LÆGEMIDDELFORSKNING...Af Ulrik Sidenius, Christian Skonberg, Jørgen Olsen og Steen Honoré Hansen 5. Ny viden om selens omdannelse i kroppen 12-13 Af Bente Gammelgaard, Lars Bendahl,

2 0 0 2

D A N M A R K S

F A R M A C E U T I S K E

H Ø J S K O L E

LÆGEMIDDELFORSKNINGLÆGEMIDDELFORSKNING

B+A- (fast stof)

kopl

B+A- (fast stof)

B+(aq)

A-(aq)

kB-blod

kA-blod

B+(blod)

A-(blod)

kopl

B+(aq)

A-(aq)

kB-blod

kA-blod

B+(blod)

A-(blod)

2

L æ g e m i d d e l f o r s k n i n g - 2 0 0 2

Vi skifter navn:

Fra Danmarks Farmaceutiske Højskole til Danmarks Farmaceutiske Universitet

Det bliver sidste gang, at navnet "Danmarks Farmaceutiske Højskole" kommer til atoptræde i Lægemiddelforsknings spalter. Der bliver efter 61 år sagt farvel til betegnel-sen "Højskole" og goddag til afløseren "Universitet".I 1942 - i forbindelse med at de nuværende bygninger på Nørre Fælled i Københavnblev taget i brug – skiftede Den Farmaceutiske Læreanstalt navn til DanmarksFarmaceutiske Højskole. Og dengang som nu skal navneskiftet ses i lyset af ønsket omet mere præcist og tidssvarende navn, som klart og entydigt markerer, hvad der gem-mer sig bag murene. I stedet for at understrege det fuldgyldige medlemskab af grup-pen af danske universiteter, skaber betegnelsen "Højskole" imidlertid i dag elementeraf uklarhed omkring begreberne. Status som universitetsinstitution er således ikke ny for DFH. Men et navneskifte harværet vigtigt i bestræbelserne på at profilere DFH som en sådan.

Povl Krogsgaard-Larsen, rektor

På www.dfh.dk optræder - i forbindelse med DFH’s fem institutter - en gennemgang afHøjskolens forskningsområder.På www.dfh.dk/aktivitet findes oplysninger om mulighederne for at besøge DFH medkemi- og biologiklasser.På www.dfh.dk/farmaceut er der information om farmaceutuddannelsen og densmange erhvervsmuligheder.På www.dfh.dk/publikationer kan man hente inspiration i de tidligere årgange afLægemiddelforskning.

Ønskes yderligere trykte eksemplarer af Lægemiddelforskning? Kontakt Anne Sørensenpå [email protected] – eller ring på 35 30 63 13.

D a n m a r k s F a r m a c e u t i s k e H ø j s k o l e

Indhold

3

1. Drug Research Academy – en ny erhvervsrettet forskerskole ved DFH 4-5Af Povl Krogsgaard-Larsen og Sven Frøkjær

2. Højteknologisk analyse af alle de små molekyler 6-7Af Jerzy W. Jaroszewski, Harald S. Hansen, Steen Honoré Hansen

og Arne Schousboe

3. Kortlægning af årsager til hjerneødem ved leversvigt 8-9Af Marianne Hald Larsen, Fin Stolze Larsen og Helmer Ring-Larsen

4. Hvordan kan kroppen gøre lægemidler giftige? 10-11Af Ulrik Sidenius, Christian Skonberg, Jørgen Olsen og Steen Honoré Hansen

5. Ny viden om selens omdannelse i kroppen 12-13Af Bente Gammelgaard, Lars Bendahl, Ole Jøns, Kim Grimstrup Madsen

og Jesper Bjerrum

6. Fra medicinmænd til vestlig medicin 14-15Af Anna K. Jäger, Anne Adsersen og Ulla Wagner Smitt

7. Lægemiddel mod prostatakræft 16-17Af Søren Brøgger Christensen, Carsten Milter Jakobsen,

John T. Isaacs og Samuel R. Denmeade

8. Peptider smugler lægemidler gennem tarmvæggen 18-19Af Anne Engelbrecht Thomsen, Carsten Uhd Nielsen,

Birger Brodin, Mikael Begtrup, Sven Frøkjær og Bente Steffansen

9. Forbedret terapi ved ændring af lægemiddelstoffets form 20-21Af Helle Brøndsted, Susan Weng Larsen, Henrik Parshad,

Anders Bach Nielsen og Claus Selch Larsen

10. Nye lægemiddelstoffer skræddersys 22-23til at passe ind i receptorproteinerAf Tommy N. Johansen, Jette S. Kastrup og Jeremy R. Greenwood

11. Krystallografi i farmaceutisk tjeneste 24-25Af Karla Frydenvang

12. Virusproteiner kan målrette lægemidler 26-27Af Klaus Bahl Andersen, Anne Zedeler, Jes Hunsballe og Rasmus Kriegel

13. Inhalation af antibiotika hos patienter i respirator 28-29Af Kenneth Manby Pedersen, Lars Heslet, Vagn Neerup Handlos

og Henning G. Kristensen

14. Fremstilling af inhalationspulver ved spraytørring 30-31Af Kristina Ståhl, Kjell Bäckström, Kyrre Thalberg, Torben Schæfer,

Anders Axelsson og Henning G. Kristensen

15. Lægemidler mod kronisk smerte 32-33Af Helle K. Erichsen, Frederik Rode, Bjarne Fjalland og Ole J. Bjerrum

16. Medicinbrug og social position i den danske befolkning 34-35Af Merete W. Nielsen, Ebba Holme Hansen og Niels Kristian Rasmussen

17. Lille spejl på væggen der 36-37Af Kristin Eskildsen og Ebba Holme Hansen

18. Hormoner fra mennesket forstyrrer reproduktionen hos fisk 38-39Af Henrik Andersen, Anne Marie Jakobsen, Kristine Andersen Krogh,

Flemming Ingerslev og Bent Halling-Sørensen


4

spændende og fremtidsorienteret udvikling på det farma-ceutiske og bioteknologiske område, er meget følelig bl.a.på DFH. Det er årsagen til, at vi har ønsket at imødekommebehovet for en erhvervsrettet forskerskole, som skal afløseog videreudvikle den nuværende forskerskole på DFH,Graduate School of Drug Research. De stipendier, vi havdeherfra, bliver færdiggjort under Drug Research Academy.Graduate School of Drug Research har siden 1998 væretfinansieret af Forskerakademiet og har dannet basis for detnye forskerskoleinitiativ. Med denne erfaring som grundlagvil der blive taget nye initiativer til uddannelse af højt kva-lificerede farmaceutiske ph.d.’ere inden for specialiseredefelter, men på bredt fagligt fundament.

Forskerskolen skal vokseDrug Research Academy bliver ikke nogen lukket struktur.Der vil blive åbnet op for samarbejde både nationalt oginternationalt, og Drug Research Academy vil blive koblettil det nyetablerede Marie Curie Training Site ved DFH. Den nye forskerskole alene dækker dog langt fra det vok-sende behov for integreret forskeruddannelse med sigtemod innovativ industriel lægemiddelforskning. Bestyrelsens

Drug Research Academy er en ny type erhvervsrettet for-skerskole, som allerede nu har vakt betydelig internatio-nal opmærksomhed som et storstilet akademisk/indu-strielt samarbejdsprojekt.

Af Povl Krogsgaard-Larsen og Sven Frøkjær

Med et samlet budget på omtrent 71 mill. kroner har dennye forskerskole Drug Research Academy ved DanmarksFarmaceutiske Højskole fået grønt lys for at uddanne 36farmaceutiske ph.d.´ere over seks år.Modellen til forskerskolen blev over en periode på mereend et år udarbejdet i samarbejde mellem den forsknings-politiske styregruppe i Lægemiddelindustriforeningen (Lif)og ledelsen på DFH. Skolen startede 1. juli 2002, og dermeder en ny spændende og perspektivrig epoke for forskerud-dannelsen ved DFH begyndt. Den ny forskerskole har alle-rede vakt betydelig international opmærksomhed som etstorstilet akademisk/industrielt samarbejdsprojekt på for-skeruddannelsesområdet.Forskerskolens drift er baseret på samfinansiering mellemsyv medlemmer af Lægemiddelindustriforeningen, to bio-teknologiske virksomheder, Ministeriet for Videnskab,Teknologi og Udvikling samt DFH. De bidragydende virk-somheder fra medicinindustrien er Novo Nordisk A/S, LeoPharma A/S, H. Lundbeck A/S, Nycomed Danmark A/S,Ferring Lægemidler A/S, ALK-Abelló A/S og A/S Gea, og debioteknologiske virksomheder er NeuroSearch A/S ogZealand Pharma A/S.

Efterspurgte unge forskereDen farmaceutiske sektor har gennem de senere år opleveten næsten eksplosiv udvikling, og det gælder både denetablerede farmaceutiske industri og de nye biotekvirk-somheder, som sigter mod lægemiddelsektoren. Den glo-bale konkurrence på det farmaceutiske område er intens,og kun medicinfirmaer med stærke og innovative forsk-ningsprogrammer kan være med i førerfeltet.Lægemiddelindustrien har en stor samfundsøkonomiskbetydning, og forudsætningen for, at der kan ske en fort-sat vækst i sektoren i Danmark er en markant oprustning afforskeruddannelsen.Med den nuværende kapacitet for uddannelse af juniorfor-skere har forskningsfeltet inden for det kemiske/biotekno-logiske/farmaceutiske område karakter af et afgrænsetrum. Den stærkt efterspurgte – men begrænsede – gruppeaf unge forskere bevæger sig mellem den etablerede medi-cinindustri, de nye biotekvirksomheder og universiteterne,og det har skabt en lønspiral, hvor universiteterne langt frakan følge med. Inden for flere fokusområder på universite-terne opleves et dræn af juniormedarbejdere, som efter-hånden trækker forskeruddannelsen ind i en negativ skrue.Denne udvikling, som måske allerede er ved at bremse en

Drug Research Academy – en ny erhvervsrettet forskerskole ved DFH


5

opgave bliver derfor at få Drug Research Academy til atvokse fagligt.Forhåbentlig vil forskerskolen danne model for tilsvarendeinitiativer, så Danmark for alvor kan blive foregangslandmed hensyn til integreret forskeruddannelse.DFH får endvidere styrket sine muligheder for at udbyggesin position som et fyrtårn for kompetencer og uddannelsei såvel Medicon Valley som i hele det skandinaviske og bal-tiske område.Forskeruddannelsen ved Drug Research Academy vil blivegennemført i tæt samarbejde med medicinindustrien bådepå projekt- og vejlederniveau. Et af forskerskolens nye ini-tiativer bliver ansættelsen af et antal postdocs som med-vejledere for de ph.d.-studerende og som internationalejuniorforskere under videreuddannelse inden for basallægemiddelforskning, primært til stillinger i industrielleforskningslaboratorier. Det skal være med til at støtte for-skeruddannelsesmiljøet på DFH.Et væsentligt aspekt af det nye initiativ er, at det ikke aleneer farmaceutiske kandidater vi søger til forskerskolen. Dersøges også kandidater med andre uddannelser som f.eks.cand.scient. og cand.polyt.

FORSKERSKOLENS LEDELSE OG BESTYRELSE

Den daglige leder af forskerskolen er ph.d. Jette BybergBuur, som sammen med Marianne Jørgensen og AnneNordly varetager uddannelsens mangfoldige administrativeopgaver.

Forskerskolens bestyrelse har følgende sammensætning:• Professor Sven Frøkjær (leder af forskerskolen)• Professor Povl Krogsgaard-Larsen (formand)• Professor Ole J. Bjerrum (næstformand)• Professor Steen Honoré Hansen• Lektor Erik Wind Hansen• Forskningsdirektør Poul Rasmussen, Leo Pharma A/S• Fagdirektør Klaus Bøgesø, H. Lundbeck A/S• Direktør Peter Kurtzhals, Novo Nordisk A/S• Udviklingsdirektør Aase Helles, Nycomed Danmark A/S• Økonomichef Villy Dahl Jensen (observatør)

Dr. pharm. Povl

Krogsgaard-Larsen er

professor ved Institut

for Medicinalkemi og

rektor ved DFH indtil

31. 12. 2002.

Ph.d. Sven Frøkjær er


for Farmaci.

Rektor ved DFH fra

1. 1. 2003.


6

Højteknologisk analyse af alle de små molekyler

For eksempel påvirker det aktive stof i "lykkepiller" de pro-cesser, der reguleres af signalstoffet serotonin, som er ennaturlig bestanddel af hjernecellernes metabonom. Når mantager medicin, indgår de aktive lægemidler og deres omdan-nelsesprodukter i personens eget metabonom.Gennem analyse af metabonomer kan man opnå kendskab tilde enkelte metabolitter og samspillet imellem dem - bådeunder normale forhold og under sygdom. Dét har stor inte-resse for lægevidenskaben, fordi man får helt nye mulighederfor at udvikle lægemidler, som kan rette op på et sygt stof-skifte.Sygdomstilstande afspejler sig i ændrede koncentrationer afforskellige metabolitter i vævene, og derfor er metabolitpro-filer et nyt og vigtigt redskab til at diagnosticere sygdomme.Samtidig kan man følge op på medicinsk behandling, fordibåde virkningen og eventuelle bivirkninger af et lægemiddelændrer sammensætningen af metabolitter i cellerne. Hurtigeog pålidelige metoder til analyse af metabonomer er en afforudsætningerne for fremtidig individuel terapi.

Mange sygdomme skyldes fejl i stofskiftet, og de flestelægemidler efterligner cellernes stofskifteprodukter. Atkortlægge alle spillerne – det humane metabonom – bliver en gigantisk udfordring for den internationaleforskning.

Af Jerzy W. Jaroszewski, Harald S. Hansen, Steen Honoré Hansen og Arne Schousboe

Kortlægningen af det humane genom var et syvmileskridtfor videnskaben. Men kun en begyndelse. For at forstå denmenneskelige organisme må vi kortlægge alle de proteiner,som generne danner, og få styr på de myriader af små orga-niske molekyler, som indgår i cellernes stofskifte og driverlivsværket.Generne rummer opskriften på en levende organisme, og desikrer livets kontinuerlige eksistens og nedarvning af egen-skaber gennem generationerne. Generne består af DNA, ogtilsammen udgør de et genom. Kendskabet til det humanegenom og til genomer fra dyr, planter og mikroorganismerbliver springbrættet til en ny bioteknologisk revolution. Gener koder for proteiner, og proteinerne er cellernesarbejdsheste og vigtigste byggematerialer. Både gener ogproteiner er kæmpestore molekyler. Generne er opbygget affire byggesten, nukleotiderne, mens proteinerne dannes af20 forskellige aminosyrer.

Hæren af metabolitterOrganismens giganter er dog ikke ene om at drive livetsmaskineri. En levende organismes funktion og beståenopretholdes især af et utal af små organiske molekyler.Nogle af stofferne indgår i syntesen af de store biomolekyler.Andre skaffer cellen den nødvendige energi eller sender sig-naler mellem gener og proteiner og påvirker deres funktion.Atter andre små molekyler regulerer de biokemiske proces-ser i kroppen, både i og mellem cellerne.De små organiske molekyler er stofskifteprodukter – meta-bolitter – og tilsammen udgør de det humane metabonom,som nu for alvor får international opmærksomhed.Hver eneste organisme og hver eneste celletype har sit egetmetabonom: Metabolitterne omfatter benzinen i energistof-skiftet, byggestenene til gener og proteiner, signalstoffersom hormoner og neutrotransmittere, og byggeklodserne tilfedtstofferne i cellemembranerne. Men også affaldsstofferfra de mange processer indgår i metabonomet.

Metabonom og medicinMetabonomet er vigtigt i en farmaceutisk sammenhæng,fordi langt de fleste lægemiddelstoffer er små organiskemolekyler, som ofte efterligner naturlige metabolitter for atudøve deres farmakologiske og terapeutiske funktion.

Metabonomstudier kræver, at analyse og strukturopklaring istigende grad smelter sammen i én arbejdsproces. Det ermuligt ved at sammenkoble flere metoder:

• Væskekromatografi finder metabolitterne i en celle eller etvæv.

• Massespektrometri identificerer metabolitterne ved atbestemme deres vægt og ladning.

• Kernemagnetisk resonans (NMR) opklarer metaboliternestredimensionelle strukturer og bestemmer deres atomarebyggesten.

Billedet viser dele af det eksperimentelle udstyr til kombi-neret væskekromatografi og massespektrometri.

KOBLEDE ANALYSETEKNIKKER

7

Sidst, men ikke mindst, er metabolitter fra planter og mikro-organismer ofte værdifulde lægemidler. Et par eksempler ermorfin og penicillin, som er bestanddele af henholdsvis val-mueplantens og skimmelsvampens metabonom.

Den store udfordringI modsætning til generne og proteinerne er den kemiskeopbygning af metabolitterne uhyre varieret, og det sammegælder deres fysiske egenskaber. Derfor er en samlet analyseaf metabonomer en kæmpestor udfordring.På grund af den ensartede opbygning af gener og proteinerkan man stort set bruge de samme teknikker til at analyserehenholdsvis alt DNA og alle blandinger af proteiner. Det gæl-der for alle celler i alle organismer - fra virus til mennesket.Sådan forholder det sig ikke med metabolitterne. Studier afhele metabonomer og analyse af de enkelte komponenterkræver derfor nye, højteknologiske metoder. Samtidig måman integrere mange fagdiscipliner og holde styr på deenorme mængder af data, der frembringes af moderne ana-lysemetoder. Tidligere har man typisk isoleret en enkelt metabolit ad gan-gen for derefter at opklare dens kemiske og rumlige struktur.Dét slår ikke længere til. Analyse af metabonomer kræverudvikling af kombinerede metoder til separation og struk-turopklaring, så man både får adskilt metabolitterne fra hin-anden og bestemt deres struktur i ét hug. Koblede analysemetoder kan sammen med metabonom-databaser udvikles til kraftfulde værktøjer, der vil ændreforskningsverdenen. De analytiske traditioner i forskning oguddannelse på Danmarks Farmaceutiske Højskole vil sammen

med adgangen til "state-of-the-art"-apparatur og et stortinternationalt netværk af samarbejdspartnere gøre os til endel af denne udvikling.

Hjernens metabonomHjernen består af et uhyre kompliceret netværk af forskelli-ge typer celler, som kommunikerer med hinanden med etvæld af signalstoffer. Deres dannelse, frigivelse og genopta-gelse er kontrolleret i en fin balance, som er forudsætningenfor en normal hjernefunktion.Derfor er der stor interesse i at opklare de biosyntetiske pro-cesser, der er involveret i dannelsen af signalstofferne.Signalstofferne findes i meget små mængder, og deres dan-nelse og omsætning kan kortlægges ved at mærke dem.En særlig del af hjernemetabonomet er fedtstofferne i hjer-nen, der fungerer som byggesten i cellemembranerne ogsom energilager. Desuden spiller fedtstoffer også en vigtigrolle som signalstoffer både i og mellem cellerne.Et eksempel er endocannabinoiderne, som kan aktivere ner-vecellernes cannabinoide receptorer, som også påvirkes vedrygning af hash. Disse bioaktive fedtstoffer har mange far-makologiske effekter: Induktion af søvn, stimulering afappetit, sænkning af kropstemperaturen, smertehæmningog nedsat mobilitet.

Stoffer fra planterNaturstoffer, som er metabolitter fra planter og dyr, har tra-ditionelt været den mest succesrige kilde til nye lægemid-delstoffer. Metabonomanalyser kan forbedre udnyttelsen afnaturens store apotek. Men det kræver langt mere effektivekemiske og farmakologiske metoder til kortlægning af plan-te- og dyremetabonomer, end de teknikker vi hidtil har rådetover.I fremtiden vil eksperimentelle metoder til koblet adskillelseog strukturopklaring af metabolitter - i kombination medpassende databaser - blive det primære værktøj i metabo-nomforskningen.


En NMR-analyse af fosforholdige fedtstoffer i hjernen kan af-sløre sygdom i hjernen. A) viser en normal rottehjerne, B) viseren rottehjerne, som har været udsat for iskæmi som følge af ilt-mangel. Tallene markerer forskellige stoffer i rottehjernensmetabonom.

Kombineret højtryksvæskekromatografi og NMR-analyse harstor betydning ved undersøgelser af plantemetabonomer medhenblik på at finde stoffer med interessante farmakologiskeegenskaber. NMR-spektre af alle toppe i et kromatogram (tv.)optages løbende, hvorefter de ønskede stoffer (th.) kan isoleresog studeres nærmere.

GENOM, PROTEOM OG METABONOM

Genomet, proteomet og metabonomet udgør tilsammen enlevende organisme - f.eks. et menneske. Det humane genomer kortlagt, men kortlægningen af proteomet og metabono-met er først lige begyndt.

• Genomet er arveanlæggene og opskriften på en organisme.• Proteomet er alle de proteiner, som generne danner i alle

kroppens celler, på alle tidspunkter, livet igennem.• Metabonomet er alle de små organiske molekyler, som

dannes i cellerne, og som indgår i cellernes stofskifte.

Ph.d. Jerzy W.

Jaroszewski er


for Medicinalkemi.

Dr.scient. Harald S.

Hansen er docent ved

Institut for Farmakologi.

Dr.pharm. Steen Honoré

Hansen er professor ved

Institut for Analytisk

Kemi.

Dr.scient. Arne

Schousboe er professor

ved Institut for

Farmakologi.

Ved akut leversvigt ophobes vand i hjernen med stor risi-ko for, at patienten dør. Vi søger at identificere den fak-tor, der udløser væskeophobningen. Det kan åbne nyemuligheder for udvikling af en medicinsk behandling,som kan forhindre hjerneødem.

Af Marianne Hald Larsen, Fin Stolze Larsen og Helmer Ring-Larsen

Fire ud af fem patienter med akut leversvigt dør. I de flestetilfælde er dødsårsagen hjerneødem, som er en livstruendeophobning af væske i hjernen, der medfører øget intrakrani-elt tryk. Årsagen til væskeophobningen er en udvidelse afhjernens blodkar, som øger blodtilførslen til hjernen.Desværre findes der ikke en effektiv behandling. Derfor erdet af afgørende betydning at klarlægge de mekanismer, derudløser udvidelsen af blodkarrene. Hvis det lykkes, er derhåb om, at der kan udvikles en målrettet behandling af pati-enterne.Vi arbejder med at identificere den udløsende faktor gen-nem dyreforsøg, hvor rotter benyttes som en model for akutleversvigt. Ved dyreforsøgene er det muligt af undersøge,hvordan farmakologisk blokering af specifikke enzymsyste-mer og receptorsystemer i hjernen påvirker udviklingen afhjerneødem.

Komplikationer ved leversvigtHos raske mennesker sørger leveren for, at kroppens stofskif-te forbliver i ligevægt. Det sker ved syntese af livsvigtige stof-fer, ved omdannelse af cirkulerende molekyler og ved atudskille giftige stoffer med galden.Ved leversygdomme bliver stofskiftet bragt ud af balance,hvilket ofte resulterer i nedsat funktion af andre organer. Foreksempel har blodet svært ved at størkne, og der udvikles lavtblodtryk, nyresvigt og svigtende åndedræt. Samtidig er pati-

enter med akut leversvigt ofte plaget af livstruendeinfektioner. Imidlertid er bevidstløshed på grund

af hjerneødem den alvorligste komplikation,der kræver intensiv behandling, og er

den hyppigste dødsårsag.I Danmark behandles alle pati-

enter med akut leversvigtpå Rigshospitalets hepato-

logiske intensivklinik. Ide senere år er behand-

lingen blevet forbed-ret med levertrans-plantation i de til-fælde, hvor det er


Kortlægning af årsager til hjerneødem ved leversvigt

muligt at skaffe en donorlever til tiden, samt med nye meto-der til at erstatte leveren i en kort periode. Behandlingen erdog endnu mangelfuld og forhindrer ikke ødemdannelse. Enegentlig organerstatning som dialyse ved nyresvigt findesendnu ikke, fordi leverens funktioner er for mangfoldige ogkomplicerede.For at gøre behandlingen mere effektiv og nedbringe døde-ligheden, må vi kende de sygdomsprocesser, der fører tiludvikling af hjerneødem. Årsagen til hjerneødemet er sand-synligvis en kritisk stigning i hjernens blodtilførsel. Men denkarudvidende faktor kendes ikke.I et samarbejde mellem Danmarks Farmaceutiske Højskole ogHepatologisk-laboratorium på Rigshospitalet, forsøger vi nuat identificere denne karudvidende faktor, der tilsyneladen-de ophobes i hjernen. Hvis det lykkes at finde årsagen tiludvidelsen af blodkarrene, har man forudsætningen for enmålrettet farmakologisk behandling og måske mulighed forat forebygge hjerneødem.

Ammonium og væskeophobningAmmonium er et affaldsstof fra kroppens stofskifte, som nor-malt fjernes ved, at leveren omdanner ammonium til urin-stof, som udskilles med urinen.Ved leversvigt ophobes ammonium i blodet, og affaldsstoffettrænger let gennem blod-hjernebarrieren. I hjernen erammonium giftigt for nervecellerne. Derfor forsøger hjer-nens støtteceller, astrocytterne, som omslutter hjernens småblodkar, at fjerne ammonium.Fjernelsen sker primært ved, at signalstoffet glutaminsyreomdannes til glutamin ved hjælp af enzymet glutaminsyn-tetase. Den akutte akkumulation af glutamin i astrocyternefører imidlertid til forhøjede intracellulære koncentrationeraf osmotisk aktive stoffer, som suger vand ind i cellerne ogfår dem til at svulme op.Blokering af enzymet glutaminsyntetase med stoffet methio-nin sulfoximin har i eksperimentelle studier forhindret udvik-lingen af hjerneødem. Men desværre har stoftet adskilligeuheldige bivirkninger, som forhindrer, at det kan anvendes tilbehandling af mennesker.

Blodkarudvidelse i hjernenAndre faktorer har imidlertid også betydning for udvikling afhjerneødem. For eksempel kan nedkøling af kropstempera-turen til 33ºC forhindre udvikling af hjerneødem til trods for,at hjernens glutaminindhold forøges. Nedkølingen forhin-drer, at blodtilførslen til hjernen stiger.Dét understreger, at blodkarudvidelsen i hjernen er af direk-te betydning for udvikling af hjerneødem. Antagelselsenunderbygges af, at methionin sulfoximin ikke kun forhindrer

Leverpatient på Rigshospitalets hepatologiske intensivklinik.


9

akkumulationen af glutamin i astrocyterne, men først ogfremmest modvirker karudvidelsen i hjernen. Altså er der to forhold, der har afgørende betydning forudvikling af hjerneødem, nemlig ændringer i hjernens gluta-minsyre-glutamin-cyklus og udvidelse af hjernens blodkar.

Kvælstofilte frikendtDyreforsøg har vist, at hjernens ekstracellulære koncentra-tion af glutaminsyre er forhøjet ved akut leversvigt på trodsaf det øgede forbrug af stoffet inde i astrocytterne. Vi hararbejdet med den hypotese, at ændringerne i hjernens kon-centration af glutaminsyre indtræffer før stigningen i hjer-nens blodtilførsel.Hos patienter med akut leversvigt har vi ved hjælp af avan-

ceret teknik været i stand til foretage mikrodialyse af pa-tienternes hjerne og bl.a. målt på glutaminsyre. Det viser sigfaktisk, at karudvidelsen sker efter, at koncentrationen afglutaminsyre er steget, hvilket bekræfter resultaterne fradyreforsøgene.Årsagen til at koncentrationen af glutaminsyre stiger udenfor cellerne er muligvis relateret til problemer med at trans-portere frigjort glutaminsyre ind i cellerne igen.Den frie glutaminsyre antages at kunne aktivere receptorerpå astrocyterne, hvilket fører til indstrømning af calcium icellerne. Resultatet er en øget produktion af kvælstofilte(NO), som kunne være det signalstof, der foranlediger blod-karudvidelsenForsøg med lægemiddelstoffer, som blokerer dannelsen af

kvælstofilte, har imidlertid vist, at dette ikke kan forhindrekarudvidelsen i hjernen. Kvælstofilte er med andre ord ikkeinvolveret i udvidelse af blodkarrene og hjerneødem vedakut leversvigt.Vi har også undersøgt effekten af en gruppe lægemidler, derkaldes calcineurin-inhibitorer, og som normalt bruges for atundgå afstødning ved transplantationer. Man ved imidlertidogså, at lægemidlerne får blodkarrene i hjernen til at træk-ke sig sammen ved at nedsætte produktionen af kvælstofil-te. Stofferne var kun i ringe grad i stand til at forhindreudvikling af hjerneødem og forhøjet tryk i hjernen.

Prostaglandiner og karudvidelseVore forsøg har imidlertid vist, at gigtmidlet indometacinkan forhindre udvidelsen blodkarrene og kortvarigt nedsæt-te det intrakranielle tryk ved hjerneødem. Effekten af indo-metacin har hidtil været antaget at bero på en blokering af

Stud.pharm.

Marianne Hald Larsen

er skolarstipendiat ved

Hepatologisk klinik A-

2121 på Rigshospitalet.

de såkaldte COX-enzymer, der er ansvarlige for produktio-nen af prostaglandiner, som virker karudvidende.Indometacin påvirker imidlertid også andre enzymer, som erinvolveret i den videre omsætning af prostaglandinerne istofskiftet. Specielt astrocytternes cytokrom-P450-enzymsy-stem synes at medvirke til den videre metabolisme af visseprostaglandiner, og nogle af stofskifteprodukterne har stær-ke karudvidende egenskaber. I øjeblikket undersøger vieffekten af indometacin og stoffet proadifen, som hæmmeraktiviteten af cytokrom-P450-enzymerne. Endnu har vi dogikke indsamlet konklusive data.En kortlægning af årsagen til udvikling af hjerneødem vilåbne muligheder for farmakologisk at forhindre den livstru-ende komplikation. Selektiv blokering af enten glutaminsy-rereceptorerne eller cytokrom-P450-enzymere i hjernen ernærliggende muligheder, der måske kan åbne vejen for enmere forbyggende og mindre intensiv krævende behand-lingsstrategi ved akut leversvigt. Begge dele undersøgesaktuelt.

Dr.med., ph.d.

Fin Stolze Larsen er

afdelingslæge ved

Hepatologisk klinik A-

2121 på Rigshospitalet.

Dr.med. Helmer Ring

Larsen er overlæge

ved Hepatologisk

klinik A-2121 på

Rigshospitalet og


for Farmakologi, DFH.

78,60

78,70

78,80

78,90

79,00

79,10

79,20

1 2 3 4 5

Ammonium-induceret hjerneødem kan kun delvis modvirkes af calcineurin inhibition. Figuren til venstre viser vandindholdet ihjernebarken efter behandling med placebo-placebo (1, n=6), placebo-ammonia (2, n=6), tacrolimus-placebo (3, n=6) og tacrol-imus-ammonia (4, n=6). Figuren til højre viser udviklingen i intrakranialt tryk (ICP) i fire forskellige behandlingsgrupper (n=6 x 4)over en forsøgsperiode på tre timer. Tacrolimus reducerer stigningen i ICP.

Når leveren svigter, ophobes affaldsstoffet ammonium i blo-det, hvilket får blodkarrene i hjernen til at udvide sig.Figuren viser sammenhængen mellem blodgennemstrøm-ningen (CBF) og vandindholdet i hjernen hos rotter, dergives infusion af ammoniumklorid.

0 100 200 300

79

80

81

82% Water

R=0.80

CBF (ml/min/100g)

6

5

4

3

2

1

0

0 30 60 90 120 150 180

Tid (min)

ICP

tryk

(m

mH

g)


10

len faktisk gøre stoffet mere giftigt. Fænomenet er foreksempel kendt for alkohol, der bliver giftigt og medførertømmermænd på grund af kroppens omdannelse af alkoholtil affaldsstoffet acetaldehyd.For lægemiddelstoffer, som indeholder karboxylsyrer, skerder ligeledes en omdannelse. Denne gruppe af lægemidlerrummer bl.a. klassen NSAID, som omfatter mange alminde-lige smertestillende lægemidler. Karboxylsyrer kan enten blive omdannet til glucuronsyre-forbindelser eller til Coenzym A-forbindelser i kroppen.Begge typer forbindelser er væsentlig mere reaktive enddet oprindelige lægemiddelstof og kan derfor reagere medstore molekyler i cellen som proteiner og DNA.Reaktionsprodukterne kan skabe alvorlige konsekvenser.F.eks. kan kroppens immunforsvar reagere over for et pro-tein, som er gået i forbindelse med et lægemiddel og der-ved fremkalde en allergisk reaktion.Coenzym A-forbindelser kan desuden indgå i cellens fedtsy-restofskifte og ændre omdannelsen af fedtstoffer til energieller blive indbygget i fedtmolekyler i cellens membran.

Fokus på mekanismenNår man ønsker at undersøge, om Coenzym A-forbindel-serne er reaktive i kroppen, er det svært at bruge levendeorganismer, da den efterfølgende analyse bliver megetvanskelig og ofte slet ikke er mulig.Derfor har vi udført forsøg i reagensglas med et lillemodelprotein. Som model har vi benyttet glutathion, somer nært beslægtet med proteiner, men væsentlig lettere atarbejde med i laboratoriet.For at kunne vurdere de omdannede lægemidlers reaktivitet

Almindelig medicin til behandling af smerter og gigtmedfører i sjældne tilfælde voldsomme og uforudsigeli-ge bivirkninger. Vi arbejder på at forstå de molekylæremekanismer, som fremkalder bivirkningerne.

Af Ulrik Sidenius, Christian Skonberg, Jørgen Olsen og Steen Honoré Hansen

En del lægemidler kan give alvorlige bivirkninger, som kunrammer ganske få personer ud af en meget stor gruppebrugere. I dag kan vi ikke forudsige, hvem der er i farezo-nen, og vi forstår ikke mekanismerne bag de uforudsigeli-ge bivirkninger.

Et eksempel er gruppen af almindelige smertestillendelægemidlerstoffer som acetylsalicylsyre, ibuprofen, naprox-en, som i meget sjældne tilfælde kan medføre voldsommeallergiske reaktioner eller leverskader.Vi arbejder på at forstå de molekylære mekanismer, somformodes at fremkalde bivirkningerne. På den måde kan viforhåbentlig blive i stand til at forklare bivirkningerne, ogi fremtiden vil man måske kunne forudse nogle af de ellersuforklarlige bivirkninger allerede i udviklingsfasen af nyelægemidler.

Omdannelse i kroppen Når man har indtaget et lægemiddel, optages stoffet i krop-pens celler, hvorefter medicinen omdannes kemisk i cellensstofskifte. Generelt gør omdannelsen lægemiddelstoffetmindre giftigt og fremmer udskillelsen via urin ellerafføring.Men for nogle kemiske forbindelser kan omdannelsen i cel-

DE UFORUDSIGELIGE BIVIRKNINGER

NSAID står for Nonsteroide Antiinflammatoriske Lægemidler.Det er en gruppe på ca. 25 forskellige lægemidler, som isærbenyttes til behandling af smerter og gigt. Nogle eksempler eracetylsalicylsyre (Aspirin®), ibuprofen (Ipren®), naproxen(Naprosyn®) og diclofenac (Voltaren®). De fleste af lægemidler-ne består af karboxylsyrer og indeholder en aromatisk gruppe.Den hyppigste bivirkning er blødninger i mavesækken og tar-men, hvilket specielt rammer personer over 60 år. Det skønnes,at der i Danmark alene dør mere end 100 personer om året iNSAID behandling, som følge af blødninger i mavesækken ogtarmen.En meget alvorlig, men langt sjældnere bivirkning er allergiskereaktioner. Få personer udvikler af uforklarlige årsager allergimod denne gruppe af lægemidler, og blandt dem optræder

der i få tilfælde anafylaktisk chock. Det er en meget alvorlig til-stand, der kræver hurtig behandling.Nogle af lægemidlerne har desuden en giftig virkning på leve-ren. En del af de nyere NSAID-lægemidler er blevet trukket til-bage igen, fordi nogle få personer døde af leverskader. Årsa-gen til, at lægemidlerne kan forgifte leveren hos nogle perso-ner, kendes ikke. En mulig forklaring kan være måden, hvorpålægemidlerne omsættes i disse personer. Generelt må det stadig anses for sikkert at indtage de hyppigstanvendte NSAID’er som ibuprofen, acetylsalicylsyre og naprox-en, så længe dosis og forskrifter overholdes.

På www.lk-online.dk kan du læse mere om NSAID og andrelægemidler.

Almindelige smertestillende lægemidler– ufarlige for de fleste, men i stand til atforårsage voldsomme bivirkninger hosnogle få personer. Hvorfor?

Hvordan kan kroppen gørelægemidler giftige?


har vi syntetisk fremstillet Coenzym A-forbindelser af enrække lægemiddelstoffer. Forbindelserne blev så tilsat til etreagensglas med en opløsning af modelstoffet glutathion.Blandingen blev hele tiden holdt ved pH 7,4 og 37ºC, så pH-værdien og temperaturen ligner kroppens.Herefter er den tidsmæssige udvikling i koncentrationerne aflægemiddel-Coenzym A og lægemiddel-glutathion blevetfulgt. Eksperimenterne viser, at alle lægemiddel-Coenzym A-forbindelserne reagerer med glutathion, men der er forskelpå hastigheden af reaktionerne.Der synes at være tre grupperinger: En hurtig, en moderat ogen langsom. Ud fra lægemidlernes opbygning kan det kon-kluderes, at strukturen tæt på karboxylsyren sandsynligvis eraf afgørende betydning for, hvor reaktiv lægemiddel-Coenzym A-forbindelsen er over for glutathion og dermedsandsynligvis også over for proteiner i kroppen.Det næste trin var at undersøge, hvorvidt de reaktive forbin-delser faktisk dannes i kroppen, og om de reagerer med krop-pens proteiner.Vi gav laboratorierotter et af de undersøgte lægemidler oganalyserede bagefter urinen samt leveren. På den måde har viidentificeret en række omdannelsesprodukter af lægemidlet.Tilstedeværelsen af omdannelsesprodukterne viser, at læge-midlet har været omdannet til en Coenzym A-forbindelse,fordi det er kendt, at kroppen bliver nødt til at lave CoenzymA-forbindelser for at danne disse omdannelsesprodukter.Det undersøgte lægemiddel bliver altså omdannet til en reak-tiv forbindelse i dyr, og vores eksperimenter viser ligeledes, at

de reaktive omdannelsesprodukter af lægemidlet også reage-rer med proteiner i rotten.

Bivirkninger på molekylært niveauI reagensglasforsøg har vi også undersøgt, hvordanCoenzym A-forbindelsen af lægemidlet naproxen reagerermed et rigtigt protein: Albumin. Efter at reaktionen erstoppet, er albumins ordnede tredimensionale struktur ble-vet ødelagt kemisk, og proteinet er klippet i mindre styk-ker af enzymer.Disse proteinstykker er herefter blevet adskilt ved kroma-tografi og detekteret ved hjælp af massespektrometri.Udfra massespektrene er det muligt at bestemme, om derer bundet lægemiddel til proteinet, og hvor på proteinetlægemidlet er bundet. Undersøgelserne viser, at naproxenbliver bundet til albumin, når naproxen-Coenzym A-forbin-delsen blandes med albumin, og der er identificeret ni ste-der på albumin, hvor naproxen sidder bundet.

Arbejdets perspektivI øjeblikket er vi i gang med at undersøge betydningen af,at lægemiddel–Coenzym A-forbindelser kan indgå i fedtsy-restofskiftet, ligesom vi vil undersøge om lægemidlerneogså binder til albumin i forsøg med rotter.Resultaterne af disse undersøgelser vil forhåbentlig øgevores forståelse for de molekylære mekanismer som bevir-ker, at kroppens eget forsvar mod giftstoffer omdannernogle lægemidler til giftige forbindelser.

Ph.d. Ulrik Sidenius er

adjunkt ved Institut for

Analytisk Kemi.

Cand.pharm. Christian

Skonberg er ph.d.-

studerende ved Institut

for Analytisk Kemi.

Ph.d. Jørgen Olsen er

amanuensis ved Institut

for Analytisk Kemi.

Dr.pharm. Steen Honoré

Hansen er professor ved


Kemi.

Kurverne viser reaktiviteten af en række lægemiddel-CoenzymA-forbindelser overfor glutathion, der her fungerer som enmodel for kroppens proteiner. Reaktiviteten af de undersøgteforbindelser inddeler sig i tre grupper: En yderst reaktiv grup-pe med MCPA, som er et ukrudtsmiddel, men nært beslægtetmed lægemidler. En gruppe med medium reaktivitet, og ende-lig en meget langsomt reagerende gruppe.

Diagrammet viser en mulig forklaring på de uforudsigeligebivirkninger, som kan opstå ved indtagelse af karboxylsyre-hol-dige lægemidler. Først kan lægemiddelstoffet danne forbindel-ser med glucuronsyre eller med Coenzym A, hvorved lægemid-del-stoffet bliver aktiveret. De aktiverede lægemidler kan her-

efter indgå i uønskede reaktioner med proteiner i kroppen.Den Coenzym A-holdige forbindelse af lægemidlet kan ligeledesindgå i kroppens fedtsyreomsætning. Disse uønskede reaktioner

formodes at kunne give anledning til alvorlige bivirkninger.

11

MCPA-SG Hurtig

Salicyl-SG Mellem

Tolmetin-SG

Fenbufen-SG

Indomethacin-SG

Clofibryl-SG Langsom

Ibuprofen-SG

Tid (minutter)

0 10 20 30 40

Ko

nce

ntr

atio

n a

f d

ann

et læ

gem

idd

el-g

luth

atio

n i.

f.t.

star

tko

nce

ntr

atio

nen

af

læg

emid

del

-Co

enzy

m A

(%

)

60

50

40

30

20

10

0

L æ g e m i d d e l f o r s k n i n g - 2 0 0 2L æ g e m i d d e l f o r s k n i n g - 2 0 0 2

Ny viden om selens omdannelse i kroppen

og udskilles fra kroppen. Man har en formodning om, at denkræftforebyggende effekt ikke skyldes de selenholdige pro-teiner, men andre selenholdige forbindelser.Derfor er det vigtigt at forstå, hvilke forbindelser indta-get selen omdannes til i kroppen, således at eventuellekræftforebyggende selenforbindelser kan identificeres.Derfor undersøger vi selens omdannelse og udskillelseved at identificere de selenforbindelser, der optræder iurin. Det er lykkedes os at identificere den mest fremtræ-dende og hidtil ukendte selenforbindelse i human urin.

Koblede analyseteknikkerI den danske befolkning er koncentrationen af selen iurin i størrelsesordenen 30 nanogram pr. milliliter. Det eren forholdsvis lav koncentration sammenlignet medmange andre lande, hvilket skyldes, at dansk jord ikke ersærlig selenholdig. Størstedelen af den selen, vi indtager,kommer nemlig fra planter, som optager selen fra jorden.Den totale selenmængde, der findes i urin, er fordelt mel-lem flere forskellige selenholdige forbindelser, hvilketkan observeres ved at analysere urinprøver ved kromato-grafi, som separerer de forskellige forbindelser.Da koncentrationen af de enkelte forbindelser er uhyrelav, er det nødvendigt med en meget følsom metode til atmåle mængden af hver enkelt forbindelse. Her benyttervi ICP-massespektrometri.

Selen er et livsnødvendigt grundstof. Men vi ved ikke retmeget om, hvordan selen omdannes og udskilles frakroppen. Det kan undersøges ved at påvise de selenfor-bindelser, der optræder i urin. Det er lykkedes os at iden-tificere den mest fremtrædende selenforbindelse ihuman urin.

Af Bente Gammelgaard, Lars Bendahl, Ole Jøns, Kim Grimstrup Madsen og Jesper Bjerrum

Selen er et livsnødvendigt grundstof, som indbygget iproteiner fungerer som antioxidant i kroppen. Kliniskeundersøgelser har desuden vist, at selen har en beskyt-tende virkning mod visse former for kræft.Det er kendt, hvordan selen indbygges i kroppens proteiner,men man ved ikke ret meget om, hvordan selen omdannes

DEN KEMISKE DETEKTIVS VÆRKTØJSKASSE

Spektrofotometri - UV-absorbans:Mange stoffer absorberer lys. UV-absorbans er et mål for kon-centrationen af de tilstedeværende stoffer, der absorbererved den givne bølgelængde. Metoden er uspecifik, fordimange stoffer absorberer ved samme bølgelængde, og deropnås ikke information om forbindelsens struktur. Nogle stof-fer absorberer slet ikke.

Massespektrometri:Stofferne i en prøve detekteres efter deres masse-ladningsfor-hold, hvilket giver oplysning om molekylets vægt. Prøven skalioniseres for at nå ind i massespektrometret. Det kan gøres påforskellige måder:

ESI-MS:ElectroSpray Ionization Mass Spectrometry: Prøven ioniseresved atmosfærisk tryk ved at pumpe opløsningen gennem etstålrør, som er pålagt højspænding. Herved opnås en fin sprayaf elektrisk ladede dråber. Ved efterfølgende opvarmningoverføres ladningen til det enkelte molekyle. Molekylerne slåsikke i stykker og der kan således opnås information om mole-kylets masse. Teknikken er særlig velegnet til molekyler, somrelativt nemt lader sig ionisere.

APCI-MS:Atmospheric Pressure Chemical Ionization: Efter indføring ogopvarmning af prøven ioniseres molekylerne ved at passere enelektrode, der udsender en elektrisk udladning. Metoden kanionisere de fleste forbindelser, men der er dog en risiko for, atde oprindelige molekyler slås i stykker.

Tandem-MS:I denne teknik opsamles molekyler med det masse-ladningsfor-hold, man ønsker at analysere, d.v.s. den "ukendte" forbindel-se. Herefter slås de enkelte molekyler i stykker ved at bombar-dere dem med en gas. Ved at studere, hvordan molekylet frag-menterer, kan man få oplysninger om, hvilke kemiske gruppermolekylet indeholder.

ICP-MS:Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry: Teknikken haren følsomhed, som for selen er 100-1000 gange større end deøvrige MS-teknikker.Prøven forstøves ind i et ca. 8000ºC varmt plasma af argon.Herved atomiseres og ioniseres prøven, hvorefter ioner af allede tilstedeværende grundstoffer indføres i massespektrome-tret.Denne teknik adskiller sig fra de øvrige MS-teknikker ved ikkeat give oplysninger om strukturen af den oprindelige forbin-delse. Ved kobling af ICP-MS til kromatografi detekteres kunde forbindelser, der indeholder det grundstof, man leder efter.Der er således ikke støj fra alle de andre tilstedeværende for-bindelser.

12


13


Samtidig findes der utallige andre stoffer i urin i koncen-trationer, der kan være flere størrelsesordener højere. Førselenforbindelserne kan identificeres ved massespektro-metri, skal de således først adskilles fra alle de andre stof-fer, der er tilstede i urin og samtidig opkoncentreres.Det er en vanskelig opgave, fordi selenforbindelserne ersmå molekyler, som ligner de andre tilstedeværende stof-fer kemisk. Opgaven kan kun løses ved at anvende enkombination af flere forskellige kromatografiske princip-per og koble separationsmetoderne til følsomme ogselektive detektionsmetoder.

KromatografiVi anvendte urin fra frivillige personer, der havde indtagetet gærpræparat, som er beriget med selen, og som sælgessom kosttilskud på bl.a. apoteket. Efter indtagelse afpræparatet i en uge leverede forsøgspersonerne urin-prøver, som blev opsamlet over hele dagen.Prøverne blev analyseret, og prøver med højt indhold afselen blev samlet i en urin-pool. Fra tidligere undersøgelserved vi, at der dannes mest af én bestemt selenforbindelseved indtagelse af selen, men forbindelsens kemiske sam-mensætning var ukendt.Der blev anvendt tre forskellige kromatografiske princip-per til oprensningen, som blev fulgt ved at analysereprøven undervejs. Analyserne viste, at mængderne af alleandre stoffer falder under oprensningen, mens selensigna-

let til gengæld stiger. Selenforbindelsen i den oprensedeprøve blev herefter identificeret ved massespektrometri.

MassespektrometriVed massespektrometri detekteres elektrisk ladede ioner efterderes masse-ladningsforhold. Den oprensede selenforbindelsevar imidlertid vanskelig at ionisere, og derfor var det ikkemuligt at bruge den mest anvendte teknik, ESI-massespektro-metri. Heldigvis råder instituttet over flere massespektrometremed forskellige ioniseringsmetoder. Det lykkedes at ionisereprøven med APCI-massespektrometri.Analysen viste fingeraftrykket af den ukendte selenforbindel-se. Selen forekommer naturligt som seks forskellige isotoper iet bestemt masseforhold, hvor 80Se udgør ca. halvdelen. Etmassespektrum af en selenholdig forbindelse vil således altidvise det karakteristiske mønster, som er bestemt af forholdetmellem isotoperne.Næste trin var tandem-massespektrometri, hvor molekylet slåsi stykker. Analysen viser, hvilke kemiske grupper, der findes idet selenholdige molekyle. Den isolerede forbindelse består afen methyl-selen-gruppe på et sukkermolekyle. Vi er i øjeblik-ket i færd med at fastlægge identiteten af sukkerdelen.Der er ikke tidligere påvist en sådan selenforbindelse i humanurin, og den er meget forskellig fra de forbindelser, som mantidligere har foreslået kunne optræde i urin. Identifikationenaf denne forbindelse kan således medføre, at man mårevurdere hvorledes selen omsættes i kroppen.

Ph.d. Bente

Gammelgaard er

lektor ved Institut

for Analytisk Kemi.

Cand.scient Lars

Bendahl er amanuen-

sis ved Institut for

Analytisk Kemi.

Lic.pharm. Ole Jøns er

lektor ved Institut for

Analytisk Kemi.

Stud.pharm. Kim

Grimstrup Madsen er

scholarstipendiat ved


Kemi.

Cand.pharm. Jesper

Bjerrum har netop

afsluttet sit speciale

ved Institut for

Analytisk Kemi

Skematisk oversigt overoprensningen af urin-prøver. Urinprøver medhøjt indhold af selenudvælges og samles i enpool. Første oprensningsker på en række småkolonner. Udtrækkenesamles, inddampes ogpåsættes en præparativkolonne. De selenholdigefraktioner opsamles, ind-dampes og påsættesyderligere en kromato-grafisk kolonne. Deopsamlede fraktionerinddampes og analyseresved massespektrometri.På kromatogrammerneses det, at UV-signaletfalder og adskilles fraselensignalet underoprensningen.


Fra medicinmændtil vestlig medicin

epidemien, er der meget begrænsede ressourcer til behand-ling af psykiske sygdomme. Derfor er langt de fleste menne-sker med ondt i sjælen henvist til at konsultere en traditionelhealer, en medicinmand eller kvinde. Traditionelle healerebenytter sig af en blanding af psykologi og medicinplanterog er generelt anerkendt for at opnå gode resultater.

Kultur og metoderDet er nødvendigt at forstå den afrikanske kultur for at fåindsigt i behandlingsmetoderne. Traditionelt er en personbare et lille led af en lang slægt, og forfædrenes ånder hol-der hele tiden øje med, hvad de nulevende foretager sig. Degriber ind i begivenheder og gør for eksempler en personsyg, hvis han eller hun overtræder sociale eller etiske normer.Derudover er det også muligt for onde hekseagtige personer(ithakathi) at kaste forbandelser på andre, gerne på bestil-ling og for en god betaling. Det er interessant, at ordetdepression slet ikke findes på zulu. I stedet er der tale om ensituation, hvor patienten ikke har æret sine forfædre nok,hvorfor de er blevet sure og straffer ham, eller også er pa-tienten blevet udsat for en forbandelse.Den traditionelle healer kommunikerer med ånderne - ellerudnytter måske snarere sine trænede evner til at opfatte småsignaler fra patienten – og finder så ud af, hvad der er ivejen, og hvordan det skal behandles. Ofte inddrages pati-enten aktivt i behandlingen.Patienten får også plantemedicin, og det er interessant fraen farmakologisk synsvinkel. Vi ved i dag meget lidt om, hvil-ke planter healerne benytter til behandling af psykiske syg-domme, og det er nødvendigt at opnå en sådan viden og fåden dokumenteret.

Medicinplanter i SydafrikaI et projekt samarbejder vi med University of Natal om atkortlægge de planter, der bruges mod mentale sygdomme iSydafrika. I arbejdet med at indsamle information til databa-sen er det vigtigt at huske på den forskellige sygdomsopfat-telse - det kan jo for eksempel ikke nytte noget at spørge enhealer, hvad hun bruger til at behandle depression, for det erikke en sygdom hun kender.Men hun behandler tilstande, som falder ind under depressi-

I jagten på nye lægemiddelstoffer til behandling af psy-kiske sygdomme undersøger forskere fra DanmarksFarmaceutiske Højskole medicinplanter, som traditionel-le healere i Afrika bruger mod mentale sygdomme.Planter har leveret mange psykoaktive stoffer.

Af Anna K. Jäger, Anne Adsersen og Ulla Wagner Smitt

Planter kan indeholde stoffer med stærke virkninger på hjer-nen og psyken. Tænk på opium fra valmuen, kokain fra coca-buske eller cannabinoler fra hashplanten. Ud over den eufo-riserende effekt bruges de aktive stoffer fra disse planterogså til smertebehandling. Samtidig anvendes hash på for-søgsbasis flere steder i verden til at dulme kvalme hos kræft-patienter, der får kemoterapi.Udviklingen af moderne psykofarmaka tog fart, efter at manhavde set de psykiske bivirkninger af den indiske buskRauwolfia serpentina, der blev anvendt i vesten fra1950’erne mod for højt blodtryk.Det blev på det tidspunkt klart, at man kunne påvirke psykenmed kemiske stoffer. Rauwolfia indeholder alkaloidet reser-pin, der fremkalder depression ved at påvirke niveauet af sig-nalstoffer i hjernen. I Indien bruges Rauwolfia traditionelt tilat behandle for højt blodtryk og psykiske sygdomme. På Danmarks Farmaceutiske Højskole er der i flere år blevetarbejdet med at videreudvikle stoffer med hjerneaktivitet påbasis af ibotensyre og muscimol, som er nogle af giftene i rødfluesvamp.Omkring ti procent af befolkningen i den vestlige verden eri behandling for psykiske sygdomme, og det er sandsynligt,at andelen vil vokse fremover, fordi antallet af ældre ibefolkningen stiger. Ældre mennesker rammes hyppigst afdepressioner og demens. For flere af disse sygdomme erbehandlingstilbuddene ikke optimale i dag.Galantamin, et alkaloid fra en bulgarsk vintergæk, bruges iDanmark til behandling af Alzheimers sygdom. Måske er derflere planter, der indeholder hjerneaktive stoffer, som kunneanvendes medicinsk? Hvor skal vi lede efter disse planter?Et godt bud er de planter, der bruges af medicinmænd i tra-ditionelle kulturer forskellige steder i verden. I det sydligeAfrika, hvor sundhedssystemet er under stærkt pres fra AIDS-

14

NATURLIGE LYKKEPILLER

For nyligt blev anvendelsen af en lille sydafrikansk saftplante, Sceletium tortuosum, patenteret. Planten har været brugt i årtu-sinder af buskmænd af San-folket til at blive i bedre humør og til at dæmpe angst og stress. Det blev fundet, at planten indeholder et alkaloid, som blokerer for optagelsen af signalstoffet serotonin i hjernen, hvilket erden samme virkningsmekanisme som i lykkepiller, der bruges mod depression.

15

on i vestlig forstand, og den information er vigtig at få. Medi databasen kommer også planter med "magiske" evner. Enplante med en stærk psykoaktiv virkning vil sandsynligvisforekomme en traditionel befolkning at have magiske egen-skaber.På baggrund af de etnofarmakologiske data bliver planterneinddelt i grupper, som bruges til behandling af forskellige syg-domme, for derefter at blive undersøgt i laboratorieforsøg,hvor ekstrakter af planterne bliver testet for deres aktivitet påforskellige receptorer på nervecellerne i hjernen. Forsøgeneudføres på homogeniserede rottehjerner fra aflivede dyr.På denne måde kan vi finde frem til de planter, der har den

bedste aktivitet, så man kan arbejde videre med netop disseplanter. Ved at kombinere isoleringen og oprensningen af stof-fer i planteekstrakterne med testning på hjernereceptorer kanman finde de aktive stoffer. Håbet er at finde nye stoffer, derkan bruges som ledestrukturer til at udvikle nye lægemidler.

VIDEN RETUR TIL HEALERE

Det er meget vigtigt, at den direkte information om virkningen af medicinplanterne kommer tilbage til brugerne, altså de tra-ditionelle healere og deres patienter. Det er nødvendigt at vide både hvad der virker, og hvad der ikke virker, hvis traditionelmedicin skal forbedres og effektiviseres.

Ph.d. Anna K. Jäger er


Medicinalkemi.

Cand.pharm. Anne

Adsersen er lektor

ved Institut for

Medicinalkemi.

Ph.d. Ulla Wagner Smitt

er lektor ved Institut for

Medicinalkemi.

Traditionelle healereViden om medicinplanter

Medicinplanter

Neuroreceptorassays

Fraktioner medaktive indholdsstoffer

Figuren viser, hvordan den modernelægemiddelforskning kan få gavn aftraditionelle healeres viden om me-dincinplanter – og omvendt


Nyeledestrukturer


Lægemiddel modprostatakræft

VirkningsmekanismenBiokemiske studier har vist, at thapsigargins eneste effekt er,at det standser en pumpe, der regulerer koncentrationen afcalciumioner inde i cellerne. Calciumioner har en meget vig-tig funktion som regulator af en række funktioner, heri-blandt udskillelse af signalstoffer.Når thapsigargin slukker for pumpen, stiger koncentrationenaf calciumioner i cellevæsken og udskillelsen af signalstoffethistamin øges, hvilket fremkalder blærer og irritation afhuden. Det forklarer thapsigargins og dermed plantens hud-irriterende effekt.På lidt længere sigt får den øgede calciumionkoncentrationcellen til at begå selvmord. Alle celler er programmeret til atbegå selvmord, hvis de modtager særlige signaler. Daudløsningen af selvmord er uafhængig af, hvor hurtigt cellendeler sig, er thapsigargin et stof, der kan dræbe alle celler,også de meget langsomt voksende prostatakræftceller.Netop thapsigargins brede virkning har indtil nu været stof-fets begrænsning som lægemiddel, for hvordan kan manopnå, at thapsigargin kun slår prostatakræftceller ihjel udenat dræbe organismens øvrige celler?

En kugle med navn påNøglen til at målrette thapsigargin er et enzym (PSA), som pro-stataceller udskiller. Enzymet regulerer, hvor tyktflydendesædvæsken er. Proteiner i blodet inaktiverer enzymet, så detkun er virksomt i umiddelbar nærhed af de celler, som udskil-ler det.Enzymet regulerer sædvæskens egenskaber ved at spaltenogle proteiner. Disse proteiner har en meget særprægetopbygning, og kun nært beslægtede proteiner kan blivespaltet af enzymet.Som nævnt virker thapsigargin ved at standse en pumpe,der findes inde i cellerne. Ved at knytte thapsigargin til etprotein fremkommer der et stof, som er for stort til at træn-ge ind i en celle, og som derfor ikke har nogen effekt påraske celler. Men hvis thapsigargin bindes til et protein, derkun kan spaltes af PSA-enzymet, opnår man, at thapsigarginfrigøres nær ved de celler, der udskiller PSA. Thapsigargin vilderfor udelukkende trænge ind i og fremkalde selvmord ide prostataceller, der frigør enzymet.Thapsigargins opbygning gør det imidlertid umuligt atbinde et protein til molekylet. Udfordringen bestod derfor iat omdanne thapsigargin til en forbindelse, der ligesomthapsigargin kan trænge ind i cellen og fremkalde selvmord,men som også kan bindes til et ønsket protein. Det er nu lyk-kedes at udvikle en forbindelse med de ønskede egenska-ber: Stoffet spaltes af PSA, og spaltningsproduktet trængerind i cellerne, hvor det får cellen til at begå selvmord.Stoffet er blevet afprøvet i dyreforsøg. Her fik nogle musindpodet både prostatakræftceller og en anden type kræft-

Med udgangspunkt i en gammel lægeplante samarbej-der en gruppe ved Danmarks Farmaceutiske Højskolemed Johns Hopkins Oncology Center om at udvikle etlægemiddel mod prostatakræft, der for tiden ikke kanhelbredes, hvis kræften har bredt sig. I øjeblikketafprøves et meget lovende stof.

Af Søren Brøgger Christensen, Carsten Milter Jakobsen,John T. Isaacs og Samuel R. Denmeade

Prostatakræft dræber hvert år et stort antal mænd i denvestlige verden. En typisk prostatakræftknude indeholder tocelletyper. Den ene type kræftceller kan uskadeliggøres medmedicin, men den anden celletype er ufølsom over forbehandlingen. Disse celler vokser desuden meget langsomt,hvorfor det er svært at slå dem ihjel ved kemoterapi, idetkonventionel kemoterapi udnytter, at de fleste kræftcellervokser meget hurtigt. Ny forskning på DFH og Johns HopkinsOncology Center i USA giver imidlertid håb om, at det kan

blive muligt at uskadelig-gøre de langsomt voksendekræftceller i prostatakræft.

Giftig gulerodDet nye og lovende læge-middel stammer fra skærm-planten Thapsia garganica,der vokser som ukrudt imange middelhavslande.Planten har ikke nogetdansk navn, men på arabiskkaldes den giftig gulerod.Plantens giftige egenska-ber har været kendt i årtu-sinder. Alle-rede botanik-kens fader Theophrastos,som levede mellem 372 og287 f.Kr., beskrev de hudir-riterende egenskaber afplantens saft.Til trods for den tusind-årige anvendelse af plan-ten var det først midt i1970’erne, at en gruppeved Danmarks Farmaceu-tiske Højskole som de førsteisolerede de hudirriterendeindholdsstoffer og opklare-de deres struktur. Det domi-nerende stof blev kaldtthapsigargin.

Fra plante til aktivtindholdsstof.


17

celler, der ikke frigør PSA. Derefter blev musene behandletmed den fremstillede forbindelse.Til vores store tilfredshed skete der en markant reduktion iprostatakræftknuderne, hvorimod den anden kræftformuhæmmet voksede videre. De meget opmuntrende resulta-ter giver god grund til at fortsætte projektet.

I skranken på apoteket?Til trods for at projektet har ført frem til meget lovende muli-ge lægemidler, bør det understreges, at der stadig er megetlang vej, før vi har et lægemiddel. Endnu er stoffet kunafprøvet i små mus. Selv om det også viser sig meget loven-

Det lovende middel mod prostatakræft er et pro-tein, som er bundet til en variant af plantegiftenthapsigargin (HSSKLQC=ONHTG). Forbindelsenspaltes af enzymet PSA i umiddelbar nærhed af dePSA-frigørende prostatakræftceller (KC), hvorefterthapsigargin (TG) trænger ind i cellerne og frem-kalder selvmord. I blodbanen (BK), som ses til ven-stre, inaktiveres PSA. Derfor spaltes lægemiddel-stoffet ikke, og thapsigargin frigives ikke i blodet.

de i større dyr, vil den ultimative prøve være, om stoffet ervirksomt i mennesker og ikke medfører alt for store bivirk-ninger.Der kan være adskillige faldgruber, inden vi når så langt.Men når det er sagt, skal der ikke være tvivl om, at de megetlovende resultater i øjeblikket gør os meget optimistiske.Et meget spændende aspekt ved projektet er, at thapsigar-gin dræber alle celler, uanset hvor hurtigt de deler sig.Mange kræftformer har ligesom prostatakræft unikke egen-skaber, der gør, at thapsigargin i princippet bør kunne målret-tes mod en række forskellige kræftformer.Prostatakræftceller udskiller PSA, andre kræftceller udskiller

andre enzymer med andre egenskaber ogendelig har nogle typer kræftceller særlige pro-teiner bundet til overfladen. Alle disse egenska-ber giver spændende muligheder, som børundersøges.Moralen kan meget vel vise sig at være, at entusindårig gammel viden om planter i kombina-tion med moderne forskningsmetoder og eks-pertise kan føre frem til nye lægemidler, derkan behandle sygdomme, som lægevidenska-ben i dag er magtesløs overfor.

Ph.d. Søren Brøgger

Christensen er docent

ved Institut for

Medicinalkemi.

Ph.d. Carsten Milter

Jakobsen er adjunkt

ved Institut for

Medicinalkemi.

Ph.d. John T. Isaacs er

professor ved Johns

Hopkins Oncology Center,

Baltimore, Maryland, USA.

Ph.d. Samuel R.

Denmeade er adjunkt ved

Johns Hopkins Oncology

Center, Baltimore,

Maryland, USA.

A: Normalt holder SERCA-pumpen (SP) koncentrationen af calciumioner (gule prikker) lav i cellevæsken ved at pumpe ionerne ind iintracellulære calciumionlagre (ER). B: Hvis pumpen blokeres f.eks. med thapsigargin (TG), siver calciumionerne ud af lagrene.Samtidigt åbnes en kanal i cellemembranen (PK), og calciumioner strømmer ind fra væsken uden for cellen. Det medfører en usæd-vanligt høj koncentration i cellevæsken. En pumpe i cellemembranen (PP) forsøger at fjerne calcium-ionerne. Resultatet er enrække ukontrollerede reaktioner i cellen; til sidst programmeret selvmord.

A B


18

Peptider smugler lægemidlergennem tarmvæggen

bedres? En mulighed er at forklæde lægemiddelstoffet somet næringsstof, et lille peptid, og udnytte kroppens naturligeoptagelsesmekanisme. Cellerne i tyndtarmens væg indehol-der nemlig transportører, som fragter næringsstoffer fraføden gennem tarmvæggen og ud i blodet, så kroppen kanudnytte næringen.

Transportør for peptiderOprindeligt mente man, at alt protein i føden først skullenedbrydes til proteinernes byggesten, aminosyrer, for atblive transporteret gennem tarmvæggen.Men nyere forskning har vist, at op mod halvdelen af fødensindhold af proteiner optages som kæder på to eller treaminosyrers længde. Optagelsen sker ved hjælp af transpor-tøren hPepT1, der sidder i tyndtarmscellernes membraner påden side af cellerne, som vender ud mod tarmen. De små kæder kaldes for dipeptider og tripeptider. Da der franaturens hånd findes 20 forskellige aminosyrer giver dette400 mulige naturlige dipeptider og 8000 mulige tripeptider.Det store antal viser, at peptidtransportøren må være for-holdsvis uspecifik, så den kan transportere stoffer medmeget forskellige, men dog peptidlignende strukturer gen-nem tarmvæggen.Det har da også vist sig, at en række lægemiddelstoffer gen-kendes af peptidtransportøren. Det drejer sig om forskelligeformer for antibiotika, visse antivirale og blodtrykssænkendemidler samt kræftlægemidler, der alle genkendes og trans-porteres gennem tarmvæggen, fordi deres strukturer minderom små peptider.Peptidtransportøren har således et stort potentiale for at

Små proteinstumper, der ligner nedbrudt føde, kan frag-te lægemiddelstoffer gennem tarmvæggen og ud i blo-det. Forsøg med et antiviralt middel tegner lovende.

Af Anne Engelbrecht Thomsen, Carsten Uhd Nielsen, BirgerBrodin, Mikael Begtrup, Sven Frøkjær og Bente Steffansen

Lægemidler kan indgives på mange måder; tabletter, stikpiller,cremer, injektionsvæsker og inhalationsspray. I praksis anven-des tabletter mest, og det er den form, de fleste patienterforetrækker. Hvordan kommer det virksomme lægemiddelstof fra at liggegemt i tabletten til at virke i kroppen? Når patienten slugertabletten, føres den ned i maven og videre til tyndtarmen.Undervejs falder tabletten fra hinanden, og lægemiddelstoffetopløses i tarmvæsken. Fra tyndtarmen skal stoffet passere igen-nem tarmvæggen for nå ud i blodet, som fordeler lægemid-delstoffet videre rundt i kroppen, hvor det udøver sin virkning.Mange lægemiddelstoffer har imidlertid svært ved at træn-ge gennem tarmvæggen, og den dårlige passage svækkerlægemidlets virkning. Et eksempel er Aciclovir, som bruges tilbehandling af bl.a. herpesvirus.Når patienter indtager Aciclovir som tabletter, er det kun 15-20 procent af lægemiddelstoffet, der passerer tarmvæggenog når over i blodet. Den lille mængde lægemiddelstof, sombliver tilgængeligt i blodet, gør det svært at behandlesærligt hårdføre virusstammer. Og hvis man prøver at løseproblemet ved at give patienten flere tabletter, kan det oftemedføre uønskede bivirkninger.Hvordan kan Aciclovirs passage igennem tarmvæggen for-

Kun små mængder Aciclovir passerer tarmvæggen, og derfor er det svært at bekæmpe hårdføre virus. Men når Aciclovir kobles sam-men med et passende dipeptid, dannes et prodrug, som fragtes gennem tarmvæggen af peptidtransportøren hPepT1. Derpå fraspal-tes Aciclovir i tarmcellen eller i blodet. På den måde øges mængden af Aciclovir i blodet.


19

hjælpe lægemiddelstoffer til at passere fra tarmen og ind itarmcellerne og videre ud i blodet. På den måde kan manøge den andel af lægemiddelstof, som når ud i blodet ved engiven dosering. Opgaven for forskningen er derfor at for-søge at udnytte denne naturlige mekanisme.

Prodrugs af lægemidlerI gruppen arbejder vi med at koble lægemiddelstoffer til etdipeptid, som i forvejen genkendes og transporteres afhPepT1. Herved har man dannet et prodrug af lægemidlet.Hensigten er, at transportøren skal kunne acceptere prodrug-et og hjælpe lægemiddelstoffer ind i cellen. Vi har koblet Aciclovir til forskellige dipeptider, og to nyeprodrugs er blevet undersøgt i cellekulturer. Konceptet skal helst ikke kun virke med Aciclovir, men ogsåmed andre lægemiddelstoffer, hvis virkning er begrænset afen ringe evne til at trænge gennem tarmvæggen.

Frigivelse af lægemiddelstofNår Aciclovir er koblet til et dipeptid, har lægemiddelstoffetingen biologisk virkning, og derfor er det essentielt, at prod-ruget bliver spaltet efter optagelse i blodet, så Aciclovir bli-ver frigivet. Til gengæld må prodruget ikke blive fraspaltetunder opholdet i tarmen, da frit Aciclovir ikke bliver gen-kendt og transporteret af peptidtransportøren. Dette er lidtaf en balancegang. Vores metode går ud på at udnytte forskellen i pH mellemden øvre del af tyndtarmen og pH inde i tarmcellerne og i blo-det. I den øvre del af tyndtarmen er pH svagt sur, mens den ermere neutral i tarmcellerne og blodet. Prodrugene er kon-strueret således, at de er robuste og ikke frigiver Aciclovir inævneværdig grad ved den svagt sure pH i tyndtarmen, mensde spaltes hurtigt ved den neutrale pH i tarmcellerne og iblodet.Det vil sige, at prodrugene forbliver intakte, indtil de er hjul-pet igennem tarmcellevæggen af transportøren, hvorefterAciclovir bliver frigivet til at udøve en virkning i kroppen.

Genkendelse af transportørenFrigivelse af Aciclovir på det rigtige sted er vigtig, men lige såvæsentligt er det, at prodrugene genkendes og tranporteresaf transportøren.Dette kan undersøges ved hjælp af en cellelinie (Caco-2), somoprindeligt stammer fra en patient med tyktarmskræft.Cellerne kan dyrkes i laboratoriet og har egenskaber, derminder om cellerne i tyndtarmen, og de indeholder ogsåpeptidtransportøren.De foreløbige undersøgelser viser, at den ene af de to frem-stillede prodrugs bliver genkendt af transportøren, mens denanden ikke bliver genkendt. Det prodrug, som genkendes, erbaseret på et dipeptid med aminosyrerne L-glutaminsyre ogsarcosin. De foreløbige resultater indikerer således, at detteprodrug vil kunne hjælpe Aciclovir igennem tarmvæggen.Det er dog ikke tilstrækkeligt, at peptidtransportøren gen-kender prodruget. Det skal også aktivt kunne transporteredent. Fremtidig forskning vil derfor være rettet mod atundersøge om transportøren rent faktisk kan transportereprodruget gennem tarmcellerne og ud i blodet.

Forsøg i laboratoriet: Celler fra cellelinien Caco-2 bruges som enmodel for de celler i tyndtarmen, som prodruget skal sendelægemiddelstoffet igennem.

Cand.pharm. Anne

Engelbrecht Thomsen er

ph.d.-studerende ved

Institut for Farmaci.

Ph.d. Carsten Uhd Nielsen

er adjunkt ved Institut for

Farmaci.

Ph.d. Birger Brodin er


Farmaci.

Ph.d. Mikael Begtrup er

professor ved Institut for

Medicinalkemi.

Ph.d. Sven Frøkjær er


for Farmaci.

Ph.d. Bente Steffansen er


Farmaci.

Prodrugs består af et lægemiddelstof, som er tilkoblet et mid-lertidigt transportstof. Prodrugs har ingen biologisk virkning.Prodrugs bringer lægemiddelstoffet hen til virkningsstedet ikroppen.Her skal lægemiddelstoffet frigives, så det kan udøve sin bio-logiske virkning.Transportstoffet har udspillet sin rolle. Stoffet er uskadeligtog nedbrydes i kroppen.

PRODRUG OG TRANSPORTSTOF


Forbedret terapi vedændring af lægemiddelstoffets form

komme ud i blodet i tilstrækkelig mængde efter indtagelse ien tablet. Anvendelsen af stofferne kompliceres yderligereaf, at deres opløselighed varierer med tarmsaftens surheds-grad, hvilket gør det svært at beregne en passende dosering.For at løse problemet har vi sat kemiske grupper på tertiæreaminer, så de får en permanent ladning. På den måde har viopnået, at lægemiddelstoffernes opløselighed er blevet min-dre afhængig af surhedsgraden i tarmvæsken.Vi undersøger nu, hvordan opløseligheden påvirkes af depåsatte grupper, samt hvor hurtigt de bliver fraspaltet imave-tarmsaften ved hjælp af enzymer. Den tungtopløseligeamin vil muligvis blive udfældet i tarmsaften som meget finepartikler, hvilket sikrer en hurtigere opløsningshastighed.

Depotlægemidler med forlænget effektSelv om tabletter eller kapsler er den mest bekvemme mådeat indtage lægemidler på, er det i nogle sammenhænge nød-vendigt at injicere lægemiddelstoffet. Dette gælder bl.a. forinsulin, der anvendes til behandling af sukkersyge.Hvis behandlingen strækker sig over en længere periode, erdet ofte hensigtsmæssigt at anvende injektionspræparatermed langtidsvirkning. Her indsprøjtes depotlægemidlettypisk i en muskel eller ind under huden, hvorfra det virk-somme stof langsomt frigøres. Oliedepoter til injektion harværet anvendt i mange år ved behandling af skizofreni og tilindgift af steroidhormoner, hvor en enkelt injektion kanvære virksom i op til en måned.Hastigheden, hvormed lægemiddelstoffet frigøres fra olien,og dermed virkningens varighed hænger bl.a. sammen medstoffets opløselighed i olien. Jo mere olieopløseligt stoffet er,jo mindre villigt er det til at forlade olien, og jo længere tidgår der, før depotet er tømt.Her er det muligt at koble kemiske grupper med varierendegrader af olieopløselighed til lægemiddelstoffet og på denmåde styre afgiften af stoffet. Størstedelen af de kliniskanvendte oliedepoter til injektion er baseret på dette princip.I forbindelse med design af depotinjektioner af små peptid-lignende stoffer undersøger vi metoder til at øge opløselig-heden af meget polære stoffer i injicerbare olier. Det skergennem en kombination af to strategier. For det første kob-les lægemiddelstoffet sammen med et fedtopløseligt stof,som medfører langsommere afgift fra olien. For det andet er

Medicinindustrien har et stort behov for at kunne atmanipulere med lægemidlers opløselighed. I tabletter eropløseligheden ofte afgørende for lægemiddelstoffetsevne til at komme ud i blodet, og i depotlægemidlerbestemmer opløseligheden virkningens varighed.Rationelt design af lægemiddelstoffers opløselighed ervejen frem.

Af Helle Brøndsted, Susan Weng Larsen, Henrik Parshad,Anders Bach Nielsen og Claus Selch Larsen

Medicinindustrien fremstiller årligt et stort antal potentiellelægemiddelstoffer, som har stor effekt ved virkningsstedet.Desværre bliver mange af stofferne aldrig udviklet til læge-midler, fordi de ikke evner at nå frem til den del af kroppen,hvor de skal virke.Problemet gælder ikke mindst for lægemiddelstoffer, somskal bruges i tabletter. Mange lovende kandidater må opgi-ves, fordi de opløses for dårligt eller for langsomt i tarm-væsken. Det er nemlig en forudsætning for transporten framave-tarmkanalen over i blodbanen, at lægemiddelstoffeter opløst i tarmsaften.Den ringe vandopløselighed skyldes ofte, at lægemiddelstof-ferne har en krystalstruktur, hvor molekylerne pakker sigmeget tæt sammen. Derfor er tiltrækningskraften mellemmolekylerne i krystallen så stor, at de kemiske bindinger mel-lem dem er vanskelige at bryde for vandet.

Øget vandopløselighedVed – på kontrolleret vis – at laveuorden i krystallen kan man opnå,at molekylerne ikke pakker så

effektivt, og det fører ofte til en øgetvandopløselighed. En sådan uorden i

pakningsmønstret kan frembringes ved atsætte en kemisk gruppe på lægemiddel-stoffet. Når vandmolekylerne er trængtind i krystallen og har opløst lægemiddel-stoffet, fraspaltes den påsatte gruppe.Mange lægemiddelstoffer indeholder entertiær amin. Desværre er mange aminer så

tungtopløselige i vand, at de ikke kan

20

Vi bruger en roterende dialysecelle (billedet) til at undersøge, hvordan forskellige faktorer påvirker frigivel-sen af lægemiddelstoffer fra depotpræparater.Cellen er cylinderformet og opbygget af en dialysemembran. Depotpræparatet placeres i cellen, som deref-ter sænkes ned i en vandig væske og bringes i rotation. Efterhånden som lægemiddelstoffet opløses, vil detsive ud i væsken, hvori stoftilgangen måles som funktion af tiden, indtil der har indstillet sig en ligevægt.

FRIGIVELSE FRA DEPOTPRÆPARATER

21

det muligt at danne et salt mellem det modificerede læge-middelstof, som er elektrisk ladet og et fedtopløseligt stofmed modsat elektrisk ladning. Derved forventer vi, at olieop-løseligheden øges yderligere.Dét kan åbne mulighe-der for at anvende olie-depoter til injektion afpeptider og peptidlig-nende stoffer. Peptiderer mindre dele af pro-teiner, hvoraf mangehar en farmakologiskvirkning.

Medicin efter en ledoperationDepoteffekt kan ogsåopnås ved indsprøjt-ning af meget fine fastepartikler af et lægemid-delstof opslemmet i enpassende væske.Den slags præparateromfatter bl.a. steroider,der indsprøjtes i knæledhos gigtplagede patien-ter for at mildne smer-ten ved sygdommen.Virkningens varigheder i grove træk propor-tional med den hastig-hed, hvormed steroi-dpartiklerne går i op-løsning i ledvæsken.Som tommelfingerre-gel gælder, at jo tunge-re opløseligt et stof er,jo langsommere gårdet i opløsning, og jolængere virker depot-lægemidlet.Efter en ledoperationfår patienten en smer-tebehandling, som nor-malt består af en ind-sprøjtning af et lokal-bedøvelsesmiddel i led-væsken lige efter operationen. Injektionen virker kun i 4-6timer, og derfor skal patienten desuden i 2-3 dage tage tab-letter, som indeholder store doser af et betændelseshæm-mende og smertestillende lægemiddel af NSAID-typen. Store

doser er nødvendige, fordi kun en brøkdel af det indtagnestof når frem til det opererede led. Behandling med NSAID-stoffer er forbundet med bivirkninger, hvis frekvens stigermed stigende doser.

Ved smertebehandlingefter en ledoperation erder behov for præpara-ter, som virker i mindst24 timer, så patientenkan hjemsendes udensmerter - i modsætningtil i dag, hvor han ellerhun sendes hjem med etglas smertestillende tab-letter. En yderligere for-del ved effektiv smerte-behandling vil være, atpatienten med detsamme kan bevæge sig,hvilket fremskynder hel-bredelsen.Vi har dannet salte mel-lem et lokalbedøvel-sesmiddel og et NSAID-stof, og saltene er tungt-opløselige i vand. Viundersøger nu, om salte-ne kan danne grundlagfor udvikling af depot-lægemidler til injektion iknæleddet. Hvis det lyk-kes, opnår man både enlængerevarende virkningaf lokalbedøvelsesmidlet,samt at NSAID-stoffetinjiceres på virkningsste-det og derfor kun skalindgives i en relativ lillemængde.Vi fokuserer på teknolo-gier til frembringelse afpræparater, hvor salteter opløst i et vævsven-ligt organisk opløsnings-middel. Efter injektio-nen bevirker kontaktenmed ledvæsken, at sal-

tet fælder ud, hvorefter lægemiddelstoffet frigives påinjektionsstedet. Varigheden af virkningen er primærtbestemt af, hvor hurtigt saltet går i opløsning i og efter-følgende transporteres ud af ledvæsken.

Den øverste figur viser prodrug-princippet. En prodrug består af etlægemiddelstof og et transport-stof, og det er inaktivt i sig selv.Efter indgift i organismen gendan-nes det virksomme lægemiddelstofved fraspaltning af den påsattekemiske gruppe. Den nederstefigur viser princippet i saltdannelse.Her danner et positivt ladet læge-middelstof et salt med en negativtladet ion eller omvendt. Saltetopløses på virkningsstedet, hvorvedlægemiddelstoffet frigives.


Skematisk illustration af et led. Et salt, som injiceres ind i ledhu-len, går i opløsning (angivet med hastighedskonstanten kopl ).Dernæst diffunderer komponenterne over i blodkarrene (angivetmed hastighedskonstanterne kblod ). For at opnå en forlængetvirkning lokalt i knæet er det vigtigt, at saltet forbliver så længesom muligt i ledhulen.

Ph.d. Helle Brøndsted er


Farmaci.

Cand.pharm.

Susan Weng Larsen er



Cand.pharm. Henrik

Parshad er ph.d.-


for Farmaci.

Cand.pharm.

Anders Bach Nielsen er



Dr.pharm. Claus Selch

Larsen er professor ved


-

-

med Glu: ionkanal åbenapo: ionkanal lukket


Nye lægemiddelstoffer skræddersystil at passe ind i receptorproteiner

Mange lægemidler virker ved at binde sig til receptorer ikroppen, og lægemiddelstofferne skal passe ind i recep-torerne som hånd i handske. Vi har bestemt flere struk-turer af en af nervecellernes receptorer og på baggrundheraf syntetiseret nye potentielle lægemiddelstoffer.

Af Tommy N. Johansen, Jette S. Kastrup og Jeremy R. Greenwood

Udviklingen af et nyt lægemiddel til behandling af engiven sygdom tager ofte sit udspring i kendskabet til enkemisk forbindelse, som har nogle ønskede farmakologiskeegenskaber. En sådan ledestruktur er sjældent det perfek-te lægemiddelstof, så medicinalkemikere samarbejder nor-malt med farmakologer om at ændre den kemiske strukturfor at fremstille beslægtede stoffer, som har en tilpas

opløselighed, eller som er mere potente eller selektivt vir-kende.

Som inspiration i designfasen har medici-nalkemikerne tidligere især brugt

deres erfaring, intuition ogviden fra udvikling af be-

slægtede lægemidler.Alligevel har det

ofte været nød-vendigt at synte-tisere og karak-terisere et stortantal stoffer forat opnå en til-strækkelig for-

22

ståelse af sammenhængen mellem struktur og virkning.Denne indledende fase af udviklingsprocessen er dyr og tids-krævende. Derfor er det ønskeligt set fra lægemiddelindu-striens synspunkt at gøre processen så kort som muligt, så det nyelægemiddel hurtigt kan komme på markedet. I et forsøg på at opnå et mere målrettet design af nye potentiellelægemiddelstoffer, inddrager medicinalkemikerne nu i stigende gradviden om proteiners tredimensionelle strukturer. Proteiner er megetvigtige i lægemiddelsammenhæng, fordi langt de fleste lægemidlerudøver deres farmakologiske effekt ved at påvirke forskellige protei-ner i kroppen, såsom enzymer eller receptorer i cellemembraner.Proteiner er store molekyler og har ofte en meget kompliceretrumlig opbygning. Ved hjælp af røntgenkrystallografi kan pro-teinets atomare opbygning og dets tredimensionelle faconbestemmes. Metoden forudsætter, at man først danner en kry-stal, som består af milliarder af proteinmolekyler.

Krystallografi og computerkemiGennem de seneste år har den proteinkrystallografiske gruppe vedInstitut for Medicinalkemi opnået banebrydende resultater indenfor strukturbestemmelse af nogle af de receptorer, som påvirkes afglutaminsyre; hjernens vigtigste stimulerende signalstof.Receptorerne er proteiner, som er indbygget i nervecellernes celle-membraner, og på grund af forankringen er de meget vanskelige atkrystallisere. Derfor har vi valgt kun at krystallisere den del af recep-toren, der binder glutaminsyre. Det er lykkedes at bestemme flererøntgenstrukturer, hvor denne minireceptor enten er krystalliseretsammen med et stof, som stimulerer receptoren, eller med et stof,som blokerer den. Ved hjælp af computere er det muligt for kemikere vedInstituttet at placere forskellige lægemiddelstoffer i receptor-

COMPUTERFORSØG REDUCERER MÆNGDEN AF MODELSTOFFER

Computergrafik og computerberegninger ud fra strukturen af et receptorprotein er nyttige i forbindelse med udvælgelsen af demodelstoffer, der skal fremstilles for at opklare sammenhængen mellem struktur og virkning. Ved omhyggelig udvælgelse af relevante forbindelser reduceres det antal stoffer, der er behov for at syntetisere.

Tegningen viser en ionotrop glutaminsyrereceptor, som består af fire nærtbeslægtede under-enheder. I den forreste underenhed er proteinets formodede forankring i cellemembranenvist i rød farve. Den grønne del af receptoren forestiller den del af receptorproteinet, sombinder signalstoffet glutaminsyre, og som det er lykkedes at krystallisere. Til venstre sesreceptorstrukturen, når der ikke er bundet et stof til receptoren (apo), og ionkanalen derforer lukket. Når et stimulerende stof som glutaminsyre (Glu) bindes til receptoren, sker der enkonformationsændring af receptorstrukturen – proteinet sluttes tæt sammen omkring stof-fet. Ændringen medfører åbning af den tilhørende ionkanal i cellemembranen, hvorved dersker en depolarisering af nervecellen. Binding af et blokerende stof til receptoren forhindrerproteinet i at ændre konformationen.

Na+

IonkanalCa2+

Underenhed

Ekstracellulært

Cellemembran

CellevæskeC

S1N S2


23

strukturen. Så justeres lægemiddelstoffets tredimensionellefacon og dets rumlige placering, indtil det nye stof passer bedstmuligt ind i receptoren.Derefter kan man identificere vekselvirkningerne mellemreceptoren og lægemiddelstoffet. Et stort antal positive veksel-virkninger, som for eksempel brintbindinger og saltbroer, ernødvendige for en kraftig binding til receptoren, mens negati-ve vekselvirkninger, som en for stor afstand mellem stoffet ogreceptoren, betyder, at forbindelsen kun forventes at bindesvagt til receptoren.

Selektivitet på molekylært planRøntgenstrukturerne kombineres med computerkemiske studier,og det har på det seneste skabt en væsentligt bedre forståelse afden observerede farmakologiske aktivitet af nogle af de stoffer,der er syntetiseret ved Institut for Medicinalkemi.

Flere sygdomme i hjernen vil muligvis kunne behandles medlægemiddelstoffer, som selektivt stimulerer eller blokererbestemte undertyper af receptorer for glutaminsyre. På den bag-grund har kemikere ved Instituttet taget udgangspunkt i struk-turen af glutaminsyre og erstattet en syregruppe i den ene endeaf molekylet med en særlig femleddet ring.Et resultat er forbindelsen TDPA, som findes i to spejlbilled-former, der kemisk set er ens, men rumligt set er forskellige påsamme måde som højre og venstre hånd. Vi har fremstilletbegge spejlbilledformer, som kaldes (S)- og (R)-TDPA, og fun-det, at de begge stimulerer receptorer for glutaminsyre. Meni modsætning til glutaminsyre, der aktiverer alle typer af glu-taminsyrereceptorer, stimulerer (S)- og (R)-TDPA udelukkende

Røntgenkrystallografi er en meget vigtig metode til at opklare, hvordan et protein eropbygget atom for atom i tre dimensioner.Inden eksperimentet skal der fremstilles krystaller af proteinet, hvilket ofte er enmeget vanskelig opgave. Så sendes en kraftig røntgenstråle gennem proteinkry-stallen. Strålen spredes nu af atomernes elektroner i krystallen og danner etspredningsmønster, der viser atomernes art og placering i proteinet.Røntgenkrystallografien giver medicinalkemikeren yderst relevante informatio-ner, men der er stadig tale om en model af den virkelige verden. I kroppenbevæger proteiner sig, når de vekselvirker med signalstoffer eller lægemidler,hvorimod røntgenkrystallografien giver statiske billeder.Begrænsningerne kan være kritiske, men ved at kombinere røntgenkrystallografi-en med computerberegninger og andre teknikker er det muligt at danne sig etmere dynamisk billede af proteinet.

den gruppe af receptorer, der kaldes AMPA-receptorer. Det er ikke svært at forestille sig, at (S)-TDPA og glutaminsyrebesidder beslægtede farmakologiske aktiviteter, fordi begge for-bindelser har den samme rumlige opbygning omkring aminosy-redelen. Derimod var det ikke umiddelbart muligt at kommemed en forklaring på, at (R)-TDPA, der har den modsatte rumli-ge orientering af aminosyredelen, besidder en lignende aktivitet.Tidligere studier har vist, at AMPA-receptorerne normalt ikkeaktiveres af kemiske forbindelser, der har samme rumlige faconomkring aminosyredelen som (R)-TDPA, og det er ikke set før, atto spejlbilledformer er lige potente.Her har computerkemiske beregninger vist, at (R)-TDPA på trodsaf sin opbygning med lethed kan antage en rumlig facon, derpasser godt ind i receptorproteinet.

Mere selektive stofferEn sammenligning af den forventede bindingsmåde for (R)- og (S)-TDPA har vist, at (R)-TDPA tilsyneladende har bedre mulighed for atindgå i tætte brintbindinger med receptorproteinet i et bestemtområde af bindingslommen, som indeholder aminosyren tyrosin.Denne aminosyre er særlig interessant, fordi den kun findes i to udaf fire undertyper af AMPA-receptoren, hvorimod den i de to reste-rende undertyper er erstattet med den beslægtede aminosyre phe-nylalanin, som ikke har de samme brintbindende egenskaber.Forskellen betyder, at (R)-TDPA må forventes at binde bedre til deto undertyper, der indeholder denne tyrosin, end til de to andre.Ved at designe forbindelser, der danner stærke brintbindinger tileksempelvis tyrosin, skulle det være muligt målrettet at udvikleendnu mere selektivt virkende lægemiddelstoffer.

Stoffer med stigende grad af selektivitet: Glutaminsyre stimulerer alle typer af glutaminsyrereceptorer. AMPA stimulerer selektivtden gruppe af glutaminsyrereceptorer, der kaldes AMPA-receptorer. (S)- og (R)-TPDA vil sandsynligvis kunne videreudvikles til stoffer,som selektivt stimulerer bestemte undertyper af AMPA-receptorer.

Ph.d. Tommy

Nørskov Johansen er

lektor ved Institut

for Medicinalkemi.

Ph.d. Jette Sandholm

Kastrup er lektor

ved Institut for

Medicinalkemi.

Ph.d. Jeremy R.

Greenwood er

adjunkt ved Institut

for Medicinalkemi.

Til højre ses et spredningsmønster af minireceptoren for glutaminsyre krystalliseretsammen med et stimulerende stof. Udfra spredningsmønstret er det lykkedes atberegne receptorens tredimensionelle struktur.

RØNTGENKRYSTALLOGRAFI VISER PROTEINERS STRUKTUR


Krystallografi i farmaceutisk tjeneste

spejlbillede. De to spejlbilledformer er kemisk ens, men rumligtforskellige som højre og venstre hånd. I naturen findes oftest kun den ene spejlbilledform, f.eks.aminosyrer og dermed proteiner, mens kemisk syntese af nyeaktive forbindelser kan give en blanding af de to former. Ofte er det kun den ene af to spejlbilledformer, som udviserbiologisk aktivitet. I andre tilfælde udøver den ene formlægemiddelstoffets virkning, mens den anden form med-fører bivirkninger. Ved design af nye mulige lægemiddelstof-fer er det derfor vigtigt, at man kender den præcise rumligeopbygning af den spejlbilledform, som har den ønskede virk-ning.Røntgenkrystallografiske metoder spiller en central rolle vedfastlæggelse af spejlbilledformernes tredimensionelle struk-turer (stereokemi).

Faste stofferMens metoder til fastlæggelse af molekylers tredimensionel-le struktur, og herunder bestemmelse af spejlbilledformersstereokemi, er veletablerede, er der endnu ingen sikre vejetil forståelse af faste stoffers mange andre egenskaber. Derer et stort behov for at forstå og ultimativt forudsige fastestoffers egenskaber, da denne viden vil have meget storpraktisk værdi i lægemiddelproduktionen. Mange af de hjælpestoffer og lægemiddelstoffer, somanvendes i den farmaceutiske industri, er faste krystallinskestoffer. Krystallernes egenskaber, størrelse og form er vigtigefaktorer i en lang række processer ved fremstilling af læge-midler såsom filtrering, granulering og komprimering.Krystalpakningen er et kompromis mellem mange faktorer,f.eks. molekylernes elektronfordeling, deres konformationog fleksibilitet og deres vekselvirkninger med nabomoleky-lerne. Molekylerne i krystallen antager ikke nødvendigvisden energimæssigt mest favorable konformation, men det erden konformation, som under de givne betingelser resultereri den mest favorable krystalpakning.Når man ændrer krystallisationsbetingelserne f.eks. vedanvendelse af nye opløsningsmidler, ændret temperatur ellertryk, kan det undertiden bevirke, at der dannes en krystalmed et nyt tredimensionelt mønster. Også urenheder kanpåvirke krystallisationen og resultere i ændret krystallisation,og dette udnyttes undertiden.

I jagten på nye og bedre lægemidler fremstilles et megetstort antal stoffer. Det vil være yderst værdifuldt atkunne forudsige stoffernes egenskaber - allerede mensde endnu er på tegnebrættet. For at det kan lykkes, erder behov for eksperimentelle data om lægemiddelstof-fers og hjælpestoffers krystalstrukturer.

Af Karla Frydenvang

Mange lægemiddelstoffer og hjælpestoffer, som anvendes imedicinindustrien, er krystallinske. Krystaller er opbygget afmilliarder af molekyler eller atomer, som har arrangeret sig iet systematisk mønster, der gentages i alle tre dimensioner idet "uendelige".

Netop krystallers regelmæssige opbygning gør detmuligt at opklare et lægemiddelstofs tredimensionelle struk-tur ved hjælp af røntgenstråling. Når en intens røntgenstrå-le sendes gennem en krystal af stoffet, spredes strålen af ato-mernes elektronskyer og danner et spredningsmønster.

Spredningsmønstret er ikke direkte forståeligt, men vedhjælp af beregninger kan mønstret omdannes til et billede afelektrontætheden i krystallen, som igen kan omsættes til

entydige oplysninger om molekylets atomareopbygning, dets tredimensionelle facon,og hvordan molekylerne i krystallen erplaceret i forhold til hinanden. Oplys-ningerne er vigtige for flere faser af

lægemiddelforskningen. Røntgenkrystallografiske undersøgelser

kan skaffe viden om både små molekylersom lægemiddelstoffer og store molekyler,som de proteiner lægemiddelstofferne typiskpåvirker i kroppen. Vi studerer små moleky-ler og gennem undersøgelserne opnåsinformation, som giver øget forståelse afvekselvirkninger mellem små og storemolekyler.

SpejlbilledformerMange biologisk aktive forbindel-

ser er chirale. Det vil sige, atde er forskellige fra deres

Molekyler af det smertestillende lægemiddelstof paracetamol findes i mindst to forskelli-ge krystalformer. Den øverste form er elastisk. Der er ikke nogle oplagte planer i krystal-len, hvor molekylerne kan forskydes i forhold til hinanden. Resultatet er, at krystallenopfører sig som en fjeder. De elastiske egenskaber giver problemer ved komprimering aftabletter, og derfor må man benytte hjælpestoffer for at stabilisere tabletterne. Nederstses en anden mere plastisk og mindre stabil krystalform af paracetamol, hvor molekylernefindes i lag. Under komprimering vil der kunne ske forskydninger mellem lagene i krystal-pakningen, og denne krystalform kan komprimeres direkte.

24

25

Ph.d. Karla

Frydenvang er lektor

ved Institut for

Medicinalkemi.

Vekselvirkningen mellem vand og overfladen af et krystallinsklægemiddelstof er afgørende for, om stoffet kan blive opløst ivandige medier. Figuren viser vekselvirkningen mellem vand ogoverfladen af krystallinsk urinstof. Baseret på røntgenstruktu-ren af urinstof simuleres vekselvirkningen mellem vand og urin-stof. Resultatet er et mål for den energi, som er nødvendig for,at krystallen kan opløses i vandet. Jo højere energi, jo lavereforventes opløseligheden at være.


samles data for alle publicerede krystalstrukturer af organi-ske og metalorganiske forbindelser i Cambridge StructuralDatabase (CSD). Databasen indeholdt i april 2002 omkring255.000 strukturer - et tal der årligt vokser med ca. 20.000.CSD kan benyttes som kilde for systematiske studier afbestemte molekylfragmenter; hvilke konformationer anta-ger de oftest, og hvilke kontakter til omgivelserne er fore-trukne. Denne type af oplysninger har stor betydning bådeved undersøgelser af materialeegenskaber og ved design afnye forbindelser, når man f.eks. kender det sted på recepto-ren, som lægemiddelstoffet skal vekselvirke med.

ForudsigelserSom led i lægemiddelforskning fremstilles et meget stortantal forbindelser. Det ville være yderst værdifuldt, såfremtman var i stand til at forudsige disse forbindelsers egenska-ber allerede mens de var på tegnebrættet. Men man kanendnu ikke forudsige krystalstrukturer. Fremtrædende for-skere sagde for ti år siden: "Det er umuligt". Nogle siger nu:"Det bliver måske muligt".Mangfoldigheden af kendte strukturer har imidlertid gjortdet åbenlyst, at der er visse hovedregler, som molekylernefølger, selv om de ofte gør noget andet.

KrystalpakningSom et eksempel kan det nævnes, at det meget anvendte smer-testillende lægemiddelstof paracetamol findes i mindst to kry-stalformer. Den mest stabile form af paracetamol har elastiskeegenskaber, som giver problemer ved komprimering af tablet-ter. Ved fremstillingen må der derfor anvendes hjælpestofferfor at stabilisere tabletten. De elastiske egenskaber hængersammen med molekylernes indbyrdes kontakter i krystallen. Paracetamol findes også som en mindre stabil form. Her er kry-stalpakningen mere lagdelt, og det giver mere plastiske egen-skaber, hvorved paracetamol kan komprimeres direkte udenbrug af hjælpestoffer. Men desværre er det vanskeligt at opnådenne form ved udkrystallisation fra en opløsning, da den ermindre stabil. Af den grund er den elastiske form af parace-tamol blevet anvendt i tabletter.Forskellige krystalpakninger af et stof medfører altså forskelli-ge egenskaber. Det gælder også for opløseligheden, som ervigtig for biotilgængeligheden af et lægemiddelstof. Denneproblemstilling er meget vigtig i farmaceutisk sammenhæng,fordi lægemiddelstoffer skal opløses, f.eks. i mave-tarmsaften,for at komme ud i blodet.Øget forståelse af et stofs opløselighed kan man opnå ved at sepå vekselvirkninger mellem krystallens overflade og detanvendte opløsningsmiddel. Et eksempel er vekselvirkningenmellem vand og overfladen på en krystal af urinstof. Her kon-kurrerer vandmolekylerne mod kontakterne mellem urinstof-molekyler i krystalpakningen. Kontakterne i pakningen skalbrydes, og nye kontakter til vandet skal etableres for at opnå,at urinstoffet går i opløsning.Simuleringer benyttes oftest til at illustrere forskelle i veksel-virkninger på krystaloverfladerne på forskellige krystalformeraf samme stof. Metoderne er endnu under udvikling, og derarbejdes ihærdigt på en bedre håndtering af de intermoleky-lære vekselvirkninger, som observeres i krystaller.

DatabaserDen store mængde af kendte strukturer er et vigtigt arbejds-redskab for øget forståelse af faste stoffers egenskaber. I dag

Når en krystal bestråles med røntgenstråler, op-står et spredningsmønster, som opsamles af en

detektor. Baseret på spredningsmønstret kan manberegne et billede af elektrontætheden i krystallen, hvor-

efter molekylets atomer kan placeres. Resultatet giver enty-dig information om molekylets opbygning, dets facon og om

foretrukne kontakter til nabomolekyler i krystalpakningen.


Virusproteiner kan målrette lægemidler

I den færdige viruspartikel tjener bindingsdelen af overfla-deproteinet til at koble sig på en ny værtscelle, og fusions-delen får virusmembranen og cellemembranen til at smeltesammen, så viruspartiklen kan trænge ind i værtscellen.

Lille stump med stor effektFusionsdelen af overfladeproteinet har en "fjedermekanis-me", som bringer virusmembranen og cellemembran så tætpå hinanden, at de smelter sammen.Mekanismen kan først udløses, når viruspartiklen er færdig-dannet. Hvis det skete tidligere, ville fusionsdelen få værts-cellen til at smelte sammen med nabocellen allerede ved pro-teinets ankomst til celleoverfladen. I den musevirus vi arbejder med, er fusionsdelen af overfla-deproteinet beskyttet, indtil den nye viruspartikel er fiks ogfærdig og forlader cellen. Det er den stump af proteinetsfusionsdel, der stikker ind i cellen, som beskytter mod for tid-lig membransammensmeltning. Stumpen, der kløves af i deafsluttende faser af virusmodningen, kaldes for R-peptidet.I mutanter, hvor kløvningen ikke sker, kan viruspartiklerneikke inficere nye celler, mens mutanter, der helt manglerstumpen, får mange celler til at smelte sammen. Faktisk erder andre virus, som spreder sig på den måde; det gælderbl.a. nogle HIV-stammer og RS-virus, som inficerer luftvejenehos børn.

R-peptidet er opbygget af 14-21 aminosyrer, og vi arbejdermed at undersøge, hvilken rolle typen og rækkefølgen afpeptidets aminosyrer spiller i museleukæmivirussen (MoMLV).Sammenligninger med andre retrovirus, som inficerer mus,har vist, at de ti aminosyrer, der er nærmest membranen,ikke varierer meget, og det tyder på, at de er vigtige forfunktionen. Derimod varierer de yderste aminosyrer meget,og det antyder, at deres funktion er mindre væsentlig.

Hvordan virker stumpen?Hvordan kan frakløvning af proteinstumpen kontrollereaktiviteten af fusionsdelen af proteinet? Vi har tidligere fun-det, at en fedtsyre, som er bundet til R-peptidet, muligvis kanfastlåse fusionsdelen i membranen, så fjedermekanismen

Proteiner fra overfladen af virus kan sørge for, at læge-midler kun indføres i de ønskede celler. Samtidig kanoverfladeproteiner fra virus målrette genterapi, så denye gener kun indsættes i bestemte organer i kroppen.

Af Klaus Bahl Andersen, Anne Zedeler, Jes Hunsballe ogRasmus Kriegel

Virus er mestre i at inficere celler og er årsag til mange syg-domme, som det er uhyre svært at helbrede – et eksempel erAIDS. Men virus unikke evner kan også udnyttes til at målret-te lægemidler, så de kun kommer ind i de celler, hvor læge-midlet skal virke. Samtidig bruges virus i genterapi til at ind-føre gener i kroppen.I alle tilfælde er det vigtigt at opklare, hvordan virus infice-rer celler, og her spiller proteiner på overfladen af viruspar-tiklerne en central rolle. Proteinerne sørger nemlig for, atvirus kommer ind cellerne.Vi udfører forsøg med en virus, der fremkalder leukæmi hosmus. Målet er at aflure, hvordan overfladeproteinerne arbej-der i retrovirus. Det er en vigtig gruppe virus, som bl.a.omfatter HIV. Musevirusen trænger ind i celler ved hjælp af ét enkelt over-fladeprotein. Proteinet går tværs gennem virusmembranen;det har en ydre del, som stikker ud fra viruspartiklen, en del,som sidder inde i membranen, og en del, som går ind iviruspartiklens indre. Proteinet kløves under dannelsen afviruspartiklen.

Infektion af cellerNår en ny celle inficeres, binder en del af proteinet viruspar-tiklen til cellemembranen, mens en anden del sørger for, atviruspartiklens membran smelter sammen med cellemembra-nen, så virus kommer ind i cellen.Inde i cellen anbringer retrovirus sine gener i cellens egnearveanlæg. Så sørger cellen for, at nye viruspartikler masse-produceres. Musevirussen indeholder generne (i form afRNA), to overfladeproteiner, fire indre proteiner, et par enzy-mer og en membran. De enkelte byggeklodser producereshver for sig, snittes til og samles til sidst til nye viruspartikler.Overfladeproteinet fremstilles i cellens indre membraner.Herefter transporteres proteinet til celleoverfladen, menundervejs kløves proteinet i to dele: Bindingsdelen og fu-sionsdelen. De to dele holdes dog stadig sammen af kemiskebindinger.Overfladeproteinet går gennem cellemembranen, så største-delen stikker ud, mens en mindre del stadig rækker ind i cel-len. Derpå samles nyslåede kopier af virus arveanlæg plus deøvrige virusproteiner på indersiden af membranen.Cellemembranen danner så en beholder omkring virus, og tilsidst afsnøres beholderen – en ny viruspartikel er dannet.

26

Billedet viser fusion af museceller, som er forårsaget af en mute-ret retrovirus. Cellerne vokser i et jævnt lag og deres kerner erfarvet blå. Fusionen ses umiddelbart til venstre. Her er kernernesamlet tæt på hinanden i det sammensmeltede område.

Lægemidler, som er indesluttet i liposomer, anvendes i flereformer for eksperimentel kræftbehandling. Nogle få læge-midler er markedsført, bl.a. medicin til behandling af kræfthos AIDS-patienter samt til behandling af kræft i æggestok-kene hos kvinder.

LÆGEMIDLER I LIPOSOMER


ikke aktiveres. For at undersøge denne mekanisme konstrue-rer vi mutanter af virus med ændringer i de ti vigtige amino-syrer.Vi har bl.a. sat fokus på mutationer, hvor dele af R-peptidetmangler. Vi har fjernet 2-3 aminosyrer på forskellige steder,og det hæmmer infektionen. Når man fjerner 7 aminosyrer –fra nr. 3 til 10 – giver mutanterne cellesammensmeltning, ogde virusinficerede celler går til grunde. Forsøget viser, atområdet er kritisk for viruspartiklen.I samarbejde med Århus Universitet arbejder vi med etsystem, der automatisk udvælger de mutationer, der er infek-tiøse. På den måde kan vi finde ud af, hvilke variationer i deti aminosyrer virus kan leve med.Systemet benytter sig af såkaldte minivirus. Minivirus er skabti laboratoriet, og indeholder kun det gen, der koder for over-fladeproteinet, samt et gen så inficerede celler kan modstå etgiftstof. De er ikke i sig selv infektiøse, men kan reproduceresig i celler, som har fået overført de øvrige virusgener. I genet,der koder for overfladeproteinet, indfører vi mutationer i dendel, som koder for R-peptidet. Når minivirus dernæst reprodu-cerer sig i nærvær af giften, er det kun de mutationer, der kaninficere celler, som giver cellerne mulighed for at overleve.Mutanternes biologiske egenskaber kan derefter undersøges.

Medicinsk anvendelse Forskningen kan bane vejen for at udnytte overfladeprotei-ner fra virus til målretning af lægemidler. Man kan f.eks.fylde en lille, blære af fedtstoffer – et liposom – med et læge-middel, som skal ind i bestemte celler. Liposomet forsynesmed proteiner, der virker som virusoverfladeproteiner. Etprotein, som svarer til bindingsdelen binder til netop de cel-ler, hvor lægemidlet skal virke, og et protein, der virker somfusionsdelen, giver membransammensmeltning, så liposo-mets indhold leveres ind i cellen.En anden anvendelse er i genterapi, hvor man ofte benytterretrovirus som genfærger. Genfærgerne fremstilles typiskved at erstatte gener i retrovirus med de ønskede gener. Hvisgenterapien skal målretttes til et bestemt væv, kan bindings-delen af overfladeprotinet ændres, så det netop binder her.

27

Membranomspundne virus trænger ind i celler ved hjælpaf proteiner på overfladen. Øverst ses en inficeret celle.Byggestenene til nye viruspartikler dannes i cellen og for-enes ved cellens membran (A-D). Derpå omsluttes de afcellemembranen og bliver afsnøret som færdige viruspar-tikler (E-H). Nederst inficerer virus en ny celle. Her fåroverfladeproteiner virusmembranen og cellemembranentil at smelte sammen. På den måde kommer virus ind icellen (I-K).

På vejen ud af cellen kløves overfladeprote-inet: Først fremstilles et forstadie af overfla-deproteinet, som går gennem cellemembra-nen. Derefter kløves præproteinet i bin-dingsdelen (SU) og fusionsdelen (TM). Nården nye viruspartikel er færdig, fraspaltesen stump af proteinet, R-peptidet, indenafsnøringen. Først da kan fusionsdelen i detfærdige protein aktiveres.

Virus er den mest anvendte genfærge i forsøg med genterapipå mennesker. Eksperimenterne omfatter bl.a. behandlingaf mange kræftformer, AIDS, SCID (boblebørn), cystisk fibroseog blødersygdomme.

VIRUS OG GENTERAPI

Ph.d. Klaus Bahl

Andersen er lektor ved


Cand.scient Anne

Zedeler er ph.d.-


for Farmakologi.

Cand.pharm.

Jes Hunsballe har netop

afsluttet sit speciale ved


Cand.pharm.

Rasmus Kriegel har

netop afsluttet sit

speciale ved Institut

for Farmakologi.

Sammensmeltning af virusmembranen og cellemembranen: Først binder over-fladeproteinets bindingsdel (SU) sig til en receptor på overfladen af cellemem-branen (A). Så går fusionsdelen (TM) ind i membranen på værtscellen (B) ogtrækker virusmembranen og cellemembranen sammen (C). Derpå smelter de tomembraner sammen (D).

Kerne

Kerne

Cellemembran

Cellemembran

Viruspartikel

A

B

D

C

J

GFE

IK

H

A B C D

MembranTM (efter R peptid er kløvet af)SU

Celle/virusIndre

R peptid

Membran Ydre

SS

SS

TM SU

SS kovalent svovlbro

Præ-overfladeprotein laves i cellen

R-pepcidet kløves fra TM ved knop-skydningen

Præ-overfladeproteinen kløvestil TM og SU i cellen


Inhalation af antibiotika hos patienter i respirator

Infektioner i luftvejene er hyppige hos patienter i respi-rator – et eksempel er lungebetændelse. Alvorlige infek-tioner behandles med en kombination af injektioner ogindånding af antibiotika via respiratoren. Inhalationreducerer bivirkningerne.

Af Kenneth Manby Pedersen, Lars Heslet, Vagn Neerup Handlos og Henning G. Kristensen

Mellem 20 og 40 procent af alle patienter, der er tilsluttetrespirator, får lungebetændelse. Langt de fleste af infektio-nerne kan behandles med en injektion af et antibiotikum,men hos patienter med lungebetændelse forårsaget af bak-terier som Pseudomonas aeruginosa er man nødt til at brugeto angrebspunkter i behandlingen. Udover indsprøjtningen inhalerer patienten et andet antibio-

tikum, f.eks. tobramycin. De inficerende bakte-rier findes i slimen i lungerne, og ved injek-

tion alene er det nødvendigt med en højdosis for at sikre en tilstrækkelig kon-

centration af lægemiddelstof i lun-gerne, fordi aminoglykosider somtobramycin trænger dårligt igennem

til lungevævet. De høje koncentrati-oner af tobramycin i blodet er for-

bundet med alvorlige bivirknin-ger, specielt i form af nedsat

nyrefunktion.

Ved inhalationundgås de gift-virkninger i krop-pen, som villeopstå, hvis stof-fet blev injiceret.Fordelen ved

den direkte vej til lungerne er, at man opnår meget høje kon-centrationer af antibiotika i lungerne og dermed høj antibak-teriel effekt - uden bivirkninger i resten af kroppen.

Ind via respiratoren Det er baggrunden for et forskningsprojekt, der udføres i etsamarbejde med Abdominalcentrets Intensiv Terapiklinik ogHS Apoteket, begge ved Rigshospitalet, og Institut forFarmaci ved Danmarks Farmaceutiske Højskole. Projektetomhandler formulering af antibiotika til inhalation via enrespirator.En respirator virker ved at presse luft ned i patientens lungervia et rør, og respiratoren styrer patientens indånding ogudånding gennem periodiske ændringer af luftstrømmen. Irespiratoren er der indbygget et aggregat, som forstøver denvandige lægemiddelopløsning ud i det rørsystem, der førerindåndingsluften frem til patientens luftveje.For at opnå den optimale effekt skal det forstøvede læge-middel nå ud i de fineste forgreninger i lungerne sammenmed indåndingsluften. Dette kræver, at dråbestørrelsen ermellem 1 og 5 mikrometer og gerne mindre end 3 mikrome-ter. Større dråber vil blive opfanget i respiratorens slangesy-stem, og mindre dråber vil blive ført ud igen med udånd-ingsluften.

Forstøvning af lægemidlerDer findes forskellige typer af forstøvere, som er i stand tilat danne aerosoler med den ønskede dråbestørrelse, forud-sat opløsningen med lægemiddelstoffet ikke er væsentligtmere tyktflydende end rent vand.I projektet har vi arbejdet med en ultralydsforstøver.Princippet er, at lydbølgerne forstøver vandige opløsningertil en aerosol med en dråbestørrelse, som især afhænger afultralydens intensitet. I vore undersøgelser måles aerosolens dråbestørrelse vedenden af det rør, der fører luften fra respiratoren ned i pati-entens lunger. Målingerne udføres med laserlys, som sendesgennem aerosolen. Dråberne spreder laserstrålen, og spred-ningsmønstret afhænger af dråbernes størrelse. Forsøgeneviste, at dråbestørrelsen ikke alene bestemmes af den for-støvning, som ultralydsforstøveren yder, men i høj grad ogsåaf luftstrømningen i respiratoren.Luftstrømmen kan karakteriseres Reynolds tal, som er enstørrelse, der beregnes ud fra luftstrømmens hastighed, luf-tens densitet og viskositet. Hvis Reynolds tal er mindre endca. 3000, strømmer luften jævnt og uden kaotiske hvirvler,

Aerosolen med lægemiddelstoffet møder mange forhindringer påvejen fra forstøveren til lungen. Rørsystemet har flere 90 gradersbøjninger, der fanger større partikler fra luftstrømmen.


29

mens luftstrømmen er turbulent ved større Reynolds tal.Vore undersøgelser viser, at aerosolens dråbestørrelse afta-ger med stigende lufthastighed. Effekten kan forklares ved,at større dråber opfanges i rørsystemet ved høje lufthastig-heder, hvorved middeldråbestørrelsen aftager. Forsøget illu-strerer, at aerosolens dråbestørrelse og dermed mulighedenfor deponering af lægemidlet i de nedre luftveje er væsent-ligt påvirket af respiratorens funktion og variationer i luft-strømmen.

Overraskende resultater Vand og vandige opløsninger kan også forstøves i en andentype forstøver, som fungerer ved, at væsken ved vibreringpresses gennem meget fine kanaler.Dråbestørrelsen ved enden af det rør, hvor patienten indån-der luften, er her omkring 6-7 mikrometer, og størrelsenaftager svagt med stigende lufthastighed. Dråbestørrelsen,der opnås ved forstøvning af 0,9 procent saltopløsning, ernoget mindre, og i modsætning til vand stiger dråbe-størrelsen svagt med stigende lufthastighed i røret.Resultaterne var uventede og bevirkede en række supple-rende undersøgelser, der førte frem til den konklusion, atforskellen mellem forstøvning af vand og forstøvning af envandig saltopløsning sandsynligvis skyldes, at vanddråberneoplades af statisk elektricitet under forstøvningen. Når rentvand presses ud gennem snævre dyser, oplades vandmole-kylerne ved gnidning. Hvis opløsningen indeholder en elek-trolyt som salt, sker der ikke nogen opladning af dråberne.

Kliniske forsøgDen variationen i dråbestørrelse, som er vist i de to eksem-pler, må forventes at influere væsentligt på den mængdelægemiddelstof, der kan føres frem til lungernes fineste for-greninger og deponeres.Derfor undersøger vi nu sammenhængen mellem aerosolensdråbestørrelse, respiratorens funktion og deponeringen iluftvejene på et antal patienter. Målene er at belyse formu-leringens betydning for effekten af inhaleret antibiotika,samt at finde frem til den nødvendige dosis til bekæmpelseaf resistent lungebetændelse hos patienter i respirator.

Når et lægemiddel skal virke lokalt i luftvejene, har man tremuligheder: Tabletter, injektion og inhalation.Ved indtagelse af tabletter skal det virksomme lægemiddel-stof kunne trænge gennem tarmvæggen og komme ud i blo-det. Imidlertid har mange lægemiddelstoffer svært ved atpassere tarmvæggen, hvilket reducerer den virksomme dosis. Ved injektion kommer stoffet direkte ud i blodet, men des-værre har nogle stoffer svært ved trænge ind i lungevævet,hvilket også formindsker den virksomme dosis. Denne be-grænsning gælder også for lægemiddelstoffer i tabletter.Ved inhalation undgås spild i kroppen, fordi lægemiddelstof-fet transporteres direkte hen til virkningsstedet i lungerne.Derfor kan man nøjes med en mindre dosis og minimerebivirkningerne.

INHALATION, INJEKTION OG TABLETTER

Cand.pharm. Kenneth

Manby Pedersen er



Dr.med. Lars Heslet er

professor og overlæge

på Rigshospitalets

Abdominalcenters -

intensiv terapiklinik.

Dr.pharm. Vagn Neerup

Handlos er sygehus-

apoteker ved HS

Apoteket og adjunge-

ret professor ved


Dr.pharm. et hc Henning

Gjelstrup Kristensen er


for Farmaci.

Sammenhængen mellem aerosolens middeldråbestørrelse og Reynolds tal, der beskriver luftens strømning i rørsystemet. Her sesresultaterne af forsøg med ultralydforstøver og intubationsrør med forskellig diameter ( : 6 mm, : 7 mm, : 8 mm.).

Middeldråbestørrelse som funktion af lufthastighed ved forstøvning med Aeroneb Pro. : destilleret vand, : isotonisk saltvand.


Fremstilling afinhalationspulver ved spraytørring

I de senere år er interessen for inhalationspulvere blevetskærpet, fordi luftvejene er velegnede til indgivelse af læge-midler, der indeholder peptider og proteiner, som skal virkeefter optagelse i blodkredsløbet. Efter inhalation optageslægemidlet i blodet fra lungerne.Peptider og proteiner som f.eks. insulin nedbrydes i mave-tarmkanalen, når lægemidlerne indtages som tabletter, ogderfor er de traditionelt blevet injiceret. Inhalation er etattraktivt alternativ til injektion, fordi brugeren selv kanadministrere sin medicin, og fordi man slipper for det ube-hag, som mange føler ved en indsprøjtning. Udvikling af inhalationspulvere er uhyre kompliceret og stil-ler store tekniske krav til såvel lægemidlet, der skal forstøves,som til forstøvningsaggregatet, der er indbygget i paknin-gen. Ved forstøvningen skal der dannes en aerosol af finepartikler, som fordeles i indåndingsluften. Luften bærer par-tiklerne ned gennem luftvejene, hvor de enten deponereseller udåndes igen, hvis de er mindre end 1 mikrometer.For at kunne nå de fineste forgreninger i lungerne skal par-tiklerne have en størrelse på 1-3 mikrometer. I praksis er det

Inhalationspulvere er i dag de mest anvendte inhalations-lægemidler i Danmark, og fremover kan de mange sam-menhænge blive et alternativ til injektion. Vi har vedspraytørring fremstillet små krystallinske partikler, somkan komme ud i lungernes yderste forgreninger.

Af Kristina Ståhl, Kjell Bäckström, Kyrre Thalberg, Torben Schæfer, Anders Axelsson og Henning G. Kristensen

Man har i mange år foretaget lokalbehandling i luftvejene,især af astma, ved inhalation af aerosoler, der dannes vedforstøvning af en væske i en overtrykspakning. Som drivgasbrugte man tidligere CFC, som er velegnet til formålet, meni dag er gasserne forbudte, fordi de nedbryder ozonlaget iatmosfæren.Selv om der findes alternative, men teknisk set mindre egne-de drivgasser, satte diskussionen om CFC-gasserne for ti årsiden gang i udviklingen af inhalationspulvere, som bringesned i lungerne ved hjælp af indåndingsluften. I dag er sådan-ne pulvere de mest anvendte inhalationsmidler i Danmark.

30

Sukkerarten mannitol er velegnet til mikroindkapsling af inhala-tionspulvere. Her ses et SEM-billede af de små krystallinskemannitolpartikler, som har den ønskede runde form og størrel-ser på ca. 1-3 mikrometer.


31

svært at fremstille pulvere med så små partikler, fordi partik-lerne har en tendens til at klumpe sig sammen, når manindånder dem.Hvis pulveret også er vandsugende, er forstøvningen, der iinhalationsaggregatet sker ved hjælp af indåndingsluften,stort set umulig. Det ideelle inhalationspulver består afafrundede krystallinske partikler, fordi det modsatte – amor-fe partikler med en ustruktureret opbygning – er stærktvandsugende.For at lette inddelingen i doser i inhalatoren og aerosoldan-nelsen ved forstøvningen er det almindeligt at blande define lægemiddelstofpartikler med større partikler af mælke-sukker, som de små partikler af lægemiddelstof klæber til.Under forstøvningen løsrives de fine partikler, så de kankomme helt ned i lungerne, mens de større bærepartikler bli-ver opfanget i munden og de øvre luftveje.

Partikler af lægemiddelstofDet er svært at fremstille inhalerbare partikler. Den mestanvendte metode består i formaling af krystallinske læge-middelstoffer. Formaling til den ønskede partikelstørrelsekræver en meget kraftig mekanisk bearbejdning.Desværre er det de færreste peptider og proteiner, dertåler formalingen uden at blive nedbrudt. Derfor har mani de senere år arbejdet intenst med udvikling af alternati-ve metoder til fremstilling af inhalerbare partikler. Her erspraytørring en god teknik, som både er egnet til industri-el produktion og til mikroindkapsling af lægemiddelstof-fet i et bæremateriale, f.eks. sukker eller en polymer.Ved spraytørringen forstøves en opløsning til dråber i varmtørreluft, hvorved opløsningsmidlet fordamper og efterla-der det faste stof i form af partikler. Vi udvikler metoden iet samarbejde mellem Afdelingen for Kemisk Appa-ratteknik ved Lunds Universitet, Institut for Farmaci vedDanmarks Farmaceutiske Højskole og AstraZeneca R&D iLund. Projektets formål er at studere partikeldannelsenunder spraytørring og at vurdere mulighederne for atfremstille krystallinske partikler ved processtyring og vedanvendelse af hjælpestoffer, der kan fremme krystaldan-nelsen.

MikroindpakningVore forsøg viser, at spraytørring af sukkerarten mannitolkan føre til krystallinske partikler i den ønskede form ogstørrelse. Andre sukkerarter som f.eks. mælkesukker kanogså spraytørres til den ønskede partikelstørrelse, menpartiklerne er amorfe. Her er der total uorden blandtmolekylerne i partiklen, mens krystallinske partikler haren regelmæssig, ordnet gitterstruktur.Når en amorf partikel udsættes for fugt og varme, kanden dog godt krystallisere. Vi har analyseret en prøve af

spraytørret mælkesukker ved hjælp af et apparat, dergør det muligt at bestemme prøvens vægtforøgelseunder en kontrolleret øgning af luftens fugtighed.Det amorfe mælkesukker optager fugt i takt med at denrelative luftfugtighed øges i trin på 10 procent. Ved 50procents relativ fugtighed øges fugtoptaget voldsomt,og der dannes krystaller af mælkesukkeret samtidigmed, at prøven afgiver stort set al fugt. Eksemplet illu-strerer, at en mere eller mindre amorf partikel er vand-sugende og tilbøjelig til at krystallisere. Men problemeter, at partikelstørrelsen vokser og dermed kommer ud afkontrol. Spraytørring er som nævnt forbundet med en megethurtig tørring af de forstøvede væskedråber.Partikeldannelsen sker i løbet af millisekunder, mensden efterfølgende borttørring af restfugtigheden varernogle få sekunder. Dannelsen af de krystallinske partik-ler skal derfor kunne forløbe meget hurtigt.Undersøgelser af en serie af sukkerarter har vist, atmulighederne for at opnå krystallinske partikler harsammenhæng med den amorfe tilstands glasovergangs-temperatur, d.v.s. den temperatur, hvor den glasagtigetilstand ved temperaturstigning ændres til en mere pla-stisk tilstand. Ændringen er forbundet med en udvidelseaf stoffets volumen og dermed en øget mobilitet af deenkelte molekyler.Vi har fundet, at sukkerarter med overgangstemperatu-rer under stuetemperatur danner krystaller, mens sukker-arter med overgangstemperaturer på omkring 100ºCdanner amorfe partikler.

Fra amorf til krystalDa glasovergangstemperaturen mindskes med stigende fug-tighed i stoffet, er det vores hypotese, at det ved en passen-de kombination af produkttemperatur og fugtighed samtprocestid skulle være muligt at opnå krystallinske partikler afstoffer, som ellers danner amorfe partikler.De hidtidige studier har vist, at det normalt ikke kan lade siggøre alene ved justering af processen at opnå betingelser,som matcher de undersøgte sukkerarters krav. Der må tilsæt-tes hjælpestoffer, som enten forsinker tørringsprocessen ellerpåvirker overgangstemperaturen. På den måde er det muligtat fremstille inhalerbare partikler i det ønskede størrelses-område ved hjælp af spraytørring.I projektet har vi anvendt flere kommercielle spraytørrings-apparater. Et generelt problem, som skal løses før processenkan udnyttes industrielt, er udviklingen af en forbedret tek-nik til separation af de spraytørrede partikler fra tørreluften.Vi har fundet, at de cykloner, der er indbygget i apparaterne,ikke er tilstrækkeligt effektive til at opfange de meget finepartikler.

Cand.pharm. Kristina

Ståhl er ph.d.-

studerende ved


Ph.d. Kjell Bäckström

er ansat ved Product

Development,

AstraZeneca R&D Lund.

Ph.d. Kyrre Thalberg er

ansat ved Product

Development,

AstraZeneca R&D Lund.

Dr.pharm. Torben

Schæfer er lektor ved


Dr.techn. Anders Axelson

er professor ved Afd. for

Kemisk Apparatteknik

Lunds Tekniske Högskola.

Dr.pharm. Henning

Gjelstrup Kristensen er

professor ved Institut for

Farmaci.

Mælkesukker, laktose, kan også dannesmå partikler, men partiklerne er amor-fe og har derfor tendens til at sugevand og klumpe sig sammen. Når opta-get af fugt når en vis grænse, somafhænger af temperaturen, dannes derkrystallinske partikler samtidig med, atfugtindholdet reduceres. Figuren viserfugtoptaget (rød kurve) i spraytørretlaktose som funktion af stigende relativfugtighed (blå, stiplet kurve).

Mange ønsker at slippe for kroniske smerter uden at risi-kere afhængighed af morfin. Derfor er der brug for dyre-forsøg i undersøgelser af nye smertestillende midler, somikke er vanedannende. I dag kan forsøgene udføres udenat udsætte dyrene for stærke smerter.

Af Helle K. Erichsen, Frederik Rode, Bjarne Fjalland og Ole J. Bjerrum

Hvorfor forske i smerte? Det er der mange årsager til. Først ogfremmest er der mange smertevoldende tilstande hos patien-ter, der trods en rivende udvikling inden for smertestillendemedicin ikke kan behandles effektivt nok. Desuden vil det væreet stort fremskridt, hvis kraftige kroniske smerter en dag kanbehandles med andet end morfinpræparater, idet patienterønsker smertefrihed udensamtidig at blive morfini-ster!Hvorfor bruge dyr til forsk-ningen? Den akademiskefrihed tillader videnskabs-manden selv at vælgeemnet for sin forskninginden for det fag, han ellerhun arbejder med. Menmed mindre man er sadist,hvorfor så vælge forskningpå dyr, der med sikkerhedpåfører dyrene smerte?Sådan har det måske væretengang, men modernedyreforsøg inden for smer-tebehandling gør den slagsforestillinger til skamme oggiver videnskabsmanden roi sindet, når det er smerte-mekanismer og deres be-handling, der optager ved-kommende.

Dyreforsøg uden lidelserI dag er det muligt at nedbringe dyrenes smertepåvirkning tilet niveau af ubehag, snarere end skarp smerte. Metoden byg-ger på nogle simple principper:• Dyrene skal kunne bevæge sig frit i buret og til enhver tid

kunne flytte sig fra den påførte påvirkning.• Styrken af påvirkningen skal gå gradvist fra umærkelig op til

det niveau, hvor dyret reagerer. Det kan man konstatere ved,at dyret undgår påvirkningen. Effekten af et smertestillendelægemiddel måles som flytning af denne observerbaretærskel opad.


32

Lægemidler mod kronisk smerte

• Hvis dyrene må underkastes operationer, udføres indgrebne ifuld bedøvelse, og efterfølgende målinger sker først, når dyre-ne igen trives. Hvis dyrenes førlighed nedsættes, kompensererman for dette, f.eks. ved at lade dyrene gå på et superblødtunderlag, så de kan bevæge sig uden smerter i poterne.

Smertens fysiologiSmerteopfattelse er meget kompleks og varierer fra person tilperson, fordi der også er en psykologisk faktor involveret.Kronisk smerte kan defineres som enhver smerte, der varerlængere end 12 uger, men også som smerte, der fortsætter udover den tid, hvor smerten normalt skulle ophøre.Smertebanerne består af tre nerver på række, der leder smer-ten fra det smertefremkaldende område til hjernen. Hvis manf.eks. slår en fod, mærkes smerten fra nerveenderne i foden.

Den genererede smerteimpulsfra receptorerne i nervespid-serne løber op gennem denprimære nerve til rygmarven,hvorfra nerve nummer toleder impulsen videre tilthalamus, som er hjernensomstillingsbord. Herfra sendespåvirkningen videre til hjerne-barken via en tredie nerve.Hvis nerveenderne stimuleresgennem længere tid, kan detændre smerteoplevelsen.Langvarig smerte kan med-føre sekundær inflammationmed større smertefølsomhed. Kroniske smerter opstår imeget tæt samspil medinflammatoriske tilstande somvævsbeskadigelse og betænd-else. Gennem en meget raffi-neret og kompleks vekselvirk-ning mellem nerverne og detomgivende væv øges følsom-heden over for smerter stærkt

i disse tilfælde. Her spiller stoffer, som fremkalder inflamma-tion, sammen med nerveenderne. Stofferne produceres franerveenderne, som yderligere er udstyret med receptorer forstofferne.Da smerteopfattelsen afhænger af impulsoverførsler mellemflere nerver, er der mulighed for regulering med lægemid-delstoffer på flere niveauer. Angrebspunktet for smertebe-handling har da også været farmakologisk påvirkning af designalstoffer og receptorer i nervesystemet, som formidleroverførslen af smerteimpulsen.Det er kendt, at almindeligt brugte svage smertestillede mid-

Effekt af morfin på mekanisk allodyni hos rotter, der har fåetdele af iskiasnerven overskåret og tilsnøret i det ene ben.Allodyni er smerterespons efter et stimulus, som normalt ikkefremkalder smerter.


33

ler, som f.eks. aspirin, lindrer smerter ved at hæmme aktivite-ten af bestemte enzymer, hvilket nedsætter koncentrationenaf en gruppe af smertesensibiliserende stoffer. Lokalbedøvelsevirker ved at blokere impulstrafikken i nerverne i området forinjektionen. I rygmarven og hjernen er der også mulighed for specifikpåvirkning af receptorer for de signalstoffer, som indgår ismerteoverførslen. Signalstofferne overfører smerteimpul-sen mellem to nerver i og ved synapsen. F.eks. giver bloke-ring af impulstrafikken i de synapser, der benytter gluta-minsyre som signalstof en nedsat smerteoplevelse. Vissestærke smertestillende midler som morfinpræparatet keto-gan påvirker ikke blot nervecellernes receptorer for opioi-der, men har også en blokerende virkning på receptorernefor glutaminsyre. Glutaminsyre virker stimulerende på ner-veceller og ved at blokere receptorerne dæmpes nervecel-lernes aktivitet.Angstdæmpende stoffer, der påvirker centralnervesystemet,har også en smertestillende effekt, specielt når de anvendessammen med smertestillende medicin. Effekten opstår for-mentlig ved at dæmpe aktiviteten i visse nerver, der løber frahjernen til kroppen.

Dyremodeller for kronisk smerterDer findes en række dyremodeller, som antages at afspejleden type kroniske smerter, der opstår efter nervebeskadigelse,de såkaldte neuropatiske smerter. Fælles for modellerne er, atder påføres en ensidig operativ skade på iskiasnerven, somløber fra den nedre del af rygmarven ned gennem benene ogud i poterne.Læsionerne resulterer i, at rotterne bliver hyperfølsomme

under den pote, som den beskadigede nerve leder impulsenfra. I studier af neuropatiske smerter beskæftiger bådeNeuroSearch og Institut for Farmakologi på DFH sig med enmodel, hvor det operative indgreb indebærer tilsnøring ogoverskæring af to ud af de tre forgreninger af iskiasnerven.Efter indgrebet udvikler dyrene et smerterespons ved stimu-li, der normalt ikke medfører smerter, og et forøget smerter-espons efter en normalt smertefremkaldende stimuleringunder bagpoten.Overfølsomheden opstår få dage efter nervebeskadigelsen oghar indtil videre holdt sig i op til 15 måneder. Tilstanden genererdog ikke dyrene, da der ikke observeres spontane smerter ellerhvilesmerter. Som en vigtig observation trives dyrene normalt.Selve testen foregår på et hævet trådnet, hvor der er tilgangtil undersiden af poten, samtidig med at dyrene har fribevægelighed. Ved test for smerterespons af påvirkninger,som normalt ikke fremkalder smerte, anvendes von Frey-hår,som er små stive børster af forskellig tykkelse, der påførerpoten en mekanisk påvirkning på et kendt antal gram, indenhåret bøjer. I testsituationen anvendes stigende tykkelser afvon Frey-hår, indtil dyret løfter poten som tegn på, at smerte-tærsklen er nået. Til test for følsomhed over for påvirkninger, der normalt frem-kalder smerte, anvendes en sikkerhedsnål som rotten prikkesmed under poten. Ved positiv respons vil dyret holde potenløftet i et måleligt tidsinterval.Tilstedeværelsen af overfølsomhed blandt de opererede dyr ernormalt let konstaterbar, da der er en tydelig forskel på test-værdierne i forhold til ikke-opererede rotter.

Virkning af lægemiddelstofferKendte smertestillende stoffer som morfin er afprøvet i model-len for at vurdere, om de hæmmer rotternes overfølsomhedoverfor smerter. Og det gør de. Dette er vigtigt, hvis dyremodel-len skal kunne forudsige, om nye stoffer har smertestillendeeffekt hos patienter.I dag anvendes morfin til behandling af neuropatiske smerterhos nogle patientgrupper. Ofte virker morfinen, men der er storrisiko for at patienten bliver afhængig.Der er imidlertid mange typer lægemiddelstoffer, som kan tæn-kes at virke mod neuropatiske smerter uden at skabe afhængig-hed, og det medfører et stort behov for at teste stofferne aleneeller i kombination i dyremodeller. En analog af signalstoffetGABA, som hæmmer nervecellers aktivitet, er blevet testet.Dette stof, THIP, har vist god effekt i dyremodellen. Det er inter-essant, fordi THIP ikke er fysisk vanedannende som morfin.Karakterisering af smertelindrende stoffers virkningsmekanis-me på individuelle receptortyper kan på længere sigt give storefremskridt i behandlingen af smerte. Her kan smerteforsknin-gen med dyremodellen med fordel kombineres med eksperi-menter på isolerede celler eller udskåret nervevæv fra dyr.

Cand.pharm. Helle

Kirstein Erichsen er


Graduate School of

Drug Research, Institut

for Farmakologi og

Neurosearch A/S.

Cand.pharm.

Frederik Rode er ph.d.-


for Farmakologi.

Lic.pharm. Bjarne

Fjalland er lektor ved


Dr. med. Ole J. Bjerrum

er professor ved Institut

for Farmakologi.

Effekt af GABA analogen THIP på mekanisk allodyni hos entilsvarende gruppe af rotter.


34

Erhverv, uddannelse og indkomst hænger sammen medvores forbrug af lægemidler. En analyse af danskernesmedicinforbrug giver helt ny viden.

Af Merete W. Nielsen, Ebba Holme Hansen og Niels Kristian Rasmussen

Sundhed og sygelighed er skævt fordelt i samfundet, og delavere sociale klasser har oftest flere sundhedsproblemer endden mere velstillede del af befolkningen. Der er sociale for-skelle gennem hele livsforløbet – lige fra fødselsvægt til døde-lighed. Tendensen er klar: Personer fra de laveste sociale grup-per har det dårligste helbred.Når vi bliver syge, tager de fleste af os medicin. Men man vedkun lidt om sociale forskelle i anvendelsen af lægemidler.Dette gælder både i Danmark og internationalt.Vi har undersøgt, om der er sociale forskelle i brugen aflægemidler i Danmark ved at studere sammenhængen mel-lem tre typer af medicinforbrug og tre forskellige mål forsocial position.Danskernes brug af lægemidler er målt på: Regelmæssig brug,brug af receptmedicin inden for 14 dage, og brug af hånd-købsmedicin inden for 14 dage. Den sociale position er målt på:Erhverv, uddannelse og indkomst.Der er store forskelle mellem grupper i erhverv og grupperudenfor arbejdsmarkedet. Folk med de mindste indkomster ogde laveste uddannelser anvender hyppigst medicin regelmæs-sigt og bruger oftest receptmedicin. Anvendelsen af håndkøbs-medicin viser ikke noget tydeligt mønster.Undersøgelsen bygger på data fra Sundheds- & sygelighedsun-

Medicinforbrug og social positioni den danske befolkning

dersøgelsen, som Statens Institut for Folkesundhed gennem-førte i 2000. 16.690 danske statsborgere på 16 år og der-overblev interviewet i deres hjem af trænede interviewere.Stikprøven er repræsentativ for befolkningen.

Køn, alder og sygelighedNår man analyserer medicinforbrugets fordeling på soci-ale grupper, er det vigtigt at vide, at mange andre fak-torer har indflydelse på brug af medicin. Det gælder isærkøn, alder og sygelighed. For alle tre typer af medicinforbrug gælder det, at kvin-der oftere anvender medicin end mænd. Samtidig stigerhyppigheden af regelmæssigt medicinforbrug og brug afreceptmedicin med stigende alder. Dette er ikke tilfældetfor brug af håndkøbsmedicin.Helbredet har naturligvis stor betydning for anvendelsenaf lægemidler. Gruppen med en eller flere langvarigesygdomme har en langt højere andel af medicinforbrug-ere end gruppen af raske mennesker uden langvarigesygdomme. Dette gælder for alle typer af medicinfor-brug.Køn, alder og sygelighed er ikke lige fordelt mellem deforskellige erhvervs-, uddannelses- og indkomstgrupper.Når man skal undersøge sociale forskelle i lægemiddel-forbrug er det derfor vigtigt at inddrage køn, alder ogsygelighed. Vi bruger to forskellige mål for sygelighed:Selvvurderet helbred og langvarig sygdom.Resultaterne viser, at der er sociale forskelle i medicinan-vendelsen, også selvom man tager højde for betydningenaf køn, alder og sygelighed.

Regelmæssig brug af medicin, brug af receptmedicin inden for14 dage og brug af håndkøbsmedicin inden for 14 dage fordeltpå erhverv (25 til 66-årige; antal: 10.631).


35

Cand.pharm. Merete

W. Nielsen er ph.d.-

studerende ved

Institut for Samfunds-

farmaci og tilknyttet

Forskningscenter for

Kvalitetssikret Læge-

middelanvendelse

(FKL).

Cand.pharm. Ebba

Holme Hansen er pro-

fessor ved Institut for

Samfundsfarmaci og

leder af FKL.

Mag.scient.soc. Niels

Kristian Rasmussen er

forskningsleder ved

Statens Institut for

Folkesundhed og

tilknyttet FKL.

Sociale forskelleRegelmæssig anvendelse af lægemidler og brug af receptme-dicin inden for 14 dage er koblet til sociale forhold. Når mananvender indkomst og erhverv som mål for social position, sesen signifikant sammenhæng med de to typer af medicinfor-brug. Folk med de laveste indkomster og grupper uden forarbejdsmarkedet bruger oftere medicin end andre grupper isamfundet.Længden af vores uddannelse har betydning blandt mænd,men ikke blandt kvinder. Mænd med 13–14 års uddannelsebruger sjældnere medicin end andre uddannelsesgrupper.Forbruget af håndkøbsmedicin er meget anderledes. Her spillererhvervet ind. Sammenhængen er ikke ret stærk, men under-søgelsen viser, at selvstændige anvender håndkøbsmedicinmindst hyppigt. Uddannelse og indkomst har ikke betydningfor brugen af håndkøbsmedicin.Resultaterne viser altså, at der er sociale forskelle i regelmæssiganvendelse af medicin og brug af receptmedicin inden for 14dage, mens forskellene i anvendelsen af håndkøbsmedicin måbetragtes som ubetydelige.

VIDEN, DER KAN BRUGES

Viden om medicinforbrugets sociale fordeling og årsager til fordelingen kan anvendes i folkesundhedsprogrammer og bruges vedreguleringer på sundhedsområdet.Reduktion af social ulighed i sundhed er et prioriteret mål i regeringens folkesundhedsprogram 2002-2010. Når man kender læge-middelforbrugets fordeling, forbedres mulighederne for at reducere sociale forskelle på området.Lægemidler har stigende økonomisk betydning for samfundet, fordi omkostningerne stiger. Derfor er der god grund til at forestillesig fremtidige reguleringer, som resulterer i en omfordeling af forbruget. Når man kender forbrugets fordeling, har man et godtgrundlag for reguleringerne.

Medicin

Social position

Regelmæssig brug Receptmedicin,14 dage

Håndkøbsmedicin,14 dage

Erhverv (25-66 år) Sammenhæng Sammenhæng Sammenhæng

Indkomst (25-66 år) Sammenhæng Sammenhæng Ingen sammenhæng

Uddannelse (25+ år) Mænd: SammenhængKvinder: Ingensammenhæng

Mænd: SammenhængKvinder: Ingensammenhæng

Begge køn: Ingensammenhæng

Tabellen viser sammenhængen mel-lem tre typer medicinforbrug og tremål for social position. Der er tagethøjde for betydningen af alder, kønog sygelighed. Når uddannelse eranvendt som mål for social position,er resultaterne opgivet for beggekøn, fordi der er kønsforskelle.

Lægemidler, der bruges regelmæssigt, er især receptpligtigelægemidler, og det kan forklare, hvorfor der er overensstem-melse mellem regelmæssig brug af medicin og brug af recept-medicin inden for 14 dage.Anvendelse af receptpligtige lægemidler er baseret på enlægelig beslutning. Derimod er brug af håndkøbsmedicinoftest selvmedicinering uden involvering af lægen.

Sygdom håndteres forskelligtAnalyserne viser vigtigheden af at skelne mellem forskelligetyper af medicinforbrug. Man må formode, at begrundelser oghandlemønstre for medicinanvendelse varierer mellem forskel-lige medicintyper i forskellige dele af samfundet.Mennesker reagerer forskelligt på symptomer på sygdom udfra deres opfattelser af sundhed og sygdom. Analyserne tyderpå, at de sociale grupper i samfundet håndterer sygdom ogsymptomer på sygdom forskelligt. Vore analyser kan ikke for-klare hvorfor og hvordan, men viser blot at der i Danmark fin-des sociale forskelle inden for nogle former for lægemiddel-anvendelse.

Regelmæssig brug af medicin, brug afreceptmedicin inden for 14 dage ogbrug af håndkøbsmedicin inden for 14dage fordelt på køn og alder (16 årog derover; antal: 16.690).


36

Lille spejl på væggen der…

patienterne godt nok ved udskrivning af lægemidler. Ofteudskriver lægerne recepter til trods for, at de ved, at det ikkeer rigtigt fagligt set. Flere læger rapporterede for eksempel,hvordan de udskrev antibiotika, selv om sandsynligheden for,at patienten havde en bakterieinfektion var lille.Mange gange er det svært både at håndtere patienterne rig-tigt og samtidig udskrive korrekt. Lægerne er nødt til at pri-oritere det ene aspekt over det andet og oplever såledesbåde skuffelse og tilfredshed på samme tid.En af lægerne fortalte, hvordan han helst udskrev nye læge-midler, fordi han mente, at de tit er bedst, fagligt set. Detgav dog et skår i glæden, menneskelig set, at patienterneskulle bruge mange penge. "Problemet med de nye præparater er jo, at de er så dyre,ikke? Det er synd for vores patienter. Men man kan jo ikkelade være. Eller jeg kan i hvert fald ikke lade være med atsige: Hvis de nu er bedre, hvorfor skal patienterne så ikkehave glæde af det?"

Ubehageligt at give efterLægerne oplever, at det er ubehageligt både at blive pressetog at give efter for pres. En læge fortalte, hvordan han føltedet efter at have givet efter for pres fra en migrænepatient,der ville have mere medicin: "Jamen jeg føler, jeg bliver groft udnyttet. Sådan en patienttærer jo på min personlighed. Det bliver et irritationspro-blem frem for en rutineopgave, ikke? Så jeg kan gå og tyggepå det i flere timer bagefter. I stedet for at lægge det væk."Lægen oplevede at blive behandlet som et objekt, som engenstand, i stedet for som et menneske, en samarbejdspart-ner eller rådgiver. Han oplevede, at patienten manglederespekt for ham både som menneske og som læge. Lægenbegyndte at spørge sig selv, om han i virkeligheden var forsvag, om han nu egentlig var god nok?

At se sig selv i spejletLægerne prøver at undgå at blive skuffede over sig selv vedat argumentere, at det de gjorde, var godt nok. En af læger-ne beskriver, hvordan han hele tiden er nødt til at reflektereover sine handlinger og begrunde over for sig selv, hvorforhan nogle gange vælger at handle mindre fagligt korrekt:"Vi har alle sammen situationer, hvor vi siger: Det her har jegikke evidens for, at jeg bør gøre. Men jeg gør det i dennesituation. Men når jeg gør det, vil jeg også gå hen og kiggemig i spejlet og sige: Du valgte at gøre det på den og denbaggrund."Det er altså vigtigt for lægen at kunne se sig selv i spejlet, atvære tilfreds med sig selv efter en udskrivning. Lægen ernødt til at overbevise sig selv om, at det han gør er rigtigt. Atoverbevise sig selv kan være svært, fordi det langt fra er alleargumenter, som bygger på sikre fakta. Lægerne oplever

Praktiserende lægers vurdering af, hvem de er som per-son og læge, og hvem de ønsker at være, har betydningfor deres udskrivning af lægemidler. Fremtidige forsøgpå at ændre udskrivningsvanerne bør tage udgangs-punkt i den enkelte læges opfattelse af sig selv.

Af Kristin Eskildsen og Ebba Holme Hansen

Talrige undersøgelser har vist, at praktiserende læger ikkealtid udskriver, som de burde ifølge idealerne for rationellægemiddelterapi. Nogle gange får patienterne for eksem-pel recepter på antibiotika, selv om de næppe har bakterie-infektioner, og i andre tilfælde udskrives nervemedicin ellersmertestillende piller i unødigt omfang.Derfor har blandt andre amterne og de praktiserende lægersorganisation forsøgt at ændre lægernes udskrivningsvanermed for eksempel skriftlig information - uden at det er lyk-kedes. Det skyldes blandt andet, at man har set på lægernesom en slags robotter. Hvis man bare trykkede på de rigtigeknapper og gav den rigtige information, ville lægerne auto-matisk begynde at udskrive rigtigt.I de senere år er instanserne begyndt at finde ud af, at dettebillede af lægerne er for simpelt. Hvis kampagnerne skalvirke, er det nødvendigt at sætte sig grundigt ind i, hvadlægerne tænker, forstå deres dagligdag og samarbejde meddem for at fremme kvalitetsudviklingen.For at få en forståelse af lægernes eget perspektiv på deresudskrivning af lægemidler har vi interviewet 20 læger, hver ica. to timer. Ni af lægerne blev også observeret en hel dag ideres praksis. Undersøgelsen viste, at lægernes selvvurdering har afgøren-de betydning for deres udskrivning af lægemidler. Hvislægerne i den konkrete situation mangler respekt for sig selv,øger de ofte deres selvagtelse ved at udskrive, som de menerer rigtigt - uden at gå på kompromis. Når lægerne derimodhar stor selvrespekt, går de nogle gange lettere på kompro-mis i deres udskrivninger.

Pres på lægerneDe praktiserende læger oplever, at de bliver presset af pati-enter, sygehuse, amter, kommuner og lægemiddelindustrientil at udskrive på en måde, de ikke selv ønsker. Ofte skærpespresset af mangel på tid til patienterne i dagligdagen.Når lægerne giver efter for pression, bliver de skuffede oversig selv. Overgivelsen får dem til at stille spørgsmålstegn ved,hvem de egentlig er som læger og som personer. De begyn-der at tvivle på, om de virkelig er så stærke, gode og dygti-ge, som de havde troet og håbet.Lægernes skuffelse over sig selv er ikke bare faglig, men ligeså udtalt på det menneskelige plan. De oplever, at de ikkelytter nok til patienterne, ikke forstår dem og ikke håndterer


37

Cand.pharm. Kristin

Eskildsen er ph.d.-stu-

derende ved Institut

for Samfundsfarmaci.

Cand.pharm. Ebba

Holme Hansen er pro-

fessor ved Institut for

Samfundsfarmaci.

derfor at være på gyngende grund og at være usikre på, omde nu gør det rigtige. For at klare sig bliver de nødt til at levemed usikkerheden og tro på sig selv: "Det skøn må man levemed. Det er ikke altid sort hvidt. Det er det, der prægermange af vores udskrivninger, at de er tricky. Man kan sige,at det er ikke sort hvidt det her. Det er en gråzone."I situationer hvor lægerne erkender, at de har udskrevet for-kert, er det vigtigt at lære af fejlen, tilgive sig selv og kommevidere.

Når kampen tages opLægerne giver bestemt ikke altid efter, når patienter krævermere medicin. Ofte vælger de at tage kampen op, når demøder kravene, gøre det de tror på og således markere sigselv: "Når patienten plager om den løsning, som jeg ikke tror på,bliver jeg nogle gange stædig og siger: Nej. Og siger: Jeg vedmere end du gør, og jeg mener ikke du skal sådan og sådan.Andre gange siger jeg: Jeg giver mine råd, og så må du selv omdet. For patientens autonomi og min autonomi har noget atgøre med, hvornår jeg har brug for selvrespekt. For at kunnelide at se mig selv i spejlet."Hvis lægerne får det skidt med sig selv, kan det medføre, at degør sig ekstra umage for at udskrive fagligt korrekt. Hvislægerne har det godt med sig selv, går de lettere på kompro-mis med patienterne.Det er værd at bemærke, at lægerne ofte bevidst vælger atskrive faglig ukorrekt uden at have det skidt med sig selv, fordide føler, at de menneskelige argumenter er i orden. Hvornårlægerne vælger at tage kampen op, og hvornår de vurderer,at sejren er i hus, varierer med, om lægerne synes, at det fag-lige eller det menneskelige i situationen er det vigtigste. Noglelæger er ikke tilfredse, før patienten gør lige præcis, somlægen synes er bedst fagligt set. Andre læger synes, at det ervigtigere at møde patienten på halvvejen: "Så må man jo forhandle sig frem til et eller andet niveauman kan leve med." Interviewer: "Selv som læge? Er det det

du mener?" Læge: "Som læge og som person, ja. Fordi maner nødt til at møde patienten. Man bliver i nogle situationernødt til at give, slække på sine egne idealer. Fordi patientensidealer er der jo også."

Fagligt fællesskabEt fagligt og kollegialt fællesskab er vigtigt for, at lægernelærer at være opmærksomme på, hvornår de får det skidtmed sig selv og for at lære, hvornår de skal tage sig selv inakken. De søger refleksion, inspiration og udvikling vedhjælp af pauser, kollegialt samvær, lægemiddelindustrien,patienterne, kurser, læsning af faglitteratur, sport, musik osv. "Risikoen er jo, at når man er alene, kan man gå og få sigsådan nogle uvaner, måske. Men der prøver vi at have sådanlidt faglig fællesskab."Ved at bremse op, tage sig selv i nakken og udvikle sig bliverlægen bedre rustet til at tage kampen op mod kravene ogbeskytte sig selv. Risikoen bliver mindre for, at de ikke kanlide at se sig selv i spejlet.

Nu er det slut! Næste gang lille Peter bliver forkølet, får fruHansen ikke en recept på antibiotika til ham.

HVORDAN KAN VI KVALITETSUDVIKLE?

Hvis man skal hjælpe lægerne til at ændre deres udskriv-ninger, bliver man nødt til at tage udgangspunkt i læger-nes opfattelse af sig selv.Meget arbejde venter, før et godt koncept, der tagerudgangspunkt i den enkelte læges selvopfattelse, kan føresud i livet. Vores undersøgelse peger på, at kvalitetsudvik-ling bør tage udgangspunkt i samtaler med den enkeltelæge, at lægen selv aktivt bør definere sine problemer medudskrivning af lægemidler og gives redskaber til at arbejdemed dem.

Der var jeg god. Han fik ikke vredet flere smertestillende ud afmig. Skidt med hans fortvivlelse, da han gik ud af døren.


38

Hormoner fra mennesket forstyrrer reproduktionen hos fisk

af ægproducerende celler og andre unormale kønstræk ihanfisk samt for tilstedeværelse af æggeblommeprotein iblodet. Forskergruppen fandt østrogenpåvirkede fisk, men imindre omfang end i sammenlignelige studier i England.De østrogene effekter fra udledning af spildevand til vand-miljøet har i nogle tilfælde været tilskrevet industrikemikali-er med hormonlignende egenskaber såsom 4-alkylphenoler,der især stammer fra nedbrydning af sæbestoffer, somanvendes i industrien og husholdningerne. De pågældendesæbestoffer er alkylphenolethoxylater, som næsten ikkeanvendes i Danmark mere.I andre tilfælde har de østrogene stoffer i spildevand væretsteroidhormoner som 17�-ethinøstradiol, der stammer fra P-piller, og 17�-østradiol og østron, der er naturlige hormoner,som mennesker udskiller i urin. I udlandet er østrogenerneblevet fundet i renset husholdningsspildevand i koncentrati-oner, der kan skade fisk.

Effektive danske anlæg?Befolkningen og forbrugsmønstret af P-piller i Danmark erikke væsentligt forskelligt fra andre europæiske lande, og

Renset spildevand fra københavnske rensningsanlægindeholder østrogener i koncentrationer, der kan få han-fisk til at danne ægproducerende celler og æggeblom-meproteiner. Derfor bør anlæggenes evne til at nedbry-de østrogener i spildevandet undersøges.

Af Henrik Andersen, Anne Marie Jakobsen, Kristine Andersen Krogh, Flemming Ingerslev og Bent Halling-Sørensen

Udledning af østrogene steroidhormoner i renset spildevander blevet kædet sammen med skader på fisk i en rækkelande. Hormonerne får hanfisk og ungfisk til at producereæggeblommeproteiner, som ophobes i blodet, og desudenkan hanfisk danne ægproducerende celler i testiklerne, hvil-ket kan formindske deres fertilitet.I Danmark er de biologiske effekter af østrogene stoffer ivandmiljøet blevet observeret i skaller og ørreder fra vand-løb og søer i Århus amt. I 2001 undersøgte professor PoulBjerregaard og medarbejdere fra Biologisk Institut påSyddansk Universitet i Odense de to fiskearter for forekomst

HORMONER OG ÆGGEBLOMMEPROTEIN

Når hunfisk danner æggeblommeproteinet vitellogenin til produkti-

on af æg, sker det under hormonel kontrol.

Først fremstiller hypofysen en type hormoner, som kaldes gonadotro-

piner. Disse hormoner påvirker æggestokkene til at danne østrogen,

som efter frigivelse til blodbanen optages i leveren. Her reagerer

kønshormonet med østrogenreceptoren, hvilket sætter gang i lever-

ens produktion af æggeblommeprotein.

Hanfisk, der ikke skal fremstille æg, danner derimod normalt ikke

vitellogenin. Men da hanfisk bærer genet for østrogenreceptoren, vil

tilstedeværelsen af østrogen i hanfisk medføre, at de danner ægge-

blommeproteinet.

Hvis spildevand indeholder østrogen eller østrogenlignede stoffer, opta-

ges hormonerne i hanfisken, hvilket kan påvises ved at måle dannelsen

af vitellogenin. Forskellige fiskearter har en forskellig følsomhed for

dannelse af æggeblommeproteinet.

Gonadotropin

Vitellogenin

Lever

17ß-østradiol

Gonadotropin

Æggestokke

17ß-østradiol

Hypofyse

Vitellogenin

Illustrationen viser, hvordanhormoner styrer dannelsen afæggeblommeprotein hos fisk.


39

Cand.scient. Henrik

Andersen er ph.d.-stude-

rende og videnskabelig

medarbejder ved Institut

for Analytisk Kemi.

Cand.scient. Anne Marie

Jacobsen er ph.d.-stude-

rende ved Institut for

Analytisk Kemi.

Cand.scient. Kristine

Andersen Krogh er ph.d.-

studerende og amanuen-

sis ved Institut for

Analytisk Kemi.

Ph.d. Flemming Ingerslev

er adjunkt ved Institut

for Analytisk Kemi.

Lic.pharm. Bent Halling-

Sørensen er lektor ved


Kemi.

derfor skulle man forvente, at østrogener tilføres rensnings-anlæg i Danmark i samme omfang som i resten af Europa.Det kan derfor undre, at man i Danmark ikke finder desamme markante effekter hos fisk som i f.eks. England.De mindre udtalte biologiske effekter hos fisk i Århus Amtkan måske forklaret med, at spildevandsbelastningen her ermindre end i de undersøgte områder fra England. Desudener det muligt, at danske rensningsanlæg fjerner østrogenermere effektivt end engelske, da der foretages mere avance-ret rensning af spildevand i Danmark.For at efterprøve denne teori har vi analyseret indholdet afde to naturlige østrogene hormoner, 17�-østradiol ogøstron, samt det syntetiske østrogen, 17�-ethinyløstradiol, irenset spildevand fra fire storkøbenhavnske rensningsanlæg.

Resultater fra KøbenhavnVi tog prøver af spildevand fra udløbet af de fire rensnings-anlæg, der repræsenterede forskellige størrelser og design.Analyserne viste, at de to naturlige østrogene hormoner, sommennesker udskiller, fandtes i varierende koncentrationer fraunder analysemetodens detektionsgrænse på 1 ng/l til hen-holdsvis 11 og 63 ng/l.Det syntetiske østrogen, der anvendes i P-piller, var tilstede ialle prøver i et snævert koncentrationsområde på mellem 5-7 ng/l. Blindprøver, som bestod af grundvand, gav ikkenoget målbart signal af nogen af de tre østrogener.Generelt er de fundne koncentrationer i København højereend de koncentrationer, der blev påvist i undersøgelsen fraÅrhus Amt. Her var koncentrationen det syntetiske østrogenfra p-piller på op til 4,7 ng/l, mens de naturlige østrogener17�-østradiol og østron blev fundet i koncentrationer på optil henholdsvis 2,5 og 6,1 ng/l.De højere koncentrationer af østrogener i det rensedekøbenhavnske spildevand er mere i overensstemmelse med,hvad der tidligere er observeret i resten af Europa, end medresultaterne fra Århus Amt.

I England og Canada findes der højere koncentrationer af17�-østradiol end i Danmark. Det kan ifølge japanske under-søgelser skyldes, at biologiske rensningsanlæg med effektivanaerob fjernelse af kvælstof kan nedbryde det naturligeøstrogen. I flere af de københavnske rensningsanlæg funge-rer kvælstoffjernelsen godt, og det kan derfor være en muligforklaring på, hvorfor koncentrationen af 17�-østradiol erlavere i Danmark end i England og Canada.At der generelt finder langt højere koncentrationer af alletre østrogener i København end i Århus Amt, kan skyldes års-tidsvariationer. Fra engelske undersøgelse ved man, at kon-centrationen af østrogenerne i spildevandet kan svinge endel fra det ene år til det andet. Desuden kan der være for-skelle i rensningsanlæggenes konstruktion, og også måleme-toderne kan betyde noget.

Fisk påvirkesI en lang række laboratorieforsøg verden over har manundersøgt, hvilke doser af østrogener, som påvirker repro-duktionsevnen hos fisk. En gennemgang af resultaterne forøstron, 17�-østradiol og 17�-ethinyløstradiol viser, at delaveste koncentrationer, som giver statistisk signifikanteffekt, er på henholdsvis 8, 0,5 og 0,03 ng/l.Når man sammenligner disse data med de målte koncentra-tioner i ufortyndet spildevand fra de fire københavnske rens-ningsanlæg, er der ikke plads til sikkerhedsfaktorer, der nor-malt anvendes i miljørisikovurderingen: Vi må slå fast, at detbehandlede spildevand i Storkøbenhavn kan forstyrre repro-duktionsevnen hos fisk.Derfor foreslår vi, at man gennemfører en tilbundsgåendeundersøgelse af de danske rensningsanlæg for deres evne tilat nedbryde naturlige og syntetiske østrogener.

ANALYSE AF SPILDEVAND

Spildevandet fra de københavnske rensningsanlæg blevanalyseret med en metode, som er udviklet af ThomasTernes fra ESWE instituttet i Tyskland, hvor målingerne ogsåblev udført.Spildevandet blev inddelt i prøver af 1 kg, som hver blev til-sat 100 nanogram af det syntetiske østrogen 17�-østradiol-acetat, der fungerede som kontrolstandard ved den efter-følgende ekstraktion af spildevandets indhold af østroge-ner. Ekstrakterne blev inddampet og oprenset på silicakolonnerog blev derefter analyseret ved hjælp af gaskromatografi-ionfældemassespektrometri. Analysen viste prøvens ind-hold af de to naturlige østrogener og det syntetiske østro-gen fra P-piller. Som blindprøve for analyserne blev deranvendt grundvand.

Østrogen Median Min Max n

Østron 3 1 48 10

17 β-østradiol 6 1 6 10

17 α -ethinyløstradiol 9 1 42 10

Østron 9 1 80 7

17 β-østradiol 6 1 50 7

17 α -ethinyløstradiol 0,25 <0,2 7 7

Østron 4,5 <0,5 47 6

17 β-østradiol 0,9 <0,6 12 4

17 α -ethinyløstradiol <0,3 <0,2 7,5 6

Østron 9,3 2,5 82,1 30

17 β-østradiol 1,0 0,35 3,5 30

17 α -ethinyløstradiol 0,45 <0,3 1,7 30

Østron 9 1 7 0 16

17 β-østradiol <1 <1 3 16

17 α -ethinyløstradiol 1 1 1 5 16

17 β-østradiol 0,68 nd 3,7 8

17 α -ethinyløstradiol nd nd 0,76 8

Østron 1,2 0,3 6,1 8

17 β-østradiol <1 0,6 2,5 8

17 α -ethinyløstradiol <1 <1 4,7 8

Østron <1 <1 63 4

17 β-østradiol <1 <1 11 4

17 α -ethinyløstradiol 6,3 4,9 7,0 4

Århus amt

Storkøbenhavn

Tyskland

USA

Canada

England

Holland

Italien

<

<

<

<

<

Tabellen viser forekomsten af østrogener i spildevandsudløb frarensningsanlæg forskellige steder i verden. Koncentrationerneer målt i nanogram pr. liter.

Lægemiddelforskning udgives af Danmarks Farmaceutiske Højskole

Redaktion:Mette Rasmussen (ansvarshavende), Jesper Munckog Rolf Haugaard

Grafik/Illustrationer: Henning Dalhoff (17, 21, 25, 28), HenningChristensen (37), Martin Weile (11, 13, 18, 21) ogJesper Munck (25)

Fotos:Jesper Munck og Anne Sørensen (artikelforfattere)

Grafisk design og produktion:ProGrafica as

ISSN 0905-0051

Danmarks Farmaceutiske HøjskoleUniversitetsparken 22100 København ØTlf · 35 30 60 00Fax · 35 30 60 01E-mail · [email protected] · www.dfh.dk

Documents

LÆGEMIDDELFORSKNING...Af Ulrik Sidenius, Christian Skonberg, Jørgen Olsen og Steen Honoré Hansen 5. Ny viden om selens omdannelse i kroppen 12-13 Af Bente Gammelgaard, Lars Bendahl,