Antiparkinson-Wirkstoffe

L-Dopa, Anticholinergika etc.

L-Dopa, Anticholinergika etc.


N. K.
Diese Lernkarten bieten einen umfassenden Überblick über Antiparkinson-Wirkstoffe und deren Mechanismen auf Universitätsniveau. Sie behandeln die Rolle von Dopamin, Dopa und deren Derivate, sowie die Bindung und Wirkung von Rezeptoragonisten und MAO-Hemmern. Die Karteikarten beleuchten auch die Symptome und Therapieansätze, einschließlich der Verwendung von COMT-Inhibitoren und Anticholinergika. Ideal für Medizinstudenten und Fachkräfte, die sich mit der Pharmakologie und Behandlung von Parkinson vertiefen möchten.
Flashcards
48
Students
5
Language
German
Category
Medical
Level
University
Created / Updated
22.07.2016 / 13.05.2022

Flashcards

Parkinson: Pathophysiologie, Symptome, mögliche Ursachen

• James Parkinson, 1817: Patienten mit „Zitterlähmung“.
• Arvid Carlsson, 50er Jahre: Dopamin im Striatum spielt zentrale Rolle bei der Steuerung kontrollierter Bewegungen.
 

Pathophysiologie:
• Degeneration von dopaminergen Neuronen
• Laminare Einschlußkörperchen (Lewy-Körperchen) in Substantia nigra (verminderte Dopaminkonz. im Striatum)

Symptome:
•Trias: Hypokinesie (Bewegungsarmut) - Rigor (Steifigkeit) - Tremor (Zittern), 
• weitere Symptome: vegetative Störungen: Speichelfluss, Tränen- und Talgproduktion, Schlafstörungen, depressive Verstimmungen, kognitive Störungen, Wäme- und Schweißregulation gestört.
• On-/Off-Symptomatik, Plus- und Minus-Symptome.

Ursache: unbekannt!
a) Medikamentöses Parkinson-Syndrom bei Anwendung von D2- Rezeptoraantagonisten
b) Drogen-Konsum (1-Methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridin = MPTP)

Schaubild mögliche Ursachen für die Entstehung von Parkinson

Wodurch werden die Minus-Symptome und wodurch die Plus-Symptome geprägt?

• Minus-Symptome: Dopamin-Defizit
• Plus-Symptome: Überschuss an Acetylcholin
=> pharmakologische Korrektur des Ungleichgewichts

Welche AS-Klassen an Antiparkinsonmitteln gibt es?

1. Levodopa/Decarboxylase-Inhibitor
2. Dopamin-Agonisten
3. Inhibitoren der Cathechol-O-Methyl-Transferase
4. Inhibitoren der Monoamin-Oxidase B (MAO-B)
5. NMDA-Rezeptor-Antagonisten
6. Anticholinergika

Arzneistofftargets für die Parkinsontherapie am Neuron

Warum ist keine direkte Gabe von Dopamin zur Therapie möglich?

Weil Dopamin zu hydrophil ist, um die BHS zu überwinden und es zu schnell metabolisiert wird

 

Levodopa (L-Dopa): WM, Metabolismus, Therapie-Problem, Applikationsform, Nachteile, HWZ Bereich

Antiparkinsonmittel

direkte biogene Vorstufe des Dopamin

aufgrund der Ähnlichkeit mit Tyrosin kann L-Dopa die B/H-Schranke durch aktiven Transport mittels L-Aminosäure-Transporter-1 (LAT1) gut überwinden:
→ Tyrosin Ki = 31 µM
→ L-Dopa Ki = 67 µM


Bioaktivierung: im ZNS erfolgt Decarboxylierung durch Dopa-Decarboxylase (DDC) zu Dopamin

Abbau: Monoaminoxidase (MAO)-B und Catechol-O-Methyl-Transferase (COMT)

Therapie-Problem: Abbau von L-Dopa durch die Decarboxylase auch in der Peripherie (und O-Methylierung)
=> geringe Bioverfügbarkeit (im ZNS)!
=> Kombinierte Gabe oral mit Inhibitor der peripheren Decarboxylase 

1) Wirksamkeitsverlust, verkürzte Wirkdauer, On-Off-Phänomen (Fluktuieren der Symptomatik)
2) Nach > 5 Jahren Therapie: Dyskinesien (unkontrollierte Bewegungsabläufe)
=> Nicht zu lange als Monotherapie! und NICHT im Frühstadium zu geben, quasi als "Joker" aufheben

HWZ: ist kurz und soll auch so sein, da eine schnelle Umwandlung in den wirksamen Metaboliten Dopamin erfolgen soll

Wofür steht DDC? Funktion?

Dopa-Decarboxylase, Levodopa in Dopamin decarboxylieren

Wie erfolgt die Umwandlung von Levodopa in Dopamin? Welcher Cofaktor ist beteiligt?

Pyridoxalphosphat ist als Cofaktor von DDC beteiligt

1. bindet unter Desaminierung an Stickstoff

2. Decarboxylierung

3. + H+, Pyridoxal bindet an freie NH2 von Lysin

=> Dopamin

Stoffwechsel von Levodopa

in der Peripherie & zentral:

- Durch COMT Methylierung einer OH-Gruppe der Catecholstruktur

- DDC -> Decarboxylierung, aber wenn in Peripherie, dann kommt das Produkt Dopamin nicht über BHS

zentral: Dopamin über COMT methyliert, über MAO-Hemmer NH2 weg

oder direkt vor DDC-Angriff über MAO-Hemmer NH2 in Carboxylgruppe

Struktur der DDC

• Dimer, jedes Monomer aus 3 Domänen
• Vit. B6-abhängig (Pyridoxal)
• im ZNS und Niere
• His192: an Katalyse beteiligt
• Lys303: Bindung von Vit. B6
• Asp271: Ionische WW mit Pyridin-N

Levodopa Bindung an DDC

 blau: Pyridoxal (Vitamin B6)

• His192: an Katalyse beteiligt
• Lys303: Bindung von Vit. B6
• Asp271: Ionische WW mit Pyridin-N des Vit. B6


Bindung des L-Dopa:
via Van-der-Waals-WW zu Isoleucin101 und Phe103

Carbidopa

Inhibitor der peripheren DDC, Substratanalogon

Aufgrund der hohen Polarität der DDC-Inhibitoren: keine Passage der B/H- Schranke
=> DDC im ZNS wird nicht gehemmt und L-Dopa kann am Wirkort zu Dopamin
umgewandelt werden.

Carbidopa Bindung an DDC

blau: Vitamin B6 (Pyridoxal)

• His192: an Katalyse beteiligt
• Lys303: Bindung von Vit. B6
• Asp271: Ionische WW mit Pyridin-N des Vit. B6

• kovalente Bindung über das Hydrazon von Carbidopa
• zusätzliche H-Brücken zw. OH- Gruppen des Carbidopa und OH des Threonin 82 bzw. Phosphat
• H-Brücke zu His192

Benserazid

Inhibitor der peripheren DDC, Produkt-Analogon, Prodrug (Serin)

bessere Bindung an DDC als Carbidopa, da 2 zusätzliche OH zwei weitere H-Brücken an Wassermoleküle in der Nähe des aktiven Zentrums ausbilden können

Aufgrund der hohen Polarität der DDC-Inhibitoren: keine Passage der B/H- Schranke
=> DDC im ZNS wird nicht gehemmt und L-Dopa kann am Wirkort zu Dopamin
umgewandelt werden.

Dopamin-Rezeptoragonisten: WM, Einsatz in welchem Stadium, NW

• Anstelle von L-Dopa bereits im Frühstadium der Erkrankung
• Zentral und peripher wirksam
• Stimulierung der D2-Rezeptoren
NW: Unruhe, Übelkeit, Erbrechen, orthostatische Hypotonie, Beeinflussung der Prolactin-Sekretion

Welche Dopamin-Rezeptoragonisten gibt es? Welche 2 Klassen werden unterschieden?

1. Ergolin-Derivate:
• Apomorphin
• Bromocriptin
• Lisurid
• Cabergolin


2. Nicht-Ergolin-Derivate:
• Ropinirol
• Rotigotin
• Pramipexol
• Piribedil

Apomorphin

Antiparkinsonmittel - Ergolin-Derivat (Dopamin-Rezeptoragonist)

• Umlagerungsprodukt des Morphins
• keine opioide Wirkung
• rascher Wirkungseintritt (s.c. Applikation) => Notfallmedikament bei spontaner off-Symptomatik

Worin unterscheiden sich die Ergolin-Derivate chemisch? Wie ist deren HWZ so ungefähr?

Substitution an Pos. 8 des Ergolins und protonierbarer Stickstoff

ansonsten am B Ring links vom Stickstoff

und manche haben am D-Ring zwischen C9 und C10 eine Doppelbindung

Cabergolin z.B. hat ne HWZ von 70 h aber einen Dosierungsintervall von 24 h.

WARUM? weil diese Agonisten eine lange HZW im Plasma haben, aber nicht so lange im Gehirn wirken

Bromocriptin

Antiparkinsonmittel - Ergolin-Derivat (Dopamin-Rezeptoragonist)

• erster Dopamin-Rezeptoragonist
• intensiver First-Pass-Metabolismus =>  geringe BV
• Agonistische Aktivität an α1, α2, und 5-HT-Rezeptoren

Cabergolin

Antiparkinsonmittel - Ergolin-Derivat (Dopamin-Rezeptoragonist)

•D2/D3-Agonist
• lange HWZ
• Agonistische Aktivität an α1, α2, und 5-HT-Rezeptoren

Ropinirol

Antiparkinsonmittel - Nicht-Ergolin-Derivat (Dopamin-Rezeptoragonist)

• oxidiertes Tryptamin-Derivat
• D2/D3-Agonist
• starker CYP-Metabolismus
• keine Affinität zu α1, α2, und 5-HT- Rezeptoren

Piribedil

Antiparkinsonmittel - Nicht-Ergolin-Derivat (Dopamin-Rezeptoragonist)

• relativ starker α2-Agonist
• kaum sedierend

1,3- Benzodioxol

Piperazin

Pyrimidin

Guanidinstruktur

Pramipexol

Antiparkinsonmittel - Nicht-Ergolin-Derivat (Dopamin-Rezeptoragonist)

• sehr gute BV,
• geringe Biotransformation

Rotigotin

Antiparkinsonmittel - Nicht-Ergolin-Derivat (Dopamin-Rezeptoragonist)

relativ geringe BV, deshalb TTS Applikation

Nicht-Ergosterol-Derivate: PK Tabelle mit Klasse, Rezeptorbindung, HWZ, Ausscheidungsorgan, Mono/Kombi-Anwendung und Prüfungen

COMT: ausgeschrieben, Funktion,  Substrate, Vorkommen

Catechol-O-Methyl-Transferase

• katalysiert den Transfer von Methylgruppen von S-Adenosyl-Methionin auf die 3 -OH-Gruppe von Catecholstrukturen
• Typische Substrate: Dopamin, Noradrenalin, Adrenalin, Levodopa, Ascorbinsäure
• L-Dopa wird durch COMT zu 3-Methyl-DOPA umgewandelt

• ubiquitär vorkommend v.a. in Leber, Niere und Darm
•im ZNS: membrangebundene Form
• in der Peripherie: lösliche Form

COMT Katalyse Funktionsweise

WM COMT-Inhibitoren, HWZ und wieso ist der so?

periphere L-Dopa-Spiegel steigen und ergeben damit erhöhte Spiegel im ZNS.

HWZ niedrig, da es ja nur die Konz. von L-Dopa im Gehirn erhöhen soll indirekt, deshalb auch keine längere HWZ als L-Dopa selbst nötig

Entacapon

Antiparkinsonmittel: COMT-Inhibitor

• selektive, reversible COMT-Inhibitoren
• perorale Applikation
→ Entacapon: peripher wirksam
• wichtiges Strukturmerkmal: Nitro-Gruppe

WM: periphere L-Dopa-Spiegel steigen und ergeben damit erhöhte Spiegel im ZNS.

Tolcapon

Antiparkinsonmittel: COMT-Inhibitor

• selektive, reversible COMT-Inhibitoren
• perorale Applikation
→ Tolcapon: peripher und zentral wirksam (ZNS-gängig)
• wichtiges Strukturmerkmal: Nitro-Gruppe

WM: periphere L-Dopa-Spiegel steigen und ergeben damit erhöhte Spiegel im ZNS.

Bindung von Entacapon an Bindungstasche von COMT

• NO2-Gruppe: essentiell für Bindung → H-Brücken zu Lys141 und Wassermolekülen.
• OH-Gruppen: H-Brücke zu Glu199 bzw. Bindung an Mg2+
• Mg2+: sorgt für korrekte Orientierung und räumliche Nähe zwischen Substrat
und S-Adenosyl-methionin
• Mg2+-Bindung: 2 Aspartate, 1 Asparagin
• Glu90: wichtig für S-Adenosyl-methionin-Bindung

MAO B

• in der äußeren Mitochondrienmembran
• verantwortlich für Dopamin-, Serotonin- und Noradrenalinabbau
• Co-Faktor: FAD, fixiert durch Lys296, Trp388 und Tyr398
• Substrat: fixiert durch Tyr398 und Tyr435

Dopamin in Bindungstasche von MAO B

Selegilin in Bindungstasche von MAO B

Selegilin

Antiparkinsonmittel: MAO-B Hemmer

• hohe Lipophilie, gut ZNS-gängig
• starke Metabolisierung u.a. zu Amphetamin und Metamphetamin

Mechanismus der MAO-B-Hemmung durch Selegilin

• irreversible Hemmung durch kovalente Bindung an MAO-B
• FAD bindet via N(5) über Thioether an Cystein des Enzyms
• MAO-Inhibitoren binden ebenfalls an N(5) des FAD

Rasagilin

Antiparkinsonmittel: MAO-B Hemmer

um eine CH2-Brücke erweitertes, „ringgeschlossenes Selegilin“

Amantadin

Antiparkinsonmittel: NMDA-Rezeptorantagonist

• ursprünglich Anti-Influenza
• nichtkompetitive Blockade des NMDA-Rezeptors: verhindert die NMDA-Rezeptor-vermittelte Freisetzung von Acetylcholin in nigrostratialen Regionen.

=> Plus Symptome vermindert

Budipin

Antiparkinsonmittel: NMDA-Rezeptorantagonist

NMDA-Rezeptor-Antagonist und Einfluss auf Dopaminstoffwechsel: NMDA-vermittelte ACh-Freisetzung in nigostrialen Regionen wird vermindert

=> wirkt sich positiv auf Plus-Symptome aus =>vermindert diese

Study