Membranuntersuchungen der Valproinsäure im Tiermodell

Zusammenfassung

Das bei der Behandlung mit Valproinsäure (valproic acid, VPA) bei Kindern auftretende irreversible Leberversagen ist in seinem Wirkungsmechanismus unbekannt. Es ist ebenso ungeklärt, ob den reversiblen und dosisabhängigen Leberschäden ein anderer biochemischer Mechanismus zu Grunde liegt.

In-vitro-Untersuchungen zur Wirkungsweise von VPA, einigen Metaboliten und von höheren Homologen werden an isolierten Plasmamembranen der Rattenleber mittels der Fluoreszenzmesstechnik unter Anwendung verschiedener Fluoreszenzsonden durchgeführt. Die Messung der Fluoreszenzanisotropie in Abhängigkeit der Konzentration der Testsubstanzen zeigt für VPA und 4-Keto-2-en-VPA keinen Einfluss auf die Membran. Der Effekt von 4-en-VPA ist nur sehr gering, während die höheren Homologen von VPA (Dipentyl-bis Diheptylacetat)eine zur Verlängerung der C-Kette proportionale Abnahme des Anisotropieparameters und damit eine Viskositätserniedrigung (Membran-Verflüssigung)zeigen. Der auf wenige rigide Membranbezirke beschränkte Einfluss von VPA und Derivaten wird durch die Anisotropie nur unvollständig wiedergegeben.Deshalb wird der in der gemessenen Anisotropie enthaltene dynamische Anteil mittels der Exzimerentechnik herausgefiltert. Für die nun separat dargestellte statische Komponente („membrane order“) zeigen 4-en-VPA und vor allem 4-Keto-2-en-VPA eine massive Veränderung des Lipidgefüges der Membran („membrane disordering potency“) mit einer konzentrationsabhängigen Tendenz zur zellytischen Desintegration dieser Substruktur. Bei den In-vivo-Untersuchungen können die biophysikalischen Daten mit gleichem systemäquivalenten Bezug reproduziert werden. Durch Gaschromatographie/Massenspektroskopie (GC/MS) Analysen wird ein kovalenter Einbau von VPA bzw. 4-en-VPA nachgewiesen.

Hieraus folgt die Annahme einer stoffwechselaktiven Funktion der zytostolisch vorliegenden, primär gebildeten CoA-Ester als Substrate für Reacylasen der membran ständigen Lysokomponenten von Phosphatidylcholin und Sphingomyelin.Somit wird erstmals ein neuer subzellulärer Wirkungsort von VPA in der Leber nachgewiesen. Diese Ergebnisse veranlassen zu der Frage nach der noch tolerierbaren Obergrenze der therapeutischen Dosierung von VPA und weisen auf die Notwendigkeit einer gleichzeitigen Kombination mit Schutzfaktoren (z.B.Carnitin und Acetylcystein) hin.