Opiate — Opioide Prof. Dr. med. A. Lupp Institut für Pharmakologie und Toxikologie Universitätsklinikum Jena Drackendorfer Str. 1, 07747 Jena Tel.: (9)325678 oder -88 e-Mail: [email protected] Opium Opium: griechisch Opos = Saft Opiate: Substanzen, die chemisch dem Opium entstammen Opioide: Substanzen mit morphinähnlichen Eigenschaften (nativ, halbysnthetisch, vollsynthetisch) Natürliche Opiate: • Wirkstoffe des Schlafmohns (papaver somniferum) • Gewinnung aus Milch der unreifen Kapsel • Pro Kapsel ca. 0,05 g Rohopium 1 kg Rohopium: 20.000 Kapseln = 400 m2 Feld Inhaltsstoffe des Rohopiums 10% Morphin, 6% Noscapin, 0,8% Papaverin, 0,5% Codein, 0,3% Narcein, 0,2% Thebain Geschichte (I) • 3. Jahrtausend v. Chr. Sumerer: Mohnkultivierung zur Opiumgewinnung • Antikes Ägypten und Griechenland: Verwendung in Mysterien-Kulturen und als Medikament Mohnkapsel des Schlafgottes Morpheus und des Todesgottes Thanatos • Römer: Cornelius Nepos (Mordgift) Andromachus (Theriak) • 16. Jh.: Paracelsus „Laudanum“ Geschichte (II) • 6./7. Jh.: Araber bringen auf Kriegszügen Opium nach Persien, Indien und China • In China schließlich weite Verbreitung, Opium vorwiegend importiert (East India Company) • 1839-1842: Opium-Krieg Geschichte (III) • 19. Jh.: Weite Verbreitung des Opiumgenusses bei armen Industrie- und Hafenarbeitern Englands und Frankreichs • um 1840: Paris und andere große Städt Frankreichs: Rauchsalons Charles Baudelaire Novalis Honoré de Balzac • 1929: Deutsches Opium-Gesetz Edgar A. Poe Hans Fallada Geschichte (IV) • 1805: F.W.A. Sertürner (Hofapotheke Paderborn): Erstmalige Isolation von Morphin aus Opium • 1853: Pravaz: Spritze. Erste größere Verwendung in deutsch-französischem Krieg 1870/71 • 1898: Synthese von Heroin (Elbersfelder Farbenwerke) • Erste vollsynthetische Opioide: Pethidin (1939), Methadon (1945): Otto Schaumann (Hoechst) • 1973: Entdeckung des ersten Opioid-Rezeptors • 1975: Entdeckung der ersten endogenen Opioide: Enkephaline (John Hughes, Hans Kosterlitz) Endogene Opioide = Endorphine Amino-terminale Sequenz: Tyr - Gly - Gly - Phe - X X: Met oder Leu Met-Enkephalin: Tyr - Gly - Gly - Phe - Met Leu-Enkephalin: Tyr - Gly - Gly - Phe - Leu β-Endorphin: Tyr - Gly - Gly - Phe - Met - Thr - Ser - Glu - Lys -Ser... Dynorphin A(1-17): Tyr - Gly - Gly - Phe - Leu - Arg - Arg - Ile - Arg - Pro... Dynorphin B: Tyr - Gly - Gly - Phe - Leu - Arg - Arg - Gln - Phe - Lys... β-Neoendorphin: Tyr - Gly - Gly - Phe - Leu - Arg - Lys - Tyr - Pro Spaltung: z.B. Enkephalinase: - Gly — Phe - Opioid-System • physiologische Funktion unbekannt • Naloxon hat bei gesunden, nicht Opioid-abhängigen Personen keine Wirkung • Enkephalin-Konzentrationsanstieg im Serum bei körperlicher Belastung (Marathon) → Schmerzschwelle ↑ → Euphorie • Vorkommen im limbischen System → Einfluß auf psychische Befindlichkeit, affektives Verhalten • Vorkommen im Immunsystem Opioid-Rezeptoren Wirkungen • µ : Analgesie, Euphorie, Miosis, Atemdepression, antitussive Wirkung, Erbrechen, Bradykardie, Obstipation, Hypothermie, Toleranz • δ : Analgesie, Erregung, Atemdepression, Hypotension, Toleranz • κ : Analgesie, Sedation, Dysphorie, Atemdepression, Miosis • σ : Dysphorie, Halluzinationen, Stimulation von Atem- und KreislaufZentrum, Toleranz (wird nicht mehr zu Opioid-Rezeptoren gezählt!) ORL1 (Nozizeptin-Rezeptor) Einteilung der Opioide • Reine Agonisten stimulieren alle Opioid-Rezeptoren Morphin, Heroin, Codein, Pethidin, Methadon, Piritramid, Fentanyl, Alfentanil, Sufentanil, Remifentanil, Loperamid, (Tramadol), (Tilidin) • Gemischte Agonisten/Antagonisten z.B. Antagonist an µ, Agonist an δ und κ [Pentazocin], Nalbuphin • Partialagonisten µ -Rezeptor: höhere Affinität bei geringerer Intrinsic activity als Morphin Buprenorphin • Reine Antagonisten an allen Rezeptoren keine Intrinsic activity Naloxon, Naltrexon Einteilung der Opioide • Reine Agonisten stimulieren alle Opioid-Rezeptoren Morphin, Heroin, Codein, Pethidin, Methadon, Piritramid, Fentanyl, Alfentanil, Sufentanil, Remifentanil, Loperamid, (Tramadol), (Tilidin) • Gemischte Agonisten/Antagonisten z.B. Antagonist an µ, Agonist an δ und κ [Pentazocin], Nalbuphin • Partialagonisten µ -Rezeptor: höhere Affinität bei geringerer Intrinsic activity als Morphin Buprenorphin • Reine Antagonisten an allen Rezeptoren keine Intrinsic activity Naloxon, Naltrexon Morphin • Hauptalkaloid des Opiums • Referenzsubstanz für Bewertung anderer HO Opioide O • asymetrisches C-Atom, nur L-Form am N CH3 HO Opioid-Rezeptor wirksam • Base, pKa = 8,05 Pharmakokinetik • gute enterale Resorption, hohe präsystemische Elimination in Leber → Bioverfügbarkeit: 25% → parenterale Gabe günstiger • Metabolisierung zu 3-OH-Glucuronid (inaktiv) und 6-OH-Glucuronid (wirksam) mit langer HWZ, überwiegend renale Elimination der Metabolite • gut placentagängig Morphin Wirkungen (gelten prinzipiell für alle Opioide) A.) ZNS • Analgesie: • Euphorie: • Anxiolyse: • Sedation: • Muskelrigidität: • Krampfanfälle: • Hypothermie: peripher, spinal und supraspinal vermittelt DA-Freisetzung in N. accumbens ↑ Hemmung von Locus-coeruleus-Neuronen Hemmung im aszendierenden Teil der Formatio reticularis; hohe Dosen: Bewusstseinsverlust DA-Freisetzung im Striatum ↑ Aktivierung von Pyramidenzellen im Hippocampus Hemmung des hypothalamischen Temperaturzentrums Morphin • Atemdepression: Empfindlichkeit medulläres Atemzentrum ggü. CO2 ↓, Hemmung pontines Atemzentrum • Antitussiv: • Miosis: Hemmung medulläres Hustenzentrum • Emetisch: • Antiemetisch: • Blutdrucksenkung: • Bradykardie: Aktivierung vegetativer Nebenkern des N. oculomotorius (Edinger-Westphal-Kern) Früheffekt: Reizung Area postrema Späteffekt: Dämpfung Brechzentrum Hemmung Barorezeptor-Reflexbogen Aktivierung Ramus dorsalis N. vagi Morphin B.) Peripherie Glatte Muskulatur: zentrale Einflüsse; Effekte auf Nervenplexus in Wand • Magen: Motilität ↓, Tonus Antrum und Pylorus ↑ → verzögerte Magenentleerung • Darm: Motilität ↓, Tonus ↑ → spastische Obstipation Hemmung Wasser- und Elektrolytaustritt durch Mucosa • Gallenblase: • Ureter: • Harnblase: Tonus Sphinkter oddi ↑ Tonus unteres 1/3 ↑ Tonus Sphinkter und Detrusor ↑ Histaminfreisetzung → Bronchospasmus, RR ↓, Hautreaktionen Weitere reine Agonisten im Vergleich zu Morphin .... Heroin O HO H3C C O O O N CH3 HO N CH3 H3C C Morphin O O Heroin • an beiden OH-Gruppen acetyliertes Morphin (= Diacetylmorphin) • höhere analgetische Potenz • lipidlöslicher → schnellere Passage der Blut-Hirn-Schranke ⇒ hohes Abhängigkeitspotential • Desacetylierung zu Morphin und 6-Monoacetylmorphin • Zufuhr i.v., Schnupfen, Inhalation („chasing the dragon“) Heroin • bis 2009 nicht verkehrsfähig • 2002: Modellprojekt zur Substitutionsbehandlung schwerst Opioid-Abhängiger mit Heroin → im Vergleich zu Methadon bessere gesundheitliche und soziale Situation der Patienten • 15. Juli 2009: Diamorphingesetz (unter Änderung Arzneimittelgesetz, Betäubungsmittelgesetz und Betäubungsmittel-Verschreibungsverordnung) Heroin zur Substitutionsbehandlung bei Schwerstabhängigen durch entsprechend qualifizierte Ärtze zulässig • Oktober 2009: arzneimittelrechtliche Zulassung von Diaphin® • Erstattung durch gesetzliche Krankenkassen Codein • bessere Bioverfügbarkeit als Morphin • lipidlöslicher • zu ca. 10% Demethylierung zu Morphin (CYP 2D6) • nur 8% der analgetischen Wirkung des Morphins • antitussive Wirkung nicht so viel geringer HO O N CH3 HO Morphin Indikationen • Antitussivum (trockener Reizhusten) • Analgetikum (Kombination mit Nicht-Opioid- H3C O Analgetika) O N CH3 Nebenwirkungen • Abhängigkeit, Sedation, Obstipation, Atemdepression (Vorsicht bei Säuglingen und Kleinkindern !) HO Codein Noscapin (Capval®) • Opium-Alkaloid, wie Morphin, jedoch andere chemische Grundstruktur • Antitussivum • ohne: Analgesie, Atemdepression, Sedierung, Obstipation, Abhängigkeit H3C O HO O H3C O O O N CH3 N CH3 HO Morphin (Phenanthrene) O O CH3 O Noscapin (Benzylisochinoline) Pethidin (Dolantin®) • bessere orale Bioverfügbarkeit (ca. 50%) • kurze Wirkdauer • 10% der analgetischen Potenz des Morphins • geringer spasmogen • Hemmung von Schüttelfrost • Abbau zu Norpethidin → konvulsiv, halluzinogen, HO O N CH3 HO Morphin Krämpfe bei Intoxikation (Epileptiker !) Indikationen • starke Schmerzzustände (Tumorschmerzen) • Kolikschmerzen • Kältezittern O O H3C N Pethidin CH3 L-Methadon (L-Polamidon®) • fast 100% Bioverfügbarkeit → orale Gabe sinnvoll • lange HWZ (1 - 1,5 Tage) • doppelte analgetische Potenz des Morphins • geringere Toleranz und Abhängigkeit O CH3 H3C N Pethidin Indikationen • starke Schmerzzustände (Tumorschmerzen) • Substitutionstherapie bei Heroin-Süchtigen O H3C O O H3C N H3C Methadon CH3 Fentanyl • gut lipidlöslich → schneller Eintritt ins ZNS • Wirkdauer ca. 20 - 30 Minuten O O H3C N dann: Umverteilung → Muskulatur / Fett Vorsicht: Rückverteilung ! Pethidin • 125-fache analgetische Potenz des Morphins • stärker atemdepressiv O N Indikationen • starke Schmerzzustände (TTS) • in Kombination bei Narkosen, CH3 Fentanyl Analgosedierung von Beatmungspatienten (+ Midazolam) Nebenwirkungen • Atemdepression (→ Beatmung), RR ↓, Muskelrigidität (Thorax) N CH3 Fentanyl-Derivate Alfentanil (Rapifen®) • Wirkdauer ca. 10 Minuten • ca. 40 x analgetische Potenz des Morphins Sufentanil (Sufenta®) • kürzere Wirkdauer als Alfentanil • höhere analgetische Potenz (1000 x analgetische Potenz des Morphins) Remifentanil (Ultiva®) • Inaktivierung durch unspezifische Esterasen • sehr kurze Wirkdauer → Dauerinfusion • kein Überhang nach Narkoseausleitung, jedoch auch keine postoperative Analgesie Loperamid (Imodium®) • nach oraler Gabe lokale Wirkung auf Opioid-Rezeptoren im Darm • keine ZNS-Wirkung, da - sofortiger Auswärtstransport durch p-Glykoprotein - hoher first-pass-Effekt • keine BTM-Rezept-Pflicht Indikation • Behandlung von Diarrhoen Tinctura opii • v.a. früher zur Behandlung von Diarrhoen, heute nur noch Spezialindikationen (Karzinoid) • 1% Morphin • Mißbrauchspotential, BTM-Rezept-pflichtig Tramadol (Tramal®) • unterliegt nicht der Betäubungsmittel-Verschreibungs-Verordnung • neben Opioid- auch Nicht-Opioid-Wirkungen: Erhöhung 5-HTFreisetzung, Hemmung der Wiederaufnahme von 5-HT, NA • 0,1 - 0,2-fache analgetische Potenz des Morphins → Analgesie bei schwersten Schmerzen nicht ausreichend • Wirkdauer: 4 (bis 6) Stunden • NW geringer als bei Morphin: kaum Atemdepression, kardiovaskuläre Effekte • sehr häufig Übelkeit und Erbrechen Indikationen • mittelstarke Schmerzzustände Neues Derivat: Tapentadol (Palexia®) Tilidin + Naloxon (Valoron N®) • wirksamer Metabolit: Nortilidin • 0,2-fach analgetische Potenz des Morphins • Wirkdauer: ca. 3 Stunden • nur schwach antagonistische Wirkung • in Kombination mit Naloxon nicht BTM-Rezept-pflichtig: - nach oraler Einnahme: schnelle Metabolisierung von Naloxon (hoher first-pass-Effekt) → Wirkung - nach hohen Dosen oder i.v.-Zufuhr: Blockade der Rezeptoren durch Naloxon → keine Wirkung, bei Abhängigen evtl. Entzugssymptom Indikation • schwere Schmerzzustände Einteilung der Opioide • Reine Agonisten stimulieren alle Opioid-Rezeptoren Morphin, Heroin, Codein, Pethidin, Methadon, Piritramid, Fentanyl, Alfentanil, Sufentanil, Remifentanil, Loperamid, (Tramadol), (Tilidin) • Gemischte Agonisten/Antagonisten z.B. Antagonist an µ, Agonist an δ und κ [Pentazocin], Nalbuphin • Partialagonisten µ -Rezeptor: höhere Affinität bei geringerer Intrinsic activity als Morphin Buprenorphin • Reine Antagonisten an allen Rezeptoren keine Intrinsic activity Naloxon, Naltrexon Pentazocin (außer Handel) Antagonist an µ-Rezeptoren, Agonist an κ- und σ-Rezeptoren • hoher first-pass-Effekt (Bioverfügbarkeit 20%) • 0,3-fach analgetische Potenz des Morphins • µ-antagonistisch: Auslösung von Entzugssymptomen möglich • κ, σ -agonistisch: RR, Herzfrequenz, Druck im kleinen Kreislauf ↑ Angstzustände, Verwirrtheit, Halluzinationen • längere Zufuhr: Toleranz und Abhängigkeit • Naloxon nur eingeschränkt als Antidot wirksam → Kontraindikation: Myokardinfarkt Einteilung der Opioide • Reine Agonisten stimulieren alle Opioid-Rezeptoren Morphin, Heroin, Codein, Pethidin, Methadon, Piritramid, Fentanyl, Alfentanil, Sufentanil, Remifentanil, Loperamid, (Tramadol), (Tilidin) • Gemischte Agonisten/Antagonisten z.B. Antagonist an µ, Agonist an δ und κ [Pentazocin], Nalbuphin • Partialagonisten µ -Rezeptor: höhere Affinität bei geringerer Intrinsic activity als Morphin Buprenorphin • Reine Antagonisten an allen Rezeptoren keine Intrinsic activity Naloxon, Naltrexon Buprenorphin (Temgesic®, Transtec PRO®, Norspan®) Partieller µ-Rezeptor-Agonist • Gabe parenteral, sublingual, TTS, nicht oral • höchste Rezeptor-Affinität aller Opioide → lange Wirkdauer (6 - 8 Stunden) → nicht vom Rezeptor verdrängbar • 30-fache analgetische Potenz des Morphins, aber Dosis-Wirkungskurve glockenförmig, „Ceiling-Effekt“ • Atemdepression (durch Naloxon nicht antagonisierbar) • Sedierung, Schwindel, Übelkeit, Erbrechen • milde Entzugssymptomatik, da langsames Abdiffundieren vom Rezeptor Indikationen • schwerste Schmerzen • Substitutionsbehandlung Heroin-Abhängiger (Subutex®) Einteilung der Opioide • Reine Agonisten stimulieren alle Opioid-Rezeptoren Morphin, Heroin, Codein, Pethidin, Methadon, Piritramid, Fentanyl, Alfentanil, Sufentanil, Remifentanil, Loperamid, (Tramadol), (Tilidin) • Gemischte Agonisten/Antagonisten z.B. Antagonist an µ, Agonist an δ und κ [Pentazocin], Nalbuphin • Partialagonisten µ -Rezeptor: höhere Affinität bei geringerer Intrinsic activity als Morphin Buprenorphin • Reine Antagonisten an allen Rezeptoren keine Intrinsic activity Naloxon, Naltrexon Naloxon (Narcanti®) Hemmung aller Opioid-Rezeptoren (µ: höchste Affinität) • Bioverfügbarkeit 20% → orale Gabe nicht sinnvoll • kurze HWZ (1,5 Stunden) → Nachdosierung nach 1 - 2 Stunden • Entzugssymptomatik beim Süchtigen (RR ↑, Tachykardie, Tremor, Krämpfe, Schwitzen, Schwindel) • keine Wirkung beim Nicht-Süchtigen Indikationen • Atemlähmung bei Heroin-Vergiftung • Überdosierung von Opioiden (z.B. therapeutisch) • Beendigung der Wirkung von Fentanyl-Derivaten (nach Narkose) • Beendigung der Neugeborenen-Asphyxie nach Opioid-Behandlung der Gebärenden Naltrexon (Nemexin®) • höhere Bioverfügbarkeit als Naloxon → orale Gabe möglich • Wirkdauer: 24 - 48 Stunden • Entzugssymptomatik bei Nicht-Opioid-freien Patienten Indikationen • Entwöhnungsbehandlung Opiatabhängiger nach erfolgter OpiatEntgiftung • kontrollierter Opioid-Entzug in Narkose HO HO O O N CH3 O HO Morphin Neues Derivat: Methylnaltrexon (Relistor®) I: Opiat-induzierte Obstipation HO O OH N C C CH2 H2 H Naloxon O OH N C H2 Naltrexon Lokalanästhetika Lokalanästhetika Substanzen • nach molekularer Struktur Unterteilung in Lokalanästhetika vom Estertyp und vom Amidtyp • Aminoester: Procain, Benzocain, Tetracain • Aminoamide: Lidocain, Prilocain, Articain, Mepivacain, Bupivacain, Etidocain, Ropivacain Lokalanästhetika Wirkungsmechanismus • reversible Blockade der Na+-Kanäle von intrazellulär Bindung an α-Untereinheit des Kanals besonders hohe Affinität an den inaktiven Kanal Verhinderung der Öffnung des Kanals → Hemmung Na+-Einstrom → Verhinderung Depolarisation → Hemmung Erregungsentstehung und -fortleitung → lokale reversible Hemmung der Schmerzempfindung Lokalanästhetika Pharmakokinetik (I) • schwach basische Amine: als Base lipophil, als (dissoziiertes) saures Salz hydrophil • nur undissoziierte Base kann durch die Axonmembran diffundieren und zum Wirkort vordringen • nur das dissoziierte Kation stellt die aktive Wirkform dar ⇒Lokalanästhesie in “saurem” Entzündungsgewebe unwirksam, da bei saurem pH zu wenig undissoziierte Base vorliegt, die zum Nerven vordringen kann • in der undissoziierten Form ZNS-gängig → ZNS-Nebenwirkungen Lokalanästhetika Pharmakokinetik (I) pka der Lokalanästhetika (7,8 - 8,9) pH im Entzündungsgebiet aus: Karow, Lang-Roth: Pharmakologie und Toxikologie und Herdegen: Kurzlehrbuch Pharmakologie Lokalanästhetika Pharmakokinetik (II) Metabolismus: • Aminoester (Ester-LA): rasche hydrolytische Spaltung im Plasma durch Pseudocholinesterase → HWZ: 30-60 min • Aminoamide (Amid-LA): enzymatische Spaltung in Leber durch Monooxygenasen und Carboxylesterasen → HWZ: 60-200 min Vorsicht: Lebererkrankungen ! Lokalanästhetika Pharmakokinetik (III) Zusatz von Vasokonstriktoren: • Adrenalin, Noradrenalin, Phenylephrin: ⇒ Durchblutung ↓ → LA-Resorption ↓ → Toxizität ↓ → Wirkdauer ↑ jedoch: - Vorsicht: Akren ! - NW der Vasokonstriktoren: ischämische Nervenläsionen, RR ↑, Tachykardie, Arrhythmien Wundheilungsstörungen aus: Aktories et al.: Allgemeine und Spezielle Pharmakologie und Toxikologie Lokalanästhetika Pharmakokinetik (IV) Physiologie der Nervenblockade: • je dicker die Nervenfaser, desto höher die zur Blockade benötigte minimale Lokalanästhetika-Konzentration aus: Karow, Lang-Roth: Pharmakologie und Toxikologie Lokalanästhetika Pharmakokinetik (V) Zeitliche Abfolge einer Regionalanästhesie: • Sympathikusblockade mit Vasodilatation (Wärmegefühl) • Hemmung der Temperatur- und Schmerzempfindung • Verlust von Berührungs- und Druckempfinden • Verlust der Motorik • Rückkehr in umgekehrter Reihenfolge aus: Karow, Lang-Roth: Pharmakologie und Toxikologie Lokalanästhetika Nebenwirkungen • allergische Reaktionen - Urtikaria bis hin zum anaphylaktischen Schock - v.a. Aminoester (Procain, Tetracain) vor allem bei hohen Plasmaspiegeln und rascher Anflutung: • ZNS: - initial Dämpfung inhibitorischer Zentren → ZNS-Erregbarkeit ↑ → Krampfanfälle - später Übergang in allgemeine ZNS-Dämpfung → Koma, Atemlähmung • Herz/Kreislauf: - neg. ino-, chrono-, dromotrop → Bradykardie, Kreislaufstillstand - Vasodilatation → RR ↓ Lokalanästhetika Kontraindikationen • Allergie, Überempfindlichkeit • kardial: Bradykardie, Überleitungsstörungen, akute dekompensierte Herzinsuffizienz • Hypovolämie, Schock • Gerinnungsstörungen, Therapie mit Antikoagulantien • bestimmte neurologische Erkrankungen: Multiple Sklerose • lokale Entzündung, Infektion am Punktionsort, Bakeriämie, Sepsis (Streuungsgefahr) Lokalanästhetika Intoxikation • sehr selten • potenziell lebensgefährlich • Risiko am höchsten bei peripheren Blockaden, da größere Lokalanästhetika-Menge und Nähe zu großen Gefäßen • je lipophiler das LA und je länger die Wirkung, desto größer Toxizität Klinik: • zuerst ZNS-Symptome: - Verwirrtheit, Benommenheit, Ohrensausen, metallischer Geschmack - Krampfanfälle • dann kardiale Symptomatik: - Extrasystolen, Bradykardie, Hypotonie - Asystolie Lokalanästhetika Intoxikation Therapie: • Stoppen der Lokalanästhetika-Zufuhr • Sauerstoffzufuhr, evtl. Intubation und Beatmung • bei Krampfanfällen: Antikonvulsiva • bei Asystolie: cardiopulmonale Reanimation (ausdauernd !) • neu (off label): „lipid resuscitation“ - 20%ige Lipidlösung (langkettige Lipide) - Herstellung stabiler Kreislaufverhältnisse - Hypothesen zur Wirkung: Lipide extrahieren zirkulierende Lokalanästhetika Korrektur der gestörten myokardialen Fettsäureoxidation