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Hintergrund
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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft allgemein
pharmazeutische Zusammensetzungen zur Herbeiführung einer Veränderung
der Hypothalamusfunktion beim Menschen unter Veränderung bestimmter Verhaltensweisen
und physiologischer Erscheinungen, die durch den Hypothalamus von
Individuen vermittelt werden. Insbesondere betrifft die Erfindung
die Verwendung bestimmter Androsten-Steroide als neurochemische
Physiologie- und Verhaltenseffektoren.
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Beschreibung des Stands
der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft
bestimmte Verbindungen, nämlich
Androstan-Steroide, insbesondere Androsten-Steroide, und die Verwendung
dieser Verbindungen bei der Herstellung eines Arzneimittels, das sich
für die
nasale Verabreichung als humanes semiochemisches Mittel zur Veränderung
der Hypothalamusfunktion mit dem Ziel eignet, bestimmte, sich ergebende
Verhaltensweisen und physiologische Erscheinungen zu beeinflussen,
z. B. eine Verringerung von Angstzuständen (Ängstlichkeit) zu erreichen.
Ein typisches Beispiel für
Androstan-Steroide ist Testosteron. Androstan-Steroide sind durch
eine steroidale Struktur mit vier Ringen gekennzeichnet, wobei eine
Methylierung in der 13-Stellung und in der 10-Stellung vorliegt.
Androstene sind eine Untergruppe von Androstanen. Sie weisen mindestens
eine Doppelbindung auf. G. Ohloff et al. (Helv. Chim. Acta, Bd.
66 (1983), S. 192–217)
haben gezeigt, dass verschiedene Mitglieder dieser Gruppe von Steroiden
einen Geruch aufweisen, der je nach verschiedenen isomeren, diastereomeren
und enantiomeren Formen variiert. Von einigen Mitgliedern dieser
Gruppe wurde berichtet, dass sie bei einigen Säugetierspezies als Pheromone
wirken, z. B. 5α-Androst-16-en-3-on
und 5α-Androst-l6-en-3a-ol
bei Schweinen (D. R. Melrose et al., Br. Vet. J., Bd. 127 (1971),
S. 497–502).
Diese vom Eber erzeugten 16-Androstene induzieren das Paarungsverhalten
bei Östrus-Sauen
(Claus et al., Experimentia, Bd. 35 (1979), S. 1674–1675).
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Einige Untersuchungen haben ergeben,
dass bei einigen Spezies verschiedene Eigenschaften bestimmter 16-Androstene
(einschließlich
5α-Androst-16-en-3a-ol
und 5α-Androst-16-en-3-on),
wie die Konzentration, der Stoffwechsel und die Lokalisierung, sexuell
dimorph sind (Brooksbank et al., J. Endocr., Bd. 52 (1972), S. 239–251; Claus
et al., J. Endocr., Bd. 68 (1976), S. 483–484; Kwan et al., Med. Sci.
Res., Bd. 15 (1987), S. 1443–1444).
Beispielsweise wurde festgestellt, dass 5α-Androst-16-en-3α-ol und 5α-Androst-16-en-3-on
sowie Androsta-4,16-dien-3-on in verschiedenen Konzentrationen im
peripheren Blut, im Speichel und in Achselsekreten von Männern und
Frauen auftreten (T. K. Kwan et al., Med. Sci. Res., Bd. 15 (1987), S.
1443–1444).
Es wurde auf ihre Funktion als humanes Pheromon in Bezug auf eine
Beeinflussung der Wahl und der Beurteilung hingewiesen (Kwan et
al., a.a.O.; vergl. auch Gower et al., "The Significance of Odorous Steroids
in Axillary Odour",
Perfumery, Hrsg. Van Toller und Dodd, Chapman und Hall (1988), S.
68–72;
D. A. Kirk-Smith
et al., Res. Comm. Psychol. Psychiat. Behav., Bd. 3 (1978), S. 379).
Androstenol (5α-Androst-16-en-3α-ol) wurde
eine pheromonartige Aktivität
in handelsüblichem
Kölnischwasser
für Männer und Parfüms für Frauen
zugeschrieben (AndronR für Männer und AndronR für Frauen
von Jövan).
JP-A-2295916 betrifft Parfümzusammensetzungen
mit einem Gehalt an Androstenol und/oder Analogen davon. 5α-Androstadien-3β-ol (und
vielleicht auch das 3α-Ol)
wurden im humanen Achselsekret identifiziert (Gower et al., a.a.O., S.
57–60).
Auf der anderen Seite gibt es in der Literatur wenig Übereinstimmung
bezüglich
der Frage, ob irgendwelche mutmaßlichen Pheromone tatsächlich eine
Rolle im sexuellen Verhalten oder im Fortpflanzungsverhalten von
Säugetieren,
insbesondere von Menschen, spielen; vergl. G. K. Beauchamp et al., "The Pheromone Concept
in Mammalian Chemical Communication: A Critique", in: Mammalian Olfaction, Reproductive Processes
and Behavior, Hrsg. R. L. Doty, Academic Press, 1976). Diesbezüglich wird
auch auf Gower, et al., a.a.O., S. 68–73, verwiesen.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung betrifft die nicht-systemische,
nasale Verabreichung bestimmter Androsten-Steroide zur Beeinflussung
bestimmter Verhaltensreaktionen oder physiologischer Reaktionen
beim Menschen, z. B. zur Abmilderung negativer Verhaltensweisen,
Stimmungen und Charakterzüge.
Insbesondere sorgt die nasale Verabreichung dafür, dass neurochemische Rezeptoren
einer neuroendokrinen Struktur, die allgemein als vomeronasales
Organ ("VNO", auch bekannt als "Jacobson-Organ") bekannt sind und über deren
Funktionsweise man bisher wenig weiß, mit einem oder mehreren
Steroiden oder mit steroidhaltigen Zusammensetzungen in Kontakt
gebracht werden. Dieses Organ ist über die Nasenlöcher der
meisten höheren
Tiere (von Schlangen bis zum Menschen) zugänglich und wird unter anderem
mit der Pheromon-Wahrnehmung bei bestimmten Spezies in Verbindung
gebracht (vergl. allgemein Muller-Schwarze & Silverstein, Chemical Signals, Plenum
Press, New York (1980)). Die Axonen des Neuroepithels des vomeronasalen
Organs, die suprapalatinal angeordnet sind, bilden den vomeronasalen
Nerv und haben eine direkte synaptische Verbindung mit den akzessorischen
Geruchsknospen und von hier einen indirekten Einfluss auf das kortikomediale,
amygdaloide, basale Vorhirn und die Hypothalamusnuclei des Gehirns.
Die distalen Axonen der Terminalis-Nervenneuronen können ebenfalls
als neurochemische Rezeptoren im VNO dienen; L. J. Stensaas et al.,
J. Steroid Biochem. and Molec. Biol., Bd. 39 (1991), S. 553. Dieser
Nerv steht in direkter synaptischer Verbindung mit dem Hypothalamus.
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A. Johnson et al. (J. Otolaryngology,
Bd. 14 (1985), S. 71–7,9)
weisen das Vorliegen des vomeronasalen Organs bei den meisten Erwachsenen
nach, ziehen aber den Schluss, dass dieses Organ möglicherweise
nicht funktionell ist. Zu entgegengesetzten Ergebnissen, die darauf
schließen
lassen, dass das VNO einen funktionellen, chemosensorischen Rezeptor
darstellt, kommen L. Stensaas et al., a.a.O.; und D. T. Moran et al.,
J. Garcia-Velasco und N. Mondragon; L. Monti-Bloch und B. Grosser,
alle in J. Steroid Biochem. and Molec. Biol., Bd. 39 (1991).
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Offensichtlich besteht ein Bedürfnis, humane
semiochemische Substanzen und Pheromone zu identifizieren und zu
synthetisieren und pharmazeutische Zusammensetzungen und Verfahren
zur Beeinflussung der Hypothalamusfunktion zu entwickeln. Die vorliegende
Erfindung beruht auf dem überraschenden
Befund, dass bei nasaler Verabreichung bestimmter neurochemischer
Liganden, insbesondere von Androsten-Steroiden, oder von pharmazeutischen
Zusammensetzungen, die Androstene enthalten, diese Substanzen spezifisch
an Chemorezeptoren bestimmter nasaler Neuroepithelzellen binden
und diese Bindung eine Reihe von neurophysiologischen Funktionen
erzeugt, die zu einer Veränderung
der Hypothalamusfunktion eines Individuums führen. Bei geeigneter Verabreichung
beeinflusst die Einwirkung bestimmter Verbindungen auf den Hypothalamus
die Funktion des autonomen Nervensystems und eine Vielzahl von Verhaltensweisen
oder physiologischen Erscheinungen, wozu (ohne Beschränkung hierauf)
folgendes gehört:
Angstzustände,
prämenstrueller
Stress, Furcht, Aggression, Hunger, Blutdruck und andere Verhaltensfunktionen
und physiologische Funktionen, die normalerweise durch den Hypothalamus
reguliert werden. Diesbezüglich
wird verwiesen auf: Otto Appenzeller: The Autonomic Nervous System.
An introduction of basic and clinical concepts (1990); P. I. Korner,
Central nervous control of autonomic cardiovascular function; und
N. M. Levy und P. J. Martin, Neural control of the heart, beide
Abhandlungen in "Handbook
of Physiology",
Section 2: Cardiovascular System – the heart, Bd. I, Washington
D. C., 1979, American Physiological Society, Hrsg. A. P. Fishman
et al., Handbook of Physiology. Section 3: Respiratory System, Bd.
II., "Control of
breathing", Bethesda
MD., 1986, American Physiological Society.
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In einigen Fällen wird ein einziges Androsten-Steroid
verabreicht. In anderen Fällen
werden Kombinationen von Androsten-Steroiden verabreicht.
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Zusammenfassende
Darstellung der Erfindung
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Demgemäß besteht eine Aufgabe der
Erfindung in der Bereitstellung von pharmazeutischen Zusammensetzungen,
die humane semiochemische Substanzen oder Pheromone enthalten und
sich zur nasalen Verabreichung bei einem Individuum eignen.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung
besteht in der Verwendung von humanen semiochemischen Substanzen
oder Pheromonen bei der Herstellung eines Arzneimittels zur Veränderung
der Hypothalamusfunktion eines Individuums.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung
besteht in der Verwendung humaner semiochemischer Substanzen oder
von Pheromonen bei der Herstellung eines Arzneimittels zur Beeinflussung
von physiologischen und Verhaltensfunktionen von Individuen, die
normalerweise durch den Hypothalamus reguliert werden.
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Schließlich besteht eine Aufgabe
der Erfindung darin, Mittel zur Veränderung der Hypothalamusfunktion
bereitzustellen, die die folgenden Vorteile aufweisen: 1) Verabreichung
direkt auf die Chemorezeptoren im Nasengang und auf das vomeronasale
Organ ohne Pillen oder Nadeln, d. h. nicht-invasiv; 2) Arzneistoffwirkung
durch das Nervensystem und nicht durch das Kreislaufsystem, so dass
eine Beeinflussung der Gehirnfunktion ohne Berücksichtigung der Blut-Hirn-Schranke
erfolgen kann; 3) direktes Mittel zur Beeinflussung des Hypothalamus – es gibt
nur eine einzige synaptische Verbindung zwischen Pheromonrezeptoren
und dem Hypothalamus; und 4) Bereitstellung einer hochspezifischen
Arzneistoffwirkung unter starker Verringerung der Gefahr von unerwünschten
Nebenwirkungen – dies
aufgrund der Tatsache, dass sensorische Nerven sich an eine spezifische
Stelle im Gehirn wenden.
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Weitere Aufgaben, Vorteile und neue
Merkmale der Erfindung ergeben sich zum Teil aus der folgenden Beschreibung
und sind zum Teil für
den Fachmann beim Studium der folgenden Ausführungen ersichtlich oder ergeben
sich bei der praktischen Durchführung
der Erfindung.
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Die Lösung der erfindungsgemäß gestellten
Aufgaben ergibt sich durch Bereitstellung einer pharmazeutischen
Zusammensetzung, die sich für
die nasale Verabreichung an ein Individuum eignet, wobei die Zusammensetzung
eine therapeutisch wirksame Menge eines Androstan-Steroids, das
unter Androsta-4,16-dien-3β-ol
und 17-Methylen-androst-4-en-3α-ol
ausgewählt
ist, und einen pharmazeutisch verträglichen Träger enthält.
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Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft
die Erfindung die Verwendung von Androsta-4,16-dien-3β-ol oder
17-Methylen-androst-4-en-3α-ol
bei der Herstellung eines Arzneimittels, das sich für die nasale
Verabreichung eignet, um
- (a) den prämenstruellen
Stress bei Frauen zu vermindern oder
- (b) die Symptome von Psychosen, Depression oder Angstzuständen bei
einem Individuum zu erleichtern.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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1 erläutert die
Synthese von Androsta-4,16-dien-3-on, Androsta-4,16-dien-3α-ol und Androsta-4,16-dien-3β-ol.
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2 ist
eine graphische Darstellung des elektrophysiologischen Einflusses
auf das Rezeptorpotenzial bei lokalisierter Verabreichung von bestimmten
Steroiden auf das vomeronasale Organ von weiblichen Subjekten (2A)
und das Geruchsepithel (2C). 2B stellt
einen graphischen Vergleich des Einflusses eines Androstans auf
das VNO-Rezeptorpotenzial von männlichen
und weiblichen Subjekten dar.
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3 ist
eine graphische Darstellung des elektrophysiologischen Einflusses
bei lokalisierter Verabreichung bestimmter Steroide auf das vomeronasale
Organ von männlichen
(3A) und weiblichen (3B) Subjekten.
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4 stellt
die Veränderungen
des Rezeptorpotenzials des VNO nach Einwirkung von zwei verschiedenen
Androstanen auf 5 weibliche Subjekte dar.
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5 zeigt
den sexuellen Dimorphismus bei lokalen und autonomen Reaktionen
auf die Stimulation des VNO mit Vomeropherinen. Verschiedene Vomeropherine
(200 fmol) und das Verdünnungsmittel
als Kontrolle wurden gemäß den gemachten
Angaben 30 männlichen
und 30 weiblichen Personen (Alter 20 bis 45 Jahre) verabreicht.
Die Balken zeigen die durchschnittliche Reaktion der Population.
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5A & B:
EVG-Reaktionen wurden gemäß den gemachten
Angaben bei männlichen
(A) und weiblichen (B) Personen gemessen.
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5C & D:
Die elektrodermale Aktivität
wurde gemäß den gemachten
Angaben gemessen. Die Veränderungen
(gemessen in xΩ)
in Reaktion auf die Abgabe von Vomeropherinen auf das VNO der einzelnen Personen
sind für
männliche
(C) und weibliche (D) Personen dargestellt.
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5E & F:
Die α-kortikale
Aktivität
wurde gemäß den gemachten
Angaben gemessen. Die Veränderungen
der Reaktion aufgrund der Abgabe von Vomeropherinen auf das VNO
von männlichen
(E) und weiblichen (F) Personen sind dargestellt.
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5G & H:
Die Hauttemperatur (ST) wurde gemäß den gemachten Angaben gemessen.
Veränderungen
der Reaktion aufgrund der Abgabe von Vomeropherinen auf das VNO
der einzelnen Personen sind für männliche
(G) und weibliche (H) Personen dargestellt.
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Bei den Verbindungen in den Diagrammen
handelt es sich um:
A = 1,3,5(10),16-Östratetraen-3-yl-acetat
B
= Androsta-4,16-dien-3-on
C = 1,3,5(10),16-Östratetraen-3-ol
D = 3-Methoxy-östra-1,3,5(10),16-tetraen
E
= Androsta-4,16-dien-3α-ol
F
= Androsta-4,16-dien-3β-ol
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6 zeigt
Elektro-Olfaktogramme von männlichen
und weiblichen Personen bei Stimulation des OE mit Geruchsmitteln
und Vomeropherinen A: 400 fmol der Geruchsmittel 1-Carvon und Cineol
sowie 200 fmol der Vomeropherine A, B, C, D und F. Das Stereoisomere
E wurde getrennt als zweiter Stoß den OE von 20 Personen (sowohl
männlich
als auch weiblich) verabreicht. Die einzelnen EOG-Reaktionen wurden
gemäß den gemachten
Angaben aufgezeichnet. Die Geruchsmittel sowie E und B riefen eine
signifikante (p < 0,01) lokale
Reaktion hervor. B: 400 fmol der Geruchsmittel 1-Carvon und Cineol
bewirken keine signifikante EVG-Reaktion
bei Verabreichung an das VNO von männlichen und weiblichen Personen.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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I. Definitionen
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Ein "Affekt" ist ein vorübergehender Gefühlszustand.
Zu typischen negativen Affektzuständen gehören Nervositätsgefühl, Angespanntheit,
Scham, Angstzustände,
Reizbarkeit, Ärger,
Wut und dergl. "Stimmungen" sind länger anhaltende
Gefühlszustände, wie
Schuldgefühl,
Traurigkeit, Hoffnungslosigkeit, mangelndes Selbstwertgefühl, Gewissensbisse,
Trübsal,
Gefühl
des Unglücklichseins
und dergl. "Charakterzüge" betreffen dauerhaftere
Aspekte der persönlichen
Eigenschaften eines Individuums. Zu typischen negativen Charakterzügen gehören Empfindlichkeit,
Kummer, Schuldgefühle,
Sturheit, Reizbarkeit, Verbitterung, Furchtsamkeit, Trägheit und
dergl.
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"Androstan-Steroide" sind aliphatische
polycyclische Kohlenwasserstoffe, die durch eine Steroidstruktur
mit vier Ringen und Methylgruppen in der 10- und 13-Stellung gekennzeichnet
sind. Androstene sind eine Untergruppe von Androstanen, die gemäß üblichem
Verständnis
mindestens eine Doppelbindung aufweisen. Sofern eine Verbindung
nicht als Gonan bezeichnet wird, weist die Verbindung üblicherweise
eine 19-Kohlenstoffgruppe
auf. Ferner werden sämtliche
Derivate, die die vorstehend beschriebenen strukturellen Eigenschaften
aufweisen, allgemein als Androstan-Steroide bezeichnet.
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Bei einem "Chemorezeptor" handelt es sich um ein Rezeptormolekül, das sich
an der Oberfläche
einer "chemosensorischen" Neuroepithelzelle
befindet und in stereospezifischer Weise an einen oder mehrere bestimmte
Liganden bindet. Diese spezifische Bindung führt eine Signalleitung herbei,
die einen afferenten Nervenimpuls initiiert. Chemorezeptoren finden
sich unter anderem in Geschmacksknospen, im Geruchsepithel und im
vomeronasalen Gewebe.
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"Östren-Steroide" ein hier gebrauchter
Ausdruck, bedeuten aliphatische polycyclische Kohlenwasserstoffe
mit einer Steroidstruktur mit vier Ringen, mindestens einer Doppelbindung
im A-Ring ohne Methylierung in der 10-Stellung und entsprechende
Oxo-, Hydroxyl- oder Hydroxylderivate, z. B. mit einer Alkoxygruppe,
Estergruppe, Benzoatgruppe, Cypionatgruppe, Sulfatgruppe oder Glucuronidgruppe,
in der 3-Stellung. Derivate, die diese strukturellen Merkmale aufweisen,
werden ferner allgemein als Östren-Steroide
bezeichnet.
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Die folgende Strukturformel zeigt
die steroidale Struktur mit vier Ringen von Androstan- und Östren-Steroiden.
Bei der Angabe der Stellung der Gruppen und Substituenten wird das
folgende Nummerierungssystem herangezogen:
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"Sexuell
dimorph" bezieht
sich auf einen Unterschied der Wirkung eines pharmazeutischen Mittels oder
einer Reaktion auf ein derartiges Mittel zwischen männlichen
und weiblichen Individuen der gleichen Spezies.
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Bei einer "wirksamen Menge" eines Arzneistoffes handelt es sich
um einen Mengen- und/oder Konzentrationsbereich, der bei Verabreichung
an ein behandlungsbedürftiges
Individuum zu der gewünschten physiologischen
und/oder psychologischen Wirkung führt. Im vorliegenden Fall handelt
es sich bei einem behandlungsbedürftigen
Individuum um ein Individuum mit einem physiologischen oder verhaltensmäßigen Zug, der
normalerweise durch den Hypothalamus geregelt wird und wo es erwünscht ist,
die Funktion des Hypothalamus oder den Zug zu beeinflussen. Die
wirksame Menge eines verabreichten Arzneistoffes kann von der zu beeinflussenden
Funktion, der gewünschten
Wirkung, dem Verabreichungsweg und dergl. abhängen. Wenn beispielsweise ein
Steroid in Form einer Lösung
auf die Gesichtshaut eines Subjekts verabreicht wird, beträgt eine
wirksame Konzentration 1 μg/ml
bis 100 μg/ml,
vorzugsweise 10 bis 50 μg/ml
und insbesondere 20 bis 30 μg/ml.
Wird das Steroid direkt in das VNO eingeführt, beträgt eine wirksame Menge etwa
1 pg bis 1 ng und vorzugsweise etwa 10 pg bis etwa 50 pg. Bei Verabreichung
des Steroids in den Nasengang mittels einer Salbe, einer Creme oder
eines Aerosols oder dergl. beträgt
eine wirksame Menge etwa 100 pg bis etwa 100 μg und vorzugsweise etwa 1 ng
bis etwa 10 μg.
Einige Arzneistoffe können
bei Verabreichung auf einigen Wegen wirksam sein, während sie
auf anderen Verabreichungswegen nicht wirksam sind.
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"Hypothalamus" ist der Bereich
des Zwischenhirns, der die ventrale Wand des dritten Ventrikels
unter der Hypothalamusfurche umfasst und Strukturen, die den Ventrikelboden
bilden einschließt,
einschließlich
des optischen Chiasmas, des Tuber cinereum, des Infundibulum und
der Mammilarkörper.
Der Hypothalamus regelt das autonome Nervensystem und steuert bestimmte
physiologische und Verhaltensfunktionen, z. B. die sogenannten Kampf-
und Fluchtreaktionen, die sexuelle Motivation, die Wasserbilanz,
den Zucker- und Fettstoffwechsel, Hungergefühle, die Regulierung der Körpertemperatur,
endokrine Ausscheidungen und dergl. Der Hypothalamus stellt auch
die Quelle für
Vasopressin, das den Blutdruck regelt, und für Oxytocin dar, das den Geburtsvorgang
und die Milchfreisetzung einleitet. Sämtliche Hypothalamusfunktionen
können
durch die hier beschriebene semiochemische Therapie potenziell moduliert
werden.
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Bei dem hier verwendeten Ausdruck "Ligand" handelt es sich
um ein Molekül,
das durch spezifische Bindung an ein Rezeptormolekül, das sich
an der Oberfläche
einer Rezeptorzelle befindet, als chemisches Signal wirkt, wobei
eine Signalleitung über
die Zelloberfläche
eingeleitet wird. Die Bindung von Liganden an chemosensorische Rezeptoren
kann gemessen werden. Chemosensorisches Gewebe, wie das vomeronasale Neuroepithel
oder das olfaktorische Neuroepithel, enthalten eine Vielzahl von
Neurorezeptorzellen, die jeweils mindestens einen Zelloberflächenrezeptor
aufweisen. Zahlreiche Rezeptormoleküle weisen eine identische Ligandenspezifität auf. Wenn
daher das Gewebe einem Liganden ausgesetzt wird, für den es
Spezifität
zeigt (z. B. eine Einwirkung einer semiochemischen Substanz auf
das VNO) kann die summierte Veränderung
des Zelloberflächen-Rezeptorpotenzials
gemessen werden.
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Der hier verwendete Ausdruck "Niederalkyl" bedeutet eine verzweigte
oder unverzweigte, gesättigte Kohlenwasserstoffkette
mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, z. B. Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isobutyl
und dergl. Der hier verwendete Ausdruck "Alkoxy" wird im herkömmlichen Sinn verwendet und
bedeutet -OR, wobei R den vorstehend definierten Alkylrest bedeutet.
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Ein "Pheromon" ist eine Substanz, die auf chemischem
Wege durch Sekretion und Rezeption in der Nase für eine Kommunikation unter
Mitgliedern der gleichen Spezies sorgt. Bei Säugetieren werden Pheromone üblicherweise
durch Rezeptoren im vomeronasalen Organ der Nase erfasst. Üblicherweise
beeinflussen Pheromone das Entwicklungsverhalten, das Reproduktionsverhalten
und ähnliche
Verhaltensweisen. Der Ausdruck "semiochemische
Substanz" ist ein
allgemeinerer Ausdruck, der Pheromone umfasst und eine Substanz
aus einer beliebigen Quelle beschreibt, die als chemosensorischer
Bote wirkt, an einen spezifischen Neuroepithelrezeptor bindet und
eine physiologische oder Verhaltenswirkung herbeiführt. Ein "Vomeropherin" ist eine semiochemische
Substanz, deren physiologische Wirkung durch das vomeronasale Organ
vermittelt wird.
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Ein Picogramm (pg) entspricht 0,001
Nanogramm (ng). Ein Nanogramm entspricht 0,001 Mikrogramm (μg). Ein μg entspricht
0,001 mg.
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II. Ausführungsform
zur Durchführung
der Erfindung
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A. Erfindungsgemäß geeignete
Androstane
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Die Erfindung ist auf bestimmte Androstan-Steroide,
nämlich
Androsta-4,16-dien-3β-ol
und 17-Methylen-androst-4-en-3α-ol
abgestellt.
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In Tabelle 1 sind Androstane aufgeführt, auf
die die Erfindung abgestellt ist. In den anschließenden Syntheseschemata
werden Zwischenprodukt- und Unterstruktursynthesen für die Herstellung
einiger in der Tabelle aufgeführten
Androstane dargestellt. Tabelle
1: Androstane
- "KNOWN"
- = bekannt
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Synthesen von Unterstrukturen
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Unter Bezugnahme auf die vorstehende
Tabelle finden sich nachstehend beispielhafte Synthesen für Zwischenprodukte
einer bestimmten Querreihe (A1 bis A11) oder einer Spalte (N1 bis
N4).
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Hierbei handelt es sich um eine handelsübliche Unterstruktur,
beispielsweise um Dehydro-EPI-Androsteron.
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(Michio Matsui und David K. Fukushima,
J. Org. Chem., Bd. 35, Nr. 3 (1970), S. 561–564).
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G. Ohloff et al., Helv. Chim. Acta,
Bd. 66 (1983), S. 192–217.
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DE-A-2 631 915.
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J. Römer, H. Wagner und W. Sihade,
Steroids, Bd. 51, (5–6)
(1988), S. 577–581.
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(Habermehl et al., Z. Naturforsch.,
Bd. 256 (1980), S. 191–195).
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(vergl. Beispiel 15)
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G. Ohloff et al., Helv. Chim. Acta,
Bd. 66 (1983), S. 192–217.
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V. I. Mel'nikova und K. K. Pivnitskii, Zhurnal
Organickeskoi Khisnii, Bd. 8, Nr. 1 (1972), S. 68–74.
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(vergl. Beispiel 19).
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- 1. Robert H. Shapiro und Carl Djerassi, J.
Am. Chem. Soc., Bd. 86 (1964), S. 2825.
- 2. Pilar Lupón,
Frances C. Canals, Arsenio Iglesias, Joan C. Ferrer, Albert Palomar
und Juan-Julio Bonet, J. Org. Chem , Bd. 53 (1988), S. 2193–2198.
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- 1. Günther
Drefahl, Kurt Ponold und Hans Schick, Berichte, Bd. 98 (1965), S.
604.
- 2. Richard H. Peters, David F. Crows, Mitchell A. Avery, Wesley
K. M. Chong und Masako Tanabe, J. Med. Chem., Bd. 32 (1989), S.
1642.
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- 1. Franz Sondheimer, O. Mancera, M. Urquiza & G. Rosenkranz,
J. Am. Soc., Bd. 77 (1955), S. 4145.
- 2. William F. Johns, J. Org. Chem., Bd. 26 (1961), S. 4583.
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B. Syntheseverfahren
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1. Herstellung von Derivaten
in der 3-, 18- und 19-Stellung
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Bei den erfindungsgemäß verwendeten
Verbindungen handelt es sich um Androstan-Steroide, die in den Positionen
3, 18 und 19 substituiert sind.
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Wie in 1 dargestellt
ist, erhält
man durch Umsetzung von 17(3-Hydroxy-5α-androstan-3-on
(I) und Chlorameisensäuremethylester
(a) in Pyridin das Methylcarbonat, nämlich 17β-Methoxycarbonyloxy-5α-androstan-3-on (II), das ein
Ausgangsmaterial für
5α-Androst-16-en-(3-on
und -3-ol) darstellt (vergl. Ohloff, a.a.O., S. 200).
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Allgemeine Verfahren für Synthesereaktionen
zur Bildung von Steroiden sind dem Fachmann geläufig. Sofern Zeitspannen und
Temperaturen für
die Umsetzungen festgelegt werden können, kann dies routinemäßig bestimmt
werden. Nach Zugabe der erforderlichen Reagenzien wird das Gemisch
unter einer inerten Atmosphäre
gerührt.
In stündlichen
Abständen
werden Aliquotmengen entnommen. Die Aliquotmengen werden chromatographisch
analysiert, um das Verschwinden des Ausgangsmaterials zu überwachen
und den Zeitpunkt für
die Aufarbeitung festzulegen. Sofern das Ausgangsmaterial innerhalb
von 24 Stunden nicht verbraucht ist, wird das Gemisch unter Rückfluss
erwärmt.
Auf die vorstehend beschriebene Weise werden Aliquotmengen im Stundentakt
analysiert, bis das Ausgangsmaterial verschwunden ist. In diesem
Fall lässt
man das Gemisch abkühlen,
bevor die Aufarbeitung eingeleitet wird. Eine Reinigung der Produkte
wird durch Chromatographie und/oder Kristallisation gemäß dem Fachmann
bekannten Verfahrensweisen vorgenommen.
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C. Pharmazeutische Zusammensetzungen
und Verfahren zur Anwendung
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Die Erfindung kann in einem Verfahren
zur Veränderung
der Hypothalamusfunktion eines Individuums eingesetzt werden. Eine
weitere Verwendungsmöglichkeit
besteht in der Veränderung
einer autonomen Funktion eines Individuums. Zu diesen autonomen
Funktionen gehören
(ohne Beschränkung
hierauf) die Herzfrequenz, die Atmungsfrequenz, Hirnwellenmuster
(prozentuale α-kortikale
Aktivität)
und die Körpertemperatur. Zu
weiteren Anwendungsmöglichkeiten
gehören
(ohne Beschränkung
hierauf) Verfahren zur Verringerung negativer Affektzustände, negativer
Stimmungen oder negativer Charakterzüge eines Individuums. Eine
weitere Anwendungsmöglichkeit
ist ein Verfahren zur Behandlung von prämenstrualem Stress bei der
Frau. Alle diese Anwendungen erfolgen durch eine nicht-systemische,
nasale Verabreichung bestimmter 16-Androsten-Steroide und von Kombinationen
davon.
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Diese spezielle Verabreichungsart
unterscheidet sich von alternativen Verabreichungsarten, wie Einnahme
oder Injektion, in mehreren wichtigen Punkten, und zwar aufgrund
des direkten Kontakts mit dem VNO, der durch die nasale Verabreichung
des Steroid-Liganden erreicht wird. Bei den Verfahren, bei denen
die Erfindung eingesetzt wird, wird der entsprechende Ligand direkt
an die Chemorezeptoren im Nasengang und im vomeronasalen Organ ohne
Einsatz von Pillen oder Nadeln, d. h. nicht-invasiv, verabreicht. Die Arzneistoffwirkung
wird durch eine Bindung der hier beschriebenen Liganden an spezifische
Rezeptoren vermittelt, die in Neuroepithelzellen in der Nase, vorzugsweise
im VNO, vorliegen. Ferner erfolgt die Wirkungsweise des Arzneistoffes über das
Nervensystem und nicht über
das Kreislaufsystem, so dass eine Hirnfunktion ohne Berücksichtigung
der Blut-Hirn-Schranke beeinflusst werden kann. Diese Behandlungsverfahren
ermöglichen
einen direkten Weg zur Beeinflussung des Hypothalamus über das
Nervensystem, da es nur eine einzige synaptische Verbindung zwischen
Pheromon-Rezeptoren und dem Hypothalamus gibt. Da sensorische Nerven
sich an einen spezifischen Ort im Hirn wenden, weist dieses Verfahren
eine hochspezifische Arzneistoffwirkung auf, wodurch die Gefahr
von unerwünschten
Nebenwirkungen stark verringert wird.
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Der VNO-Kontakt ist wichtig, da das
VNO mit einer chemorezeptivenlpheromonalen Funktion assoziiert ist.
Das VNO besteht aus einem Paar von blinden, röhrenförmigen Divertikeln, die sich
am unteren Rand der Nasenscheidewand befinden. Das VNO enthält Neuroepithele,
deren Axons direkte Synapsen zu den Mandeln und von hier zum Hypothalamus
aufweisen. Das Vorliegen des VNO ist bei den meisten terrestrischen
Wirbeltieren, einschließlich
dem humanen Fötus,
gut dokumentiert. Jedoch gilt es beim erwachsenen Menschen im allgemeinen
als rudimentär
(vergl. Johnson et al., a.a.O.).
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Die hier beschriebenen Ligandensubstanzen
oder ihre sulfatierten, cypionierten, benzoatierten, propionatierten
oder glucuronatierten Derivate können
direkt verabreicht werden, werden aber vorzugsweise in Form von
Zusammensetzungen verabreicht. Diese werden in einer flüssigen Dosierungsform
hergestellt, z. B. als Flüssigkeiten,
Suspensionen oder dergl., vorzugsweise in Dosiseinheitsformen, die
sich für
die einzelne Verabreichung von genauen Dosierungen eignen. Flüssige Dosierungen
können
in Form von Nasentropfen oder als Aerosol verabreicht werden. Alternativ
kann der Wirkstoff in Form einer Creme oder einer Salbenzusammensetzung
zubereitet und topisch in die Nasenhöhle aufgetragen werden. Als
weitere Alternative kann die Abgabe durch gesteuerte Freisetzung
dieser Mittel erfolgen, indem man sie entweder in Masse oder auf mikroskopischem
Niveau unter Verwendung synthetischer Polymerer, wie Silicon, und
natürlicher
Polymerer, wie Gelatine und Cellulose, einkapselt. Die Freisetzungsgeschwindigkeit
kann durch geeignete Wahl des zur Steuerung der Diffusionsgeschwindigkeit
verwendeten polymeren Systems gesteuert werden (R. S. Langer und
N. A. Peppas, Biomaterials, Bd. 2 (1981), S. 201). Natürliche Polymere,
wie Gelatine und Cellulose lösen sich
langsam innerhalb von Minuten bis Stunden, während Silicon über Monate
hinweg intakt bleibt. Die Zusammensetzungen enthalten einen herkömmlichen
pharmazeutischen Träger
oder Exzipiens und eine oder mehrere der aktiven 16-Androsten-Verbindungen.
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Ferner können die Zusammensetzungen
weitere medizinische Mittel, pharmazeutische Mittel, Träger und
Adjuvantien und dergl. enthalten.
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Die wahrscheinlichste Art der Kommunikation
eines semiochemischen Liganden besteht in der Inhalation eines natürlich vorkommenden
Pheromons, das auf der Haut eines anderen Individuums vorhanden
ist. Verschiedene 16-Androsten-Steroide, einschließlich 5α-Androst-l6-en-3α-ol, 5α-Androst-16-en-3-on,
4,16-Androstadien-3-on, 5α-Androstadien-3β-ol und möglicherweise
5α-Androstadien-3α-ol kommen
natürlich
beim Menschen vor und können
auf der Haut vorliegen. Es wird angenommen, dass die natürlich auftretende
maximale Konzentration eines 16-Androsten-Steroids auf der menschlichen
Haut 2 bis 7 ng/cm2 beträgt. Man nimmt an, dass während eines
intimen Kontakts auf einen Menschen mehr als 700 ng eines natürlich vorkommenden Steroids
einwirken. Da diese Verbindungen relativ wenig flüchtig sind,
wird angenommen, das selbst während eines
intimen Kontakts ein Mensch nicht mehr als 0,7 pg eines natürlich vorkommenden
Steroids von der Haut einer anderen Person inhaliert. Von der inhalierten
Menge erreichen nur etwa 1% die Rezeptoren des vomeronasalen Organs.
Somit beträgt
die geschätzte,
maximale, natürliche
Einwirkungsmenge von natürlich
erzeugten Pheromonen 0,007 pg.
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Die Menge des verabreichten semiochemischen
Liganden hängt
selbstverständlich
vom behandelten Subjekt, vom Grad des Leidens, dem Verabreichungsweg,
der Verabreichungshäufigkeit
und der Beurteilung des behandelnden Arztes ab. Jedoch bewirkt eine
einzige Dosis von mindestens etwa 10 pg, die direkt in das Lumen
des vomeronasalen Organs gegeben wird, das Auslösen einer vorübergehenden
autonomen Reaktion. Bei Verabreichung in den Nasenhohlraum beträgt die Dosis
etwa 100 pg bis etwa 100 μg,
vorzugsweise etwa 1 ng bis etwa 10 μg und insbesondere etwa 10 ng
bis etwa 1 μg.
Die Verabreichungshäufigkeit
liegt wünschenswerterweise
im Bereich von einer Dosis pro Stunde bis einer Dosis pro Monat,
vorzugsweise 8-mal täglich
bis 1-mal jeden zweiten Tag und insbesondere 1- bis 3-mal täglich. Salben,
die einen oder mehrere Wirkstoffe und gegebenenfalls pharmazeutische
Hilfsstoffe in einem Trägerstoff,
wie Wasser, Kochsalzlösung, wässriger
Dextrose, Glycerin, Ethanol und dergl., enthalten, lassen sich unter
Verwendung einer Grundlage, z. B. Petrolatum, Schmalz oder Lanolin,
herstellen.
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Flüssige, pharmazeutisch verabreichbare
Zusammensetzungen lassen sich beispielsweise herstellen, indem man
einen Wirkstoff gemäß der vorstehenden
Definition und fakultative pharmazeutische Hilfsstoffe in einem
Träger,
wie Wasser, Kochsalzlösung,
wässriger
Dextrose, Glycerin, Ethanol und dergl., löst, dispergiert und dergl.,
um dadurch eine Lösung
oder Suspension zu bilden. Gegebenenfalls kann die pharmazeutische Zusammensetzung
auch untergeordnete Mengen von nicht-toxischen Hilfssubstanzen,
wie Netz- oder Emulgiermittel, pH-Pufferungsmittel und dergl. enthalten,
z. B. Natriumacetat, Sorbitanmonolaurat, Triethanolaminnatriumacetat,
Triethanolaminoleat und dergl. Verfahren zur Herstellung derartiger
Dosierungsformen sind bekannt oder für den Fachmann offensichtlich;
vergl. beispielsweise Remington's
Pharmaceutical Sciences, Mack Publishing Co., Easton, PA, 15. Auflg.,
1975. Die zu verabreichende Zusammensetzung oder Zubereitung enthält in jedem
Fall eine Menge von einem oder mehreren der Wirkstoffe, die eine
Linderung der Symptome des zu behandelnden Subjekts bewirkt.
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Für
die Verabreichung durch ein Aerosol wird der Wirkstoff vorzugsweise
in fein verteilter Form zusammen mit einem oberflächenaktiven
Mittel und einem Treibmittel bereitgestellt. Typische prozentuale
Anteile der Wirkstoffe betragen 0,001 bis 2 Gew.-% und vorzugsweise
0,004 bis 0,10%.
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Oberflächenaktive Mittel müssen selbstverständlich nicht-toxisch
und vorzugsweise im Treibmittel löslich sein. Zu repräsentativen
Vertretern derartiger Mittel gehören
die Ester oder partiellen Ester von Fettsäuren mit einem Gehalt an 6
bis 22 Kohlenstoffatomen, wie Capronsäure, Octansäure, Laurinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Linolsäure, Oleostearinsäure und Ölsäure, mit
einem aliphatischen mehrwertigen Alkohol oder einem cyclischen Anhydrid,
z. B. Ethylenglykol, Glycerin, Erythrit, Arabit, Mannit, Sorbit
und von Sorbit abgeleitete Hexitanhydride (unter der Warenbezeichnung "Spans" vertriebene Sorbitanester)
und die Polyoxyethylen- und Polyoxypropylen-Derivate dieser Ester.
Gemischte Ester, wie gemischte oder natürliche Glyceride, können verwendet
werden. Bei den bevorzugten oberflächenaktiven Mitteln handelt
es sich um die Oleate von Sorbitan, z. B. die unter folgenden Warenbezeichnungen
vertriebenen Produkte: "Arlacel
C" (Sorbitansesquioleat), "Span 80" (Sorbitanmonooleat)
und "Span 85" (Sorbitantrioleat).
Das oberflächenaktive
Mittel kann 0,1 bis 20 Gew.-% der Zusammensetzung und vorzugsweise
0,25 bis 5% ausmachen.
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Beim Rest der Zusammensetzung handelt
es sich um ein übliches
Treibmittel. Bei verflüssigten
Treibmitteln handelt es sich typischerweise um Produkte, die bei
Umgebungsbedingungen als Gase vorliegen und unter Druck kondensieren.
Zu geeigneten verflüssigten
Treibmitteln gehören
niedere Alkane mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen, wie Butan und Propan,
fluorierte oder fluorchlorierte Alkane, z. B. die unter der Warenbezeichnung "Freon" vertriebenen Produkte.
Es können
auch Gemische der vorstehenden Bestandteile verwendet werden.
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Bei der Herstellung eines Aerosols
wird ein Behälter,
der mit einem geeigneten Ventil ausgerüstet ist, mit dem entsprechenden
Treibmittel, das den fein verteilten Wirkstoff und ein oberflächenaktives
Mittel enthält, gefüllt. Die
Bestandteile werden dabei bis zur Freisetzung durch Betätigung des
Ventils unter erhöhtem
Druck gehalten.
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Eine weitere Verabreichungsart besteht
im topischen Auftragen einer flüchtigen,
flüssigen
Zusammensetzung auf die Haut und vorzugsweise auf die Gesichtshaut
einer Person. Die Zusammensetzung enthält üblicherweise einen Alkohol,
wie Ethanol oder Isopropanol. Der Zusammensetzung kann auch ein
angenehm riechender Geruchsstoff zugesetzt werden.
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D. Messung von Affekten,
Stimmungen und Charakterzügen
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Gefühlszustände, die mit Affekten, Stimmungen
und Charakterzügen
verbunden sind, werden im allgemeinen unter Verwendung eines Fragebogens
erfasst. Beispielsweise können
einem Individuum Fragebögen,
die eine Anzahl von Adjektiven mit Bezug auf Gefühlszustände enthalten, ausgehändigt werden.
Die Person belegt ihren Gefühlszustand
mit einem der Adjektive und bewertet die Intensität des Gefühls aufgrund
einer numerischen Skala. Durch Sammeln der entsprechenden Adjektive
und durch statistische Analyse der von den Personen vergebenen Werte
für die
einzelnen Adjektive erhält
man eine Basis zur Messung verschiedener Gefühlszustände.
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Alternativ lassen sich Gefühlszustände durch
autonome Veränderungen
messen, wie es beispielsweise bei polygraphischen Bewertungen der
Fall ist (galvanische Hautreaktion, Pulsfrequenz und dergl.); vergl. M.
Cabanac, Annual Review of Physiology, Bd. 37 (1975), S. 415; J.
D. Hardy, "Body
Temperature Regulation", Kapitel
59, S. 1417, in: Medical Physiology, Bd. II. Hrsg. VB Mountcastle
(1980); Wolfram Bouscein, Electrodermal Activity (Plenum Press,
1992). Ferner können
nicht-verbale Anzeichen, wie Gesichtsausdruck und Körperhaltung,
bewertet werden.
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E. Verwendung bei der
Behandlung bestimmter Typen von psychiatrischen Störungen
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Zusammensetzungen, die sich für die topische
und/oder intranasale Verabreichung eignen und die einen oder mehrere
der hier beschriebenen steroidalen Substanzen enthalten, eignen
sich als Therapeutika, die bei der Behandlung bestimmter Typen von
psychiatrischen Störungen
wirksam sind, insbesondere bei bestimmten Typen von Neurosen. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
(abweichend von anderen Arzneistoffzubereitungen, die zur Herbeiführung einer
systemischen Wirkung konzipiert sind) wird die Zusammensetzung so
zubereitet, dass die Wahrscheinlichkeit einer Resorption durch Schleimhäute oder
die Haut auf ein Minimum beschränkt
wird, da die Wirkungsweise dieser Substanzen als Therapeutika durch
eine Stimulation von neuralen Rezeptoren in der Nase und insbesondere
im VNO erfolgt. Da die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen als Folge
einer Stimulation von chemosensorischen Rezeptoren im VNO und nicht
als Folge einer systemischen Kreislaufführung wirksam sind, wäre eine
Resorption und damit verbundene Einverleibung des oder der Wirkstoffe
in den systemischen Kreislauf nicht wirksam, sondern würde eher
die Wahrscheinlichkeit von Nebenwirkungen erhöhen. Diese Zusammensetzungen
eignen sich bei einem Verfahren, bei dem eines oder mehrere der
16-Androstene der Zusammensetzung dem VNO des Subjekts zugeführt werden.
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Bei behandlungsfähigen Neurosen kann es sich
um akute und/oder vorübergehende
Zustände
oder um andauernde oder wiederkehrende Zustände handeln. Sie beinhalten
im allgemeinen abnormale Symptome, zu denen Stimmungsänderungen
(Angstzustände,
Panikgefühle,
Depressionen oder beschränkte
gedankliche Abnormalitäten
(Obsessionen, irrationale Befürchtungen)
oder Verhaltensabnormalitäten
(rituelle Bewegungen, zwanghafte Bewegungen, pseudoneurologische
oder hysterische Erscheinungsformen) gehören. Bei derartigen Störungen können diese Zusammensetzungen
für kurze
Zeitspannen günstige
Wirkungen ausüben,
indem sie insbesondere damit verbundene Angstzustände, Depressionen
oder dergl. modifizieren.
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Ferner können auch Charakterstörungen durch
die intranasale Verabreichung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen behandelbar
sein. Zu diesen Zuständen
gehören
charakteristische Persönlichkeitsmerkmale,
wie paranoide, zurückgezogene,
psychopathische, hypochondrische und ähnliche Zustände; oder Verhaltensmuster,
z. B. Abusus von Alkohol oder anderen Substanzen, gestörtes oder
perverses Sozialverhalten und dergl., die den gesellschaftlichen
Erwartungen zuwiderlaufen.
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Bestimmte physische oder physiologische
Zustände
sowohl normaler Art (z. B. die Menstruation) als auch Krankheiten
oder damit verbundene Schädigungen
(z. B. eine chronische Krankheit) können eine psychologische Komponente
aufweisen, die sich als psychiatrische Störung, neurotische Störung oder
als ein Angst- oder Depressionszustand oder als eine entsprechende
Stimmung äußert. Diese
Zustände
können ebenfalls
durch Verabreichung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen behandelbar
sein, indem man eines oder mehrere der Androstene der Zusammensetzung
dem VNO der Person zuführt.
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i. Angstzustände
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Ängstlichkeit
oder Angstzustände
stellen unangenehme emotionale Zustände dar, die durch ein Gefühl des Unwohlseins,
der drohenden Gefahr, der Besorgtheit oder der Anspannung gekennzeichnet
sind. Zusammensetzungen, die für
die intranasale Verabreichung geeignet sind und die eines oder mehrere
der hier beschriebenen Androstene enthalten, eignen sich als Therapeutika,
die eine Verminderung von Angstzuständen bewirken. Es gibt zahlreiche
Erscheinungsformen dieser Störung,
die von einer mäßigen Verstörtheit bis zu
stark behindernden Syndromen reichen. Angstzustände stellen nicht nur kardinale
Symptome zahlreicher psychiatrischer Störungen dar, sondern sind auch
eine Komponente zahlreicher normaler physiologischer und sozialer
Zustände.
Ferner sind Symptome von Angstzuständen häufig mit Depressionen und insbesondere
mit dysthymischen Störungen
(neurotische Depressionen) und zahlreichen Persönlichkeitsstörungen verbunden. Ängstlichkeitsstörungen können mit
oder ohne panische Störungen,
Phobien und allgemeine Angstzustände, posttraumatische
Stress-Störungen
und obsessiv-kompulsive Störungen
auftreten.
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ii. Zur Behandlung von
Angstzuständen
verwendete Arzneistoffe
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Die Behandlung mit Arzneistoffen
stellt das Hauptbehandlungsverfahren für Angstzustände dar, das häufig zusammen
mit Verhaltenstherapie eingesetzt wird. Bei den am häufigsten
zur Behandlung von Angstzuständen
verwendeten Arzneistoffen handelt es sich um Benzodiazepine. Benzodiazepine
weisen hypnotische, sedative, anxiolytische, antikonvulsive und
muskelrelaxierende Wirkungen auf. Infolgedessen werden sie bei zahlreichen
Indikationen und zahlreichen Zuständen, die von Angststörungen abweichen
(z. B. Schlaflosigkeit, Zustände
nach Alkoholentzug, Muskelspasmen, Epilepsie, Anästhesie und Sedation für endoskopische
Verfahren) eingesetzt. Diese Arzneistoffe sind relativ sicher und
haben im Vergleich zu den früher
verwendeten Barbituraten Vorteile. Sie zeigen einen raschen Wirkungseintritt
und rufen ein euphorisches Gefühl hervor.
Jedoch sind Benzodiazepine trotz ihrer hohen Sicherheit mit einer
Anzahl von Eigenschaften verbunden, die ihre Verwendung einschränken. Hierzu
gehören
Sedation, Ataxie, Gedächtnisstörungen,
verminderte motorische Koordination und gefährliche Abhängigkeiten, insbesondere bei
Verwendung mit Alkohol. Sowohl Ärzte
als auch Patienten werden sich in zunehmendem Maße dieser Abhängigkeitsgefahren
bewusst. Es gibt den offensichtlichen Wunsch, ja sogar die Tendenz,
von der Langzeitanwendung dieser Arzneistoffe wegzukommen.
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Kürzlich
wurde eine neue Klasse von anxiolytischen Nichtbenzodiazepin-Mitteln,
die Azaspirodecandione, die stärker
selektive anxiolytische Eigenschaften aufweisen können, zugelassen.
Als erstes Mitglied dieser Klasse wurde Buspiron auf den Markt gebracht.
Es wird berichtet, dass diese Verbindung bei der Behandlung von
allgemeinen Angststörungen
ebenso wirksam ist wie Benzodiazepine. Im Vergleich zu Benzodiazepinen
wirkt Buspiron weniger stark sedierend, verstärkt die Wirkung von Ethanol
in einem geringeren Ausmaß und
weist ein niedriges Abhängigkeitspotenzial
auf. Jedoch hat es sich in der normalen klinischen Praxis als schwierig
erwiesen, Buspiron anstelle von Benzodiazepinen bei Patienten einzusetzen,
die bereits Benzodiazepine erhalten, da Buspiron keine euphorischen
Gefühle
hervorruft und Patienten nicht ebenso zufrieden wie bei der Einnahme
von Benzodiazepinen sind. Außerdem
schränkt
das langsame Einsetzen der Wirkung von Buspiron (1 bis 3 Wochen)
seine Wirksamkeit bei der Behandlung von akuten Angstzuständen ein.
Für systemisch
verabreichtes Buspiron-Anxiolytikum wurde eine hohe Affinität für den ZNS-Serotonin
5-HT-Rezeptor nachgewiesen. Es wird angenommen, dass es sich hierbei
um die anxiolytische Wirkungsweise handelt.
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Eine weitere Klasse von neuen Anxiolytika
sind die systemisch verabreichten Benzofuran-Derivate. Diese Substanzen
zeigen eine hohe Affinität
für den
ZNS-Dopamin D2-Rezeptor.
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iii. Stimmungsstörungen (affektive
Störungen)
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Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen eignen
sich auch zur Behandlung einiger Symptome von bestimmten Typen von
Stimmungsstörungen.
Stimmungsstörungen,
wie starke Depressionen und manische Zustände manifestieren sich klinisch
primär
durch Stimmungsänderungen.
Beide Stimmungsextreme können
mit einer Psychose verbunden sein, die durch Wahngedanken und -wahrnehmungen,
die häufig
mit der vorherrschenden Stimmung übereinstimmen, gekennzeichnet
sind. Umgekehrt können
bei psychotischen Störungen
damit verbundene oder sekundäre
Stimmungsänderungen
auftreten. Gleichermaßen
können
normale Kummer-, Traurigkeits- und Enttäuschungsgefühle sowie die Dysphorie oder
Demoralisierung, die häufig mit
medizinischen Krankheiten oder mit normalen zyklischen Dysfunktionen,
wie dem prämenstruellen
Stress, verbunden sind, durch intranasale Anwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
bekämpft
werden.
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iv. Wirkungsweise der
erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
unterscheidet sich sehr deutlich von bisher bekannten Wirkungsweisen.
Die in der vorliegenden Erfindung beschriebenen aktiven Steroide
und steroidartigen Verbindungen stimulieren Rezeptoren im VNO, die
direkt einer topischen Verabreichung zugänglich sind, und/oder gehen
eine Bindung mit diesen ein. Ein direkter Zugang zu ZNS-Rezeptoren
ist nicht erforderlich. Eine Stimulierung dieser Rezeptoren verursacht
dann ein Signal, das über
eine neurale Bahn übermittelt
wird und eine neuropsychische Reaktion, vermutlich im Hypothalamusbereich
des Gehirns, herbeiführt.
Diese Reaktion manifestiert sich in Form von diskreten Veränderungen
einer Vielzahl von autonomen Funktionen, wozu (ohne Beschränkung hierauf)
die Pulsfrequenz, die Atmungsfrequenz, das EEG-Muster, das hervorgerufene Potential,
die Hauttemperatur, die galvanische Hautreaktion und der Pupillendurchmesser
gehören.
Die Reaktion kann sich auch als messbare Verringerung eines negativen
Gefühlszustands
und einer negativen Stimmung manifestieren.
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Obgleich die Beziehung zwischen der
Modifikation der Hypothalamusfunktion und der Behandlung von psychiatrischen
Störungen
nicht vollständig
aufgeklärt
ist, ist es klar, dass die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen eine
Verringerung des negativen Selbstwertgefühls, der negativen Stimmungseigenschaften
sowie der negativen Charaktereigenschaften bewirken. Diese Veränderungen
sind von autonomen Veränderungen, die
durch den Hypothalamus bewirkt werden, begleitet. Diese Veränderungen
sind mit einer Erhöhung
des parasympathischen Tonus (oder alternativ mit einer Verringerung
des sympathischen Tonus) verbunden.
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Da die erfindungsgemäßen Wirkstoffe
eine pheromonartige Spezifität
haben, weisen die Verbindungen bezüglich ihrer Stimulation und
Aktivität
eine Speziesspezifität
auf, so dass ihre Wirksamkeit nicht in Tierversuchen nachgewiesen
werden kann.
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III. Beispiele
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Die folgenden Beispiele dienen der
Erläuterung
der Erfindung, ohne diese zu beschränken.
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In den Beispielen werden folgende
Abkürzungen
verwendet: aq. = wässrig;
RT = Raumtemperatur; PE = Petrolether (K.p. 50–70°C); DMF = N,N-Dimethylformamid;
DMSO = Dimethylsulfoxid; THF = Tetrahydrofuran.
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Beispiel 1
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Androsta-4,16-dien-3α-ol (5) und
-3β-ol (6)
-
Die entsprechenden Synthesen sind
in 1 dargestellt. Androsta-4,16-dien-3-on (4)
wurde bei –55°C mit Lithium-tris-(1,2-dimethylpropyl)-hydridoborat
in THF (c) gemäß den Angaben
zur Herstellung von 2 (1)
reduziert. Eine Chromatographie an Kieselgel mit CH2Cl2/Essigsäureethylester
(9 : 1) ergab den reinen axialen Alkohol 5 (Ausbeute 48%) und den
reinen äquatorialen
Alkohol 6 (Ausbeute 48%). Analytische Proben wurden durch Umkristallisation
gereinigt (aus PE bei –30°C für 5, aus
Cyclohexan bei RT für
6).
Daten von 5: F. 77–79°C; [α]D +120,6° (C
= 1,26); IR (CDCl3): 3620m, 3440m br, 1660m,
1595w; 1H-NMR (360 MHz) 0,79 (s, 3H); 1,02
(s, 3H); 4,07 (m, w1/2 ≈ 10, 1H); 5,48 (d × d, J 5
und 2, 1H); 5,71 (m, 1H); 5, 85 (m, 1H).
Daten von 6: F. 116,1190;
[α]D +53,9° (C
= 1,28); (47): F. 116,1180; [°]D
+59,3° (C
= 0,4); IR (CDCl3): 3610m, 3420m br, 3050m,
1660m, 1590w; 1H-NMR (360 MHz) 0,78 (s,
3H); 1,08 (s, 3H); 4,15 (m, w1/2 ≈ 20, 1H);
5, 30 (m, w1/2 ≈ 5, 1H) ; 5,71 (m, 1H) ; 5,85
(m, 1H).
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Beispiel 2
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Herstellung von 17-Methylen-androst-4-en-olen
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20-Homoandrosta-4,17-dien-3-on (119,0
mg, 0,4184 mmol) in 5 ml Methanol wurde mit Natriumborhydrid (6,0
mg, 0,16 mmol) und 77 μl
Wasser versetzt. Nach 2-stündigem
Rühren
wurde weiteres Natriumborhydrid (32,0 mg, 0,846 mmol) zugegeben.
Das Gemisch wurde über
Nacht gerührt.
Nach Einengen unter vermindertem Druck wurde der Rückstand
durch präparative
Dünnschichtchromatographie
(5% Essigsäureethylester/Hexan
an Kieselgel) gereinigt. Man erhielt ein stärker polares Produkt (59,8
mg) und ein weniger stark polares Produkt (1,7 mg).
-
Vergleichsbeispiel 3
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Elektrophysiologie der
Androstan-Stimulierung des humanen VNO und des olfaktorischen Epithels
-
Ein nicht-invasives Verfahren wurde
zur Aufzeichnung von lokalen elektrischen Potentialen des humanen
vomeronasalen Organs (VNO) und des olfaktorischen Epithels (OE)
herangezogen. Eine lokalisierte Gasstimulation wurde an beiden nasalen
Strukturen in verschiedenen Ansätzen
unter Verwendung speziell konstruierter Katheter/Elektroden, die
mit einem Mehrfachkanal-Arzneistoffabgabesystem verbunden waren, durchgeführt. Dieses
Elektroden- und Abgabesystem wurde von Monti und Grosser (J. Steroid
Biochem, and Molec. Biol., Bd. 39 (1991), S. 573) und in der gleichzeitig
anhängigen
US-Patentanmeldung 07/771 414 beschrieben (auf diese Druckschrift
wird ausdrücklich
verwiesen). Die lokale Reaktion des VNO und des OE zeigten eine
Korrelation mit der Konzentration des Ligandenstimulus.
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Die Untersuchung wurde an 10 klinisch
normalen (überprüften) freiwilligen
Personen (2 männlich
und 8 weiblich, im Alter von 18 bis 85 Jahren) durchgeführt. Die
Untersuchungen wurden ohne Allgemein- oder Lokalanästhetika
durchgeführt.
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Die Katheter/Elektroden waren so
konstruiert, dass sie einen lokalisierten Reiz ausübten und
gleichzeitig die Reaktion aufzeichneten. Im Fall der VNO-Aufzeichnung
wurde die rechte Nasenhöhle
der Person unter Verwendung eines Nasoskops (Nasenspiegel) untersucht.
Die vomeronasale Öffnung
wurde in der Nähe des
Schnittpunkts der Vorderkante des Vomers und des Nasenbodens lokalisiert.
Die Katheter/Elektroden-Anordnung wurde vorsichtig durch die VNO-Öffnung eingeführt und
die Elektrodenspitze wurde im Lumen des Organs in einem Abstand
von 1 bis 3 mm von der Öffnung
platziert. Sodann wurde das Nasoskop entfernt. Im Fall des OE wurde
ein ähnliches
Aufzeichnungsverfahren angewandt, mit der Ausnahme, dass die Katheter/Elektroden-Anordnung
vorsichtig tief im lateralen Teil des medialen nasalen Kanals positioniert
wurde, wobei die olfaktorische Schleimhaut erreicht wurde.
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Eine lokalisierte Gasstimulation
wurde durch die Katheter/Elektroden-Anordnung vorgenommen. Ein konstanter
Strom von sauberer, geruchsfreier, angefeuchteter Luft mit Raumtemperatur
wurde kontinuierlich durch einen Kanal des Stimulationssystems geleitet.
Die stimulierenden Ligandensubstanzen wurden in Propylenglykol verdünnt, mit
der angefeuchteten Luft vermischt und für eine Zeitspanne von 1 bis
2 Sekunden durch die Katheter/Elektroden-Anordnung ausgestoßen. Es
wird angenommen, dass dadurch etwa 25 pg des Steroid-Liganden in
der Nasenhöhle
verabreicht werden.
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Die Ergebnisse dieser Untersuchung
sind in den 2A, 2B und 2C wiedergegeben. Die Reaktion wird in
Millivolt-Sekunden (mV × s)
gemessen. Androsta-4,16-dien-3-on ruft im Vergleich zu den übrigen untersuchten
Verbindungen bei Frauen eine signifikant stärkere VNO-Reaktion hervor (2A). Ferner ist die VNO-Reaktion
auf Androsta-9,16-dien-3-on sexuell dimorph, nämlich doppelt so stark bei
Frauen wie bei Männern
(2B). Im Gegensatz dazu
ist die OE-Reaktion sowohl bei Männern
als auch Frauen gering, verglichen mit einem starken Geruchsstoff,
wie Nelkenaroma (2C).
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Beispiel 4
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Messung der Veränderung
des Rezeptorpotentials des Neuroepithels des VNO in Reaktion auf
verschiedene Steroide
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Die Veränderung des Rezeptorpotentials
in Reaktion auf fünf
verschiedene Liganden wurde bei 40 Frauen (3A) und 40 Männern ( 3B) gemessen. Jede Person erhielt eine
Verabreichung von 60 pg der in der Figur angegebenen sieben Substanzen.
Die Substanzen wurden getrennt 1 Sekunde lang unter Anwendung des
in Vergleichsbeispiel 3 beschriebenen Verfahrens verabreicht. Die
Potentialänderung
des Neuroepithels des VNO wurde im zeitlichen Verlauf aufgezeichnet.
Das Integral der Potentialänderung
wurde für
jede der 40 Personen gemittelt. Die Ergebnisse sind in der Figur
dargestellt. Ein Vergleich der 3A und
3B zeigt, dass die einzelnen Steroide eine sexuell dimorphe Aktivität aufweisen
und dass einige Ligandensubstanzen bei Männern stärker wirken, während andere
wiederum bei Frauen eine stärkere
Wirkung entfalten.
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Beispiel 5
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Vergleich
der durch zwei Androstan-Steroide herbeigeführten Veränderung des Rezeptorpotentials
-
60 pg der einzelnen Liganden-Steroide
und Propylenglykol als Kontrolle wurden 5 Frauen gemäß den Angaben
in Vergleichsbeispiel 3 verabreicht. Gemäß der Darstellung in 4 bewirkt Androsta-4,16-dien-3β-ol eine stärkere Veränderung des Rezeptorpotentials
als Androsta-4,16-dien-3-on.
-
Beispiel 6
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Behandlung
von prämenstruellem
Stress bei Frauen
-
Frauen, bei denen die Symptome von
prämenstruellem
Stress (PMS) auftreten, erhalten eine pharmazeutische Zubereitung
eines Androstan-Steroids
(vorzugsweise Androsta-4,16-dien-3-ol), die sich für die nasale
Verabreichung eignet. Das Steroid wird als Salbe mit einer Konzentration
von etwa 1 μg/ml
bereitgestellt. Etwa 0,1 ml davon wird aufgetragen. Die Salbe wird
3-mal täglich
unmittelbar im Innern der Nasenlöcher
aufgetragen. Ein ähnliches
Verfahren zur Behandlung von PMS bedient sich eines Aerosolpräparats des
gleichen Steroids. Das Aerosol wird 3-mal täglich in jedes Nasenloch gesprüht.
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Beispiel 7
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Elektrophysiologische
Untersuchungen
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Die folgenden elektrophysiologischen
Untersuchungen wurden an 60 klinisch normalen freiwilligen Versuchspersonen
beiderlei Geschlechts (30 Männern
und 30 Frauen) im Alter von 20 bis 45 Jahren durchgeführt. Es
wurden keine Anästhetika
verwendet. Weibliche Personen wurden im Fall einer Schwangerschaft nicht
für die
Studie herangezogen. Das Stimulations- und Aufzeichnungssystem besteht
aus einer "multifunktionellen
Minisonde" gemäß L. Monti-Bloch
und B. L. Grosser, "Effect
of putative pheromones on the electrical activity of the human vomeronasal
organ and olfactory epithelium",
J. Steroid Biochem. Molec. Biol., Bd. 39 (1991), S. 573–582). Bei
der Aufzeichnungselektrode handelt es sich um eine 0,3 mm-Silberkugel,
die an einem dünnen
(0,1 mm), mit TeflonR isolierten Silberdraht
befestigt ist, wobei die Oberfläche
der Elektrode zunächst
zur Bildung einer Silberchlorid-Grenzfläche behandelt und sodann mit
Gelatine überzogen
worden ist. Die Elektrode wird in einem TeflonR-Katheter
von geringem Durchmesser (Durchmesser = 5 mm) so angeordnet, dass
die Elektrodenspitze etwa 2 mm vorsteht. Der TeflonR-Katheter weist eine
Länge von
10 cm auf und stellt die terminale Verlängerung eines Mehrkanal-Abgabesystems
dar, das kontinuierlich einen Luftstrom abgibt, der diskrete Stöße von chemosensorischen
Stimuli ausübt.
Der Luftstrom gelangt zunächst
in eine kleine Kammer und wird durch eine Lösung, die entweder ein Vomeropherin
oder einen Geruchsstoff in einem Verdünnungsmittel oder das Verdünnungsmittel
allein enthält,
geperlt. Ein Solenoid wird dazu verwendet, den Luftstrom rasch aus
der Kammer zu einem Weg, der die Kammer umgeht, umzuleiten. Dies
erzeugt einen bestimmten Stoß des
Stimulans im Luftstrom. Ein zweiter, äußerer TeflonR-Schlauch
mit einem Durchmesser von 2 mm umgibt die Katheter-Elektroden-Anordnung.
Das Mittelende ist mit einem Aspirator verbunden, der eine kontinuierliche
Ansaugwirkung von 3 mm/s bewirkt. Diese konzentrische Anordnung
des äußeren Ansaugschlauches
ermöglicht
es, die emittierten chemosensorischen Reize auf einen Bereich, den
wir als "Minifeld" (Durchmesser etwa
1 mm) bezeichnen, zu beschränken.
Dadurch wird eine Diffusion von Substanzen entweder zu einem Bereich
außerhalb
der vorgesehenen Stimulationsstelle oder in das Atmungssystem vermieden. Die
gesamte Stimulations- und Aufzeichnungsanordnung kann entweder am
neumosensorischen Epithel innerhalb des VNO oder an der Oberfläche des
olfaktorischen oder respiratorischen Epithels angeordnet werden.
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Elektro-Vomeronasogramm (EVG): Die
Aufzeichnungen werden an einer liegenden Person in einem ruhigen
Raum durchgeführt.
Die multifunktionelle Minisonde wird zunächst innerhalb der Nasenhöhle unter Verwendung
eines Nasenretraktors im Vestibulum angeordnet. Referenz- und Masseelektroden
bestehen aus Silberscheiben (8 mm), die beide an der Glabella angeordnet
werden.
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Der Eingang zum VNO oder die vomeronasale
Senke wird identifiziert, indem man zunächst die Nasenöffnung und
das Vestibulum erweitert. Eine 6-fach
vergrößernde Binokularlupe
mit Halogenbeleuchtung wird sodann zur Einführung der Spitze der Anordnung
aus dem TeflonR-Katheter und der Aufzeichnungselektrode
in die VNO-Öffnung
verwendet, wo sie in einer Tiefe von etwa 1 mm innerhalb des vomeronasalen
Gangs stabilisiert wird. Eine optimale Platzierung der Aufzeichnungselektrode
wird nach Test für
eine angemessene Depolarisierung in Reaktion auf eine Testsubstanz
signalisiert.
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Elektrische Signale von der Aufzeichnungselektrode
werden einem Gleichstromverstärker
zugeführt, wonach
sie digitalisiert, im Rechner aufgezeichnet und gespeichert werden.
Die Peak-zu-Peak-Amplitude der Signale wird gemessen. Die Fläche unter
der Depolarisierungswelle wird integriert, wobei kontinuierlich
das Signal sowohl am Computer-Monitor als auch an einem digitalen
Oszilloskop dargestellt wird. Durch Atmungsbewegungen erzeugte Artefakte
werde beseitigt, indem man die Personen dahingehend trainiert, eine
Mundatmung unter velopharyngealem Verschluss durchzuführen.
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Chemosensorische Stimulantien: Bei
den olfaktorischen Testsubstanzen handelt es sich um Cineol und
1-Carvon. Bei den Vomeropherinen handelt es sich um A, B, C, D,
E und F. Proben von Vomeropherinen in einer Konzentration von 25
bis 800 fmol werden im kontinuierlichen Luftstrom für eine Dauer
von 300 Millisekunden bis 1 Sekunde abgegeben. Üblicherweise werden die einzelnen
Serien von kurzen Teststößen durch Zeiträume von
3 bis 5 Minuten voneinander getrennt. Sämtliche Komponenten der die
Teststimuli transportierenden Leitungen sind aus TeflonR,
Glas oder rostfreiem Stahl gefertigt und werden vor der Verwendung
sorgfältig
gereinigt und sterilisiert.
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Elektro-Olfaktogramm (EOG): Für olfaktorische
Aufzeichnungen wurde die gleiche multifunktionelle Stimulations-
und Aufzeichnungs-Minisonde, wie sie für das VNO eingesetzt wurde,
verwendet. Die Spitze wurde langsam eingeführt, bis die Aufzeichnungselektrode
die olfaktorische Schleimhaut berührte. Eine angemessene Platzierung
wurde durch eine Depolarisierung in Reaktion auf einen Stoß der Geruchstestsubstanz signalisiert.
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Eine kortikal hervorgerufene Aktivität wurde
durch VNO-Stimulation mit Vomeropherinen und durch olfaktorische
Stimulation mit Geruchsstoffen, die in 300 ms-Luftstößen abgegeben
wurden, induziert. Die Aufzeichnung erfolgte mit üblichen
elektroenzephalographischen (EEG) Elektroden, die an den Positionen
Cz-Al und Tz-Al des internationalen 10120-Systems platziert waren.
Die Masseelektrode wurde am mastoiden Vorsprung platziert. Die elektrodermale
Aktivität
(EDA) wurde unter Verwendung von üblichen 8 mm-Silberelektroden
in Kontakt mit der palmaren Haut des Mittelfingers bzw. des Ringfingers über eine
Leitungsgel-Grenzfläche aufgezeichnet.
Die Hauttemperatur (ST) wurde mit einer kleinen (1,0 mm) Thermistorsonde,
die am rechten Ohrläppchen
platziert war, aufgezeichnet. Der periphere arterielle Druck (PAP)
wurde mit einem an der Spitze des Zeigefingers angebrachten Plethysmographen
aufgezeichnet. Die Atmungsfrequenz (RF) wurde mit einer um den unteren
Thorax angebrachten, einstellbaren Dehnungsmessvorrichtung gemessen.
Sämtliche
elektrische Signale wurden gleichstromverstärkt, digitalisiert (MP-100,
Biopac Systems) und kontinuierlich unter Verwendung eines Computers überwacht.
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Statistische Analyse: EVGs oder EOGs,
Peak-zu-Peak-Veränderungen
und Frequenzänderungen
anderer Parameter wurden gemessen und statistisch analysiert. Die
Signifikanz der Ergebnisse wurde entweder unter Verwendung von Paar-t-Tests
oder durch Varianzanalyse (ANOVA) bestimmt.
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Einfluss von Vomeropherinen auf das
EVG: Es wurde festgestellt, dass die einzelnen Vomeropherine ein
sexuell dimorphes Rezeptorpotential hervorrufen (5A–B). Aufzeichnungen des EVG wurden an 30 Männern und
30 Frauen (Alter 20 bis 45 Jahre) durchgeführt. Die Vomeropherine wurden
verdünnt
und in Stößen von
1 Sekunde auf das VNO unter Einhaltung von Zeitabständen von
b Minuten zwischen den Stößen abgegeben.
Auf Befragen waren die Personen nicht dazu in der Lage, die Vomeropherine
zu "riechen" oder anderweitig
bewusst wahrzunehmen. Dieser Befund steht in Übereinstimmung mit früheren Ergebnissen
(L. Monti-Bloch und B. L. Grosser, "Effect of putative pheromones on the
electrical activity of the human vomeronasal organ and olfactory
epithelium", J.
Steroid Biochem. Molec. Biol., Bd. 39 (1991), S. 573–582), was
darauf hinweist, dass weder die olfaktorischen noch die Vomeropherin-Teststimuli,
die auf das VNO ausgeübt
werden, in der abgegebenen Konzentration eine wahrnehmbare Empfindung
auslösen.
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5A zeigt
die durchschnittliche Reaktion von männlichen Personen (Alter 20
bis 38 Jahre) auf das Verdünnungsmittel
und auf äquimolare
Mengen (100 fmol) von fünf
Vomeropherinen (A, B, C, D und F) sowie auf
E, einem Stereoisomeren von F. Das Profil der Reaktion auf die einzelnen
Substanzen war unabhängig
vom Alter bei allen Personen ähnlich.
Durch t-Tests und
durch Varianzanalyse ergaben sich keine signifikanten Unterschiede.
Beispielsweise bewirkten A, C und D signifikante Wirkungen (M15 = 11,4 mV, SD = 3,6 mV; M76 = 6,4
mV, SD = 2,5 mV und M84 = 15,1 mV, SD =
4,9 mV; p < 0,01).
Diese Ergebnisse stimmten in sämtlichen Einzelfällen überein.
Andere Vomeropherine depolarisierten die VNO-Rezeptoren in einem wesentlich geringeren
Ausmaß,
jedoch mit von Person zu Person übereinstimmenden
durchschnittlichen Reaktionsamplituden. Bei männlichen Personen aktive Vomeropherine
riefen stärkere
Reaktionen als das Verdünnungsmittel hervor
(p < 0,001). B,
F und ähnliche
Konzentrationen von olfaktorischen Mitteln riefen signifikant verringerte Reaktionen
im männlichen
VNO hervor (5A und 6).
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Eine ähnliche experimentelle Vorgehensweise
wurde bei den 30 weiblichen Personen (Alter 20 bis 45 Jahre) eingehalten.
Unter den Vomeropherinen rief F (100 fmol) die signifikantesten
Unterschiede innerhalb der Gruppe hervor (5B). Dabei führte A zu einer geringen Wirkung,
die sich signifikant von der Wirkung von F unterschied (p < 0,01). Bei beiden
Personengruppen bewirkten aktive Vomeropherine Rezeptorreaktionen
mit großen
Standardabweichungen (5).
Bei Untersuchung der Verteilungshäufigkeit der Wirkungen von
A und F bei Männern
bzw. bei Frauen stellten wir eine bimodale Verteilung fest. Die
Signifikanz dieser Beobachtung wird derzeit untersucht.
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E, ein Stereoisomeres von F, bewirkt
keine Stimulation des VNO bei Frauen, während dies bei F der Fall ist
(5B). Dies stellt einen
Beweis für
die Spezifität
der VNO-Erkennung von Vomeropherinen dar. Diesbezüglich ist
die Feststellung von Interesse, dass F zwar ein starkes Vomeropherin
ist, jedoch E eine stärkere olfaktorische
Wirkung als F ausübt
(5B und 6).
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Einflüsse von Vomeropherinen auf
das EOG: Das summierte Rezeptorpotential des olfaktorischen Epithels
(OE) wurde bei 20 Personen aufgezeichnet: 10 Männer und 10 Frauen. Im Gegensatz
zur Empfindlichkeit des VNO auf Vomeropherine ist das OE gegenüber diesen
Substanzen weniger empfindlich. Dies gilt sowohl für Männer als
auch für
Frauen (6A). Die durchschnittliche
Rezeptor-Potentialamplitude lag im Bereich von 2,3 mV bis 0,78 mV.
Bei dieser Untersuchung handelte es sich bei B um das einzige Vomeropherin mit
einem signifikanten Einfluss auf das OE (p < 0,02). Von den im Anschluss an jeden
Stimulus über
die Geruchsempfindungen befragten Personen gaben 16 Personen an,
keine olfaktorische Wirkung zu empfinden, während drei Männer und
eine Frau B als unangenehmen Geruch beschrieben. Dieser Befund zeigt,
dass die meisten Vomeropherine bei den in unserer Untersuchung eingesetzten
Konzentrationen keine wirksamen Stimulantien der olfaktorischen
Rezeptoren darstellen, jedoch eine klare Wirkung auf die vomeronasalen
Rezeptoren ausüben.
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Einflüsse von olfaktorischen Mitteln
auf das EVG und EOG: Im Gegensatz zu Vomeropherinen rufen die olfaktorischen
Substanzen 1-Carvon und Cineol nur eine untergeordnete lokale Reaktion
im VNO hervor ( 6B).
Dies gilt sowohl für
Männer
als auch für
Frauen. Erwartungsgemäß riefen
diese olfaktorischen Substanzen sowohl bei Männern und Frauen eine starke
Reaktion hervor (p < 0,01),
wenn sie lokal auf das OE aufgetragen wurden (6A). Das Verdünnungsmittel depolarisierte
die olfaktorischen Rezeptoren in geringerem Umfang als Cineol oder
1-Carvon (p < 0,01)
und rief keine olfaktorische Empfindung hervor.
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Reflexeinflüsse von Vomeropherinen: Es
wurden Studien durchgeführt,
um die Reflexreaktionen des Zentralnervensystems (ZNS) auf eine
Vomeropherin-Stimulation des VNO zu bestimmen. Die sexuell dimorphen,
lokalen Reaktionen, die durch Vomeropherine herbeigeführt wurden
(5A und B)
spiegelten sich in der autonomen Reaktion von männlichen und weiblichen Personen
wieder. Bei den männlichen
Personen (5C) bewirkten
A und C eine Verringerung des Hautwiderstands (elektrodermale Aktivität = EDA)
(p < 0,01, n =
30). Bei Frauen (5B)
bewirkten F und B eine stärkere
Verringerung des EDA als A oder C (p < 0,01, n = 30).
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Die Vomeropherine A und C bewirkten
eine signifikante Erhöhung
der Hauttemperatur (ST) (5G) bei
30 Männern
(p < 0,01). Dagegen
bewirkte D eine signifikante Temperatursenkung (p < 0,01). Bei 30 Frauen (5H) bewirkten B und F eine
signifikante Erhöhung
der Hauttemperatur (ST) (p < 0,01),
verglichen mit A und C. Bei Frauen bewirkten Vomeropherine bezüglich EDA
und ST eine höhere
Standardabweichung als bei Männern.
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Die kortikale Aktivität wurde
von Cz und Tz bei Männern
und Frauen während
der Anwendung von Luftstößen (300
ms bis 1 sec) mit einem Gehalt an 200 fmol Vomeropherin auf das
VNO aufgezeichnet (5G und H). Bei Männern (5E) erhöhten A, C und D in signifikanter
Weise die α-kortikale Aktivität mit einer
Latenz von 270–380
ms. D und A riefen die stärkste
Wirkung hervor (p < 0,01).
Eine Synchronisation des EEG wurde 1,5 bis 2,7 Minuten nach Aufbringen
eines einzelnen Stoßes
des Wirkstoffes aufrechterhalten. Bei Frauen (5F) erhöhte ein einzelner Stoß (200 fmol)
von B oder F auf das VNO die α-kortikale
Reaktion unabhängig
von der Reaktion der olfaktorischen Rezeptoren. Wir stellten charakteristische
Spezifitäten
der Reaktion des humanen VNO und des olfaktorischen Epithels fest,
was darauf schließen
lässt,
dass es sich um unabhängige
funktionelle Systeme mit getrennten Verbindungen zum ZNS handelt
(C. Brookover, "The
nervus terminalis in adult man",
J. Comp. Neurol., Bd. 24 (1914), S. 131–135). Es gibt auch erste Anzeichen
dafür, dass
das EVG nicht mit trigeminalen Nozirezeptorenden verbunden war,
da eine Anwendung eines Lokalanästhetikums
(2% Lidocain) auf das Atmungsepithel der Nasenscheidewand das EVG
weder blockiert noch verringert (L. Monti-Bloch und B. L. Grosser, "Effect of putative
pheromones on the electrical activity of the human vomeronasal organ
and olfactory epithelium",
J. Steroid Biochem. Molec. Biol., Bd. 39 (1991), S. 573–582). Ferner
berichteten die Personen nicht über
Schmerzempfindungen als Folge einer der Stimulationsvorgänge.
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VNO-Rezeptoren sind auf Vomeropherine
deutlich empfindlicher als auf alle getesteten olfaktorischen Mittel.
Das Gegenteil gilt für
olfaktorische Rezeptoren. Während
das OE möglicherweise
für einige
Vomeropherine Rezeptorstellen aufweist, unterscheidet sich die Reaktionsspezifität des VNO
deutlich.
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Je nach dem Geschlecht wurden Unterschiede
in der Spezifität
und der Wirkung der beiden Gruppen von Vomeropherinen A, C und D
sowie B und F festgestellt. Dies lässt auf einen möglichen,
rezeptorbezogenen, sexuellen Dimorphismus schließen. Die Befunde lassen darauf
schließen,
dass Komponenten des autonomen Nervensystems beim Erwachsenen durch
eine Vomeropherin-Stimulation des VNO aktiviert werden.
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Ferner lassen die Ergebnisse darauf
schließen,
dass eine Stimulation des VNO mit Vomeropherinen eine Synchronisation
des EEG ergibt (G und H).
Somit zeigen die hier vorgelegten Befunde, dass das vomeronasale
System auf verschiedene chemosensorische Stimuli reagiert und dass
einige zur Induktion einer autonomen Reflexaktivität befähigt sind.