STAND DER TECHNIK DER ERFINDUNG
1) Fachgebiet der Erfindung:
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Die vorliegende Erfindung betrifft therapeutische Mittel gegen ischämische Schäden oder
Reperfusionsschädigungen des Myokards, welche eine hervorragende Wirksamkeit bei der
Wiederherstellung der Herzfunktionen aufweisen, die durch eine myokardiale Ischämie oder
einen Wiederbeginn des Blutflusses bzw. einen Wiederfluß (reflow) beeinträchtigt sind.
2) Stand der Technik:
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Martindale, The Extra Pharmacopoeia, 1993, Seite 1019: "Dilazep Hydrochloride" sowie S.
Sugiyama et al., Arzneimittelforschung, Band 35 (12), 1985, Seiten 1802-1804, offenbaren
die Verwendung von
N,N'-Bis(3-(3,4,5-trimethoxybenzoyloxy)propyl)homopiperazin)hydrochlorid bei einer Behandlung ischämischer Herzkrankheiten und Reperfusionsschädigung.
Bei Herzoperationen am offenen Herzen, einschließlich einer Herztransplantation, ist eine
Aorta-Blockade nützlich und sogar wesentlich, da sie eine hervorragende Umgebung für die
operativen Techniken, einschließlich eines blutlosen und stationären Blickfeldes, bereitstellt.
Aufgrund der Unterbrechung des Herzblutflusses während der Operation fangen
Myokardialzellen jedoch schnell an, einen anaeroben Stoffwechsel durchzuführen, bei dem die
Energieherstellungseffizienz sehr niedrig liegt. Anschließend vermindert eine Anreicherung von
Milchsäure und Wasserstoffionen, die im Laufe des anaeroben Stoffwechsels gebildet werden,
den pH im Gewebe und unterdrücken eine Oxidation von Fettsäuren, wobei Schäden an den
Mitochondrien hervorgerufen werden. Als Folge weisen Myokardialzellen Störungen in den
energieabhängigen Zellmembranfunktionen auf, und diese Störungen behindern die
Äquilibrierungsfähigkeit und eine Fähigkeit des Zytoplasmas, eine Zellkapazität beizubehalten.
Zusätzlich fließen Calciumionen in anormaler Weise in die Zellen, wobei Natriumionen und
Wasser in die Zellen eingeschleust werden. Am Ende treten bei Myokardialzellen irreversible
ischämische Schäden auf.
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Um den oben erwähnten myokardialen ischämischen Schäden vorzubeugen, ist es wesentlich,
daß energiereiche Substanzen im Herzmuskel während einer Ischämie erhalten bleiben.
Gegenwärtig wird ein Schutzverfahren für Herzmuskel eingesetzt, welches primär aus einer
Kombination einer lokalen Kühlmethode für Herzmuskeln und einer Methode einer
Mehr
fach-Verabreichung einer Myokardial-Konservierungslösung besteht, wobei eine Myokardial-
Konservierungslösung in Abständen an den Patienten verabreicht wird.
Dieses Verfahren kann jedoch immer noch nicht in befriedigender Weise ischämische
Schäden des Myokards vermeiden.
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Andererseits ist es bekannt, daß, obwohl ischämische Herzmuskeln sich von dem
Niederenergiezustand erholen, wenn die Aorta-Blockierung nach einer Herzoperation aufgehoben wird,
ein Wiederfluß (reflow) von Blut nach einer Ischämie sogar noch schlimmere Störungen
hervorruft, die als Reperfusionsschädigungen bezeichnet werden. Man nimmt an, daß
Reperfusionsschädigungen in erster Linie hervorgerufen werden durch Veränderungen in den
Membranen während einer Ischämie, welche den Wiederfluß auslösen. Innerhalb eines frühen
Stadiums von 2 bis 3 Minuten ab dem Beginn des Wiederflusses tritt ein anormaler Transfer von
Calciumionen sowie Natriumionen und Wasser auf, und es werden Sauerstoff Radikale
gebildet. Um Reperfusionsschädigungen vorzubeugen, wurden brauchbare Verbindungen
untersucht, zusätzlich zu einem Verfahren zur sorgfältigen Aufnahme des Blutflusses, das hohe
handwerkliche Fähigkeit erfordert. Erfolgreiche Ergebnisse bei einer Vermeidung von
Reperfusionsschädigungen wurden jedoch noch nicht erhalten.
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Man nimmt an, daß der Beginn eines Herzinfarkts ausgelöst wird von einer wiederholten
Blockade der Herzarterie und einem anschließenden Wiederfließen, welches hervorgerufen
wird beispielsweise von Atheriosklerose und einer Thrombose. In diesem Fall erleiden
Herzmuskeln ischämische Schäden und Reperfusionsverletzungen. Bei der Therapie von
Herzinfarkten wird eine perkutane Transluminal-Koronarangioplasie (PTCA) eingesetzt, bei der
Ballons zur Erweiterung des Innendurchmessers der Herzarterie eingesetzt werden oder eine
perkutane Transluminal-Koronarrekanalisation (PTCR), bei der ein thrombolytisches Mittel
durch einen Katheter verabreicht wird, und auf diese Weise wurden günstige Ergebnisse
erhalten. Diese Ansätze sind jedoch noch immer nicht frei von Störungen des Wiederflusses.
Unter den obigen Umständen haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung ernsthafte
Untersuchungen durchgeführt, um Arzneimittel zu entdecken, die fähig sind, solche Störungen zu
unterdrücken, und als Ergebnis haben sie gefunden, daß die Verbindungen der folgenden
Formel (1), ihre Säureadditionssalze und ihre Hydrate eine Wirkung bei einer
Wiederherstellung von Herzfunktionen aufweisen, die durch ischämisches Wiederfließen im Herzmuskel
erniedrigt waren, und daß diese Verbindungen, Salze und Hydrate brauchbar sind als
therapeutische Mittel für ischämische Schäden und Reperfusionsschädigungen des Myokards. Die
vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage dieser Ergebnisse vollendet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Arzneimittel bereitzustellen, das ischämische
Schäden und Reperfusionsverletzungen des Myokards unterdrückt, und welches die
postoperative Wiederherstellung von Herzfunktionen beschleunigt.
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Unter einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein therapeutisches Mittel für
ischämische Schäden oder Reperfusionsschädigungen des Myokards bereitgestellt., welches
als aktiven Bestandteil eine Verbindung der folgenden Formel (1), ein Säureadditionssalz
davon oder ein Hydrat davon umfaßt:
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wobei R¹, R², R³, R&sup4;, R&sup5; und R&sup6; gleich oder voneinander verschieden sind und jeweils für eine
Niederalkoxygruppe stehen, und A und A' gleich oder voneinander verschieden sind und
jeweils für eine Niederalkylengruppe stehen.
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Unter einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur
Behandlung ischämischer Schäden oder Reperfusionsschädigungen des Myokards
bereitgestellt, welches eine Verabreichung einer wirksamen Menge der obigen Verbindung an einen
Patienten mit ischämischen Schäden oder Reperfusionsschädigungen des Myokards
einschließt.
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Unter einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Verwendung der
obigen Verbindung bei der Herstellung eines therapeutischen Mittels für ischämische Schäden
oder Reperfusionsverletzungen des Myokards bereitgestellt.
Die obigen und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden aus der folgenden Beschreibung ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die einzige Figur ist ein Graph, der eine Wirkung auf die Wiederherstellung von
Herzfunktionen zeigt, die durch myokardiale Ischämie und anschließendes Wiederfließen erniedrigt
waren.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Verbindungen der vorgenannten Formel (1) (hiernach als Verbindungen (1) bezeichnet), die in
der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind bereits bekannt. Beispielsweise werden
sie in EP-A 541 798 beschrieben. Diese Veröffentlichung beschreibt, daß diese Verbindungen
als das Gehirn schützende Wirkstoffe zur Linderung von Störungen von Gehirnfunktionen,
wie Hirnblutung, Hirninfarkt, subarachnoide Blutung, vorübergehende ischämische
Hirnattacke und zerebrovaskulare Störungen, oder bei der Verhinderung des Fortschreitens solcher
Störungen brauchbar sind. Diese Veröffentlichung schlägt jedoch nicht vor, daß die
Verbin
dungen bei ischämischen Schäden oder Reperfusionsverletzungen des Myokards anwendbar
sind.
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In Formel (1) weisen die Niederalkoxygruppen, die von R¹ bis R&sup6; dargestellt werden,
vorzugsweise 1 bis 6 Kohlenstoffatome auf. Insbesondere sind Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy und
Isopropoxy bevorzugt. Die Niederalkylengruppe, die von A und A' dargestellt werden, sind
vorzugsweise C&sub1;-C&sub6;-lineare oder -verzweigte Alkylengruppen und noch bevorzugterweise
C&sub3;-C&sub5;-Alkylengruppen. Insbesondere sind n-Propylen, n-Butylen und n-Pentylen bevorzugt.
Unter den Verbindungen (1) sind diejenigen bevorzugt, bei denen R¹ bis R&sup6; für Methoxy
steht, und A und A' für Butylen steht. Insbesondere ist
N,N'-Bis[4-(3,4,5-trimethoxyphenyl)butyl]homopiperazin bevorzugt.
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Die Verbindungen (1) können nach dem Verfahren, das beispielsweise in EP-A 541 798
beschrieben wird, hergestellt werden, und vorzugsweise nach Verfahren (1), das in dieser
Veröffentlichung beschrieben wird.
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In der vorliegenden Erfindung können auch Säureadditionssalze oder Hydrate der
Verbindungen (1) eingesetzt werden. Säureadditionssalze können durch Routineverfahren hergestellt
werden. Als Beispiele für die Säuren, die zur Herstellung der Säureadditionssalze eingesetzt
werden können, gibt es anorganische Säuren, wie Schwefelsäure, Chlorwasserstoffsäure,
Salpetersäure, Phosphorsäure und Bromwasserstoffsäure; organische Säuren, wie Essigsäure,
Milchsäure, Succinsäure, Weinsäure, Äpfelsäure, Maleinsäure, Zitronensäure, Fumarsäure,
Methansulfonsäure und Toluolsulfonsäure.
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Das therapeutische Mittel gemäß der vorliegenden Erfindung enthält Verbindungen (1),
Säureadditionssalze davon oder Hydrate davon als aktive Bestandteile.
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Diese aktiven Bestandteile werden einzeln oder in Kombination mit pharmazeutisch
unbedenklichen Hilfsstoffen, Bindemitteln, Trägern, Verdünnern usw. eingesetzt und zu Tabletten,
Kapseln, Körnern, Pulvern, Injektionen oder Suppositorien formuliert. Diese Formulierungen
können nach bekannten Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise werden zur Herstellung
von Formulierungen für eine orale Verabreichung, Verbindungen (1) zusammen mit
Hilfsstoffen, wie Stärke, Mannitol und Lactose; Bindemitteln, wie Carboxymethylcellulose-Na und
Hydroxypropylcellulose; Sprengmitteln, wie kristalline Cellulose und
Carboxymethylcellulose-Ca; Gleitmitteln, wie Talk und Magnesiumstearat; und Fließverbesserern, wie leichtes
Kieselsäureanhydrid, vermischt.
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Die Dosis der Verbindungen (1) der vorliegenden Erfindung variiert in Abhängigkeit von des
Patienten Körpergewicht, Alter, Geschlecht, Gesundheitsbedingungen usw. Im allgemeinen ist
eine Dosis von 0,1 bis 1.000 mg/Tag bei einem Erwachsenen bevorzugt, die auf einmal oder
unterteilt in 2 bis 3 Portionen verabreicht wird. Für den Fall, daß die Verbindungen (1) in
einer extrakorporalen Zirkulation eingesetzt werden, werden sie vorzugsweise so eingestellt,
daß sie eine Konzentration im Bereich von 1 nM bis 1 mM haben.
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Vorzugsweise werden die therapeutischen Mittel der vorliegenden Erfindung diejenigen
Patienten verabreicht, die eine Blockierung der Aorta oder einen Wiederfluß bei einer Operation
am offenen Herzen, PTCA oder PTCR haben werden, oder an Patienten, die gerade derart auf
eine systemische Weise oder durch orale Verabreichung behandelt werden. In einer anderen
Ausführungsform können die therapeutischen Mittel der extrakorporalen Zirkulation solcher
Patienten zugesetzt werden. Bei Patienten, die möglicherweise einen Beginn eines
Herzinfarkts erleiden werden, sind eine orale und systemische Verabreichung bevorzugt. Für den
Fall einer Herztransplantation werden die therapeutischen Mittel dem Donor und dem
Empfänger verabreicht und ebenfalls der Konservierungslösung für das Herz.
Beispiele:
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Die vorliegende Erfindung wird in weiteren Einzelheiten anhand der folgenden Beispiele
erläutert, die nicht als die vorliegende Erfindung einschränkend ausgelegt werden dürfen.
Herstellung von Beispiel 1:
Herstellung von N,N'-Bis[4-(3,4,5-trimethoxyphenyl)butyl]homopiperazin · 2HCl:
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1-Chlor-4-(3,4,5-trimethoxyphenyl)butan (7,5 g), Homopiperazin (1,3 g), Kaliumcarbonat
(4,5 g) und Kaliumiodid (5,3 g) wurden zu Dimethylformamid (4,2 ml) zugesetzt, und das
erhaltene Gemisch wurde bei 100ºC für 1 Stunde gerührt. Das Reaktionsgemisch wurde in
eine NaCl-Lösung eingegossen und anschließend mit Ethylacetat extrahiert. Die
Ethylacetatschicht wurde mit verdünnter Chlorwasserstoffsäure extrahiert und die wäßrige Schicht wurde
mit Ethylacetat gewaschen. Das erhaltene Material wurde mit NaOH alkalisch gemacht und
mit Ether extrahiert. Die Etherschicht wurde mit einer NaCl-Lösung gewaschen und
getrocknet. Das Lösungsmittel wurde abdestilliert. Der Rückstand wurde mit
Silicagel-Säulenchromatographie gereinigt. Eine freie Base wurde in einer Menge von 4,7 g erhalten.
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Dieses Produkt wurde in ein Hydrochlorid durch ein Routineverfahren umgewandelt und aus
Methanol-Ether umkristallisiert, wobei 3,2 g der Titelverbindung mit einem Schmelzpunkt
von 191-194ºC (Zersetzung) erhalten wurden.
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¹H-NMR (CDCl&sub3;); δ
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2,60 (4 H, br, t, J = 8 Hz)
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3,82 (6 H, s)
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3,86 (12 H, s)
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6,37 (4 H, s)
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IR (KBr); cm&supmin;¹
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1587, 1238, 1122
Beispiel 1 (Wirkung auf die Wiederherstellung von Herzfunktionen, die durch myokardiale
Ischämie-Wiederfließen erniedrigt wurden):
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Wirkungen von N,N'-Bis[4-(3,4,5-trimethoxyphenyl)butyl]homopiperazin · 2HCl (im
folgenden als Testverbindung bezeichnet) auf Herzfunktionen, die durch myokardiale Ischämie-
Wiederfließen erniedrigt waren, wurden untersucht unter Verwendung eines
Rattenherz-Wiederfließmodells.
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Unter Verwendung einer Langendorff-Methode und einer Methode eines arbeitenden Herzens
bei Ratten wurde ein Wiederfließ-Herzmodell etabliert. Die Änderungen bei den
Herzfunktionen wurden überprüft unter Verwendung eines Frequenzdruckprodukts (arterieller Blutdruck
x Puls) [Ichihara und Abiko, J. Cardiovasc. Pharmacol., 5, 745-751 (1983)]. 15 Minuten nach
Anwendung einer Methode eines arbeitenden Herzens wurden die Ratten in eine Ischämie für
15 Minuten und anschließend zu einem Wiederfließen für 20 Minuten gezwungen. Die
Testverbindung wurde in eine Perfusionsflüssigkeit (Krebs-Henzelite-Natriumbicarbonatpuffer)
aufgelöst, so daß die Konzentration bei 1 uM oder 5 uM lag. Die so hergestellte Testlösung
wurde den Ratten für 20 Minuten, ab 5 Minuten vor der Anwendung der ischämischen
Belastung bis zur Beendigung der Belastung, verabreicht. Eine Gruppe von Ratten, denen die
Testverbindung nicht verabreicht wurde, wurde als Kontrolle verwendet, und die erhaltenen
Ergebnisse wurden verglichen mit denjenigen, die mit den Gruppen von Ratten erhalten
wurden, denen die Testverbindung verabreicht wurde.
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Wie in der anliegenden einzigen Figur gezeigt wird, verminderte sich in der Kontrollgruppe
(Nicht-Verabreichung der Testverbindung) das Frequenzdruckprodukt nach Anwendung der
Ischämie-Belastung, und ein Wert von 0 dauerte an von 5 Minuten nach Beginn der
ischämischen Belastung bis zum Ende des Tests, d. h. bis 20 Minuten nach Beginn eines
Wiederfließens. In den Gruppen, denen die Testverbindung verabreicht wurde, erniedrigte sich das
Frequenzdruckprodukt nach der Anwendung der Ischämie-Belastung wie bei der
Nicht-Verabreichungsgruppe, und die Frequenz erreichte 0 nach 5 Minuten nach Anwendung der
ischämischen Belastung. Wenn ein Wiederfließen begonnen wurde, erhöhte sich jedoch das
Frequenzdruckprodukt. Nach 20 Minuten ab Beginn des Wiederfließens hatte sich das
Frequenzdruckprodukt um etwa 52% (1 uM Verabreichung) und etwa 69% (5 uM
Verabreichung) erholt, verglichen mit dem Wert, der erhalten wurde zum Zeitpunkt von 10 Minuten
nach Anwendung der Methode des arbeitenden Herzens.
Entsprechend wurde bestätigt, daß die Testverbindung eine Wirkung bei einer
Wiederherstellung von Herzfunktionen zeigen, die durch myokardiale Ischämie-Wiederfließen erniedrigt
waren.
Beispiel 2 (Test auf akute Toxizität):
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Gruppen von männlichen Wistar-Ratten (etwa 10 Wochen alt) des Shizouka Laboratory
Animal Center, wobei jede aus 5 Ratten bestand, wurden verwendet. Die Testverbindung wurde
in 5% Gummiarabikum suspendiert, und 300 oder 1.000 mg/kg der Suspension wurde jeder
Ratte oral verabreicht. Das Verhalten der Ratten wurde nach 0,5, 1, 2 und 4 Stunden nach der
Verabreichung beobachtet. Anschließend wurden die Tiere für weitere 3 Tage unter
Beobachtung gefüttert.
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Als Ergebnis wurde gefunden, daß die Testverbindung weder ungewöhnliches Verhalten noch
den Tod bei beiden Dosen von 300 mg/kg und 1.000 mg/kg durch orale Verabreichung
hervorruft.
Beispiel 3 (Kapseln):
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N,N-Bis[4-(3,4,5-trimethoxyphenyl)butyl]homopiperazin · 2HCl 30 mg
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Mikrokristalline Cellulose 30 mg
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Lactose 57 mg
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Magnesiumstearat 3 mg
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Gesamtmenge 120 mg
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Die obigen Bestandteile wurden nach einem bekannten Verfahren vermischt und anschließend
in eine Gelatinekapsel eingefüllt, um ein eingekapseltes Mittel zu schaffen.
Beispiel 4 (Tabletten):
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N,N-Bis[4-(3,4,5-trimethoxyphenyl)butyl]homopiperazin · 2HCl 30 mg,
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Stärke 44 mg
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Stärkepulver (für Pasten) 5,6 mg
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Magnesiumstearat 0.4 mg
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Carboxymethylcellulose-Ca 20 mg
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Gesamtmenge 100 mg
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Die obigen Bestandteile wurden nach einem bekannten Verfahren vermischt, um eine Tablette
zu schaffen.
Beispiel 5 (Injektionsflüssigkeiten):
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N,N'-Bis[4-(3,4,5-trimethoxyphenyl)butyl]homopiperazin · 2HCl (100 mg) und NaCl (900 mg)
wurden in etwa 80 ml destilliertem Wasser für die Injektion aufgelöst, und zu der erhaltenen
Lösung wurde destilliertes Wasser für die Injektion zugesetzt, um eine Gesamtmenge von 100
ml zu schaffen. Die erhaltene Lösung wurde aseptisch filtriert und auf 10 lichtgeschützte
Ampullen verteilt. Die Ampullen wurden versiegelt, um eine aseptische Injektionsflüssigkeit
zu schaffen.
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Wie oben beschrieben haben die therapeutischen Mittel der vorliegenden Erfindung eine
hervorragende Wirksamkeit bei der Wiederherstellung erniedrigter Herzfunktionen, die durch
myokardiale Ischämie-Wiederfließen hervorgerufen werden, und sie weisen eine niedrige
Toxizität auf. Daher sind sie brauchbar als therapeutische Mittel für ischämische Schäden
oder Reperfusionsschädigungen des Myokards.