ISSN:
1432-055X
Keywords:
Schlüsselwörter Isomere: Stereoisomere
;
Strukturisomere
;
Chiralität: chirales Zentrum
;
Enantiomere
;
Ester
;
wahre und „verkehrte”
;
Atracurium
;
Cisatracurium
;
Mivacurium
;
Remifentanil
;
Key words Isomers
;
stereoisomers
;
structural isomers
;
Chirality
;
chiral centre
;
enantiomers
;
Esters
;
true and reverse
;
Atracurium
;
Cis-atracurium
;
Miracurium
;
Remifentanil
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Medicine
Description / Table of Contents:
Abstract This review discusses concepts of isomers, stereoisomers, chirality, and enantiomers as applied to drugs used in anaesthesia. The inhalational anaesthetics enflurane and isoflurane are examples of stereoisomers. A chiral centre is formed when a carbon or quaternary nitrogen atom is connected to four different atoms. A molecule with one chiral centre is then present in one of two possible configurations termed enantiomers. A racemate is a mixture of both enantiomers in equal proportions. Many of the drugs used in anaesthesia are racemic mixtures (the inhalational anaesthestics, local anaesthetics, ketamine, and others). The shape of the atracurium molecule is comparable to that of a dumb-bell: the two isoquinoline groups representing the two bulky ends connected by an aliphatic chain. In each isoquinoline group there are two chiral centres, one formed by a carbon and the other by a quaternary nitrogen atom. From a geometric point of view, the connections from the carbon atom to a substituted benzene ring and from the quaternary nitrogen to the aliphatic chain may point in the same direction (cis configuration) or in opposite directions (trans configuration). The two isoquinoline groups in atracurium are paired in three geometric configurations: cis-cis, trans-trans, or cis-trans. However, the two chiral centres allow each isoquinoline group to exist in one of four stereoisomeric configurations. In the symmetrical atracurium molecule, the number of possible stereoisomers is limited to ten. Among these, 1 R-cis, 1′ R-cis atracurium was isolated and its pharmacologic properties studied. This isomer, named cis-atracurium, offers clinical advantages over the atracurium mixture, principally due to the lack of histamine-releasing propensity and the higher neuromuscular blocking potency. The ester groups appear in one of two steric configurations true and reverse esters. In the true esters, oxygen is positioned between the nitrogen atom and the carbonyl group, while in the reverse esters it is positioned on the other side of the carbonyl group. True esters, suxamethonium and mivacurium, are hydrolysed by the enzyme plasma cholinesterase (butyrylcholinesterase), albeit at different rates. The more rapid degradation of suxamethonium is responsible for its fast onset and short duration of action in comparison with mivacurium. The reverse esters, atracurium, cisatracurium, and remifentanil, are hydrolysed by nonspecific esterases in plasma (carboxyesterases). Remifentanil is hydrolysed rapidly; the degradation leads to its inactivation and short duration of action. Cis-atracurium is preferentially degraded and inactivated by a process known as Hofmann elimination. In a second step, one of the degradation products, the monoester acrylate, is hydrolysed by a nonspecific esterase.
Notes:
Zusammenfassung Isomere: Die Grundbegriffe Isomere, Strukturisomere, Chiralität und Enantiomere werden am Beispiel verschiedener Medikamente erläutert. Die Inhalationsanästhetika Enfluran und Isofluran sind Beispiele für Strukturisomere. Sie enthalten wie auch Halothan ein Kohlenstoffatom, an dessen vier Bindungsstellen vier verschiedene Atome gebunden sind. Solche Atome bilden ein chirales Zentrum und ermöglichen zwei räumliche Konfigurationen eines Moleküls, die Enantiomere genannt werden. Eine Mischung, die die beiden Enantiomere zu gleichen Anteilen enthält, wird als Razemat bezeichnet. Halothan, Enfluran, Isofluran und andere Medikamente liegen als Razemate vor. Ein quaternäres Stickstoffatom kann in analoger Weise ebenfalls ein chirales Zentrum bilden. Die beiden Isochinolingruppen des Atracurium enthalten jeweils zwei chirale Zentren, ein Kohlenstoffatom und ein quaternäres Stickstoffatom. Jede dieser Isochinolingruppen kann in vier verschiedenen räumlichen Konfigurationen (Stereoisomere) vorliegen. Infolge der Symmetrie des Atracuriummoleküls beschränkt sich die Zahl der möglichen Stereoisomere auf 10. Eines dieser Stereoisomere mit dem Namen Cisatracurium weist günstigere pharmakologische Eigenschaften auf als das Isomerengemisch Atracurium. Ester: Moleküle mit Esterbindungen liegen in der Form „wahrer” oder „verkehrter” Ester als Stereoisomere vor. Wahre Ester werden von der Plasmacholinesterase hydrolytisch gespalten. Succinylcholin und Mivacurium sind wahre Ester mit unterschiedlichen Abbauraten. Die schnellere Abbaurate von Succinylcholin erklärt dessen kürzere Anschlagzeit und kürzere Wirkdauer. Verkehrte Ester werden von nichtspezifischen Esterasen (Carboxyesterasen) hydrolytisch abgebaut. Manche der „verkehrten” Ester, wie Remifentanil, werden sehr schnell, andere, wie Cisatracurium, dagegen nur langsam, oder überhaupt nicht, hydrolysiert.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/s001010050402
Permalink
