Was ist Physostigmin?
Physostigmin ist ein Sekundärmetabolit, der von der afrikanischen Tropenrebe Physostigma venosum produziert wird , die als Calabar Bean bekannt ist. Diese Verbindung wird beim Menschen als Medikament zur Behandlung von Glaukom und Myasthenia gravis eingesetzt und galt früher als Behandlung der Alzheimer-Krankheit. Es wirkt als reversibler Inhibitor von Cholinesterase, dem Protein, das Acetylcholin abbaut. Der größte Teil der Körperbewegung beruht auf der Übertragung von Signalen von Nervenzellen zu Muskeln, die durch Acetylcholin vermittelt werden.
Inhibitoren der Cholinesterase, sogenannte Anticholinesterasen, hemmen den Abbau von Acetylcholin. Im Allgemeinen sind sie für Tiere hochgiftig, da sie mit Cholinesterase einen irreversiblen Komplex bilden. Dadurch ziehen sich die Muskeln weiter zusammen und es kann zu Lähmungen und zum Tod kommen. Viele Insektizide nutzen diese Wirkungsweise ebenso wie einige Nervengase. Im Gegensatz dazu bindet Physostigmin Cholinesterase reversibel, so dass es beim Menschen als Medikament eingesetzt werden kann.
Physostigminsulfat ist die Form, die in den Vereinigten Staaten als Medikament verwendet wird und bei der Behandlung von Glaukom angewendet wird. Physostigmin bewirkt, dass die zusätzliche Flüssigkeit aus dem Auge abfließt. Es wirkt auch als Miotikum, wodurch sich die Pupillen zusammenziehen. Diese Eigenschaft kann auch bei der Behandlung von Glaukom helfen. Manchmal wird es als Miotikum verwendet, nachdem die Augen während einer Augenuntersuchung geweitet wurden.
Mit dieser Anticholinesterase kann die muskelschwächende Krankheit Myasthenia gravis wirksam behandelt werden. Die Wirkung dieser Störung verhindert, dass Acetylcholin seine Funktion zur Aktivierung der Muskeln erfüllt. Daher kann die Behandlung mit Physostigmin dazu beitragen, die Symptome dieser Krankheit zu lindern.
Es wurden klinische Studien mit Physostigmin durchgeführt, um festzustellen, ob es die Funktion von Patienten mit Alzheimer-Krankheit verbessern kann, da die Hypothese bestand, dass die Krankheitssymptome auf einen Mangel an ausreichenden Mengen an Acetylcholin zurückzuführen sind. Die Behandlung mit dieser Verbindung führte zu einer kleinen, aber messbaren Steigerung der kognitiven Fähigkeiten. Die Patienten litten jedoch unter drastischen Nebenwirkungen und die meisten von ihnen schieden aus den Tests aus. Die Schlussfolgerung war, dass dieses Medikament zur Behandlung der Alzheimer-Krankheit nicht geeignet wäre.
Eine zusätzliche Eigenschaft von Physostigmin ist, dass es die Blut-Hirn-Schranke passieren und das Zentralnervensystem (ZNS) beeinflussen kann. Dies ermöglicht die Behandlung von Überdosierungen von Arzneimitteln, die zu viel Acetylcholin produzieren. Dies nennt man einen cholinergen Effekt. Überdosierungen der Pflanzenstoffe Atropin und Scopolamin können diesen Effekt verursachen. Eine häufige und potenziell tödliche Quelle für solche Medikamente ist der Verzehr oder die Inhalation von Datura stramonium , einem rotbraunen Unkraut, als versuchtem Halluzinogen.
Die chemische Synthese von Physostigmin ist angesichts der Komplexität des Moleküls sehr schwierig. Eine zusätzliche Komplikation besteht darin, dass es zwei Formen der Verbindung gibt, die als Stereoisomere bekannt sind, aber nur eine Form als Arzneimittel wirksam ist. Die Chemiker haben 1935 im Labor einen Weg gefunden, diese Chemikalie zu synthetisieren, und eine Reihe verschiedener Methoden wurden entwickelt. Im Allgemeinen wird diese Chemikalie aus reifen, trockenen Samen der Calabar Bean-Pflanze isoliert und nicht von Grund auf neu synthetisiert.