Physostigmin: Wirkung bei Alzheimer und anderen Anwendungsgebieten

Hirnleistungsstörungen vom Alzheimer-Typ stellen eine wachsende gesundheitliche Herausforderung dar, insbesondere in einer alternden Gesellschaft. Diese fortschreitende neurodegenerative Erkrankung, die oft schleichend im sechsten Lebensjahrzehnt beginnt, führt zu einem kontinuierlichen Verlust kognitiver Fähigkeiten, Gedächtnis und schließlich der Identität. In Deutschland sind bereits fast eine Million Menschen von dieser Krankheit betroffen. Die Forschung konzentriert sich intensiv auf die Ursachen und Behandlungsmöglichkeiten der Alzheimer-Krankheit.

Alzheimer-Krankheit: Ursachen und Symptomatische Behandlung

Die Ursachen der Alzheimer-Krankheit, die erhebliche funktionelle Einbußen im Gehirn bedeutet, werden von Wissenschaftlern weltweit lebhaft diskutiert. Die Mehrzahl der Forscher ist sich jedoch darin einig, daß die Bildung unlöslicher Amyloid-Ablagerungen und neurofibrillärer Knäuel im Gehirn der Patienten die beiden entscheidenden Faktoren beim Entstehen und Fortschreiten dieser degenerativen Erkrankung sind. Da die molekularen Mechanismen erst allmählich aufgeklärt werden, ist ein kausaler Ansatz zur Bekämpfung der Krankheit noch nicht abzusehen. Dagegen zeichnen sich inzwischen Möglichkeiten der symptomatischen Behandlung ab.

Das Cholinerge Defizit als Ansatzpunkt

Ende der siebziger Jahre hatten Untersuchungen an verstorbenen Alzheimer-Kranken ergeben, daß ihre Großhirnrinde im Vergleich zu der altersentsprechender Kontrollgruppen bis zu 90 Prozent reduzierte Konzentrationen an Cholin-Acetyltransferase (CAT) aufwiesen. Dieses Enzym katalysiert in der jeweiligen Nervenfaser-Endigung die Synthese von Acetylcholin, das Signale über den synaptischen Spalt an die nachgeschaltete Nervenzelle übermittelt. Dieses cholinerge Defizit tritt auffälligerweise in Hirnregionen auf, die besonders stark von der Alzheimerschen Krankheit betroffen sind. Es korreliert sowohl mit der jeweiligen Anzahl der senilen Plaques (den Amyloid-Ablagerungen) als auch mit den neurofibrillären Veränderungen.

Die Hypothese eines cholinergen Defizits wird durch eine weitere Beobachtung gestützt. So lassen sich bei gesunden Versuchspersonen durch die Gabe von Scopolamin reversible Aufmerksamkeits- und Gedächtnisstörungen hervorrufen, die in einigen Symptomen den Hirnleistungsstörungen vom Alzheimer-Typ ähneln. Die Substanz, die in Nachtschattengewächsen wie Bilsenkraut und Stechapfel vorkommt, blockiert die cholinerge Übertragung von Nervenimpulsen. Diese künstlich induzierte Scopolamin-Demenz läßt sich durch Physostigmin aufheben, ein Alkaloid der giftigen westafrikanischen Kalabarbohne. Durch die Verabreichung dieses stickstoffhaltigen Pflanzenwirkstoffes läßt sich auch die kognitive Leistungsfähigkeit von Alzheimer-Patienten kurzfristig verbessern; die Wirkung ist aber nur vorübergehend.

Physostigmin: Ein Cholinesterasehemmer im Fokus

Physostigmin, auch bekannt als Eserin, ist ein natürlich vorkommendes Alkaloid, das aus der Calabarbohne (Physostigma venenosum) gewonnen wird. Es gehört zur Gruppe der indirekten, reversiblen Parasympathomimetika. Pharmakologisch wirkt es als reversibler Inhibitor der Acetylcholinesterase (AChE), eines Enzyms, das den Neurotransmitter Acetylcholin abbaut. Durch die Hemmung von AChE erhöht Physostigmin die Konzentration von Acetylcholin im synaptischen Spalt, was dessen Wirkung an cholinergen Rezeptoren verstärkt.

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Wirkungsweise und Pharmakologische Eigenschaften

Physostigmin hemmt die Acetylcholinesterase, wodurch der Abbau von Acetylcholin verlangsamt wird. Acetylcholin verbleibt länger im synaptischen Spalt und kann die cholinergen Rezeptoren stärker stimulieren. Dies führt zu einer verstärkten Aktivierung des parasympathischen Nervensystems.

Anwendungsgebiete von Physostigmin

Physostigmin wird in verschiedenen medizinischen Bereichen eingesetzt:

• Anticholinerges Syndrom: Physostigmin dient als Antidot bei Vergiftungen oder Überdosierungen mit anticholinergen Substanzen wie Atropin, Scopolamin (z.B. in Nachtschattengewächsen wie Engelstrompete, Stechapfel, Tollkirsche), trizyklischen Antidepressiva, Antihistaminika und Neuroleptika. Es kann die durch diese Substanzen verursachten Symptome wie Halluzinationen, Delirium, Tachykardie und Harnverhalt aufheben.
• Alkoholentzugsdelirium: In einigen Fällen wird Physostigmin zur Behandlung von Delirium tremens im Rahmen eines Alkoholentzugssyndroms eingesetzt.
• Glaukom: Obwohl weniger gebräuchlich als andere Medikamente, kann Physostigmin zur Senkung des Augeninnendrucks bei Glaukom eingesetzt werden.
• Myasthenia gravis: In der Vergangenheit wurde Physostigmin zur Behandlung von Myasthenia gravis verwendet, einer Autoimmunerkrankung, die zu Muskelschwäche führt. Heute werden jedoch meist andere Cholinesterasehemmer wie Neostigmin oder Pyridostigmin bevorzugt.
• Experimentelle Anwendung bei Depression: Physostigmin wurde vielfach als experimentelle Substanz in Untersuchungen zur Rolle des cholinergen Systems für die Depression verwendet (adrenerg-cholinerg Imbalance-Hypothese). In Tieruntersuchungen induziert Physostigmin Verhaltensdefizite, dabei wird niedrigen Dosen eine Verbesserung der Lernleistung zugeschrieben. In Einzelfällen wurde berichtet, dass Physostigmin Gedächtnisleistungen bei Patienten verbessern kann.

Verabreichung und Dosierung

Physostigmin wird in der Regel intravenös oder intramuskulär verabreicht, da es bei oraler Einnahme schnell metabolisiert wird und eine geringe Bioverfügbarkeit aufweist. Die Dosierung ist individuell anzupassen und hängt von der zu behandelnden Erkrankung, dem Alter, Gewicht und Gesundheitszustand des Patienten ab.

• Anticholinerges Syndrom:
  • Initialdosis (defensiv): 0,01-0,02 mg/kg (0,5-1 mg beim Erwachsenen) über 5-10 Minuten i.v.
  • Initialdosis (offensiv): 0,04 mg/kg (2 mg beim Erwachsenen) in 50 ml NaCl 0,9% als Kurzinfusion über 10-15 Minuten.
  • Erneute Gabe frühestens nach 10-15 Minuten, immer unter EKG-Monitoring.
  • Weitere Gaben nach Wirkung, wobei verschiedene Dosisschemata in der Literatur existieren.
• Überwachung: Während der Anwendung von Physostigmin ist eine engmaschige Überwachung des Patienten erforderlich, um Nebenwirkungen frühzeitig zu erkennen und gegebenenfalls zu behandeln.

Mögliche Nebenwirkungen

Wie jedes Medikament kann auch Physostigmin Nebenwirkungen verursachen, insbesondere bei Überdosierung. Zu den häufigsten Nebenwirkungen gehören:

• Cholinerge Effekte: Übelkeit, Erbrechen, Durchfall, vermehrter Speichelfluss, Schwitzen, Bradykardie (verlangsamter Herzschlag), Bronchospasmus (Verengung der Atemwege), vermehrte Bronchialsekretion, Miosis (Verengung der Pupillen), Harninkontinenz.
• Zentralnervensystem: Unruhe, Angstzustände, Verwirrtheit, Halluzinationen, Krampfanfälle.
• Herz-Kreislauf-System: Hypotonie (niedriger Blutdruck), Herzrhythmusstörungen.

Bei Auftreten von schwerwiegenden Nebenwirkungen oder Anzeichen einer Überdosierung ist umgehend ärztliche Hilfe erforderlich.

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Kontraindikationen und Vorsichtsmaßnahmen

Physostigmin darf nicht angewendet werden bei:

• Asthma bronchiale
• Darmverschluss (mechanischer Ileus)
• Schwere Bradykardie oder Herzrhythmusstörungen
• Bekannte Überempfindlichkeit gegenüber Physostigmin oder anderen Cholinesterasehemmern
• Gleichzeitige Einnahme von depolarisierenden Muskelrelaxanzien (z.B. Succinylcholin)

Besondere Vorsicht ist geboten bei:

• Patienten mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen
• Patienten mit Epilepsie oder anderen Krampfleiden
• Patienten mit Asthma oder anderen Atemwegserkrankungen
• Schwangerschaft und Stillzeit (Nutzen-Risiko-Abwägung erforderlich)

Wechselwirkungen mit Anderen Medikamenten

Physostigmin kann mit einer Reihe von anderen Medikamenten interagieren, was dessen Wirkung verstärken oder abschwächen kann. Besondere Vorsicht ist geboten bei der gleichzeitigen Anwendung von:

• Anderen Cholinergen Substanzen: Verstärkung der cholinergen Effekte und des Risikos für Nebenwirkungen.
• Betablockern: Erhöhtes Risiko für Bradykardie und Hypotonie.
• Muskelrelaxanzien: Verstärkung der Wirkung von depolarisierenden Muskelrelaxanzien (z.B. Succinylcholin).
• Bestimmten Antidepressiva: Trizyklische Antidepressiva können die cholinergen Effekte von Physostigmin verstärken.

Wichtiger Hinweis

Die Anwendung von Physostigmin erfordert spezifisches medizinisches Wissen und Erfahrung. Ärztinnen müssen mit den pharmakologischen Eigenschaften, den Indikationen und den Risiken vertraut sein. In der klinischen Praxis wird die Verabreichung von Physostigmin häufig von spezialisierten Fachkräften durchgeführt, und Patientinnen werden sorgfältig auf Anzeichen von Nebenwirkungen oder Überdosierung überwacht.

Weitere Ansätze zur Behandlung von Alzheimer

Neben der Beeinflussung des cholinergen Systems gibt es weitere Forschungsansätze zur Behandlung der Alzheimer-Krankheit:

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• Velnacrin: Ein Aminoacridin, das den Abbau von Acetylcholin hemmt. Klinische Studien zeigten bei etwa 40 Prozent der Patienten mit einer frühen oder leicht fortgeschrittenen Demenz eine positive Reaktion.
• Besipirdin: Ein Antidementivum der zweiten Generation, das sowohl das cholinerge als auch das noradrenerge System beeinflusst.
• Beta-Amyloid-Projekt: Konzentration auf die Verhinderung der Bildung von Beta-Amyloid-Plaques im Gehirn.
• Tau-Protein-Programm: Forschung zur Verhinderung der Bildung von neurofibrillären Knäueln aus Tau-Proteinen.

Phytotherapeutische Ansätze

Auch in der Phytotherapie gibt es Ansätze zur Behandlung von Demenzerkrankungen:

• Ginkgo biloba: Ein Spezialextrakt aus Ginkgo-Blättern, der zur Behandlung von »primär degenerativer Demenz (Morbus Alzheimer), vaskulärer Demenz (Minderdurchblutung infolge Arteriosklerose) oder Mischformen von beiden« geeignet ist.
• Huperzin A: Ein Alkaloid aus Huperzia serrata, das als Acetylcholinesterase-Hemmer wirkt.
• Weitere Pflanzen aus der TCM: Engelwurz (Dang gui, Angelica sinensis, Apiaceae) und Echter Ginseng (Panax ginseng, Araliaceae).
• Pflanzen aus der indischen Volksmedizin: Bacopa monniera (Brahmi, Scrophulariaceae) und Wassernabelkraut »Gotu Kola« (Centella asiatica, Apiaceae).
• Heimische Phytotherapie: Salbei (Salvia officinalis), Melisse (Melissa officinalis) und Rosmarin (Rosmarinus officinalis).

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