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Verschiedene Studien weisen darauf hin, dass Pferde, die eine adverse Reaktion auf Procainpenicillin zeigen, eine tiefe Aktivität der Plasmaesterase aufweisen. Die verlangsamte Metabolisierung des Procains könnte eine Erklärung für die beobachtete Neuro- und Kardiotoxizität bei den betroffenen Pferden sein.
|Pharmakogenetik: Plasmaesterase-Defekt

|CliniPharm

Wirkstoffdaten

Prävalenz
In einer Studie mit 27 Pferden wurden grosse Aktivitätsunterschiede der Plasmaesterase festgestellt. Diese korrelierten mit einer Überempfindlichkeit auf Procainpenicilline (Tobin 1976b). Eine weitere Studie aus Schweden hat ergeben, dass die Aktivität der Plasmaesterase bei denjenigen Pferden, die in der Vergangenheit bereits eine adverse Reaktion auf Procainpenicillin gezeigt hatten, tiefer war, als bei Pferden, bei denen nie eine Überreaktion beobachtet werden konnte (Olsén 2007a).
Es sind Hinweise auf Rassenunterschiede bekannt, die jedoch bestätigt werden müssen (Tobin 1976c).
Problematische Wirkstoffe
Folgender Wirkstoff kann zu Intoxikationen führen (Olsén 2007a):
Benzylpenicillin ist ein in der equinen Therapie sehr häufig angewendetes Penicillin, das meist in Form eines Procainsalzes intramuskulär verabreicht wird. In früheren Studien wurde bei adversen Reaktionen nach der Anwendung von Procainpencillin eine reine Hypersensitivitätsreaktion auf Pencillin vermutet, neuste Studien zeigen aber einen Zusammenhang zwischen einer verminderten Plasmaesteraseaktivität und dem neuro- und kardiotoxischen Potential des Procains (Olsén 2007a; Tobin 1976b).
Symptomatik
Die ersten klinischen Anzeichen einer Intoxikation mit Procain sind Verhaltens- und Lokomotionsstörungen. Nach einer initialen Schockreaktion (Schwitzen, Straucheln, Tachykardie) folgen zentralnervöse Symptome (Taumeln, Konvulsionen, Kollaps). Anschliessend kommt es in akuten Fällen zu Apnoe, Herzstillstand und schliesslich zum Tod des Tieres (Olsén 2007a).
Kritische Dosis
Studien mit Pferden zeigen, dass nach der i.v. Infusion mit Procain ab einem Plasmaspiegel von 600 ng/ml Erregungserscheinungen auftreten. Ab einem Plasmaspiegel von 1'500 ng/ml Procain zeigten die Pferde ein unkontrollierbares Verhalten zusammen mit der beschriebenen Symptomatik (Tobin 1976b). Die Symptome hielten nach der intravenösen Applikation von Procain 4 Minuten lang an (Tobin 1976a).
Notfalltherapie
Um bei starken Konvulsionen eine rasche Erholung zu gewährleisten, sollten Antikonvulsiva eingesetzt werden, eine adäquate Flüssigkeitstherapie sichergestellt sein und bei Bewusstlosigkeit eine Beatmung eingeleitet werden (Allen 2005).
Mechanismus
Funktion der Plasmaesterase
Die Plasmaesterase ist ein Enzym des Blutkreislaufes, welches die Hydrolyse des Procains im Plasma katalysiert. Durch diese Reaktion entstehen die beiden nicht-toxischen Hauptmetaboliten Diethylaminoethanol und p-Aminobenzoesäure (PABA) (Brodie 1948; Tobin 1976a).
Plasmaesterase-Defizienz
Die mögliche genetische Basis, die der Plasmaesterase-Defizienz zugrunde liegen könnte, ist bislang unbekannt. Die Akkumulation von Procain führt über eine Inhibition spannungsabhängier Natriumkanäle zu neuro- und kardiotoxischen Symptomen. Durch die übermässige Stimulation des limbischen Systems bewirkt es die beschriebenen zentralnervösen Symptome (Tobin 1976b).
Beim Menschen sind Polymorphismen der Gensequenz der Plasmaesterase bekannt. Die Hydroslyse des Procains erfolgt beim Menschen jedoch etwa 10-mal so schnell wie beim Pferd (Brodie 1948). Zusätzlich sind Pferde, verglichen zum Menschen, etwa 20-fach empfindlicher auf die zentralnervösen Effekte des Procains (Tobin 1976b).
Wie bei der beschriebenen Symptomatik aufgeführt wurde, erscheinen die ersten Toxizitätsymptome wenige Minuten nach der Administration des Wirkstoffes. Kritiker führen an, dass diese Zeitspanne zu kurz für die Absorption des Procains im Muskel ist, wodurch die Aktivität der Plasmaesterase von limitierter biologischer Signifikanz wäre. In besagten Studien konnte jedoch festgestellt werden, dass mehrmalige intramuskuläre Injektionen durch die erhöhte Vaskularisierung der Injektionsstelle die Wahrscheinlichkeit einer intravaskulären Injektion steigern. Durch die rasche Verfügbarkeit des Procains nach einer intravaskulären Injektion wird die Kapazität des hydrolytischen Abbaus des Procains durch die Plasmaesterase überschritten, was eine Procaintoxizität auslösen könnte (Olsén 2007a). Wiederholte Injektionen an derselben Stelle sollten demnach vermieden werden (Prescott 2006).