DE69230641T2 - Inhibitoren der stickstoffoxidsynthese zur potenzierung der wirkung von blutdruckwirksamen mitteln bei gewissen hypotonikern - Google Patents

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
• Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Verbindungen zur Herstellung eines Medikaments zur Linderung von durch Aktivatoren der Stickstoffoxidproduktion induzierter Hypotonie, insbesondere unter Bezugnahme auf die Wiederherstellung der Empfindlichkeit für bekannte blutdruckerhöhende Mittel, wie α&sub1;-adrenerge Agonisten.
• Es ist eine wohlbekannte klinische Beobachtung, daß Patienten mit septischem oder durch Cytokin induziertem Schock gegenüber in der Klinik verwendeten blutdruckerhöhenden Mitteln unempfindlich sind. Der Grund für diese Unempfindlichkeit wurde bislang noch nicht geklärt. Aufgrund der Erkenntnis, daß eine Stickstoffoxidüberproduktion die Basis für eine Unempfindlichkeit gegenüber blutdruckerhöhenden Mitteln ist, stellt die vorliegende Erfindung ein Mittel zur Wiederherstellung der Empfindlichkeit gegenüber blutdruckerhöhenden Mitteln bei dieser klinischen Klasse von Patienten dar.
• 1980 haben Furchgott und Zawadski (Nature 288: 373-376) belegt, daß Endothelzellen, die Blutgefäße auskleiden, dahingehend stimuliert werden können, daß sie eine Substanz freisetzen, die die glatte Gefäßmuskulatur entspannt, d. h. eine Gefäßerweiterung herbeiführt. Da die chemische Natur dieser Substanz völlig unbekannt war, wurde sie ganz einfach als "aus Endothel stammender Entspannungsfaktor" (EDRF) bezeichnet. Es ist nunmehr allgemein anerkannt, daß zahlreiche natürlich vorkommende und als physiologische Vasodilatatoren (gefäßerweiternde Mittel) wirkende Substanzen ihre Wirkung teilweise oder vollständig durch stimulierende Freisetzung von EDRF vermitteln; zu diesen Substanzen gehören Acetylcholin, Histamin, Bradykinin, Leukotriene, ADP, ATF, Substanz P, Serotonin, Thrombin und andere. Obwohl die extrem kurze Lebensdauer von EDRF (mehrere Sekunden) Versuche zur chemischen Identifizierung dieses Moleküls behinderte, gehen seit 1987 mehrere Laboratorien davon aus, daß EDRF sich spontan zu Nitrat und Nitrit zersetzendes Stickstoffoxid (NO) sein dürfte. Ein fundamentales Problem bei der Akzeptanz dieser NO-Hypothese war, daß von Säugetiersystemen nicht bekannt war, daß sie einen enzymatischen Weg, auf dem NO synthetisiert werden könnte, enthalten. Darüber hinaus war auch ein möglicher Vorläufer für die NO-Biosynthese unbekannt. Nach der Beobachtung, daß das Argininanalogon L- NG-Methylarginin (L-NMA) eine durch Acetylcholin und Histamin induzierte Gefäß-EDRF/NO-Synthese zu hemmen vermochte und daß die EDRF/NO-Synthese durch Zusatz von überschüssigem L-Arginin wiederhergestellt werden konnte, wurde vorgeschlagen, daß Arginin der physiologische Vorläufer der EDRF-NO- Biosynthese ist (Sakuma et al., PNAS 85: 8664-8667, 1988). Weitere diesen Vorschlag stützende Belege wurden nahezu gleichzeitig veröffentlicht. Später wurde gezeigt, daß die Hemmung der EDRF/NO-Synthese bei dem anästhesierten Versuchstier bzw. Meerschweinchen den Blutdruck erhöht. Dies legt nahe, daß EDRF/NO ein bedeutsamer physiologischer Regulator des Blutdrucks ist (Aisaka et al., BBRC 160: 881- 886, 1989).
• Ungeachtet der gesammelten Belege, die eine Rolle für NO bei der Gefäßhomöostase unterstützen, ist es für Fachleute klar, daß (auch) andere Stickstoffoxide vorhanden und bezüglich Blutdrucksenkung aktiv sein können. Durchgängig durch diese Beschreibung sollen unter das Akronym "NO" Stickstoffoxid und irgendwelche weiteren gefäßaktiven Stickstoffoxide fallen.
• Andere Laboratorien haben gezeigt, daß Makrophagenzellen durch 12-36-stündige Behandlung mit gamma-Interferon, bakte riellem Endotoxin und verschiedenen Cytokinen "aktiviert" werden. Diese "Aktivierung" ist mit der Einleitung einer Tumorzellenabtötung und dem Entstehen von Nitrit und Nitrat aus L-Arginin begleitet. Es wurde festgestellt, daß aktivierte Makrophagen (genauso wie Endothelzellen) in der Tat aus L-Arginin NO erzeugen und daß dieses NO anschließend mit Sauerstoff unter Bildung stärker oxidierter und offensichtlich physiologisch inerter Stickstoffmetabolite reagiert (Stuehr et al., J. Exp. Med. 169: 1011-1020, 1989). Das für die NO-Synthese verantwortliche Enzym (Stickstoffoxidsynthetase) wurde zum Teil charakterisiert (Stuehr et al. BBRC161: 420-426, 1989). Es wirkt dahingehend, daß es die endständige Aminogruppe von Arginin unter Bildung von NO und Citrullin oxidiert. Es wird nunmehr davon ausgegangen, daß von Makrophagen herrührendes NO ein wichtiges tumorizides und bakterizides Mittel darstellt. Da bakterielles Endotoxin, gamma- Interferon und sonstige Cytokine eine NO-Erzeugung durch Makrophagenzellen (von denen nicht bekannt ist, daß sie bei der Gefäßregulierung eine Rolle spielen) auslösen können, erschien es möglich, daß: 1) eine NO-Erzeugung auch durch ähnliche Stimuli in anderen Zelltypen in der Gefäßwand, die einen Einfluß auf den Gefäßtonus ausüben, stimuliert werden kann und 2) aus einer massiven Aktivierung der NO-Biosynthese septischer Schock (d. h. eine durch bakterielles Endotoxin induzierte systemische Gefäßerweiterung) herrühren kann. Die Spekulation, daß letztere Hypothese richtig war, wurde durch einen früheren Bericht, daß der Urinnitratspiegel durch Behandlung von Ratten mit bakteriellem Endotoxin stark ansteigt, genährt (Wagner et al., PNAS 80: 4518-4521, 1983).
• Cytokine verursachen als "Endothelzellenaktivierung" beschriebene morphologische und funktionelle Änderungen in Endothelzellen. Einzelne Immunmediatoren bzw. -vermittler, wie Tumornekrosefaktor (TNF), Interleukin-1 (IL-1) und gamma-Interferon (IFN oder I) induzieren offensichtlich un terschiedliche, jedoch sich teilweise überlappende Muster einer Endothelzellenaktivierung einschließlich einer erhöhten Prokoagulans-Aktivität (Bevilaqua, 1986), PGI2-Produktion (Rossi, 1985 Science 229,174), HLA-Antigenexpression (Pober 1987) und von Lymphocytenhaftmolekülen (Harlan 1985; Cavender 1987). Obwohl von diesen Cytokinen berichtet wurde, daß sie Hypotonie, Gefäßblutung und Ischämie hervorrufen, waren die der veränderten Gefäßaktivität zugrundeliegenden Mechanismen unklar (Goldblum et al. 1989; Tracey et al. Science 234: 470, 1986). Ein möglicher Vermittler für die veränderte Gefäßaktivität ist EDRF.
• Sowohl bei klinischen als auch Tier- (Dvorak, 1959)Studien bezüglich der Wirkungen von das biologische Ansprechen modifizierenden Mitteln bestand eine eine höhere Dosis limitierende Toxizität in einer Hypotonie und einem vaskulären Durchsickern.
• Die Verwendung von auf Arginin basierenden Inhibitoren einer Stickstoffoxidsynthese zur Behandlung von Endotoxin (Sepsis)- und Cytokin-induzierter Hypotonie steht in bezug zu der Erkenntnis, daß Stickstoffoxid, eine starke gefäßerweiternde Substanz, unter diesen Umständen überproduziert wird.
• Während eine Therapie mit blutdruckerhöhenden Arzneimitteln (d. h. adrenergen Agonisten) einen üblicherweise durchgeführten Versuch zur Wiederherstellung des Blutdrucks bei septischen Patienten darstellt, sind blutdrucksteigernde Mittel typischerweise bei diesen Patienten unwirksam (ein signifikanter Teil derselben stirbt anschließend). In der Tat ist die Unempfindlichkeit gegenüber gefäßverengenden Mitteln ein Merkmal von septischem Schock und dürfte vermutlich das Haupthindernis für eine wirksame Pharmakotherapie darstellen. Die mechanistische Grundlage für diese Unempfindlichkeit von septischen Blutgefäßen gegenüber gefäßverengenden Mitteln ist (bislang) nur unvollständig geklärt.
• Andererseits ist es seit vielen Jahren bekannt, daß Stickstoffoxid isolierte Blutgefäße, die zuvor mit verschiedenen blutdrucksteigernden Mitteln verengt wurden, (wieder) erweitert. Somit kehrt bekanntlich NO die Wirkung von gefäßverengenden Substanzen in vitro um. Vor kurzem haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung gefunden, daß Endotoxin und Cytokine die Synthese großer Mengen an Stickstoffoxid in der Blutgefäßwand induzieren. Zusammengenommen lassen diese Beobachtungen den Schluß zu, daß möglicherweise eine übermäßige Stickstoffoxidsynthese die Ursache für eine Unwirksamkeit von blutdrucksteigernden Mitteln bei septischen Patienten ist. Die hierin vorgestellten Erkenntnisse stützen diese Auffassung und belegen, daß eine Hemmung der von Arginin herrührenden Stickstoffoxidsynthese neben einer Wiederherstellung des Blutdrucks bei septischen Patienten auch die Empfindlichkeit gegenüber blutdrucksteigernden Substanzen wieder herstellt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Die folgende Erfindung betrifft die Verwendung von Verbindungen bei der Herstellung eines Medikaments zur Behandlung eines Patienten mit durch Sepsis oder eine das biologische Ansprechen modifizierende Substanz, wie das Cytokin IFN, TNF, IL-1 und/oder IL-2, induzierter systemischer Hypotonie. Eine derartige Hypotonie spricht charakteristischerweise nicht auf blutdrucksteigernde Mittel an. Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der zuvor beschriebenen Erkenntnis, daß dieses fehlende Ansprechen auf eine NO-Überproduktion zurückzuführen ist. Die erfindungsgemäße Verwendung bezieht sich auf die Verabreichung, vorzugsweise intravaskuläre Verabreichung, einer (bestimmten) Menge eines Inhibitors für die Stickstoffoxidbildung aus Arginin zur Wiederherstellung der Empfindlichkeit gegenüber blutdrucksteigernden Mitteln, wie α&sub1;-adrenergen Agonisten. Dies erfolgt in Zusammenhang mit der Verabreichung eines α&sub1;-adrenergen Agonisten oder sonstigen blutdrucksteigernden Mittels. Obwohl die bevorzugte Verabreichung des α&sub1;-adrenergen Agonisten und/oder Inhibitors der NO-Produktion intravaskulär erfolgt, können - wenn geeignet - auch andere parenterale Verabreichungswege, z. B. eine intraperitoneale, intramuskuläre oder subdermale Injektion von Nutzen sein. Auch eine enterale oder topische Verabreichung des NO-Syntheseinhibitors kann für bestimmte klinische Störungen bei gleichzeitigem Einsatz bekannter blutdrucksteigernder Mittel zur Wiederherstellung des Blutdrucks von Nutzen sein. Zweckmäßigerweise wird der Stickstoffoxidsyntheseinhibitor vor dem α&sub1;-adrenergen Agonisten verabreicht, die Wirksamkeit dürfte jedoch auch dann gegeben sein, wenn die Reihenfolge umgekehrt wird. Bekannte α&sub1;-adrenerge Mittel sind Phenylephrin, Epinephrin, Norepinephrin, Dopamin, Metaraminol, Methoxamin, Ephedrin und Mephentermin.
• Gemäß einer Ausführungsform ist der Inhibitor der NO-Synthese aus Arginin ein Argininderivat, z. B. NG-substituiertes Arginin oder ein NG,NG-disubstituiertes Arginin (d. h. bei einer oder mehreren Guanidinogruppe(n) ist der Wasserstoff ersetzt). Das betreffende Derivat wird zusammen mit einem α&sub1;-adrenergen Agonisten an einen Patienten, der an NO-induzierter systemischer Hypotonie leidet, verabreicht. Die erfindungsgemäßen Argininderivate liegen vorzugsweise in L- Konfiguration vor und umfassen im Einklang mit geplanten Behandlungsmaßnahmen auch beliebige pharmazeutisch akzeptable Additionssalze.
• Eine spezielle Verwendung der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung eines Medikaments zur Behandlung systemischer Hypotonie, die bei einem Patienten durch chemotherapeutische Behandlung mit Tumornekrosefaktor, Interleukin-2 oder beiden induziert wurde. In dieser Ausführungsform betrifft die Verwendung die Verabreichung eines bekannten α&sub1;-adrenergen blutdrucksteigernden Mittels und einer (bestimmten) Menge eines Inhibitors der NO-Produktion aus Arginin, wie NG- substituierten Arginins oder NG,NG-disubstituierten Arginins, an einen chemotherapeutisch behandelten Patienten. Unter der (bestimmten) Menge ist diejenige Menge zu verstehen, die hinsichtlich einer Wiederherstellung der Gefäßempfindlichkeit gegenüber einer Stimulierung durch α&sub1;adrenerge Agonisten wirksam ist.
• Ein bedeutsamer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung bei der Herstellung eines Medikaments zur Behandlung eines Patienten wegen durch bakterielles Toxin, wie Endotoxin, d. h. durch septischen Schock, induzierter systemischer Hypotonie. Die Behandlung umfaßt die Verabreichung eines oder mehrerer ausgewählten (ausgewählter) bekannten (bekannter) blutdrucksteigernden (blutdrucksteigernder) Mittel, z. B. α&sub1;-adrenerger Agonisten einschließlich Phenylephrin, Epinephrin, Norepinephrin, Dopamin, Metaraminol, Methoxamin, Ephedrin und Mephentermin, sowie einer (bestimmten) Menge eines Inhibitors für die NO-Produktion aus Arginin an einen solchen Hypotonie-Patienten. Solche Inhibitoren sind NG-substituiertes Arginin, NG,NG-disubstituiertes Arginin, NG-Aminoarginin oder NG-Nitroarginin mit Wirksamkeit zur Förderung des Ansprechens auf blutdrucksteigernde Mittel, z. B. α&sub1;-adrenerge Agonisten oder Angiotensin.
• Septischer Schock ist ein lebensbedrohender Zustand, der aus der Einwirkung von bakteriellen Toxinen, wie Endotoxin, herrührt. Er manifestiert sich durch einen kardiovaskulären Kollaps und wird durch die Freisetzung von Cytokinen, wie Tumornekrosefaktor und Interleukin-1, vermittelt. Einige dieser Cytokine führen zur Freisetzung von gefäßaktiven Substanzen. Eine Stickstoffoxidüberproduktion bildet einen wichtigen Beitrag zu endotoxischem Schock. Darüber hinaus belegen die vorliegenden Erkenntnisse zum ersten Mal die Brauchbarkeit von Stickstoffoxidsyntheseinhibitoren in Kombination mit α&sub1;-adrenergen Agonisten bei der Behandlung von endotoxischem Schock und legen nahe, daß ein derartiger Gebrauch bei der Behandlung von septischem Schock therapeutisch wertvoll sein kann.
• Bevorzugte Inhibitoren für die NO-Synthese sind NG-substituierte Argininderivate der L-Konfiguration zu den hierin beschriebenen Verwendungszwecken. Hierzu gehören NG-Aminoarginin, NG-Nitroarginin und NG-Alkylarginine, wie NG-Methylarginin, NG-Ethylarginin, NG-Propylarginin und NG-Butylarginin. Wirksame Menge der substituierten oder disubstituierten Argininderivate hemmen die Produktion von Stickstoffoxid aus Arginin bei einem Patienten und verhindern damit die blutdrucksenkenden Wirkungen und den Verlust an Empfindlichkeit gegenüber α&sub1;-adrenergen oder sonstigen blutdrucksteigernden Mitteln infolge eines Überschusses an NO. Für die Fachleute dürfte es selbstverständlich sein, daß auch noch verschiedene andere Guanidinosubstituenten in gleicher Weise brauchbar sein können. Hierzu gehören Hydroxyalkyl- und sonstige Alkyl- oder Alkenylvarianten.
• Im allgemeineren Sinne kann die vorliegende Erfindung die Verwendung bei der Herstellung eines Medikaments zur Behandlung eines Lebewesens bezüglich irgendeiner auf eine induzierte Produktion von Stickstoffoxid zurückzuführenden systemischen Hypotonie betreffen. Die Verwendung betrifft die intravaskuläre Verabreichung eines blutdrucksteigernden Mittels und eines Inhibitors für die NO-Produktion, z. B. eines Argininderivats, an ein Lebewesen in einer die Produktion von Stickstoffoxid aus Arginin zur Unterstützung der Wiederherstellung der Empfindlichkeit gegenüber blutdrucksteigernden Mitteln, wie α&sub1;-adrenergen Mitteln, hemmenden Menge. Wirksame Inhibitoren für die NO-Synthese aus Arginin sind die verschiedensten Verbindungen, insbesondere Argininderivate und dgl. Zahlreiche andere Substituenten als Wasserstoff an der Guanidinogruppe von Arginin oder argininanalogen guanidinofunktionellen Gruppen sollten ebenfalls funktionieren. Die Synthese von Hypotonie hervorrufendem Stickstoffoxid kann direkt oder indirekt durch Interferon (IFN), Tumornekrosefaktor (TNF), Interleukin-1 (IL-1), Interleukin-2 (IL-2) und Endotoxin induziert werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die hierin als brauchbar bezeichneten Argininderivate aus NG-substituiertem oder NGNG-disubstituiertem Arginin. Gemäß einer Ausführungsform besitzen diese Inhibitoren vorzugsweise guanidinoverknüpfte Alkylsubstituenten, ausgewählt aus der Gruppe Methyl, Ethyl, Propyl und Butyl. Analoge Derivate können modifizierte Alkylsubstituenten, z. B. Hydroxyalkyl, Carboxyalkyl und Aminoalkyl, enthalten. Diese in der praktischen Ausführung der vorliegenden Erfindung verwendbaren Argininderivate umfassen insbesondere Arginin mit mindestens einem NG-Guanidinosubstituenten, ausgewählt aus der Gruppe Alkyl, Hydroxyalkyl und Alkenyl. Die wirksame Menge an den erfindungsgemäßen NO-Syntheseinhibitoren ist diejenige Menge, die ausreicht, eine Produktion von Stickstoffoxid aus Arginin zu hemmen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Fig. 1A und 1B stellen die Wirkung einer Endotoxinvorbehandlung auf die Blutdrucksteigerer-Ansprechspitzen gegenüber Phenylephrin (Fig. 1A) und Angiotensin II (Fig. 1B) bei der Ratte mit durchschnittenem Rückenmark dar. Die Tiere waren entweder unbehandelt (Kontrollgruppe) oder 6 h vor dem Durchschneiden des Rückenmarks und Anbringung des Instruments zur Blutdruckaufzeichnung mit Endotoxin behandelt (LPS-behandelt; 15 mg/kg, i. p.).
• Fig. 2A und 2B stellen die Wirkung einer Endotoxin (LPS; Lipopolysaccharid)-Behandlung der Ratte auf die Verengung isolierter Aortenringe durch Phenylephrin in Abwesenheit (Fig. 2A) bzw. Anwesenheit (Fig. 2B) von 300 um NG-Methyl-L- arginin dar.
• Fig. 3 stellt den zeitlichen Verlauf der LPS-induzierten Erhöhung der Serumspiegel an den NO-Metaboliten Nitrat und Nitrit mit oder ohne NG-Methyl-L-arginin (NMA) dar.
• Fig. 4 zeigt einen Vergleich der Stärke von NG-Methyl- und NG-Nitro- sowie NG-Amino-L-arginin bei der Wiederherstellung einer Phenylephrin (PE)-induzierten Verengung in endotoxischen Aortenringen.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
• Die vorliegende Erfindung umfaßt die Erkenntnis, daß die Endotoxin-induzierte Unempfindlichkeit gegenüber blutdrucksteigernden Mitteln durch Inhibitoren der Stickstoffoxidsynthese wieder aufgehoben werden kann.
• Klinische Studien an das biologische Ansprechen modifizierenden Mitteln, wie bestimmten Cytokinen einschließlich Tumornekrosefaktor, Interleukin-1, Interleukin-2 und gamma-Interferon, haben gezeigt, daß deren eine größere Dosis limitierende Toxizität Hypotonie ist.
• Da Hypotonie auf das biologische Ansprechen modifizierende Mitteln anspricht und durch Stickstoffoxidproduktion vermittelt wird, wird der Nutzen von blutdrucksteigernden Mitteln zur Therapie von Hypotonie bei diesen Patienten durch Inhibitoren für die Stickstoffoxidsynthese erhöht. Bei diesen Stickstoffoxidsyntheseinhibitoren stellen Argininanaloga oder Derivate derselben den Haupttyp dar.
• Die Erfinder der vorliegenden Erfindung bemerken hierin, daß die NO-Produktion in der Gefäßwand offensichtlich bei der Entwicklung von Hypotonie eine Rolle spielt und zur Unempfindlichkeit gegenüber blutdrucksteigernden Mitteln im Zusammenhang mit bakteriellen Toxinen und das biologische Ansprechen modifizierenden Mitteln, wie bestimmten Cytokinen, beiträgt.
• Hypotonie wird häufig durch Verabreichen von α&sub1;-adrenergen blutdrucksteigernden Mitteln, wie beispielsweise Phenylephrin, Epinephrin, Norepinephrin, Dopamin, Metaraminol, Methoxamin, Ephedrin und Mephentermin, behandelt. Bei Hypotonie bei endotoxischem Schock oder Behandlung mit verschiedenen Cytokinen sind diese Arzneimittel nicht mehr wirksam. Ein zentraler Teil der vorliegenden Erfindung betrifft die Erkenntnis, daß bei Hemmung einer NO-Produktion aus Arginin der Verlust an Gefäßempfindlichkeit gegenüber blutdrucksteigernden Mitteln wieder aufgehoben werden kann.
• Die folgenden Ergebnisse belegen, daß auf Arginin basierende oder sonstige Stickstoffoxidsyntheseinhibitoren (beispielsweise NG-substituiertes Arginin oder Argininanaloga) zur klinischen Behandlung von Endotoxin (Sepsis)- und Cytokininduzierter Hypotonie aufgrund eines Mechanismus zusätzlich zu der direkten Blutdrucksteigerung (vgl. US-A-5 28 657) brauchbar sind. Die genannten exemplarischen Erkenntnisse zeigen, daß die Wirksamkeit von derzeit zur Behandlung von Hypotonie verwendeten blutdrucksteigernden Arzneimitteln, die jedoch bei Zuständen, wie NO-induzierter Hypotonie, weitgehend unwirksam sind, nach Verabreichung eines Stickstoffoxidsyntheseinhibitors durch intravenösen Bolus oder Infusion gesteigert wird. Diese Erfindung sollte daher die Wirksamkeit derzeit verwendeter Pharmakotherapie mit blutdrucksteigernden Arzneimitteln (z. B. α&sub1;-adrenergen und dopaminergen Agonisten) erhöhen. Eine weitere Applikationsmöglichkeit dieser Erfindung besteht darin, daß die kombinierte NO-Syntheseinhibitor/Blutdrucksteigerungstherapie eine Verminderung der zum Erreichen eines therapeutischen Nutzens erforderlichen Dosis eines Inhibitors, z. B. Argininanalogos, ermöglicht. Auf diese Weise läßt sich auch die Häufigkeit möglicher toxischer Nebenwirkungen von Stickstoffoxidsyntheseinhibitoren verringern.
• Die Beispiele belegen folgendes:
• (1) Als Antwort auf Endotoxin werden Tiere - ähnlich wie bei Patienten mit septischem Schock zu beobachten - gegenüber blutdrucksteigernden Mitteln unempfindlich. Inhibitoren der Stickstoffoxidsynthese stellen die Empfindlichkeit gegenüber blutdrucksteigernden Mitteln in vivo wieder her.
• (2) Aus Endotoxin behandelten Ratten isolierte Aorten zeigen ex vivo einen progressiven Abfall in der Empfindlichkeit gegenüber blutdrucksteigernden Mitteln.
• (3) Der zeitliche Verlauf der Zunahme an Plasmanitrat bei Endotoxin behandelten Ratten folgt einem identischen zeitlichen Verlauf der ex-vivo-Entwicklung der Empfindlichkeit gegenüber blutdrucksteigernden Mitteln.
• (4) Die Wiederherstellung der Empfindlichkeit gegenüber blutdrucksteigernden Mitteln bei ex vivo endotoxischen Gefäßen erfolgt bei jedem mehrerer Argininantagonisten.
• Die folgenden Beispiele dienen zur Beschreibung der besten Ausführungsmodi bevorzugter Ausführungsformen und Einsatzmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung.
Beispiel 1 In-vivo-Test
• Zum Beleg dafür, daß eine Stickstoffoxidüberproduktion zu einer verminderten Empfindlichkeit gegenüber blutdrucksteigernden Mitteln führen kann, wurden Studien an einem Rattenmodell septischer Hypotonie, d. h. bei der endotoxischen Ratte mit durchtrenntem Rückenmark, durchgeführt. Die Fig. 1A und 1B zeigen die Wirkung einer Endotoxin (ET- oder LPS-Abkürzung)-Vorbehandlung auf das Blutdrucksteigerer- Spitzenansprechen gegenüber Phenylephrin (Fig. 1A) bzw. Angiotensin II (Fig. 1B) bei der Ratte mit durchtrenntem Rückenmark. Die Tiere waren entweder unbehandelt (Kontrollgruppe) oder 6 h vor Durchtrennen des Rückenmarks und Einsetzen eines Instruments zur Blutdruckaufzeichnung mit Endotoxin behandelt (LPS-behandelt; 15 mg/kg, i. p.). Vor dem Durchtrennen des Rückenmarks betrug der mittlere systemische arterielle Druck bei Kontrollratten 123 ± 3 mm Hg (n = 6). Nach dem Durchtrennen des Rückenmarks der Kontrolltiere fiel der Blutdruck auf 59,8 ± 3 mm Hg. Nach dem Durchtrennen des Rückenmarks der LPS-behandelten Tiere kam es zu einer weiteren signifikanten Reduktion auf 28,7 ± 2,1 mm Hg (P < 0,01 nach dem Studentschen t-Test, n = 6). Der anfängliche Blutdruck bei NMA (NG-Methyl-L-arginin)-behandelten (30 mg/kg, i. v.) und NMA + ARG (Arginin) (30 mg/kg bzw. 60 mg/kg)-behandelten Tieren betrug 46,2 ± 3,8 mm Hg bzw. 33,6 ± 3,2 mm Hg (n = 4-6). Die Punkte repräsentieren Durchschnittswerte der Peakzunahmen im mittleren systemischen arteriellen Druck ± S. E. nach i. v.-Einsetzen eines Bolus der indizierten Dosis von Phenylephrin bzw. Angiotensin II (n = 4-6) dar. Die Fig. 1A und 1B zeigen die Fähigkeit von Phenylephrin (Fig. 1A) bzw. Angiotensin II (Fig. 1B) zur Erhöhung des mittleren systemischen arteriellen Drucks als Funktion der an Kontrollratten (nicht vorbehandelt) bzw. 6 h vor der kardiovaskulären Beurteilung mit Endotoxin vorbehandelten (LPS-vorbehandelten) Ratten. Fig. 1A und 1B belegen, daß eine Endotoxinvorbehandlung eine deutliche Verringerung der Maximumzunahmen im arteriellen Druck durch den &alpha;&sub1;-adrenergen Agonisten Phenylephrin (60%) bzw. das blutdrucksteigernde Mittel Angiotensin II (85%) hervorruft. Somit spiegelt in dieser Hinsicht das Tiermodell den klinischen Zustand von Sepsis wider. Die Fig. 1A und 1B belegen ferner, daß unmittelbar nach Verabreichung eines Stickstoffoxidsyntheseblockers, nämlich von NG-Methyl-L-arginin (NMA), das Ansprechen auf beide blutdrucksteigernde Mittel auf die Kontrollwerte wiederhergestellt wird. Eine anschließende Verabreichung eines Überschusses an L-Arginin, welches die NNA- Hemmung der Stickstoffoxidsynthese zunichte macht, führt zu einem Wiederauftreten der zuvor beobachteten verminderten Empfindlichkeit gegenüber Phenylephrin (vgl. Fig. 1A). Diese Ergebnisse belegen, daß eine Endotoxin-induzierte Stickstoffoxidsynthese bei diesem Sepsistiermodell die verminderte Empfindlichkeit gegenüber blutdrucksteigernden Mitteln vermittelt.
Beispiel 2 In-vitro-Test
• Zur Bestätigung, daß das verminderte Ansprechen endotoxischer Ratten auf blutdrucksteigernde Arzneimittel einen Gefäßursprung (und nicht vom Herz ausgehend) hat, verglichen wir das Gefäßverengungsansprechen bei aus Kontroll- und endotoxischen Ratten isolierten ex-vivo-Aortaringen (Fig. 2A und 2B)·. Die Fig. 2A und 2B zeigen die Wirkung einer LPS (Lipopolysaccharid)-Behandlung der Ratte auf die Verengung isolierter Aortaringe durch Phenylephrin in Abwesenheit (Fig. 2A) bzw. Anwesenheit (Fig. 2B) von 300 um NG-Methyl-L- arginin. Die Ratten waren entweder unbehandelt oder während der angegebenen Dauer (2, 4 oder 6 h) vor dem Töten und der Präparation der Aortaringe zur Tensionsaufzeichnung mit LPS (15 mg/kg, i. p.) vorbehandelt. Die Phenylephrin-Dosis-Ansprechkurven wurden durch kumulative Verabreichung konstruiert. Wenn die Ringe NMA-behandelt wurden, wurde das NMA 5 min vor der ersten Phenylephrindosis zugegeben und war während der gesamten Dosis-Ansprechanalyse dauernd vorhanden. Die Punkte repräsentieren mittlere Tensionswerte ± S. E. für die durch 5-8 Aortaringe erzeugte Tension. Wie aus Fig. 2A hervorgeht, nimmt das maximale Verengungsansprechen auf Phenylephrin progressiv als Funktion der Dauer der Endotoxineinwirkung in vivo ab. Festzustellen ist, daß 6 h nach der Endotoxinbehandlung das maximale Phenylephrinansprechen weniger als 15% der Kontrolle (0 h) beträgt. Fig. 2B zeigt die Wirkung von Phenylephrin auf dieselben Gefäße, jedoch in Anwesenheit des Stickstoffoxidsyntheseinhibitors NMA. Festzustellen ist, daß NMA in signifikanter Weise die Phenylephrin-induzierte Gefäßverengung gegenüber den Kontrollwerten wieder aufhebt. Diese Erkenntnis stimmt mit der Ansicht überein, daß eine Stickstoffoxidsynthese innerhalb der Gefäßwand einen Hauptbeitrag zur Endotoxin-induzierten Reduktion des Ansprechens auf ein gefäßverengendes Mittel leistet.
Beispiel 3 Serumnitrat
• Es ist bemerkenswert, daß Endotoxin eine mehr als 15-fache Zunahme im Serumnitrat, einem sich ansammelnden stabilen Oxidationsprodukt des Stickstoffoxids, bewirkt (Fig. 3). Die Fig. 3 zeigt den zeitlichen Verlauf der LPS-induzierten Erhöhung des Serumnitrats/nitrits mit bzw. ohne NG-Methyl-L- arginin (NMA). Die Punkte entsprechen den mittleren Gehalten ± S. E. an Nitrat/Nitrit im Rattenserum als Funktion der Zeit nach Verabreichung von physiologischer Kochsalzlösung bzw. LPS (15 mg/kg, i. p.) an Kontrollratten bzw. Tiere, denen kontinuierlich NMA infundiert wurde (n = 4-6). Die NMA-Infusion erfolgte über 3 h vor der LPS-Provokation subkutan implantierte osmotische Minipumpen. Die NMA-Freisetzung erfolgte mit einer Geschwindigkeit von 18 mg/kg/h. Die maximale Zunahme im Serumnitrat erreicht nach 6 h, einem Zeitpunkt, der mit nahezu vollständigen Hemmung der Phenylephrin-induzierten Gefäßverengung zusammenfällt, einen Spitzenwert. Weiterhin dämpft eine NMA-Infusion neben einer Wiederaufhebung der Verengungsantwort auf Phenylephrin deutlich die durch Endotoxin hervorgerufene Zunahme im Serumnitrat.
Beispiel 4 Wirksamkeitsvergleich von Araininantagonisten hinsichtlich einer Wiederherstellung einer &alpha;&sub1;-Rezeptorantwort
• Aus Ratten, die eine Endotoxindosis erhalten hatten, isolierte endotoxische Ringe wurden hinsichtlich ihrer Zusammenziehantwort auf Phenylephrin alleine und in Gegenwart verschiedener Argininantagonisten hin untersucht. Untersucht wurde L-Arginin, das an der Guanidinogruppe mit NG-Methyl, Nitro oder Amino substituiert war. Von sämtlichen hat es sich gezeigt, daß sie die Verengungsantwort auf Phenylephrin in Aortaringen aus endotoxischen Ratten wiederaufheben.
• Fig. 4 zeigt, daß NG-Methylarginin wirksamer als NG-Nitroarginin war, welches seinerseits wirksamer war als NG-Aminoarginin. Nichtsdestoweniger waren sämtliche wirksam. In der Tat stellten sie bei den höchsten Dosen etwa dieselbe Empfindlichkeit gegenüber Phenylephrin wieder her. Diese Beobachtung unterstreicht ferner die Rolle von durch Endotoxin oder sonstige Cytokine induziertem Stickstoffoxid als diejenige Substanz, die für den Verlust an Empfindlichkeit gegenüber blutdrucksteigernden Arzneimitteln, wie &alpha;&sub1;-adrenergen Arzneimitteln, verantwortlich ist.
Beispiel 5 Methoden Blutdruckaufzeichnung bei der Ratte mit durchtrenntem Rückenmark
• Bei mit Ethylether betäubten Sprague-Dawley-Ratten (250-300 g) wurde in der zuvor von Shipley und Tilden (R. E. Shipley und J. H. Tilden (1947)) beschriebenen Weise das Rückenmark durchtrennt. Dabei wurde ein zum Testen von blutdrucksteigernden Substanzen geeignetes Rattenpräparat mit durchtrenntem Rückenmark hergestellt (Proc. Soc. Exp. Med., 65: 453- 455). Nach Durchführung einer Tracheotomie wurden die Ratten künstlich mit Raumluft beatmet. In die linke gemeinsame Halsschlagader wurde eine Kanüle zur Blutdruckmessung über einen Statham-Druckwandler (Hato Rey, Puerto Rico) eingesetzt. Der Blutdruck wurde auf einem Physiographen (Grass Instruments, Quincy, MA) angezeigt. Die Herzrate wurde aus dem Leitung-III-Elektrokardiogramm bestimmt. Die mit Endotoxin behandelten Tiere erhielten 6 h vor der Studie eine intraperitoneale Dosis von 15 mg/kg. Die linke Jugularvene wurde zur Bolusverabreichung von blutdrucksteigernden Mitteln mit einer Kanüle versehen.
Test auf Serumnitrat und -nitrit
• Die gemeinsame Konzentration an Nitrat und Nitrit im Rattenserum wurde automatisch gemessen. Kurz gesagt wurden verdünnte Serumproben (5-10 ul) mittels einer automatischen Probeneinspritzvorrichtung in einen Strom von 5%igem Ammoniumchloridpuffer (mit Natriumborat auf einen pH-Wert von 8,0 gebracht) injiziert und mit einer Geschwindigkeit von 1 ml/min gepumpt. Die Probe wurde durch eine kupferbeschichtete Cadmiumsäule, in der Nitrat katalytisch zu Nitrit reduziert wurde, geleitet. Danach wurde das Nitrit online mit Griess-Reagens (0,05% Naphthalindiamin und 0,5% Sulfanylamid in 5% Orthophosphorsäure; Strömungsgeschwindigkeit 1 ml/min) zur Bildung eines Azofarbstoffprodukts derivatisiert. Dieses wurde bei OD&sub5;&sub4;&sub3; mittels eines Durchflußspektralphotometers (Pharmacia, Upsala, Schweden) getestet.

Claims (9)

1. Verwendung einer Kombination eines &alpha;&sub1;-adrenergen Agonisten und eines Inhibitors der Stickstoffoxidsynthese von Arginin zur Herstellung eines Medikaments zur Behandlung von systemischer Hypotonie, die durch Endotoxin oder Sepsis induziert wird.

2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei der Inhibitor der Stickstoffoxidsynthese ein Argininderivat ist.

3. Verwendung nach Anspruch 2, wobei das Argininderivat ein NG-substituiertes Arginin oder ein NG,NG-disubstituiertes Arginin ist und das NG-substituierte Arginin oder das NG,NG-disubstituierte Arginin mindestens einen Nitro-, Amino-, Alkyl-, Hydroxyalkyl-, Carboxyalkyl- oder Alkenylsubstituenten, der einen Guanidinoaminowasserstoff ersetzt, aufweist.

4. Verwendung nach Anspruch 3, wobei das NG-substituierte Arginin NG-Aminoarginin, NG-Nitroarginin, NG-Methylarginin, NG-Ethylarginin, NG-Propylarginin oder NG- Butylarginin ist.

5. Verwendung nach Anspruch 3, worin das NG-substituierte Arginin oder NG,NG-disubstituierte Arginin ein NG- Alkylarginin oder NG,NG-Dialkylarginin ist.

6. Verwendung nach Anspruch 3, wobei das NG-substituierte Arginin oder NG,NG-disubstituierte Arginin ein L-Argininderivat ist.

7. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Medikament in einer zur intravaskulären Verabreichung geeigneten Form vorliegt.

8. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der &alpha;&sub1;-adrenerge Agonist Epinephrin, Norepinephrin, Dopamin, Metaraminol, Methoxamin, Ephedrin, Mephentermin, Phenylephrin oder Angiotensin II ist.

9. Kombination aus einem &alpha;&sub1;-adrenergen Agonisten und einem Inhibitor der Stickstoffoxidsynthese von Arginin.