Antikolinergisiä alkaloideja sisältävien koisokasvien lääkekäytöllä on tuhansia vuosia pitkä historia. Hullukaalin ensimmäiset tunnetut käyttötarkoitukset Euroopassa ja Intiassa olivat muun muassa hermosäryn ja ruoansulatuselinten ärsytyksen hoito sekä monipuolinen käyttö rauhoittavana lääkkeenä. Babylonian aikaan kasvilla hoidettiin hammassärkyä, mikä oli yleistä lähes kaikkialla Euroopassa ja Lähi-idässä. Antikolinergisten koisokasvien savun hengittämisen tiedettiin jo 4 000 vuotta sitten avaavan keuhkoputkia, ja ominaisuutta voitiin hyödyntää esimerkiksi astman hoidossa. Antikolinergit ovat vielä nykyäänkin korvaamattomia keuhkoputkien tukkeutumista aiheuttavien sairauksien hoidossa.[3][4]
Antikolinergiset koisokasvit olivat keskiajalla noitajuomien pääainesosa muun muassa tryptamiineja sisältävien rupikonnan nahkojen ohella. Juomat aiheuttivat voimakkaita hallusinaatioita, harhaluuloja sekä tunteen lentämiskyvystä, mistä ovat osin lähtöisin legendat luudalla lentävistä noidista. Myöhäiskeskiajan noitavainojen aikaan kasvien hallussapidosta tai käytöstä saattoi saada tuomion, mikä vähensi myös kasvien käyttöä anestesia-aineina. Potilaat saattoivat kertoa esimerkiksi nukutuksen aikana näkemistään eroottisista unista, mikä osaltaan pahensi lääkärin riskiä joutua leimatuksi noidaksi.[7]
Belladonnauutteita käytettiin Italiassa, lähinnä Venetsiassa, yleisesti kosmeettisissa tarkoituksissa silmäterän laajentajina 1500–1600-luvuilla. Nimen ”belladonna” johti Pietro Andrea Mattioli vuonna 1554 italian kielen sanaparista "bella donna", joka merkitsee kaunista naista. Kasvin tieteellisen nimenAtropa belladonna alkuosa on peräisin kreikkalaisen taruston kohtalottaresta Atropoksesta, joka tarkoittaa torjumatonta. Saksassa oli samoihin aikoihin tapana lisätä hullukaalin siemeniä olueen vaikutusten vahvistamiseksi, mutta tapa kiellettiin myrkytysriskin vuoksi lailla vuonna 1507. Antikolinergien lääkekäyttö oli keskiajan jälkeen vähentynyt Euroopassa, mutta Liettuassa alettiin 1600-luvulla käyttää hullukaalia vapinan hoitoon. Synteettiset antikolinergit ovat nyttemmin korvanneet koisokasvit vapinan ja muiden parkinsonismioireiden hoidossa.[1][3][8][7]
Atropiinin eristäminen
Atropiinin eristi belladonnan lehdistä epäpuhtaassa muodossa ranskalainenkemisti ja farmaseuttiLouis Nicolas Vauquelin vuonna 1809. Saksalainen farmaseutti Rudolph Brandes nimesi kasvista 1819 tai 1820 uuttamansa alkaloidit ”atropiiniksi” ja 1832 hullukaalista eristämänsä ”hyoskyamiiniksi”. Hän kuitenkin myönsi 1833, ettei hänen menetelmällään valmistettu uute vastannut pupilleja laajentavilta vaikutuksiltaan vanhoja belladonnauutteita ja että nimen ”atropiini” käytöstä uutteesta tulisi luopua. Puhtaan atropiinin eristämisessä kuivatusta belladonnan juuresta onnistui farmaseutti Mein vuonna 1831.[3]
Hermosto on hermosoluihin eli neuroneihin ja niiden sähkökemialliseen viestintään perustuva tiedonvälitys- ja säätelyjärjestelmä, joka jakautuu anatomisesti edelleen keskus- ja ääreishermostoon. Hermostossa viestit välittyvät siten, että hermosoluun saapuu sähkökemiallinen impulssi, joka saa solun vapauttamaan tiettyä välittäjäainetta sen ja viereisen hermosolun välitilaan eli synapsiin. Välittäjäaine kiinnittyy sille tarkoitettuun reseptoriin, jolloin reseptori aktivoituu ja viesti pääsee välittymään kohti seuraavaa hermosolua. Välittäjäaineet voivat kiihdyttää, estää tai muulla tavoin mukauttaa reseptorin toimintaa. Viestin välityttyä välittäjäaine joko palaa takaisin hermosoluun, tai jokin entsyymi hajottaa sen.[9]
Asetyylikoliini on tärkeä välittäjäaine kaikkialla hermostossa ja säätelee monia elintoimintoja. Asetyylikoliinireseptoreita on kahta alatyyppiä, nikotiini- ja muskariinireseptoreita. Asetyylikoliini voi kiinnittyä molemman alatyypin reseptoreihin ja kiihdyttää niiden toimintaa. Asetyylikoliinin lisäksi on olemassa suuri määrä aineita, jotka voivat kiinnittyä jommankumman tai molemman alatyypin reseptoreihin ja mukauttaa niiden toimintaa. Asetyylikoliinia hajottava entsyymi on asetyylikoliiniesteraasi.[10][1]
Antikolinergit
Antikolinergit kiinnittyvät jommankumman tai molemman alatyypin asetyylikoliinireseptoreihin ja estävät reseptorien toimintaa, eli toimivat antagonisteina. Useimmat antikolinergit ovat muskariinireseptorin estäjiä.[11] Samaan reseptorialatyyppiin kiinnittyvät antikolinergit eroavat toisistaan lähinnä vaikutusajan ja hajoamisen osalta, sekä siinä, missä elimistön osassa vaikutus on voimakkain. Joillakin on havaittavissa enemmän keskushermostovaikutuksia kuin toisilla veri-aivoesteen tehokkaamman läpäisyn vuoksi. Esimerkiksi skopolamiini läpäisee veri-aivoesteen paremmin kuin atropiini ja aiheuttaa jo terapeuttisina annoksina keskushermosto-oireita. Antikolinergit lamaavat parasympaattisen hermoston vaikutuksia kohde-elimissä, minkä vuoksi niitä kutsuttiin aiemmin nimellä parasympatolyytti.[1][12]
Lääketieteellinen käyttö
Yleistä
Antikolinergejä annetaan käyttötarkoituksesta riippuen paikallisesti esimerkiksi silmätippoina tai joka puolelle elimistöä vaikuttavasti. Antotapa voi olla suun kautta, inhalaationa eli hengitettynä tai lääkelaastarin avulla. Myrkytyksiin ja esimerkiksi nukutuksen esilääkitykseksi niitä voidaan antaa injektiona eli ruiskeena ihon läpi. Eri antikolinergien vaikutukset kohdistuvat eri voimakkuuksilla eri ruumiinosiin; esimerkiksi virtsateiden sairauksiin käytettävä emeproni vaikuttaa lähinnä virtsarakkoon eikä pääse keskushermostoon.[1][13][14]
Lääkkeenä käytettävät antikolinergit ovat synteettisesti valmistettuja tai eräistä kasvilajeista saatuja. Myös kasvialkaloideja läheisesti muistuttavia, synteettisiä antikolinergejä käytetään.[1]
Levodopahoito on usein antikolinergejä tehokkaampaa, ja antikolinergejä käytetäänkin lähinnä lievien parkinsonismioireiden hoitoon, etenkin potilailla, joilla levodopa aiheuttaa erityisen kiusallisia haittavaikutuksia. Amantadiinilla voidaan vahvistaa antikolinergien vaikutuksia. Antikolinergien pitkäaikaiskäyttö saattaa pahentaa taudin tai jonkin toisen neurologisen sairauden oireita, koska tasapaino välittäjäaineiden välillä järkkyy, joten antikolinergejä suositellaan vain väliaikaiseen käyttöön.[17][18]
Antikolinergeillä lääkitään yleensä alle 70-vuotiaita, joilla pääasiallinen oire on vapina. Ilman vapinaa esiintyviin hitauteen, jäykkyyteen ja tasapaino-ongelmiin niitä ei yleensä käytetä. Vanhoilla ihmisillä on suurempi riski sivuvaikutuksiin kuten muistihäiriöihin. Antikolinergit ovat usein hyvä apu kuolaamiseen.[15]
Hengitystiet
Antikolinergit avaavat keuhkoputkia, minkä ansiosta niillä voidaan hoitaa keuhkoahtaumatautia (COPD) sekä astmaa. Belladonnan savun hengittämisen tällainen vaikutus tiedettiin jo 4 000 vuotta sitten. Nykyisin käytetään muun muassa inhaloitavia (hengittämällä käytettäviä) ipratropiumia ja tiotropiumia, joiden vaikutukset kestävät joitakin tunteja.[4]
Astmassa limakalvojen tulehtuminen aiheuttaa asetyylikoliinireseptorien aktivoimisen, mikä saa keuhkoputket supistumaan. Antikolinergit kumoavat kolinergisiä ärsykkeitä, ja niiden lisäksi annetaan sympatomimeettiä (β2-agonisti) rentouttamaan lihaksistoa. Antikolinergit ovat usein hyvä apu, kun yskäoireisto on vaikea. Keuhkoahtaumataudissa kiertäjähermon heijasteilla on suurempi osuus, ja sen hoito onkin inhaloitavien antikolinergien tärkein käyttöalue. Vaikeaan keuhkoahtaumatautiin annetaan lisäksi yhdistelmävalmisteena β2-agonistia, steroidia ja teofylliinia.[4][19]
Sydän ja verenkierto
Antikolinergit vähentävät kiertäjähermon estovaikutusta sydämeen nopeuttaen lyöntitiheyttä. Atropiinia käytetään sydämen harvalyöntisyyden, eli bradykardian hoidossa esimerkiksi sydäninfarktin tai anestesian yhteydessä. Tällöin antikolinergi injisoidaan eli annetaan ruiskeena ihon läpi. Sykkeen nopeutuminen on huomattavinta nuorilla ja hyväkuntoisilla ihmisillä, koska kiertäjähermon tonuksella on vallitsevampi osa sykkeen säätelyssä. Lapsilla ja iäkkäillä vaikutus on vähäisempi.[1]
Verisuonten jänteyteen antikolinergeillä ei ole vaikutusta, koska verisuoniin ei tule kolinergistä hermotusta. Antikolinergit estävät eräiden parasympatomimeettien (muskariinireseptoreidenagonistien) verisuonia laajentavan vaikutuksen, ja antikolinergeillä voidaan hoitaa korkeaa verenpainetta. Antikolinergit lyhentävät sydämessä eteis-kammiojohtumisaikaa, mikä näkyy sydänsähkökäyrässä (EKG) T-aallon madaltumisena ja PR-välin lyhenemisenä.[20][1]
Pupillin laajennuksesta on apua akuutin iriitin, iridosykliitin ja keratiitin hoidossa. Antikolinergi annetaan tällöin silmätippamuodossa. Silmätipat annetaan vuorotellen miootin eli pupillia supistavan lääkkeen kanssa, mikä estää mykiön ja värikalvon väliset adheesiot eli kiinni takertumiset.[22] Pupillin laajennuksesta on apua myös silmänpohjan tutkimisessa, ja sykloplegiasta linssin taittokyvyn tarkassa määrityksessä. Annettaessa lapsille pitkävaikutteisia silmätippa-antikolinergejä on tärkeää estää yhdisteen pääsy nenän kautta verenkiertoon painamalla sisempää luomikulmaa muutama minuutti.[21][1]
Ruoansulatuskanava, virtsatiet ja pahoinvointi
Antikolinergien käyttö ulkustaudin (eräs maha- ja pohjukaissuolihaavoja aiheuttava sairaus[23]) hoidossa on vähentynyt mahahapon eritystä hillitsevien histamiinin H2-reseptorinsalpaajien, sekä helikobakteerin osuuden löytymisen myötä. Glykopyrronia on käytetty ärtyvän paksusuolen oireiden lievitykseen.[1]
Antikolinergit vähentävät virtsatiehyiden jänteyttä ja supistusherkkyyttä. Emepronia, oksibutyniinia ja tolterodiinia käytetään tiheän virtsaamistarpeen ja virtsanpidätyskyvyttömyyden (inkontinenssin) hoitoon, koska niiden vaikutukset kohdistuvat voimakkaimmin virtsarakkoon. Emeproni imeytyy epätäydellisesti maha-suolikanavasta (hyötyosuus 1–10 %) ja ei läpäise veri-aivoestettä. Inkontinenssityypeistä antikolinergejä käytetään yleisimmin pakkoinkontinenssiin, joka voi liittyä esimerkiksi tulehduksiin tai neurologisiin sairauksiin (Parkinsonin tauti, MS-tauti). Sairaudelle on tyypillistä rakkolihaksen supistelu ja pakonomainen virtsaamistarve, ja sen oireet ovat pahimmillaan naisilla vaihdevuosien jälkeen.[1][24]
Refluksitautiin antikolinergeillä on ristiriitaisia vaikutuksia; ne voivat vähentää esiintymistä, mutta samalla pahentaa esiintymiskertojen oireita.[25]
Antikolinergien vaikutus ulottuu paikalliskäyttöä lukuun ottamatta joka puolelle elimistöä. Antikolinergien sivuvaikutuksia ja yliannostuksen aiheuttaman myrkytystilan eli antikolinergisen oireyhtymän tai akuutin antikolinergisen oireyhtymän (engl.acute anticholinergic syndrome[32]) oireita ovat muun muassa koordinaation ongelmat, muisti- ja ajatteluhäiriöt, aistihavaintojen epäselvyys, hallusinaatiot sekä delirium-tila, jota voidaan pitää psykoottisena.[33] Myrkytystila on kumottavissa asetyylikoliinin toimintaa kiihdyttävillä aineilla eli parasympatomimeeteillä. Galantamiinilla on koetilanteissa saatu aikaan hyviä tuloksia keskushermostovaikutusten kumoamisessa.[34][10]Bentsodiatsepiineilla voidaan myös lääkitä myrkytyksen oireita.[35][36][1]
Antikolinerginen oireyhtymä on eräs merkittävimmistä lääkemyrkytysten aiheuttamista toksisista oireyhtymistä. Muita ovat kolinerginen ja adrenerginen oireyhtymä, sekä serotoniinioireyhtymä.[33] Antikolinergit ovat opioidien ja bentsodiatsepiinien ohella merkittävä vanhusten äkillisen delirium-tilan aiheuttaja.[36][1]
Koska hyvin monella lääkkeellä on enemmän tai vähemmän voimakas antikolinerginen vaikutus, ne voivat samanaikaisesti käytettynä aiheuttaa yhteisvaikutuksena antikolinergisen vaikutuksen voimistumista; tällaisia ovat esimerkiksi trisykliset masennuslääkkeet ja osa neurolepteistä. Useiden tällaisten lääkkeiden käyttö yhtäaikaisesti lisää iäkkäiden riskiä edellä mainittuun äkilliseen deliriumiin ja muihin kiusallisiin haittoihin.[37][36]
Jatkuvan käytön on epäilty heikentävän muistitoimintoja ja myös vaikutusta Alzheimerin taudin kehittymiseen on tutkittu. Yhdysvaltalaisten lääketieteen tohtoreiden Jack Tsaon ja Kenneth Heilmaninkliinisissä tutkimuksissa ei havaittu Alzheimer-tapausten määrän kasvua, mutta suorituskyvyn heikkeneminen ensimmäisten muistihäiriöiden ilmettyä oli nopeampaa.[38] Pitkäaikaiskäyttö saattaa pahentaa Parkinsonin taudin tai muun neurologisen sairauden oireita.[17] Pitkäaikaisessa käytössä suun kuivuus lisää kariesriskiä,[1] mutta suun kuivumista voi estää purukumilla.[2] Antikolinergien suuriannoksisen käytön äkillinen lopettaminen voi aiheuttaa ohimenevää kiihtyneisyyttä ja levottomuutta, sekä hikoilua ja muita fyysisiä oireita.[2]
Osa antikolinergeistä erittyy äidinmaitoon ja läpäisee istukan.[1] Atropiinin käytön turvallisuutta raskauden aikana ei ole varmistettu kliinisesti. Imeväisikäiset ovat herkkiä antikolinergien vaikutuksille.[14]
Antikolinergit saattavat aluksi ja etenkin pienillä annoksilla paradoksaalisesti hidastaa sykettä. Tämä saattaa johtua sentraalisten vagustumakkeiden stimulaatiosta, ja osittain presynaptisten M1-reseptorien salpauksesta ja lisääntyneestä asetyylikoliinin vapautumisesta sydänhermoissa.[1]
Ruoansulatus- ja virtsanerityselimistöön kohdistuvia epätoivottuja vaikutuksia ovat virtsaumpi eli virtsaamisvaikeus ja virtsaamisen kivuliaisuus.[39] Virtsaumpi altistaa myös virtsatieinfektioille.[43] Antikolinergit heikentävät suoliston toimintaa ja suolitukos on mahdollinen.[44][1]
Keskushermostovaikutukset
Jotkut antikolinergit vaikuttavat keskushermostoon, ja esimerkiksi skopolamiini aiheuttaa epätoivottuja keskushermostovaikutuksia jo terapeuttisilla annoksilla.[1] Vanhoilla ihmisillä on suurempi riski saada vakavia keskushermostosivuvaikutuksia, koska muskariinireseptoreiden määrä vähenee iän myötä. Siksi yli 65-vuotiailla lääkitys on arvioitava vuosittain. Dementiaa sairastavat ovat erityisen alttiita sivuvaikutuksille.[36] Antikolinergisen oireyhtymän keskushermostovälitteiset oireet muistuttavat melko paljon serotoniinioireyhtymän oireita, mutta oireyhtymät ovat erotettavissa perifeeristen vaikutusten (esimerkiksi pupillien laajentuminen) perusteella. Antikolinergisestä oireyhtymästä kärsivät potilaat ovat yleensä yhteistyökyvyttömiä ja aggressiivisia.[33]
Levottomuus, kiihtyneisyys, hermostuneisuus ja unettomuus ovat tyypillisiä sivu- ja yliannostusoireita.[45] Toisaalta myös uneliaisuus on mahdollinen sivuvaikutus. Ajan- ja paikantaju voi sekaantua tai voimakkaastikin häiriintyä. Äkillisesti ilmeneviä sivuvaikutuksia ovat moninaisten aistiharhojen lisäksi herkkyys äkillisille äänille, sekä lihasnyintä. Antikolinergit voivat vaikuttaa mielialaan monella tavalla: sekä euforia että dysforia ovat mahdollisia vaikutuksia. Muistin ja ajattelun häiriintymistä, keskittymiskyvyttömyyttä, sekä puheen sekavuutta voi esiintyä. Keskushermostovälitteisiä liikkumiseen liittyviä ongelmia ovat vapina sekä ataksia eli tahdonalaisten liikkeiden ongelmat.[38][40][46][47][39] Vakava myrkytys voi aiheuttaa hengityslaman. Pahimmillaan aivotoiminta voi häiriintyä voimakkaasti aiheuttaen potilaalla itsensä hallinnan täyden menetyksen, ja myös kooma ja kuolema ovat mahdollisia, mutta nämä tapaukset ovat kuitenkin todella harvinaisia.[48][47]
Antikolinergiseen deliriumiin kuuluvat monenlaiset näköaistin häiriöt ja hallusinaatiot. Näkökenttä voi olla rajoittunut, tunnelimainen, ja siinä voi esiintyä ”lumisadetta”. Näkökentässä voi esiintyä vääntymistä, heilumista, säännöllisiä muutoksia ja välähdyksiä, sekä erilaisia viivakuvioita. Tyypillisiä hallusinaatioita ovat hyönteiset, ”hämähäkit” ja toistuvasti koetut fraktaalimaiset kuviot. Todellisuudesta poikkeavien, aidon näköisten esineiden, ja jopa olemattomien ihmisten näkeminen on mahdollista.[47][35]
Muiden lääkkeiden antikolinerginen vaikutus
Antikolinerginen vaikutus voi kokonaisuudessaankin esiintyä muuhun tarkoitetun lääkkeen sivuvaikutuksena, jolloin kyseessä ovat lääkkeen antikolinergiset haitat. Muun muassa joillakin antihistamiineilla, trisyklisillä masennuslääkkeillä, antibiooteilla sekä neurolepteillä on epäspesifisiä muskariinireseptoria estäviä vaikutuksia. Antipsykoottinen klotsapiini on voimakkaimpia kliinisessä käytössä olevia muskariiniantagonisteja. Haloperidolilla on neurolepteistä vähäisin antikolinerginen vaikutus, mutta sen käyttöön liittyy monia muita riskejä. Antikolinergisesti vaikuttavia aineita on lääkekäytössä yli 600, joista iäkkäille määrätään kymmeniä.[49][36] Useiden antikolinergisten lääkkeiden käyttö samanaikaisesti aiheuttaa iäkkäillä henkilöillä erityisen kiusallisia vaikutuksia.[2][1][50]
Esiintyminen luonnossa
Monen myrkkykasvilajin myrkyllisyys perustuu juuri antikolinergiseen vaikutukseen ja oireet ovat samanlaiset kuin antikolinergien yliannostuksessa mukaan lukien keskushermosto-oireet. Myrkytysoireet voivat jatkua useita päiviä, ja pahimmillaan myrkytys voi olla tappava. Myrkytystä hoidetaan antamalla lääkehiiltä ja toimittamalla potilas lääkärin hoitoon.[6][51][1][7]
Alla on skopolamiinin biosynteesiä kuvaava kaavio, josta näkyy, millaisten kemiallisten reaktioiden kautta yhdiste muodostuu kasveissa. Kaavioon on merkitty myös kulloiseenkin reaktioon osallistuva entsyymi. Biosynteesi alkaa ornitiinista, joka on aminohappo.
Eri antikolinergejä käyttötarkoituksen mukaan. M tarkoittaa muskariinireseptorin salpaajaa ja Nnikotiinireseptorin salpaajaa. Suluissa valmisteen nimi tai nimet.
↑ abcdPaul Bernard Foley: Beans, roots and leaves. A history of the chemical therapy of Parkinsonism. (s. 55–62) Tectum Verlag, 2003. Teoksen verkkoversio Viitattu 14.8.2011.[vanhentunut linkki]
↑ abcdRoberts, Margaret F. & Wink, Michael: Alkaloids: biochemistry, ecology, and medicinal applications. (s. 20–21) Springer. Teoksen verkkoversio Viitattu 12.8.2011.
↑Koulu, Markku & Tuomisto, Jouko: Farmakologia ja toksikologia. Medicina Oy, 2007. Parkinsonin taudin lääkkeet (PDF) Viitattu 11.8.2011. (Arkistoitu – Internet Archive)
↑Commonly Used Medications Associated With Impaired Physical Function In Older Adults. ScienceDaily, 5.5.2008. Artikkelin verkkoversio. Viitattu 19.4.2011.
↑Koulu, Markku & Tuomisto, Jouko: Farmakologia ja toksikologia. Medicina Oy, 2007. Sienimyrkytykset (PDF) Viitattu 15.7.2011. (Arkistoitu – Internet Archive)
↑Hydromet Syrup United States National Institutes of Health. Viitattu 16.4.2011.
↑Reversal of Central Anticholinergic Syndrome by Galanthamine. The Journal of American Medical Association, 1977. Artikkelin verkkoversio. Viitattu 16.7.2011.
↑ abAnticholinergic visual hallucinosis from atropine eye drops. Canadian Journal of Emergency Medicine, 1999. Artikkelin verkkoversio. Viitattu 16.4.2011. (Arkistoitu – Internet Archive)
↑Koulu, Markku & Tuomisto, Jouko: Farmakologia ja toksikologia. Medicina Oy, 2007. Lääkkeiden yhteisvaikutukset (PDF) Viitattu 13.8.2011. (Arkistoitu – Internet Archive)
↑ abTalan, Jamie: Common Drugs May Cause Cognitive Problems. Neurology Now, 2008. Artikkelin verkkoversio. Viitattu 16.4.2011.