DE3789576T2

DE3789576T2 - Verwendung von Inositol-Triphosphat zur Behandlung von Metallvergiftung.

Info

Publication number: DE3789576T2
Application number: DE3789576T
Authority: DE
Inventors: Matti Siren
Original assignee: Perstorp AB
Current assignee: Perstorp AB
Priority date: 1986-04-16
Filing date: 1987-04-15
Publication date: 1994-08-25
Anticipated expiration: 2007-04-16
Also published as: JP2528115B2; DE3789576D1; EP0508488B1; US5019566A; EP0252227A2; EP0252227B1; ES2106794T3; DE3752112T2; SE8601709L; JPS6310727A; EP0252227A3; SE8601709D0; EP0508488A3; EP0508488A2; ATE157251T1; DE3752112D1; ES2054628T3; SE465305B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Inosittriphosphat (IP&sub3;) zur Herstellung eines Arzneimittels, das gegen Erkrankungen, welche der Gegenwart von Blei oder Quecksilber zuzuschreiben sind oder durch diese verursacht werden, wirksam ist.
Bereits im Jahr 1900 berichteten verschiedene Forscher, daß sie die organische Phosphatverbindung Phytinsäure, d. h. 1,2,3,4,5,6-Hexakis(dihydrogenphosphat)-myo-Inosit (manchmal auch Inosithexaphosphorsäure genannt) in Pflanzen gefunden hatten. Der Phytinsäuregehalt in verschiedenen Pflanzen variiert beträchtlich. Der Gehalt in Getreide beträgt üblicherweise annähernd 0,5 - 2%, mit einigen Ausnahmen. Polierter Reis hat nur einen Gehalt von 0,1%, während wilder Reis 2,2% Phytinsäure enthält. Bohnen enthalten etwa 0,4 bis 2%, Ölpflanzen annähernd 2 - 5% und Pollen 0,3 - 2%. Der Phytinsäuregehalt in der Pflanze ändert sich während der Wachstumsperiode. Der Gehalt wird unter anderem auch durch das Klima beeinflußt.
In der Literatur gibt es Berichte über das Vorliegen von Inositpentaphosphat (IP&sub5;) und Inosittetraphosphat (IP&sub4;) in einigen Pflanzen. Es ist ferner bekannt, daß Phosphatderivate, die niedriger als IP&sub6; sind, beim Keimen von Körnern gebildet werden. Die Endprodukte beim Keimen sind z. B. Inosit und Phosphat. Die Verwendung von IP&sub6; ist in verschiedenen wissenschaftlichen Veröffentlichungen beschrieben worden. Die Mehrheit der Autoren dieser Artikel hat verschiedene negative Wirkungen bei Menschen und Tieren beobachtet, wenn IP&sub6; oder Substanzen, die IP&sub6; enthalten, konsumiert werden. Das Füttern von Hunden mit einer zu hohen Menge IP&sub6; führt z. B. zu einem Anstieg von Rachitis. Beim Menschen wurde als Folge von Zinkmangel ein langsameres Wachstum bei Kindern beobachtet. Hauptsächlich bei Frauen wurde Anämie festgestellt. Wegen der oben genannten negativen Wirkungen auf das Mineralgleichgewicht bei Menschen und Tieren sind bisher Anstrengungen unternommen worden, um die Aufnahme von IP&sub6; und seinen Derivaten auf ein Minimum zu reduzieren.
In C.A. Band 33 (1939), Abstr. Nr. 7351, Nr. 3/4 wird die Verwendung von Phosphaten einschließlich Inositphosphaten als antirachitische Diät beschrieben. Es wird kein Hinweis auf spezifische Inositphosphate gegeben und es wird nichts in bezug auf Komplexbildung von Metallen gesagt.
Das U.S.-Patent 4,473,563 offenbart die extrakorporale Behandlung von Erythrozyten, um diesen Inositphosphate einzuverleiben. Erythrozyten werden aus dem entnommenen Blut, welches zu diesem Zweck aus dem Körper herausgepumpt worden ist, abgetrennt. Nach einer komplizierten Behandlung der Erythrozyten werden diese in das Blut zurückgeführt. Es gibt keine Offenbarung, Inositphosphate direkt dem Körper zu verabreichen. Darüber hinaus ist nichts hinsichtlich einer Behandlung und Linderung von Erkrankungen, die durch die Anwesenheit von Blei, Quecksilber, Nickel oder Chrom im Körper verursacht oder verschlimmert werden, mittels eines speziell ausgesuchten Inositphosphats gesagt.
In dem U.S.-Patent 2,723,938 ist die Verwendung von Inositphosphaten zur Stabilisierung von Dispersionen einer wäßrigen Penicillinsuspension offenbart. Dies gewährleistet, daß kurzes einfaches manuelles Schütteln einen Zustand vollständiger und gleichmäßiger Dispersion des Penicillins bei langer Lagerung aufrechterhält.
Die BE-A-903 497, die durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung eingereicht wurde, offenbart pharmazeutische Zusammensetzungen, die IP&sub3; als aktives Ingredienz enthalten, zur Behandlung von Cadmium- oder Aluminium-Vergiftungen, oder um die Bildung freier Radikale zu reduzieren.
Einige hundert Jahre lang wurden Metalle in verschiedenen Formen beispielsweise in industriellen Verfahren eingesetzt. Frühzeitig wurde erkannt, daß bestimmte Metalle, speziell Arsen, Blei und Quecksilber für Menschen giftig sind.
Die Forschung in bezug auf den physiologischen Einfluß von Metallen auf Menschen wurde beispielsweise während dieser ganzen Zeit betrieben. Sie hat während der letzten Dekaden eine gesteigerte Bedeutung erlangt, da die Bevölkerung in steigendem Ausmaß aufgrund industriellen Ausstoßes und anderer Veränderungen der Umwelt giftigen Metallen ausgesetzt ist.
Viele Metalle sind für den Körper notwendig. Allerdings können diese Metalle in zu hohen Konzentrationen schädliche Wirkungen hervorrufen. Dies gilt beispielsweise für Eisen, Kupfer, Zink und Magnesium. So gibt es nur eine unklare Grenze zwischen schädlichen und unschädlichen/essentiellen Metallen.
Nichtessentielle Metalle können biologische Schädigungen hervorrufen, indem sie in biochemische Prozesse eingreifen. Die Metalle oder ihre Ionen können sich an biologisch wichtige Moleküle binden, in negativer Weise mit Enzymen und Nukleinsäuren zusammenwirken und die Eigenschaften von Zellmembranen so beeinflussen, daß die normale Funktion gestört ist. Zu dieser Gruppe von Metallen gehören in erster Linie Blei, Quecksilber, Nickel und Chrom; und in zweiter Linie Arsen, Thallium, Plutonium, Barium, Zinn, Kupfer und Cobalt. In Lösung liegen diese Metalle hauptsächlich in Ionenform vor.
Aus natürlichen Gründen bewirkt eine akute Zufuhr von Metallen in einer hohen Konzentration eine zeitweise erhöhte Resorption mit akuten Schädigungen bei den biologischen Prozessen.
Ein langes, den Metallen Ausgesetztsein führt zu einer Akkumulation im Organismus, unter anderem in den Geweben und zu einer ziemlich langsamen Ausscheidung der Metalle. Somit werden die Wirkungen von akuter bzw. chronischer Metallvergiftung unterschiedlich. Wenn der Körper verschiedenen Metallen ausgesetzt ist, können synergistische Schädigungseffekte auftreten.
Bleivergiftung ist wegen der ziemlich allgemeinen Anwesenheit von Blei in der Umgebung ein sehr ernstes Problem. Akute Wirkungen einer Bleivergiftung können zu entzündlichen Schädigungen, Schädigungen am Darm, kardiovaskulären Schädigungen und Schockzuständen führen. Die Metalle können auch zu Störungen bei den Hormondrüsen wie z. B. der Hypophyse, der Nebennierendrüse und der Schilddrüse führen. Diese Tatsache ist für Quecksilber am offensichtlichsten. Chronische Wirkungen einer Bleivergiftung können kardiovaskuläre Schädigungen und Hypertension, aber auch Gehirnschädigungen und neurologische Störungen verursachen.
Eine durch Quecksilber verursachte Vergiftung kann akut zu Nierenschädigungen, Leberschädigungen, Lungenschädigungen und Darmschädigungen führen. Chronische Effekte sind beispielsweise mentale Schädigungen, Nervenstörungen und Wirkungen auf die Immunabwehr, welche z. B. Autoimmumerkrankungen hervorrufen.
Ferner ist seit langem bekannt, daß die Metalle viele Enzymsysteme beeinflussen, insbesondere jene, die Thiolgruppen enthalten. Darüber hinaus beeinflussen die Metalle den Stoffwechsel im second messenger-System. Blei hat in vitro ein Absinken der DNA-Synthese bewirkt.
Blei behindert das Enzym Xantinoxidase, während Blei wie auch Quecksilber Guanin-Aminohydrolase behindern.
Es wurden verschiedene Arten von Metallchelaten, beispielsweise BAL (2,3-Dimercaptopropanol) und EDTA (Ethylendiamintetraessigsäure) eingesetzt, um Erkrankungen, die durch Metallvergiftungen hervorgerufen worden waren, zu heilen oder zu lindern.
Die bisher verwendeten Chelate haben allerdings negative Eigenschaften, was zu einer nur unbedeutenden klinischen Anwendung führte. So ist BAL nicht in Wasser löslich. Darüber hinaus kommt ein schlechter Geruch bei der Verwendung auf. Seine nicht-spezifische chelatbildende Fähigkeit führt auch zu negativen Wirkungen bei den essentiellen Metallen im Mineralgleichgewicht.
EDTA wird in geringem Ausmaß resorbiert, was eine Beschränkung darstellt, da eine orale Verabreichung nicht erfolgen kann.
Da die Ausscheidungsgeschwindigkeit dieser Substanz hoch ist, müssen zur Erreichung einer Wirkung ziemlich hohe Dosen gegeben werden. Dies führt allerdings zu einer Störung des Kalziumspiegels im Organismus.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wurde völlig überraschend festgestellt, daß es möglich ist, die oben genannten negativen Wirkungen der toxischen Metalle Blei und Quecksilber auf Menschen und Tiere zu beseitigen, und den damit verbundenen Erkrankungen vorzubeugen oder sie zu lindern. So wurde die Verwendung von Inosittriphosphat (IP&sub3;), vorzugsweise in Salzform, zur Herstellung eines Arzneimittels, das gegen Erkrankungen, welche der Gegenwart von Blei oder Quecksilber zuzuschreiben sind oder durch diese verursacht werden, wirksam ist, erreicht.
Beispiele für die Erkrankungen, auf welche sich die erfindungsgemäße Verwendung bezieht, sind Metallvergiftung, Allergie, entzündliche Erkrankungen, Schädigung des Bindegewebes, Leberschaden, Gehirnschädigung, Immundefekt, Schockzustände, Gastroenteritis, Dermatitis und neurologische Störungen, die durch eines dieser Metalle verursacht sind.
Zusätzlich können die folgenden Erkrankungen, wenn sie mit Quecksilber- oder Blei-Vergiftungen in Beziehung stehen, erwähnt werden: proliferative Zellveränderungen, Krebs, kardiovaskuläre Erkrankungen, Bluthochdruck, Schädigung des zentralen Nervensystems, Schädigung der Lungen und Nierenschädigung.
Es wird nicht behauptet, daß die vorliegende Erfindung alle Formen der oben aufgeführten Erkrankungen verhindern oder mildern wird, allerdings wird die Verwendung gegen jene Formen der oben genannten Erkrankungen, welche der Anwesenheit von Blei oder Quecksilber zuzuschreiben sind oder durch diese verursacht werden, wirksam sein.
Zur Herstellung des IP&sub3;-Isomeren oder der IP&sub3;-Isomeren, welche die obigen Anforderungen erfüllen und welche in dem erfindungsgemäßen Arzneimittel vorliegen, können eine oder mehrere der Verbindungen IP&sub6;, IP&sub5; oder IP&sub4; oder ein natürliches Produkt, das mindestens eine dieser Verbindungen enthält, als Ausgangsmaterial verwendet werden. In den Fällen, wo das Ausgangsmaterial ein natürliches Produkt ist, wird vorzugsweise eines mit einem Gehalt von mindestens 0,3%, vorzugsweise mindestens 1% Inositphosphat (IP&sub6; + IP&sub5; + IP&sub4;) ausgewählt. Besonders geeignete Produkte sind Bohnen, Kleie, Pollen und Ölpflanzen.
Das Arzneimittel, wie es gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, sollte vorzugsweise mindestens 10%, vorteilhafterweise mindestens 20% oder noch besser mindestens 40% IP&sub3;, bezogen auf den Inositgehalt des Ausgangsmaterials, enthalten. In der gewünschten Zusammensetzung sollte der IP&sub3;-Spiegel möglichst hoch sein, da IP&sub3; nach den unten dargestellten Experimenten den besten therapeutischen Effekt hat. Die in dem Arzneimittel, wie es erfindungsgemäß verwendet wird, vorliegenden IP&sub3;-Isomeren können beispielsweise wie folgt hergestellt werden durch:
1) Enzymatische Spaltung, ausgehend von IP&sub4;, IP&sub5; und/oder IP&sub6;.
2) Chemische Hydrolyse, ausgehend von IP&sub4;, IP&sub5; und/oder IP&sub6;.
3) Chemische Synthese, ausgehend beispielsweise von Inosit, IP&sub1;, IP&sub2; und Phosphat.
4) Enzymatische Synthese, ausgehend beispielsweise von Inosit, IP&sub1;, IP&sub2; und Phosphat.
5) Mikrobiologische Herstellung (einschließlich Hybrid-DNA-Techniken).
6) Chemische oder enzymatische Migration von Inositphosphat oder
7) chemische oder enzymatische Hydrolyse von substituiertem Inositphosphat.
Es kann auch eine Kombination von zwei oder mehreren der oben genannten Verfahren eingesetzt werden.
Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren, bei dem die oben genannten höheren Inositphosphate IP&sub6;, IP&sub5; und/oder IP&sub4; enzymatisch beispielsweise mit Phytaseenzym zu IP&sub3; abgebaut werden, bevorzugt. Das Phytaseenzym ist normalerweise in allen Pflanzen und Samen, die Inositphosphat enthalten, vorhanden. Daher ist es erfindungsgemäß normalerweise nicht notwendig, das Enzym zuzusetzen, wenn ein natürliches Produkt als Ausgangsmaterial eingesetzt wird. In den Fällen, wo das natürliche Produkt eine zu geringe enzymatische Aktivität aufweist oder wenn IP&sub6;, IP&sub5; oder IP&sub4; oder ein Gemisch von diesen als Ausgangsmaterial verwendet werden, wird ein Phytaseenzym, beispielsweise aus Kleie, zugesetzt.
Ein geeigneter Weg, um das natürliche oder rohe Ausgangsmaterial zu behandeln, besteht darin, es vorzubehandeln, beispielsweise durch Brechen oder Entfernen der äußeren Membran oder durch Entfernen unerwünschter Bestandteile. Wenn Pollen verwendet werden, sollten die Allergene entfernt worden sein. Danach wird das Material in Wasser eingeweicht, um das Inositphosphat zur Spaltung verfügbar zu machen und das Enzym zu aktivieren. In den Fällen, wo eine Extramenge Enzyme notwendig ist, wird diese Menge zu diesem Zeitpunkt zugesetzt. Das Enzym wird dann so lange reagieren gelassen, wie es für den beabsichtigten Hydrolysegrad, der erreicht werden soll, notwendig ist.
Die Hydrolyse findet bei einer geeigneten Temperatur statt, üblicherweise zwischen 20 und 70ºC, vorzugsweise zwischen 30 und 40ºC und bei einem für die vorliegende Phytase optimalen pH-Niveau. Um die Hydrolyse an dem beabsichtigten Niveau zu stoppen, kann das Enzym zerstört oder inaktiviert werden, beispielsweise durch schnelles Erhitzen deshydrolysierten Ausgangsmaterials. Dies gewährleistet auch, daß keine unkontrollierte und unerwünschte fortgesetzte Hydrolyse von IP&sub3; im Magen abläuft, wenn die Zusammensetzung verabreicht wird. Um das Material in eine Form überzuführen, welche lagerstabil ist, kann es in geeigneter Weise gefriergetrocknet werden.
Hefe kann vorteilhafterweise als Phytase-Quelle verwendet werden. Vorzugsweise wird Bäckerhefe eingesetzt. Wenn Hefe verwendet wird, wird im wesentlichen nur ein Isomer von IP&sub3; erhalten, nämlich D-myo-Inosit-1,2,6-triphosphat.
Das oben genannte Verfahren kann in anwendbaren Teilen mit möglichen Veränderungen, auch eingesetzt werden, wenn eine oder mehrere der Verbindungen IP&sub6;, IP&sub5; oder IP&sub4; per se als Ausgangsmaterial verwendet werden. Das Arzneimittel, wie es erfindungsgemäß verwendet wird, umfaßt als pharmazeutisch aktives Ingredienz mindestens ein Isomer von Inosittriphosphat (IP&sub3;) in einer Menge, die ausreicht, um die negative Wirkung von Blei oder Quecksilber im Körper zu reduzieren.
Passenderweise liegt das erfindungsgemäß verwendete Arzneimittel in Form einer Dosierungseinheit vor. Tabletten, Granulate oder Kapseln sind geeignete Verabreichungsformen für eine solche Dosierungseinheit. Darüber hinaus können Tabletten und Granulate leicht oberflächenbehandelt werden, um so eine enterale Beschichtung bereitzustellen, um eine unkontrollierte Hydrolyse im Magen zu verhindern und eine gewünschte Absorption im Darm zu erreichen. Andere geeignete Verabreichungsformen sind eine transdermale Verabreichung sowie eine Verabreichung mit langsamer Freisetzung in der Zusammensetzung kann ein normaler pharmazeutisch akzeptabler Zusatzstoff, Arzneiträgerstoff und/oder Trägerstoff enthalten sein. Die Tabletten oder Granulate können auch ein Desintegrationsmittel enthalten, welches bewirkt, daß die Tabletten bzw. die Granulate leicht im Darm zerfallen. In bestimmten Fällen, speziell in akuten Situationen, ist die Verwendung einer Dosierungseinheit in Form einer Lösung zur intravenösen Verabreichung vorzuziehen. Das Arzneimittel kann auch nur z. B. aus IP&sub3; ohne Zusatzstoffe, Arzneiträgerstoff oder Träger bestehen.
Wenn gewünscht, kann das Arzneimittel von anderen Inositphosphaten IP&sub1;, IP&sub2;, IP&sub4;, IP&sub5; und IP&sub6; frei sein. Entsprechend kann das Gemisch aus IP&sub3;-Isomeren eine Reinheit von 90 bis 100% z. B. 93 bis 100 oder vorzugsweise 95 bis 100% haben.
Alternativ kann das Arzneimittel aus einem oder mehreren speziellen IP&sub3;-Isomeren, die nachfolgend offenbart werden, bestehen oder diese enthalten, wobei jedes in im wesentlichen reiner Form vorliegt. Die verschiedenen Isomeren können in im wesentlichen reiner Form voneinander isoliert werden, was bedeutet, daß sie eine Reinheit von 80 bis 100%, beispielsweise 82 bis 100% oder 85 bis 100%, vorzugsweise 90 bis 100%, haben. Da die Isomeren in reiner Form hergestellt werden können, können sie natürlich in irgendeinem Verhältnis vermischt sein.
Die Herstellung von IP&sub3; und die Isolierung der verschiedenen Isomeren davon sind beispielsweise in der U.S.-Patentanmeldung 788,829, die am 18. Oktober 1985 eingereicht wurde, und der entsprechenden GB-Patentanmeldung 2,169,602 offenbart.
In den meisten Fällen ist es vorteilhaft, daß das IP&sub3;-Isomer oder die IP&sub3;-Isomeren in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in Salzform vorliegen, um das Mineralgleichgewicht nicht negativ zu beeinträchtigen. Die Salze sollten vorteilhafterweise aus einem Natrium-, Kalzium-, Zink- oder Magnesiumsalz oder aus einem Gemisch von zwei oder mehreren dieser Salze bestehen. Kalzium- und Zinksalze oder Mischungen aus diesen sind besonders bevorzugt. Das IP&sub3;-Isomer kann auch teilweise als ein Salz einer oder mehrerer physiologisch akzeptabler Verbindungen der Lanthanoidenreihe, d. h. La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und Lu vorliegen.
Aus den oben erwähnten Gründen ist es auch ein Vorteil, wenn das Arzneimittel einen Überschuß oder eine Extrazugabe mindestens eines pharmazeutisch akzeptablen Salzes von Kalzium, Zink oder Magnesium mit einer Mineralsäure oder einer organischen Säure enthält. Dies ist besonders für ältere Personen wichtig, bei denen oft ein Mangel an diesen Mineralien auftritt.
Das erfindungsgemäß eingesetzte Arzneimittel kann vorzugsweise auch mindestens eine Substanz, die Selen enthält, eine ungesättigte Fettsäure wie gamma-Linolensäure, Vitamin E, Vitamin C oder eine pharmazeutisch akzeptable organische Säure oder ein Salz davon wie z. B. Citrat, Oxalat, Malonat und Tartrat enthalten. Diese Substanzen helfen auch, der negativen Wirkung von Blei und Quecksilber im Körper entgegenzuwirken und/oder zusätzlich dazu in bestimmten Fällen eine gewünschte Wirkung zusammen mit dem IP&sub3;-Isomer in der Zusammensetzung zu ergeben. Der Selengehalt in dem Arzneimittel ist vorzugsweise so, daß die tägliche Aufnahme etwa 0,7 bis 8 ug/kg Körpergewicht, vorzugsweise 0,7 bis 3,3 ug beträgt. Für Vitamin E sind die entsprechenden Werte etwa 0,1 bis 2 mg bzw. 0,1 bis 1 mg.
Das Arzneimittel ist vorzugsweise frei von Penicillin.
Geeignete Dosiermengen zur Verabreichung an menschliche Patienten, die an einer Erkrankung leiden, die dem Vorliegen von Blei oder Quecksilber im Körper zuzuschreiben ist oder dadurch verursacht wird, können durch den Fachmann auf diesem Gebiet routinemäßig durch Ausdehnung der bei Tieren mit verschiedenen Dosierungen erhaltenen Resultate bestimmt werden. Die bevorzugte Dosierung liegt für Menschen im Bereich von 0,1 bis 10 mg/IP&sub3; pro Tag pro kg Körpergewicht.
In Tierversuchen wurden keine toxischen Wirkungen nach Verabreichung sehr hoher Dosierungen von IP&sub3;, 160 mg/kg Körpergewicht, durch intravenöse Injektion bei Mäusen oder 1600 mg/kg Körpergewicht durch interperitoneale Injektion bei Mäusen festgestellt.
Das erfindungsgemäß eingesetzte Arzneimittel enthält mindestens eine, manchmal zwei oder mehrere der folgenden Substanzen, welche dem essentiellen IP&sub3;-Isomer oder den IP&sub3;-Isomeren, die oben genannt wurden, entsprechen:
D-myo-Inosit-1,2,6-triphosphat der Formel
worin X Wasserstoff, mindestens ein einwertiges, zweiwertiges oder mehrwertiges Kation oder ein Gemisch derselben ist, n die Anzahl der Ionen ist und z die Ladung des jeweiligen Ions ist;
D-moy-Inosit-1,2,5-triphospkat der Formel
worin X, n und z die oben genannte Bedeutung haben;
Myo-Inosit-1,2,3-triphosphat der Formel
worin X, n und z die oben genannte Bedeutung haben;
L-myo-Inosit-1,3,4-triphosphat der Formel
worin X, n und z die oben erwähnte Bedeutung haben; und
D-myo-Inosit-1,4,5-triphosphat der Formel
worin X, n und z die oben genannte Bedeutung haben.
In jeder der obigen Formeln liegt n im Bereich von 6 bis 1 (einschließlich) und z im Bereich von 1 bis 6 (einschließlich). Vorzugsweise liegt n im Bereich von 3 bis 6 (einschließlich) und ist z 3, 2 oder 1. Unter den obigen Isomeren ist D-myo-Inosit-1,2,6-triphosphat bevorzugt.
IP&sub3; kann das einzige pharmazeutisch aktive Ingredienz in dem Arzneimittel sein. Allerdings können auch andere pharmazeutisch aktive Ingredenzien darin enthalten sein. Die Menge an IP&sub3; sollte dann 5 bis 95 oder 15 bis 80, beispielsweise 25 bis 60 Gew.-% der aktiven Ingredienzien ausmachen.
Darüber hinaus kann das Arzneimittel eine Multivitamineinheit sein, die 2 bis 60, beispielsweise 2 bis 40 oder vorzugsweise 2 bis 2.5 Gew.-% IP&sub3;, bezogen auf das Gesamtgewicht der pharmazeutisch aktiven Ingredienzien, enthält.
Das Arzneimittel enthält üblicherweise 0,01 bis 1,5 g, beispielsweise 0,05 bis 1,3 oder vorzugsweise 0,1 bis 1 g IP&sub3;.
Die Erfindung wird unten in Verbindung mit der beigefügten Fig. 1 und beispielhaften Ausführungsformen näher erläutert, wobei Beispiel 1 Experimente zeigt, die sich auf die jeweiligen Komplexkonstanten für Blei und Quecksilber in bezug auf IP&sub3; beziehen. Beispiel 2 erläutert ein Experiment, das die Komplexkonstante von Blei zu IP&sub3; betrifft. Beispiel 3 bezieht sich auf Experimente über strukturelle Veränderungen der Zellmembranen in Gegenwart von Pb und die Verwendung von IP&sub3;, um solchen Veränderungen entgegenzuwirken.
Beispiel 4 erläutert Experimente über die schädigende Wirkung von Pb und Hg auf die Erythrozyten-Zellmembran. Beispiele 5 bis 11 zeigen die Herstellung von IP&sub3; und seine Trennung in verschiedene Isomere. In Beispiel 12 ist die Herstellung einer Lösung eines Kaliumsalzes von D-myo-Inosit-1,2,6-triphosphat zur Injektion gezeigt. Beispiel 13 schließlich beschreibt die Herstellung von Tabletten eines Kalziumsalzes von D-myo-Inosit-1,2,6-triphosphat. Fig. 1 zeigt das Ergebnis von Experimenten gemäß Beispiel 1.

BEISPIEL 1

Es wurden die jeweiligen Komplexkonstanten für D-myo-Inosit-1,2,6- triphosphat (IP&sub3;) und Blei bzw. Quecksilber bestimmt. Eine Lösung, bestehend aus 4 mM IP&sub3;, wurde mit 100 mM NaOH titriert. Ähnliche Titrationen wurden in Gegenwart von Pb und Hg (12 mM) durchgeführt. Ein starker Metallkomplex wird zu einer Verringerung des pH bei einer bestimmten zugesetzten NaOH-Menge führen. Fig. 1 zeigt die durchgeführten Titrationen und die jeweiligen Metallbindungseigenschaften. Bei pH 9 sind die Bindungseigenschaften wie folgt: Pb < Hg.
Wie zu erkennen ist, bindet IP&sub3; jedes der Metalle sehr stark.

BEISPIEL 2

Es wurde die Bindungskonstante für den Komplex D-myo-Inosit-1,2,6- triphosphat - Blei mittels NMR bestimmt.
Durch Vergleich der Signalintensitäten und -Verhältnisse im 32 P-NMR als Funktion der Bleimenge die einer Inosittriphosphat-Lösung zugesetzt wurde, wurde die Bindungskonstante (K) für den Komplex mit 108 berechnet.

BEISPIEL 3

Die Struktur der Zellmembran ist für die ordnungsgemäße Funktion der Zelle sehr wesentlich. Es ist bekannt, daß die Anwesenheit von Fe (II) in Liposomen (Phospholipide aus Ochsengehirn) die Zellmembran schädigt. Eine Messung der Schädigung ist die Bestimmung der Lipidperoxide, die gebildet werden, wenn das Metall der Präparation zugesetzt wird.
In diesem Beispiel wurden die synergistischen Schädigungswirkungen der Zellmembran untersucht, wenn Pb den Präparationen zusammen mit Fe (II) zugesetzt wird. Darüber hinaus wurde die präventive Wirkung der Gegenwart von D-myo-Inosit-1,2,6-triphosphat (IP&sub3;) beurteilt.

Reaktionsgemisch

Clark-Lubs-Puffer pH 5,5 40 mM
Liposome, Sigma Typ VII 1 mg/ml
IP&sub3; 1,0 mM
(NH&sub4;)&sub2; Fe(SO&sub4;)&sub2; 0,1 mM
Pb²&spplus; 0,4 mM
Das Reaktionsgemisch (1,0 ml) wurde für 2 h bei 37ºC inkubiert.
Nach der Inkubation wurden 0,5 ml Thiobarbitursäure und 0,5 ml 25%ige HCl zugesetzt, das Gemisch wurde für 20 min auf 100ºC erhitzt. Die Menge an Lipidperoxidasen wurde durch Messung der Extinktion bei 532 nm festgestellt. Metallkonzentration (mM) Experiment Extinktion
Die Strukturänderung der Zellmembranen, die durch Fe (II) (Experiment 2) verursacht wurde, wurde durch die Anwesenheit von Pb (Experiment 4) stark erhöht. Diesem Effekt wurde durch IP&sub3; (Experiment 5) entgegengewirkt.
Eine Disfunktion der Zelle, die durch Störungen in der Struktur der Zellmembran verursacht wird, kann mit vielen Erkrankungen verbunden sein.

BEISPIEL 4

Wenn Erythrozyten mit Wasserstoffperoxid behandelt werden, unterliegen sie einer Lipidperoxidation, welche die Struktur der Zellmembran und die Funktion der Erythrozyten schädigt.
In diesem Beispiel wurden die erhöhten Schädigungseffekte auf die Erythrozyten-Zellmembran untersucht, wenn Pb oder Hg den Präparationen zugesetzt waren. Darüber hinaus wurde der präventive Effekt der Anwesenheit von D-myo-Inosit-1,2,6-triphosphat (IP&sub3;) beurteilt.
Wie in Beispiel 3 beschrieben, wurde die Extinktion bei 532 nm zur Messung der Menge der an gebildeten Lipidperoxiden und folglich der Schädigung der Erythrozytenzellmembran verwendet. Zusatz zu dem Reaktionsgemisch (enthaltend Erythrozyten, Puffer pH 7,4 und H&sub2;O&sub2;) Exnpriment Extinktion
Die Schädigung der Zellmembranen der Erythrozyten war erhöht, wenn Pb (Experiment 3) oder Hg (Experiment 5) zugesetzt waren.
Diesen Wirkungen wurde durch die Anwesenheit von IP&sub3; (Experiment 4 und 6) stark entgegengewirkt.

BEISPIEL 5

Hydrolyse von Phytinsäure-Natriumsalz (s. Beispiel 9) mit Weizenphytase und Fraktionierung eines Gemisches von Inositphosphaten.
Eine Menge von 1,6 g Phytinsäure-Natriumsalz (aus Mais, Sigma® Chemical Co.) wurde in 650 ml Natriumacetatpuffer, pH 5,2, gelöst. Es wurden 2,7 g Weizenphytase (EC 3.1.3.26, 0,015 IU/mg, von Sigma® Chemical Co.) zugesetzt, und die Mischung wurde bei 38ºC inkubiert.
Die Dephosphorylierung wurde verfolgt, indem der freigesetzte anorganische Phosphor bestimmt wurde. Nach 3 h, als 50% anorganischer Phosphor freigesetzt waren, wurde die Hydrolyse durch Zugabe von 30 ml Ammoniak zu pH 12 gestoppt. Es wurde eine flüssige Mischung, die Inositphosphat enthielt, erhalten.
350 ml der Mischung wurden durch eine Ionenaustauschersäule (Dowex®1, Chloridform, 25 mm · 250 mm) geführt und mit einem linearen Gradienten von Salzsäure (0 bis 0,7 N HCl) eluiert. Aliquots von eluierten Fraktionen wurden vollständig hydrolysiert, um die Gehalte von Phosphor und Inosit zu bestimmen. Die Peaks entsprechen verschiedenen Inositphosphaten, d. h. ein Peak mit dem Verhältnis Phosphor zu Inosit von 3 1 besteht aus Inosittriphosphat usw . . Es wurden zwei Fraktionen mit dem Verhältnis Phosphor zu Inosit von 3 : 1 erhalten.

BEISPIEL 6

Fraktionierung von Inosittriphosphaten

100 ml der ersten Fraktion, die in Beispiel 5 erhalten worden war und ein Phosphor/Inosit-Verhältnis von 3 : 1 aufwies, wurde neutralisiert und als Bariumsalz nach Zugabe eines 10%igen Überschusses von 0,1 M Bariumacetatlösung ausgefällt. 600 mg des ausgefällten Salzes wurden in 50 ml verdünnter Salzsäure gelöst. Die Lösung wurde an einer Ionenaustauscher-Säule (Dowex®1, Chloridform, 25 mm · 2500 mm) mit verdünnter Salzsäure als Eluent getrennt. Aliquots von eluierten Fraktionen wurden auf Phosphor untersucht. Es ,konnten drei Peaks, die aus Isomeren von Inosittriphosphat bestanden, erkannt werden.

BEISPIEL 7

Strukturelle Bestimmung von Inosittriphosphat-Isomeren mit NMR.
Die drei Peaks, die in Beispiel 6 erhalten worden waren, wurden mittels H-NMR analysiert. Die Werte zeigen, daß die Peaks auf myo-Inosit-1,2,6-triphosphat, myo-Inosit-1,2,3-triphosphat bzw. myo-Inosit-1,3,4-triphosphat bestehen.
Die zweite Fraktion, die in Beispiel 5 erhalten worden war und ein Phosphor/Inosit-Verhältnis von 3 : 1 zeigte, wurde mittels H-NMR analysiert. Die Daten zeigen, daß die Fraktion aus myo-Inosit-1,2,5-triphosphat besteht.

BEISPIEL 8

Bestimmung von optischen Isomeren von Inosittriphosphat

20 mg der Verbindungen, von denen mittels NMR nach Beispiel 7 festgestellt worden war, daß sie myo-Inosit-1,2,6-triphosphat und myo-Inosit-1,3,4-triphosphat waren, wurden weiter an einer chiralen Säule auf der Basis von acetylierter Zellulose (20 mm · 300 mm von Merck) mit einem Gemisch von Ethanol und Wasser als Elutionsmittel chromatographiert. Die Fraktionen wurden mit einem Polarimeter untersucht. Jede Verbindung besteht aus einem optischem Isomer, D-myo-Inosit-1,2,6-triphosphat und L-myo-Inosit-1,3,4-triphosphat.

BEISPIEL 9

Hydrolyse von Phytinsäure-Natrium mit Bäckerhefe und Fraktionierung eines Gemischs von Inositphosphaten.
Eine Menge von 0,7 g Phytinsäure-Natrium (aus Mais, Sigma® Chemical Co.) wurde in 600 ml Natriumacetat-Puffer, pH 4,6, gelöst. Es wurden 50 g Bäckerhefe von Jästbolaget, Schweden (Trockensubstanz: 28%, Stickstoffgehalt: 2%, Phosphorgehalt 0,4%) unter Rühren zugesetzt, dann wurde bei 45ºC eine Inkubation fortgesetzt. Die Dephosphorylierung wurde verfolgt, indem der freigesetzte anorganische Phosphor bestimmt wurde. Nach 7 h, als 50% anorganischer Phosphor freigesetzt waren, wurde die Hydrolyse durch Zugabe von 30 ml Ammoniak zu pH 12 gestoppt. Die Suspension wurde zentrifugiert und der Überstand gesammelt.
400 ml des Überstandes wurden durch eine Ionenaustauschersäule (Dowex®, Chloridform, 25 mm · 250 mm) geleitet und mit einem linearen Gradienten von Salzsäure (0-0,7 N HCl) eluiert.
Aliquots von eluierten Fraktionen wurden vollständig hydrolysiert, um die Gehalte an Phosphor und Inosit zu bestimmen. Die Peaks entsprechen verschiedenen Inositphosphaten, d. h. ein Peak mit einem Verhältnis von Phosphor zu Inosit von 3 : 1 besteht aus Inosittriphosphaten usw.

BEISPIEL 10

Strukturelle Bestimmung von Inosittriphosphat-Isomeren.
Die in Beispiel 9 erhaltene Fraktion mit einem Phosphor/Inosit-Verhältnis von 3 : 1 wurde neutralisiert und vor der Analyse mit H-NMR eingedampft. Die Daten zeigen, daß der Peak aus myo-Inosit-1,2,6-triphosphat besteht.

BEISPIEL 11

Bestimmung von optischen Isomeren von myo-Inosittriphosphat.
Es wurde das gleiche Verfahren wie in Beispiel 8 beschrieben, angewendet, außer daß 10 mg der Verbindung, die mit NMR gemäß Beispiel 10 bestimmt worden war, analysiert wurde. Die Verbindung besteht aus einem optischen Isomer, D-myo-Inosit-1,2,6-triphosphat.

BEISPIEL 12

Lösung von D-myo-Inosit-1,2,6-triphosphat-Kaliumsalz zur Injektion.
0,5 g Kaliumsalz von IP&sub3; und 0,77 g NaCl wurden in 98,73 ml Wasser zur Injektion gelöst, um eine Lösung zu bilden, die zur Injektion für eine Person oder ein Tier geeignet ist.

BEISPIEL 13

Tabletten von D-myo-Inosit-1,2,6-triphosphat-Kalziumsalz.
Es wurden Tabletten von D-myo-Inosit-1,2,6-triphosphat-Kalziumsalz in der folgenden Weise hergestellt. 50 g Kalziumsalz von D-myo-Inosit-1,2,6-triphosphat, 132 g Lactose und 6 g Akaziengummi wurden vermischt. Dem Gemisch wurde gereinigtes Wasser zugesetzt, wobei das Rühren fortgesetzt wurde, bis eine geeignete Konsistenz erhalten worden war. Das Gemisch wurde gesiebt und getrocknet. Dann wurde das Gemisch mit 10 g Talkum und 2 g Magnesiumstearat vermischt. Das Gemisch wurde zu Tabletten gepreßt, von denen jede 200 mg wog.
Zum besseren Verständnis der Erfindung werden unten die Formeln der IP&sub3;-Isomeren der Erfindung angegeben. Es sind auch Formeln für IP&sub6;, IP&sub5;, IP&sub4; und IP&sub2; angegeben.
Die niedrigeren Phosphatester von myo-Inosit werden in Abhängigkeit von der Lage der Phosphorsäuregruppen an Inositring benannt, wobei die Numerierung eine möglichst niedrige Positionszahl angibt. L und D stehen für eine Zählung im Uhrzeigersinn bzw. im Gegenuhrzeigersinn, und werden in Abhängigkeit davon, welches Ergebnis die niedrigste Positionsnummer ergibt, verwendet. Das Kohlenstoffatom, welches eine axiale Phosphorsauregruppe aufweist, hat immer die Positionsnummer 2. Die unten stehenden Strukturformeln sind auf die Säureform vereinfacht.
myo-Inosit; C&sub6;H&sub6; (OH)&sub6;
1,2,3,4,5,6-Hexakis-(dihydrogenphosphat)-myo-Inosit alternativ myo-Inosit-hexakis (Phosphat) oder IP&sub6;
D-myo-Inosit-1,2,6-triphosphat alternativ D-1,2,6-IP&sub3;
D-myo-Inosit-1,2,5-triphosphat alternativ D-1,2,5-IP&sub3;
myo-Insoit-1,2,3-triphosphat alternativ 1,2,3-IP&sub3;
L-myo-Inosit-1,2-diphosphat alternativ L-1, 2-IP&sub2;
D-myo-Inosit-1,2,5, 6-tetraphosphat oder D-1,2,5,6-IP&sub4;
L-myo-Inosit-1,2,3,4,5-pentaphosphat oder L-1,2,3,4,5-IP&sub5;
P=O-PO&sub3;H&sub2;

Claims

1. Verwendung von Inosittriphosphat (IP&sub3;) zur Herstellung eines Arzneimittels, das gegen Erkrankungen, welche der Gegenwart von Blei oder Quecksilber zuzuschreiben sind oder durch diese verursacht werden, wirksam ist.

2. Verwendung von Inosittriphosphat zur Herstellung eines Arzneimittels zur Verhinderung oder Milderung einer durch Blei oder Quecksilber verursachten Metallvergiftung.

3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Inosittriphosphat in Salzform vorliegt.

4. Verwendung nach Anspruch 3, wobei das Inosittriphosphatsalz ein Salz von Natrium, Kalzium, Zink oder Magnesium oder von einer Mischung aus zwei oder mehreren der genannten ist.

5. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Arzneimittel als Tablette oder in granulierter Form vorliegt.

6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Arzneimittel in Form einer Lösung vorliegt.

7. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Arzneimittel außerdem ein pharmazeutisch akzeptables Salz einer Mineralsäure oder einer organischen Säure mit mindestens einem der Elemente Kalzium, Zink oder Magnesium enthält.

8. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Arzneimittel ferner mindestens einen Zusatzstoff, ausgewählt aus einer Selenverbindung, einer ungesättigten Fettsäure wie z. B. gamma-Linolensäure, Vitamin E, Vitamin C und einer pharmazeutisch akzeptablen organischen Säure oder einem Salz derselben, enthält.

9. Verwendung nach Anspruch 8, wobei das Salz ein Citrat, Oxalat, Malonat oder Tartrat ist.

10. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Arzneimittel penicillinfrei ist.

11. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Arzneimittel zusätzlich zu IP&sub3; mindestens ein anderes pharmazeutisch aktives Ingredienz enthält.

12. Verwendung nach Anspruch 11, wobei die Menge an IP&sub3; im Bereich von 5 bis 95 Gew.-%, bezogen auf die aktiven Ingredienzien, liegt.

13. Verwendung nach Anspruch 11, wobei das Arzneimittel eine Multivitamin-Einheit ist, die 2 bis 60 Gew.-% IP&sub3;, bezogen auf das Gesamtgewicht der pharmazeutisch aktiven Ingredienzien, enthält.

14. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Arzneimittel 0,01 bis 1,5 g IP&sub3; enthält.

15. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei IP&sub3; die Formel

hat, worin drei A gleich OH sind und drei A OPO²&supmin;&sub3; sind; X Wasserstoff und/oder mindestens ein einwertiges, zweiwertiges oder mehrwertiges Kation ist; n die Anzahl der Ionen ist; und Z die Ladung der jeweiligen Ionen ist.

16. Verwendung nach Anspruch 15, wobei n im Bereich von 6 bis einschließlich 1 liegt; z im Bereich von 1 bis 6 (einschließlich) liegt, und n vorzugsweise 3 bis 6 (einschließlich) ist; und z gleich 3, 2 oder 1 ist.

17. Verwendung nach Anspruch 15, wobei das IP&sub3; D-myo-Inosit-1,2,6-triphosphat der Formel

umfaßt, worin X Wasserstoff oder mindestens ein einwertiges, zweiwertiges oder mehrwertiges Kation ist; n die Anzahl der Ionen ist; und z die Ladung des jeweiligen Ions ist.

18. Verwendung nach Anspruch 15, wobei das IP&sub3; D-myo-Inosit-1,2,5-triphosphat der Formel

19. Verwendung nach Anspruch 15, wobei das IP&sub3; myo-Inosit-1,2,3- triphosphat der Formel

20. Verwendung nach Anspruch 15, wobei das IP&sub3; L-myo-Inosit-1,3,4-triphosphat der Formel

umfaßt, worin X Wasserstoff und/oder mindestens ein einwertiges, zweiwertiges oder mehrwertiges Kation ist; n die Anzahl der Ionen ist; und z die Ladung des jeweiligen Ions ist.

21. Verwendung nach Anspruch 15, wobei das IP&sub3; D-myo-Inosit-1,4,5-triphosphat der Formel

22. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei das Arzneimittel in Form einer pharmazeutischen Dosierungseinheit vorliegt und außerdem einen pharmazeutisch akzeptablen Träger, eine pharmazeutisch akzeptable Arzneimittelträgersubstanz oder einen pharmazeutisch akzeptablen Zusatzstoff enthält.