitatory
Amino Acids to Central Sensitization and Persistent Nociception
After Formalin-Induced Tissue Injury", J. Neurosci., 12: 3665–70 (1992),
das hierin durch Hinweis einbezogen ist). Phase 2 des Formalintests
scheint zentrale Sensibilisierung zu reflektieren. Die Barriere
von C-Faser-Eingaben, die durch Formalin erzeugt wurde, aktiviert
am wahrscheinlichsten die Wirbelsäulen-NMDA-Rezeptoren, was die
Sensibilisierung von dorsalen Hornneuronen ergibt. Dies ergibt die
Verstärkung
der Reaktion des dorsalen Hornneurons auf die C-Faser-Eingaben.
Diese C-Faser-Eingaben setzen sich durch den Zeitraum der verhaltensnocizeptiven
Reaktionen fort (McCall, et al., „Formalin Induces Biphasic
Activity in C-Fibers in the Rat",
Neurosci. Lett., 208: 45–8
(1996), das hierin durch Hinweis einbezogen ist). NMDA-Antagonisten
verhindern durch Blockieren der Aktivierung der NMDA-Rezeptoren
Sensibilisierung von dorsalen Hornneuronen und vermindern dabei
die nocizeptiven Verhaltensreaktionen auf Formalin. NMDA-Rezeptorantagonisten
verändern
Schwanzschlagelatenzen nur bei Dosen, die signifikant höher als
jene sind, die erforderlich sind, um den Formalintest zu beeinflussen
(Nasstrom, et al., „Antinociceptive
Actions of Different Classes of Excitatory Amino Acid Receptor Antagonists
in Mice", Eur. J.
Pharmacol., 212: 21–9 (1992);
Elliott, et al., „Dextromethorphan
Attenuates and Reverses Analgesic Tolerance to Morphine", Pain, 59: 361–68 (1995,
das hierin durch Hinweis einbezogen ist).
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Eine
direktere Bewertung der NMDA-Rezeptorantagonistenaktivität von d-Methadon
wird durch seine Fähigkeit
bereitgestellt, NMDA-induziertem nocizeptivem verhalten entgegenzuwirken.
NMDA, wenn an der Wirbelsäule
der Ratte lokalisiert, erzeugt dosisabhängiges nocizeptives Verhalten,
das durch APV einem NMDA-Rezeptorantagonisten entgegengewirkt, jedoch
nicht durch einen Nicht-NMDA- oder einen NK-1-Rezeptorantagonisten
(Okano, et al., „Pharmacological
Evidence for Involvement of Excitatory Amino Acids in Aversive Responses
Induced by Intrathecal Substance P in Rats", Biol. Pharm. Bull. (Japan), 16: 861–65 (1993),
das hierin durch Hinweis einbezogen ist). Tabelle 2 zeigt, dass
die gleiche Dosis von d-Methadon, die bei dem Formalintest wirksam
ist (4), auch in der Lage ist, den
nocizeptiven Wirkungen von NMDA entgegenzuwirken.
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Der
Schwanzschlagetest ist ein opioidempfindlicher Test und wurde vielfach
verwendet, um die analgetischen Wirkungen von Opioiden zu bewerten
(Szekely, J., „The
Most Characteristic In Vivo Effects of Opiates", In Opioid Peptides, Hrsg. von J. I.
Szekeley und A. Z. Ronai, Seiten 29–109, CRC Press, Boca Raton, FL
(1982), das hierin durch Hinweis einbezogen ist). Opioidagonisten,
wie Morphin, sind beim Unterdrücken von
akuten nocizeptiven Reaktionen wie jenen wirksam, die in dem Schwanzschlageassay
erzeugt werden, sowie die nocizeptiven Reaktionen, die während Phasen
1 und 2 des Formalintests erzeugt wurden (Yaksh, et al., „Central
Pharmacology of Nociceptive Transmission", in The Textbook of Pain, Hrsg. von
P. D. Wall und R. Melzack, Seiten 165–200, Churchill Livingstone,
London (1994), das hierin durch Hinweis einbezogen ist). Die Aktivität oder der
Mangel an Aktivität
von einem Arzneistoff als eine Funktion der Dosis in dem Schwanzschlagetest
(2) und in dem Formalintest (4,
A und B) sowie die Fähigkeit
den Opioidantagonisten Naloxon zu blo ckieren (3)
oder ein antinocizeptiver Effekt nicht zu blockieren (5),
kann angewendet werden, um zu bestimmen, ob ein Arzneistoff primär durch
einen Opioid- oder einen Nichtopioidmechanismus wirkt. Deutlicherweise
scheint d-Methadon als ein Nichtopioid in Assays, die in dieser
Studie durchgeführt
wurden, zu wirken. Weiterhin ist die Fähigkeit eines Nichtopioidarzneistoffs,
wie d-Methadon, um Phase 2, jedoch nicht Phase 1 von dem Formalintest
(4, A und B) zu beeinflussen und NMDA-induziertem
nocizeptivem Verhalten (Tabelle 2) entgegenzuwirken, wenn zusammen
mit der Demonstration genommen wird, dass d-Methadon ein nichtkompetitiver
NMDA-Rezeptorantagonist in vivo ist (Gorman, et al., „The d- and l-Isomers of
Methadone Bind to the Non-Competitive Site on the N-methyl-D-aspartate
(NMDA) Receptor in Rat Forebrain and Spinal Cord", Neurosci. Lett., 223: 5–8 (1997),
das hierin durch Hinweis einbezogen ist), lässt sehr vermuten, dass d-Methadon aufgrund
seiner NMDA-Rezeptorantagonistenaktivität antinozeptiv in vivo ist.
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Somit
kann das klinisch verfügbare
racemische Methadon in vivo NMDA-Rezeptorantagonistenaktivität zusätzlich zu
seiner gut bekannten Opioidagonistenwirksamkeit besitzen. NMDA-Rezeptorantagonisten
haben die antinoceptiven Wirkungen von Morphin verstärkt (Chapman,
et al., „The
Combination of NMDA Antagonism and Morphine Produces Profound Antinociceptive
in the Rat Dorsal Horn",
Brain Res., 573: 321–23 (1992);
Mao, et al., „Oral
Administration of Dextromethorphan Prevents the Development of Morphine
Tolerance and Dependence in Rats",
Pain, 67: 361–68
(1996), das hierin durch Hinweis einbezogen ist). Somit kann die
NMDA-Rezeptorantagonistenwirksamkeit des d-Isomers auf Methadon
die antinoceptiven Opioidwirkungen von l-Methadon verstärken. Zusätzlich glätten NMDA-Rezeptorantagonisten
die Entwicklung von Morphintoleranz (Tiseo, et al., „Attenuation
and Reversal of Morphine Tolerance by the Competitive N-methyl-D-aspartate
Receptor Antagonist, I.Y274614",
J. Pharmacol. Exp. Ther., 264: 1090–96 (1993); Elliott, et al., "Dextromethorphan
Attenuates and Reverses Analgesic Tolerance to Morphine", Pain, 59: 361–68 (1995);
Shimoyama, et al., "Ketamine
Attenuates and Reverses Morphine Tolerance in Rodents", Anesthesiology,
85: 1357–66 (1996),
das hierin durch Hinweis einbezogen ist). Deshalb kann die NMDA-Rezeptorantagonistenaktivität von d-Methadon
wirken, um die Entwicklung von Toleranz auf die Opioidkomponente
von racemischem Methadon abzuschwächen. Klinisch sind die NMDA-Rezeptorantagonisten
bei der Behandlung von neuropathischen Schmerzsyndromen wirksam
(Backonja, et al., „Response
of Chronic Neuropathic Pain Syndrome to Ketamine: A Preliminay Study", Pain, 56: 51–7 (1994);
Eide, et al., „Relief
of Post-Herpetic
Neuralgia with the N-methyl-D-aspartic Acid Receptor Antagonist
Ketamine: A Double-Blind, Cross-Over Comparison with Morphine and
Placebo", Pain,
58: 347–54
(1994); Max, et al., „Intravenous
Infusion of the NMDA Antagonist, Ketamine, in Chronic Posttraumatic
Pain with Allodynia: A Double-Blind Comparison to Alfentanil and
Placebo", Clin.
Neuropharmacol., 18: 360–68
(1995), die hierin durch Hinweis einbezogen sind), die häufig weniger
auf das Opioid ansprechen wie Morphin. Somit kann racemisches Methadon
im Ergebnis seiner NMDA-Rezeptorantagonistenwirksamkeit antinocizeptive
Wirkungen aufweisen, die von anderen mu-Opioiden, wie Morphin oder
Hydromorphin, verschieden sind, die nicht an NMDA-Rezeptoren binden
(Gorman, et al., „The
d- and l-Isomers of Methadone Bind to the Non-Competitive Site on
the N-methyl-D-aspartate (NMDA) Receptor in Rat Forebrain and Spinal
Cord", Neurosci.
Lett., 223: 5–8
(1997), das hierin durch Hinweis einbezogen ist). Anekdotale Fallberichte
lassen das erfolgreiche Handhaben mit Methadon von Schmerzsyndromen
vermuten, die nicht reaktiv auf Morphin waren (Leng, et al., „Successful
Use of Methadone in Nociceptive Cancer Pain Unresponsive to Morphine", Palliative Med.,
8: 153–55
(1994); Gardner-Nix, J. S., „Oral
Methadone for Managing Chronic Nonmalignant Pain", J. Pain Symptom Manage., 11: 321–28 (1996),
die hierin durch Hinweis einbezogen sind).
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Schlussfolgernd
ist das spinale d-Methadon antinocizeptiv in dem Rattenformalintest
und wirkt dem NMDA-induzierten nocizeptiven Verhalten entgegen.
In dieser In-vivo-Wirksamkeit
scheint es das Ergebnis von NMDA-Rezeptorantagonistenwirksamkeit
zu sein. Das Ausmaß,
zu dem die Wirksamkeit die Pharmakologie von racemischem Methadon
beeinflusst, bleibt zu bestimmen.
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Beispiel 3
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Toleranz
auf die analgetischen Wirkungen von IT-Morphin wurde durch die Verabreichung
von einer ansteigenden Dosis Morphin dreimal pro Tag (10 μg/Ratte IT
an Tag 1, 20 μg/Ratte
an Tag 2 und 40 μg/Ratte an
Tag 3) erzeugt. Andere Ratten empfingen d-Methadon (160 μg/Ratte)
und übermäßige Dosen
Morphin oder d-Methadon + Salzlösung.
An Tagen 1 und 5 wurde kumulative Morphin-Dosis-Reaktion verwendet,
um den Morphin-ED50-Wert zu schätzen. An
Tag 5 zeigte ein CDR mit dem TFT einen hohen Toleranzgrad, da der ED50-Wert für
IT-Morphin in der morphinbehandelten Gruppe 37-fach nach rechts
verschoben war, d.h. 37-fach wie Morphin war erforderlich, um die
gleiche analgetische Wirkung verglichen mit dem Wert von Tag 1 zu
erreichen. Im Gegensatz dazu war das Morphin-ED50 für die d-Methadon-+-Morphin-Gruppe
nicht signifikant erhöht,
was anzeigt, dass d-Methadon die Entwicklung von Morphintoleranz
verhinderte (Tabelle 3). Diese Ergebnisse zeigen an, dass d-Methadon in der Lage
ist, die Entwicklung von Morphintoleranz bei der gleichen Dosis,
die NMDA-Rezeptor-vermitteltes nocizeptives Verhalten blockierte,
zu verhindern (siehe Beispiel 2). Dies stellt eine starke Stütze für die Schlussfolgerung
dar, dass d-Methadon Analgesie (Antinocizeption) erzeugt und die
Entwicklung von Morphintoleranz durch den gleichen Mechanismus blockiert.
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Obwohl
die Erfindung im Einzelnen für
den Zweck der Erläuterung
beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, dass ein solches Detail
nur für
jenen Zweck vorgesehen ist und Variationen darin durch den Fachmann,
ohne vom Gedanken und Umfang der Erfindung, die durch die nachstehenden
Ansprüche
definiert wird, abzuweichen, ausgeführt werden können.