Aus der Frauenklinik des Universitätsklinikums Erlangen- Nürnberg Direktor: Prof. Dr. M. W. Beckmann

Rolle neurotroper und muskulotroper Spasmolytika in der In- vitro Fertilisation (IVF): Untersuchungen am perfundierten Schweineuterus

Inaugural-Dissertation zur Erlangung der Doktorwürde

der Medizinischen Fakultät der

Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

vorgelegt von

Julian Künzel

Naila

Gedruckt mit Erlaubnis der

Medizinischen Fakultät der Friedrich-Alexander-Universität

Erlangen-Nürnberg

Dekan: Prof. Dr. J. Schüttler

Referent: Prof. Dr. R. Dittrich

Korreferent: Prof. Dr. W. Beckmann

Tag der mündlichen Prüfung: 02. Dezember 2009

Widmung

Diese Arbeit ist der Forschung in der Reproduktionsmedizin sowie den unfruchtbaren

Paaren, die sich für eine In- vitro Fertilisation zur Erfüllung Ihres Kinderwunsches

entscheiden, gewidmet.

Inhaltsverzeichnis

1. Zusammenfassung................................................................................................................1

Summary..............................................................................................................................2

2.Einleitung..............................................................................................................................4

2.1. Zielsetzung......................................................................................................................7

3. Material und Methode..........................................................................................................8

3.1. Anatomie und Physiologie des Uterus............................................................................8

3.1.1. Anatomie des menschlichen Uterus...........................................................................8

3.1.2. Physiologie des menschlichen Uterus und hormoneller Regelkreis..........................8

3.1.3. Grundlagen des vegetativen Nervensystems und der Muskelphysiologie................11

3.1.3.1. Vegetatives Nervensystem..................................................................................11

3.1.3.2. Muskelphysiologie..............................................................................................12

3.1.4. Anatomie des Schweineuterus..................................................................................15

3.1.5. Physiologie des Schweineuterus und hormoneller Regelkreis.................................16

3.2. Schweineuterus..............................................................................................................18

3.3. Kanülierung...................................................................................................................19

3.4. Perfusionssystem...........................................................................................................19

3.5. Perfusionsmedium.........................................................................................................20

3.6. Intrauterine Druckmessung............................................................................................21

3.7. Vitalitätsparameter.........................................................................................................23

3.8. Medikamente..................................................................................................................23

3.8.1. Butylscopolamin (Buscopan®).................................................................................25

3.8.2. Belladonnysat® Bürger.............................................................................................25

3.8.3. Denaverin (Spasmalgan®)........................................................................................26

3.8.4. Paverysat® forte N....................................................................................................28

3.8.5. Pethidin (Dolantin®).................................................................................................29

3.8.6. Paveriwern®…………………………………………………………………….....30

3.8.7. Metamizol (Novaminsulfon- ratiopharm® 1)……………………………………...31

3.9. Verarbeitung der Daten und Statistik………………………………………………......32

3.9.1. Verarbeitung der Daten………………………………………………………….....32

3.9.2. Einführung der Software Origin 7.5 Professional……………………………….....33

3.9.3. Kurzanleitung zur Verwendung von Origin 7.5 Professional……………………....33

3.9.4. Statistik……………………………………………………………………………...39

4. Versuchsdurchführung und Ergebnisse………………………………………………….....39

4.1. Versuchsdurchführung……………………………………………………………….......39

4.1.1. Induktion rhythmischer Kontraktionen…………………………………………........39

4.1.2. Applikation der Medikamente……………………………………………………….....40

4.1.3. Dosierung………………………………………………………………………….....40

4.1.3.1. Buscopan®……………………………………………………………………......40

4.1.3.2. Belladonnysat® Bürger……………………………………………………….......40

4.1.3.3. Spasmalgan®………………………………………………………………….......41

4.1.3.4. Paverysat® forte N……………………………………………………………......41

4.1.3.5. Dolantin®………………………………………………………………………....41

4.1.3.6. Paveriwern®…………………………………………………………………........42

4.1.3.7. Novaminsulfon- ratiopharm® 1 ……………………………………………….....42

4.2. Ergebnisse..........................................................................................................................42

5. Diskussion..............................................................................................................................54

6. Literaturverzeichnis................................................................................................................63

7. Abkürzungsverzeichnis..........................................................................................................73

8. Danksagung............................................................................................................................75

9. Lebenslauf..............................................................................................................................76

1

1. Zusammenfassung

Hintergrund und Ziele:

Die Vermeidung iatrogen induzierter uteriner Kontraktionen und Hemmung der

individuell unterschiedlich stark ausgeprägten Grundaktivität der Gebärmutter

während der Prozedur des Embryotransfers in der IVF sind heute unter anderem

bekannte Schlüsselfaktoren für den Erfolg der Keimimplantation bzw. die

Verbesserung der Schwangerschaftsrate. Ziel dieser Studie war es nun den Effekt

verschiedener neuro- und muskulotroper spasmolytischer Medikamente

(Buscopan®, Belladonnysat®, Spasmalgan®, Paverysat®, Dolantin®,

Paveriwern®, Novaminsulfon®) auf spontane bzw. Oxytocin- induzierte

Kontraktionen am isolierten perfundierten Schweineuterus zu untersuchen.

Methoden:

Insgesamt wurden etwa 80 Schweineuteri in etablierter Art und Weise für die

Versuchsreihe präpariert. Mit dem verwendeten Perfusionsmodell ist es über einen

Zeitraum von bis zu 8 Stunden möglich verschiedenste Einflüsse auf die

Uterusfunktionen unter physiologischen Bedingungen zu simulieren. Nach

Initiierung spontaner Uteruskontraktionen wurden die Medikamente in aufsteigender

Dosierung im Bolus appliziert und die Druckänderung mit Hilfe eines intrauterin

platzierten Messsensors digital aufgezeichnet. Anschließend erfolgte eine Computer-

gestützte grafische sowie statistische Auswertung der erhobenen Daten.

Ergebnisse und Beobachtungen:

Vor allem für das muskulotrop relaxierend wirkende Spasmalgan® (Denaverin)

konnten für jede Dosierung und alle ermittelten Parameter signifikante Ergebnisse

(P� 0,05) erzielt werden. Unter Berücksichtigung der Muskelphysiologie lässt sich

2

an Hand dieses Experimentes ein Vorteil der muskulotropen, gegenüber den

neurotropen Spasmolytika bezüglich der Kontraktionshemmung erkennen. Auch die

Versuche mit Dolantin® lieferten Erfolg versprechende Resultate. Für Paverysat®

konnte initial eine Kontraktionszunahme beobachtet werden, was wiederum

interessante Querverbindungen einer möglichen Unterstützung des schnellen

gerichteten Samentransports zulässt.

Klinische Schlussfolgerung:

Unter Berücksichtigung der aktuellen Studienlage, der Physiologie des weiblichen

Menstruationszyklus und der standardisierten Technik des Embryotransfers scheint

im Moment eine Kombination verschiedener Medikamente mit positivem Einfluss

auf die Reduktion der Uterusaktivität die besten Voraussetzungen zu bieten, um die

Gebärmutter optimal auf die Keimimplantation vorzubereiten. Hierbei könnten auch

auf Grund dieser Studie insbesondere Spasmalgan® und Dolantin® eine

entscheidende Rolle zur Verbesserung der Schwangerschaftsrate nach IVF spielen.

Summary

Background and aim:

The aim of this thesis is to avoid iatrogenic induced uterine contractions and the

inhibition of the basal activity of the uterus, which differs individually, during the

procedure of embryo transfer in IVF. The embryo transfer is one of the key- factors

for successful embryo implantation and for the improvement of the resulting rate of

pregnancy. The aim of this study was to investigate the effect of different

neurotropic and musculotropic spasmolytic agents (Buscopan®, Belladonnysat®,

Spasmalgan®, Paverysat®, Dolantin®, Paveriwern®, Novaminsulfon®) on the

spontaneous as well as Oxytocin- induced contractions in perfused isolated swine

uteri.

3

Methods:

Altogether approximately 80 swine uteri were prepared for these experiments in an

established perfusion system. The perfusion model used provides physiological

conditions for at least 8 hours and makes it possible to simulate various influences

on the uterine function. After initiation of spontaneous uterine contractions

increasing dosages of the spasmolytic agents were applied with a bolus injection and

the changes in uterine pressure were recorded with an intrauterine placed tip-

catheter. Afterwards this was followed by a computer- based graphical and statistical

evaluation.

Results and observations:

Particularly with the musculotropic acting relaxants Spasmalgan® (Denaverin) it

was possible to achieve significant results (P� 0, 05) for all dosages and parameters

investigated. Considering the physiology of muscles one can recognize an advantage

of the musculotropic agents compared to neurotropic spasmolytics with reference to

the inhibition of contractions. Also the experiments with Dolantin® showed

promising results. For Paverysat® there was an initial increase of contractions

observed that allows interesting connections to a possible support of the rapid

directed sperm transport.

Conclusion:

Considering the latest studies, the physiology of the female menstrual cycle and the

standard technique of embryo transfer, it seems that at present a combination of

different drugs with a positive ability to reduce uterine contractions provides the best

conditions to prepare the uterus sufficiently for embryo implantation. Especially

Spasmalgan® and Dolantin® could play an important role in improving the

pregnancy- rate after IVF in the future.

4

2. Einleitung

Adäquate uterine Kontraktilität und ein intakter utero- tubaler Transportprozess sind

einerseits für den Transport von Samen und Gameten sowie für eine erfolgreiche

spontane oder assistierte Implantation des Embryos notwendig. Andererseits kann

eine inadäquate Uterusaktivität zu ektoper Schwangerschaft, Abortneigung,

retrograden Blutungen und Endometriose führen (3, 6, 7, 43, 50).

Bulletti et al. entwickelten bereits 1986 ein extrakorporales Perfusionssystem für den

menschlichen Uterus und führten an extirpierten Uteri unterschiedliche in- vitro

Untersuchungen, wie z.B. Hormonbestimmungen im Endo- und Myometrium und

Ableitung elektromechanischer Aktivität der glatten Muskulatur durch. Außerdem

beschäftigten sie sich mit den hormonellen Einflüssen auf die uterine Kontraktilität,

während unterschiedlicher menstrueller Zyklusphasen und konnten 1987 sogar die

erste frühe menschliche Schwangerschaft in einem perfundierten Uterus erzeugen

(4, 8, 9, 10).

Messungen der uterinen Kontraktilität, während verschiedener Phasen des

menstruellen Zyklus, mit Hilfe von nicht- invasivem trans- vaginalem Ultraschall

und intrauteriner Druckmessung, bestärkten die Annahme einer hormonellen

Beeinflussung der Uterusaktivität. In der Follikelphase führen Östrogene zu einer

Zunahme der uterinen Kontraktionen und unterstützen somit auch den gerichteten

Spermientransport. Nach dem Eisprung kommt es in der Lutealphase zu einer

deutlichen, Progesteron- abhängigen, Abnahme der Kontraktionen (4, 28, 29).

Fanchin et al. untersuchten, mittels trans- vaginalem Ultraschall, den

Zusammenhang zwischen Schwangerschaftsrate nach IVF und der Frequenz von

uterinen Kontraktionen. Es zeigte sich eine schrittweise Abnahme der Erfolgsrate

bei steigender Kontraktionsfrequenz (29).

Auf Grund dieser Erkenntnisse wird der Unterdrückung von Uteruskontraktionen

zum Zeitpunkt der Keimimplantation eine entscheidende Rolle, für den Erfolg der

spontanen und artifiziellen Fertilisation, zugeschrieben. Bulletti et al. beschreiben

neuerdings den Einfluss proteolytischer Enzyme bei der Anhaftung und der Invasion

5

des Embryos am Endometrium. Diese Enzyme benötigen zur Aktivierung ebenfalls

ein relaxiertes intrauterines Milieu (6).

Zusammenfassend lässt sich also sagen, dass heute nicht nur die künstliche

Stimulation uteriner Kontraktionen, mit dem Ziel den Spermientransport in der

präovulatorischen Phase zu fördern, sondern auch die Kontraktionsdämpfung,

hinsichtlich der optimalen Vorbereitung für eine Keimimplantation während der

Lutealphase viel versprechende und innovative Möglichkeiten zur Optimierung der

künstlichen Reproduktionsmedizin bieten (28).

Ein ausführliches Schema zu Vorbereitung, hormoneller Stimulation und

Durchführung eines IVF- Zyklus ist zum Beispiel im Internet unter

„www.fertinet.de“ zu finden (31).

In jüngster Zeit konzentriert sich weltweit die Forschungsarbeit in der

Reproduktionsmedizin zunehmend mit der Frage der Optimierung von embryonalem

Transfer und in- vitro Fertilisation (3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 28, 29, 55, 76).

Mansour et al. beschreibt den Embryotransfer als den abschließenden und kritischen

Schritt während der IVF (55). Ungefähr 80 % der Patienten, die sich für eine IVF

entscheiden, erreichen das Stadium des Embryotransfers, jedoch in nur weniger als

20 % der Fälle resultiert eine klinische Schwangerschaft (76). Diese geringe

Schwangerschaftsrate lässt sich auf mehrere Faktoren, wie die Qualität der

transferierten Embryos, der uterinen Empfänglichkeit und letztlich auch der

Transfertechnik selber zurückführen (30, 47, 55, 70, 76). Der embryonale Transfer

wird routinemäßig trans- zervikal durchgeführt. Diese blinde Arbeitstechnik ist

verständlicherweise mit verschiedenen potentiell negativen Faktoren assoziiert, die

zum Misserfolg der IVF führen können. Die Auslösung uteriner Kontraktionen ist

hierbei wohl einer der empfindlichsten Parameter und führt in vielen Fällen zum

unmittelbaren oder verzögerten Ausstoß des implantierten Embryos (28, 29, 55).

Ménézo et al demonstrierten, dass lediglich 45 % der Embryos eine Stunde nach

dem Transfer in der Uterushöhle nachzuweisen waren (58).

6

Um Affektionen der Zervix beim Embryotransfer, die zu einem Anstieg von Oxytocin

und somit zu Uteruskontraktionen führen (25), zu vermeiden, empfiehlt Mansour et al.

die Verwendung weicher flexibler Katheter (55).

Es sollte weiterhin darauf geachtet werden, den Embryo im mittleren Fundusbereich zu

platzieren, da eine Manipulation im Fundusbereich Missempfindungen der Patienten

und somit eine Zunahme der Kontraktionen bedingt (63, 72, 85).

Somit sind die Schlüsselfaktoren zur Optimierung der Transfertechnik die Vermeidung

jeglicher uteriner Kontraktionen, die genaue Untersuchung und Darstellung der

anatomischen Verhältnisse, die Entfernung von zervikalem Schleim und schließlich die

richtige Positionierung des Katheters bei der Abgabe der Embryos (55).

In der Vergangenheit wurden auch verschiedenste pharmakologische

Einflussmöglichkeiten auf die Uterusaktivität geprüft, jedoch mit bisher nicht eindeutig

befriedigenden Ergebnissen.

So wurden Sedativa, wie zum Beispiel Diazepam, verabreicht, um die Ängstlichkeit der

Patienten zu reduzieren und somit eventuell auch die uterine Kontraktilität zu dämpfen

(57). Weiterhin wurden Dolantin und Ritodrine (18) und verschiedene NSAIDS (68)

getestet. Jedoch konnte die Schwangerschaftsrate mit den genannten Medikamenten

nicht signifikant gesteigert werden. Ebenso wenig Erfolg versprechend war der Versuch

den Embryotransfer unter epiduraler Anästhesie (47) und Vollnarkose (32)

durchzuführen.

Shaker et al. überprüften den Effekt von Glyceryltrinitrate, einem Relaxans der glatten

Muskulatur, jedoch konnte auch hier nur eine geringe, nicht signifikante Verbesserung

der Schwangerschaftsrate erzielt werden (76).

Es wurde schon mehrmals nachgewiesen, dass die Verwendung von Schweineuteri im

Perfusionsmodell geeignet ist, um an einer großen Stückzahl von Organen die Wirkung

unterschiedlichster Medikamente unter physiologischen Bedingungen zu untersuchen

und dass die Ergebnisse gut mit humanen Verhältnissen vergleichbar sind (24, 53, 54,

60, 61).

7

Vor allem die jüngsten guten Resultate einer Studie zum Vergleich nahezu aller klinisch

relevanten tokolytischen Medikamente im Perfusionsmodell (Fenoterol, Ritodrin,

Terbutalin, Propofol, Acetylsalicylsäure, Alkohol, Atosiban, Verapamil,

Glyceryltrinitrat), in Bezug auf die Effizienz der Unterdrückung stimulierter

rhythmischer Kontraktionen (54), beeinflussten die im folgenden Abschnitt

beschriebene Zielsetzung dieser Arbeit.

2.1. Zielsetzung

Wie bereits ausführlich beschrieben, hat die Vermeidung uteriner Kontraktionen,

während der Prozedur des Embryotransfers einen entscheidenden positiven Einfluss auf

den Erfolg der IVF und letztendlich auf die Verbesserung der Schwangerschaftsrate.

Jedoch nicht nur die Unterdrückung spontaner Uterusaktivität, sondern auch die

Relaxierung der Muskulatur zur Erleichterung der Katheterisierung, ist hierbei von

Bedeutung.

Das Ziel dieser Studie ist nun einen weitgehend neuen alternativen Ansatz zur

Unterdrückung rhythmischer Uteruskontraktionen zur Verbesserung der

Schwangerschaftsrate nach Embryotransfer zu entwickeln.

Daher sollte nun die Wirkung verschiedener, im pharmazeutischen Handel erhältlicher,

neurotroper- und muskulotroper Spasmolytika im Schweineuteri- Perfusionsmodell

untersucht werden.

Die in der vorliegenden Arbeit getesteten Medikamente wurden unter Berücksichtigung

der aktuellen Studienlage, Wirkmechanismus, Verfügbarkeit, geeigneter

Darreichungsform, klinischer Relevanz und günstigem Nebenwirkungsprofil

ausgewählt.

8

3. Material und Methode

3.1. Anatomie und Physiologie des Uterus

3.1.1. Anatomie des menschlichen Uterus

Der menschliche Uterus ist ein flüssigkeitsgefülltes birnenförmiges und vorwiegend

muskuläres Hohlorgan. Anatomisch unterteilt sich die Gebärmutter in das Corpus uteri,

welches die kranialen 2/3 einnimmt und in die kaudal gelegene Cervix uteri.

Beide Abschnitte gehen an einer Engstelle, dem so genannten Isthmus uteri, ineinander

über. Die Wand ist dreischichtig, bestehend von innen nach außen aus dem

sezernierenden Endometrium (1-8 mm), dem Myometrium (1,5- 2,5 cm) und dem

Perimetrium als peritoneale Verschiebeschicht. Der Uterus einer gebärfähigen Frau

wiegt 80- 120 g. In der Schwangerschaft wird das Gewicht jedoch durch Hypertrophie

und Hyperplasie des Myometriums mehr als verzehnfacht (13, 23).

Die Gebärmutter dient vor allem der Entwicklung und Austreibung des embryonalen

Keimes. Weiterhin verhindert sie weitgehend die Aszension pathologischer Keime und

gewährleistet den Spermientransport. Der Uterus ist im Becken durch einen

bindegewebig- elastischen Halteapparat fixiert, durch den auch die versorgenden

Blutgefässe und Nervenbahnen ziehen. Die Blutversorgung stammt vorwiegend aus der

Arteria uterina, die ein Ast der Arteria iliaca interna ist und im Ligamentum latum zum

Uterus verläuft. Hier anastomosiert sie über einen Ramus ovaricus mit der Arteria

ovarica. Innerhalb des Versorgungsgebietes sowie zur Gegenseite bestehen zahlreiche

Kollateralen. Die vegetative Innervation stammt aus dem Plexus uterovaginalis, der mit

sympathischen Fasern aus dem lumbalen Grenzstrang und parasympathischen Fasern

aus dem sakralen Plexus pudendus gebildet wird (26, 71).

3.1.2. Physiologie des menschlichen Uterus und hormoneller Regelkreis

Das Endometrium der geschlechtsreifen Frau unterliegt ausgeprägten zyklischen

Veränderungen, die durch wechselnde hormonelle Einflüsse verursacht werden.

9

Der Zyklus kann in vier Phasen eingeteilt werden: Proliferations-, Sekretions-,

Ischämie-, und Desquamationsphase.

Der menschliche Zyklus dauert gewöhnlich 28 Tage und beginnt mit der

Desquamationsphase, der so genannten Menstruation, in der die innerste Schicht des

Endometriums, die Lamina functionalis, abgestoßen wird.

Die Proliferationsphase ist durch die Östrogenstimulation geprägt, wodurch es vom

5. bis 14. Tag zu einer Regeneration der Lamina functionalis kommt. Diese Phase endet

zur Zyklusmitte mit dem Follikelsprung. Am 15. Tag geht der Zyklus in die

Sekretionsphase über, in der die Schleimhaut unter dem Einfluss des

Gelbkörperhormons Progesteron auf die Implantation der Blastozyste vorbereitet wird.

Hierbei kommt es zu einer Verdickung des Endometriums auf bis zu 8 mm durch

starkes Längenwachstum der Drüsenschläuche und vermehrte Schleimsekretion.

Bleibt eine Konzeption in dem jeweiligen Zyklus aus, so sinken Östrogen- und

Progesteronspiegel durch Degeneration des Corpus luteum und es kommt zu einer, von

periodischen Kontraktionen begleiteten, ischämischen Abstoßungsreaktion der Lamina

functionalis. Anschließend beginnt der Zyklus erneut (26, 75, 77, 78, 79).

Die übergeordnete Regulation dieses Systems übernehmen Kernareale im

Hypothalamus, die das Gonadotropin- releasing hormon (GnRH) pulsatil alle 70- 90

min freisetzen und in der Hypophyse die Freisetzung des Follikel- stimulierenden

Hormons (FSH) und luteinisierenden Hormons (LH) stimulieren (Abb.1).

Abb.1

10

Übersteigt die pulsatile Freisetzung von FSH und LH einen bestimmten Schwellenwert,

beginnt die Follikelreifung im Ovar. Der reifende Follikel wird von Granulosazellen

ausgekleidet, die FSH- Rezeptoren besitzen und nach FSH- abhängiger Induktion der

Aromatase, das aus den Thekazellen stammende und durch LH- Stimulus synthetisierte

Testosteron zu Östradiol aromatisieren. Östradiol inhibiert über einen „negativen feed-

back“ Mechanismus die Ausschüttung von GnRH aus dem Hypothalamus. Im Rahmen

eines „positiven feed- back“ wird die präovulatorische LH-Freisetzung massiv

stimuliert. Es kommt zum so genannten LH- peak, der die Ovulation und die

nachfolgende Entstehung des Gelbkörpers (Corpus luteum) aus dem rupturierten

Follikel auslöst. Das freigesetzte Östradiol bewirkt eine Proliferation des Endometriums

und eine Sensibilisierung des Myometriums für Oxytocin. Oxytocin ist ein Hormon des

Hypophysenhinterlappens und eines der stärksten Uterotonika. Der Gelbkörper

produziert Progesteron, das die Zahl der Östrogenrezeptoren am Uterus vermindert und

die Sekretion des Endometriums fördert. Außerdem hemmt Progesteron über ein

„negatives feed- back“ die Freisetzung von FSH und LH aus der Hypophyse. Gegen

Ende der Lutealphase bildet sich der Gelbkörper zurück, sofern keine Konzeption

stattgefunden hat. Die Progesteronkonzentration und Östrogenkonzentration sinken, die

FSH und LH Ausschüttung nimmt wieder zu, die Menstruationsblutung setzt ein

(Abb.2) (23, 75, 77, 78).

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27

Tag

FSH

und

LH

in IU

/l

0

20

40

60

80

100

120

140

16017

ß- Ö

stra

diol

in p

g/m

l und

P

roge

ster

on in

ng/

ml

FSH LH 17ß- Östradiol Progesteron

Abb. 2: Zyklus der Frau

11

3.1.3. Grundlagen des vegetativen Nervensystems und der Muskelphysiologie

3.1.3.1. Vegetatives Nervensystem

Bevor vergleichend auf die anatomischen Verhältnisse des Schweineuterus eingegangen

wird, beschäftigt sich der folgende Abschnitt mit der autonomen Innervation und den

elektromechanischen Verhältnissen, die an der glatten Muskulatur des Myometriums zu

periodischen Kontraktionen führen.

Dies erscheint sinnvoll, da sich die Wirkungsweise von muskulo- und neurotropen

Spasmolytika auf genau diese physiologischen Grundsätze begründet.

Ein umfassendes Wissen bezüglich der vegetativen, bzw. autonomen Steuerung der

Uteruskontraktionen ist unumgänglich, wenn man den Ablauf der Geburt und alle damit

verbundenen Risiken sowie Vorgänge, die sowohl für eine erfolgreiche natürliche und

künstliche Befruchtung, als auch für den Embryotransfer in der Reproduktionsmedizin,

verstehen will und eventuell therapeutisch bzw. unterstützend eingreifen möchte.

Das vegetative Nervensystem ist im Allgemeinen für die Regelung der Funktionen

innerer Organe und des Kreislaufs verantwortlich. Man unterscheidet bekannter Weise

den thorako- lumbal organisierten Sympathikus vom kranio- kaudalen Zentrum des

Parasympathikus. Aus den entsprechenden vegetativen Zentren im Rückenmark ziehen

präganglionäre Nervenfasern zur Peripherie, um dann in den zugehörigen Ganglien auf

postganglionäre Fasern umgeschaltet zu werden.

Der Sympathikus wird an den Grenzstrangganglien, an den Hals- und

Bauchganglienplexus, oder an so genannten terminalen Ganglien zunächst cholinerg

(Überträgerstoff: Acetylcholin) umgeschaltet, um anschließend das Endorgan mit den

postganglionären Fasern im Regelfall adrenerg (Überträgerstoff: Noradrenalin) zu

erregen.

Die Ganglien des Parasympathikus liegen in der näheren Umgebung oder sogar

innerhalb des Zielorgans und die synaptische Umschaltung, als auch die Erregung,

erfolgt hier ausschließlich cholinerg.

12

Die meisten Organe werden von beiden Systemen, entweder gegensätzlich (z.B. Herz)

oder synergistisch (z.B. Sexualorgane), gesteuert.

Tetsuro Taneike et al. zeigten jedoch, dass es schichtspezifische Unterschiede der

funktionellen Innervation des Schweinemyometriums gibt. Somit scheint die zirkuläre

Muskelschicht eher cholinerg innerviert zu sein und die longitudinale äußere

Muskelschicht mehr unter dem Einfluss adrenerger Innervation zu stehen (82).

Am Uterus führen G- Protein gekoppelte adrenerge �1- Rezeptoren, nach Aktivierung

durch Noradrenalin, über eine Aktivierung der Phospholipase C zu einem Anstieg der

Second Messenger Inositoltriphosphat (IP3) und Diacylglycerin (DAG). Dies wiederum

erhöht die zytosolische Calciumkonzentration und löst somit Uteruskontraktionen aus.

Im Gegensatz dazu kommt es durch die Bindung von Adrenalin an �2- Adrenozeptoren

über Aktivierung der Adenylatcyclase zur Bildung des Second Messengers cAMP

(zyklisches Adenosinmonophosphat) und durch Senkung des intrazellulären Calciums

zu einer Erschlaffung der Uterusmuskulatur.

Die cholinerge Innervation der Gebärmutter erfolgt durch Acetylcholin vermittelte

Aktivierung muskarinischer M3- Cholinozeptoren, die ebenfalls G- Protein gekoppelt

über einen Calcium- Einstrom zu Kontraktionen führen (42, 44, 75, 77, 78).

3.1.3.2. Muskelphysiologie

Das Myometrium besteht aus glatter Muskulatur vom Single- Unit Typ (Magen, Darm,

Harnblase, Ureter, Uterus), d.h. die glatten Muskelzellen sind hier über intrazelluläre

Membranverbindungen, so genannte Gap junctions zu größeren Funktionsgruppen

zusammengefasst. Die Erregung breitet sich daher von einer Zelle auf benachbarte

Zellen aus. Schrittmacherpotentiale sind in der Lage spontane Erregungen auszulösen,

die durch umgebende nervale Ganglienplexus und zahlreiche Neurotransmitter sowie

Gewebehormone, koordiniert werden.

Da der Tonus der Uterusmuskulatur somit myogen gesteuert ist, sind auch nach

Isolierung und Denervierung spontane Kontraktionen möglich. Auf dieser Tatsache

beruhen die nachfolgenden Untersuchungen mit kontraktions- modulierenden

13

Medikamenten nach Organentnahme und Durchtrennung der vegetativen nervalen

Versorgung.

Hiervon unterscheidet sich die glatte Muskulatur vom Multi- Unit Typ, die bei

weitgehendem Fehlen von Gap junctions, vorwiegend direkt von vegetativen Nerven

erregt wird und somit die Erregung lokalisiert bleibt (z.B. Arteriolen, Samenleiter, Iris,

Ziliarkörper).

Der Grundprozess der Kontraktion ist ein zyklisches Anlagern und Lösen

(Filamentgleiten) von Querbrücken zwischen den beiden Myofilamenten Actin und

Myosin, wobei unter ATP- Verbrauch Kraft erzeugt wird.

Im glatten Muskel ist zur Auslösung einer Kontraktion neben dem Anstieg des

intrazellulären Calciums, die Bildung eines Calcium- Calmodulin Komplexes nötig, der

sich wiederum im Anschluss unter ATP- Spaltung an das Aktin blockierende Protein

Caldesmon anlagert und somit die Bindungsstelle für das ebenfalls phosphorylierte

Myosin freigibt.

Die Zahl der am Kontraktionsprozess beteiligten Querbrücken hängt von der

Ruhedehnung des Muskels und von der sarkoplasmatischen Calciumkonzentration ab.

In der Wand von Hohlorganen verbessert eine zunehmende Wanddehnung zunächst die

Arbeitsbedingungen der glatten Muskulatur, jedoch erhöht eine Radiuszunahme die

Wandspannung und es muss für die gleiche Druckentwicklung mehr Kraft erzeugt

werden.

Der glatte Muskel reguliert den transmembranösen Calciumeinstrom über

Aktionspotentiale, durch graduelle Membrandepolarisationen oder über

Neurotransmitter. Diese Transmitter und Gewebehormone sind am Uterus vor allem

Acetylcholin, Noradrenalin, Östrogene, Progesteron, Prostaglandine und Oxytocin

(75, 77, 78).

Es liegen bereits mehrere Studien zur Untersuchung der Rezeptorausstattung an der

Uterusmuskulatur und den dort agonistisch, wie antagonistisch, wirkenden Mediatoren

vor (40, 44, 52, 54, 69).

Somit beruht der tokolytische Effekt der �2- Sympathikomimetika (z.B. Fenoterol) auf

dem Vorhandensein von Adrenalin stimulierten �2- Adrenozeptoren, die zu einer

Senkung des intrazellulären Calciums und somit zu einer Muskelrelaxation führen.

14

Das Hypophysenhinterlappenhormon Oxytocin führt dosis- und zyklusabhängig zu

rhythmischen Uteruskontraktionen und ist somit wesentlich an den physiologischen

Vorgängen während der Geburt beteiligt (2, 6, 11, 12, 14, 15, 21, 24, 25, 28, 40, 54, 56,

62, 69, 73).

Oxytocin scheint außerdem eine entscheidende Rolle in der Entstehung vorzeitiger

Wehentätigkeit zu spielen. Da die Frühgeburtlichkeit immer noch eines der größten

Probleme der Geburtsmedizin darstellt, untersuchten unter anderem Reinheimer et al.

den tokolytischen Effekt verschiedener Oxytocin- Rezeptor Antagonisten (z.B.

Atosiban, Barusiban). Die Ergebnisse zeigen, dass diese vergleichsweise neuen

Medikamente eine potentiell gut wirksame Alternative zu den häufig mit

Nebenwirkungen behafteten �2- Sympathikomimetika darstellen (69).

NSAIDS, wie z.B. Indomethacin, Rofecoxib, Acetylsalicylsäure, zur Unterdrückung der

Prostaglandin induzierten Uteruskontraktionen, zeigten ebenfalls eine effektive

tokolytische Wirkung. Auf Grund der nicht unwesentlichen Nebenwirkungen

(Oligohydramnion, Thrombozytenaggregationshemmung, vorzeitiger Verschluss des

Ductus Botalli und Nephrotoxizität), sollte hier eine strenge Indikationsstellung

beachtet werden (54). Zukünftig könnten neuartige Prostaglandin- Antagonisten eine

Alternative zu den NSAIDS darstellen.

Eine Kontraktion des glatten Muskels ist in calciumfreiem Medium nur kurzfristig, auf

Grund der geringen intrazellulären Calciumspeicher im sarkoplasmatischen Retikulum

und den Mitochondrien, möglich. Denn bei diesem Muskeltyp steht der

transmembranöse Calciumtransport ganz im Vordergrund.

Man unterscheidet im glatten Muskel potentialgesteuerte und rezeptorgesteuerte

Calciumkanäle in der Zellmembran. Wie bereits oben erwähnt handelt es sich bei der

Uterusmuskulatur um glatte Muskulatur vom Single- Unit Typ, deren peristaltisch

koordinierte Spontantätigkeit vornehmlich über einen potentialgesteuerten

Calciumeinstrom (voltage operating channels) ausgelöst wird. Dieses Phänomen

bezeichnet man auch als elektromechanische Kopplung.

Bei der Muskelrelaxation werden die Calcium- Ionen mittels hochwirksamer Pumpen in

die intrazellulären Calciumspeicher oder in den Extrazellularraum zurückbefördert

(42, 75, 77, 78).

15

Kontraktilität und Durchblutung des Uterus stehen in engem Zusammenhang mit der

hormonellen Situation und variieren, je nach Einwirkung von Östrogenen, Gestagenen

und Mediatoren des adrenergen und parasympathischen Systems. Die stärksten

Kontraktionen (Amplitude bis 90 mmHg/ Frequenz 0,7 pro Minute) des nicht- graviden

Uterus finden sich während der Menstruation. In der Follikelphase nimmt die Frequenz

(2-4 pro Minute) bei abnehmender Amplitude (bis 20 mmHg) zu und in der Lutealphase

bleibt die Frequenz unverändert, jedoch sinkt die Amplitude unter 10 mmHg (26).

Somit wird deutlich, dass der weibliche Menstruationsprozess, der Samen- und

Gametentransport, sowie die Implantation der Blastozyste, ganz entscheidend von den

adäquaten Steuervorgängen der uterinen Kontraktilität abhängig sind. Andererseits

können Störungen zu Spontanaborten, Endometriose, ektopen Schwangerschaften und

Dysmenorrhoen führen (3, 5, 6, 7, 43, 50).

Grundsätzlich entsprechen die physiologischen und biochemischen Vorgänge beim

Schwein, die zur Kontraktion der Uterusmuskulatur führen, denen beim Menschen

(siehe oben).

3.1.4. Anatomie des Schweineuterus

Der Uteruskörper (Corpus uteri) ist kurz, steht über die beiden Uterushörner (Cornua

uteri) mit den paarigen Eileitern strukturell und funktionell in Verbindung und wird

durch den Gebärmutterhals (Cervix uteri) von der Vagina getrennt. Die langen Hörner

beschreiben Windungen ähnlich dem Dünndarm und gehen in die ca. 30 cm langen

Eileiter (Tuba uterina) über. Die Ovarien sind ca. 5 cm lang, rundlich, unregelmäßig

höckerig und durch die vielen vorspringenden Follikel brombeerartig geformt. Die

Wand der Gebärmutter gliedert sich anatomisch von Innen nach Außen in eine:

1) Tunica mucosa (Endometrium)

Lamina propria mucosae

2) Tunica muscularis (Myometrium)

3) Tunica subserosa

4) Tunica serosa

16

Endometrium:

Die Gebärmutterschleimhaut setzt sich aus einem einschichtigem bis mehrschichtigem

und hochprismatischem Epithel und der drüsenreichen Lamina propria mucosae

zusammen. Die Zellen tragen zeitweise Kinozilien und Microvilli.

Die sekretorische Aktivität der ekkrinen Drüsen unterliegt auch zyklusabhängigen

Hormonveränderungen.

Myometrium:

Die Tunica muscularis besteht aus glatten Muskelfaserbündeln, die in den

Uterushörnern und im Uteruskörper zirkulär (Stratum musculare circulare) angeordnet

sind. Zusätzlich sind in äußeren Schichten modifizierte Fibroblasten ausgebildet, die als

kontraktile Myofibroblasten die glatten Muskelzellen unterstützen. Dieser zirkulären

Muskelschicht liegt außen eine ausgeprägte Gefäß- und Nervenschicht auf, von der aus

das Endometrium versorgt wird.

Perimetrium:

An das Myometrium schließt sich nach außen eine glatte Muskelschicht, mit

longitudinalem Faserverlauf (Stratum musculare longitudinale) an, welche beidseitig

ins Ligamentum latum uteri einstrahlt und sich kaudal in die Zervixmuskulatur fortsetzt

(66, 74).

3.1.5. Physiologie des Schweineuterus und hormoneller Regelkreis

Durch die Ausschüttung gonadotroper Hormone aus der Hypophyse, dem Follikel-

stimulierenden Hormon (FSH), dem luteinisierenden Hormon (LH) und Prolaktin, wird

der Zyklus des Tieres reguliert und gesteuert. Insgesamt dauert der Zyklus bei der Sau

20 – 21 Tage (61, 66, 74).

Wie beim Menschen stimuliert FSH die Ovarfollikel und LH die Stromazellen der

Theka follikularis Androgene (Androstendione, Testosteron) zu bilden, welche

17

nachfolgend von den Granulosazellen zu Östrogenen aromatisiert werden. Außerdem

löst der LH- peak die Ovulation aus. Prolaktin hingegen steuert die Produktion von

Progesteron im Corpus luteum. Über Prostaglandin E2 besteht ein

Rückkopplungsmechanismus, der die Abgabe gonadotroper Hormone aus der

Adenohypophyse reguliert.

Man unterscheidet beim Tier den Proöstrus (Vorbrunst), den Östrus (Brunst), den

Metöstrus (Nachbrunst) und den Disöstrus (Zwischenbrunst). Unter klinischen

Gesichtspunkten fasst man neuerdings Metöstrus, Disöstrus und Proöstrus als

Interöstrus zusammen und stellt es dem Östrus gegenüber.

Die Zahl der Follikel, die während eines Zyklus der Sau heranreifen variiert von 8 bis

20 (45).

Im Proöstrus wachsen unter Östrogeneinfluss die Follikel heran und die Proliferation

des Endometriums beginnt. Im Östrus reifen die Follikel aus und der Östrogenspiegel

erreicht vor der Ovulation sein Maximum. Die Schleimhaut baut sich zum

Sekretionsepithel auf. Der Zeitpunkt des Eisprungs variiert von Tier zu Tier zwischen

dem Ende des Östrus und unterschiedlichen Zeiten des Metöstrus.

Während des Metöstrus baut sich das Corpus haemorrhagicum zum Corpus luteum um,

womit auch die Synthese von Progesteron einsetzt.

Der Disöstrus stellt sozusagen die Phase der Hochblüte des Gelbkörpers dar und bildet

sich unter dem Einfluss von Prostaglandin F2a aus der Uterusschleimhaut zurück.

Gleichzeitig kommt es, vermittelt durch Progesteron, zu maximaler Sekretabgabe, die

bei einer eintretenden Trächtigkeit aufrechterhalten wird. Bleibt eine Nidation aus,

verringert sich in der Involutionsphase kontinuierlich die Sekretabgabe, die Dichte der

Vaskularisation nimmt ab und die Schlauchdrüsen bilden sich zurück (Abb.3) (66).

18

0

2

4

6

8

10

12

14

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

Tag (hier: Tag 12=Ovulation)

FSH

und

LH

in IE

/l

0

10

20

30

40

50

60

70

17ß-

Öst

radi

ol u

nd

Pro

gest

eron

in p

g/m

l

LH FSH 17ß- Östradiol Progesteron

Abb.3: Zyklus der Sau

Zwischen Mensch und Schwein ergeben sich zwar Unterschiede in Anatomie und

Physiologie des Uterus, dennoch sind die Organe im makroskopischen wie im

mikroskopischen Aufbau durchaus vergleichbar (80). Auch die Systematik der

Funktionen der endokrinologischen Regelkreise und der oben ausführlich

beschriebenen Muskelphysiologie ist ähnlich und erlaubt daher direkte Vergleiche.

3.2. Schweineuterus

Die verwendeten Schweineuteri wurden jeden Morgen unmittelbar nach der

Schlachtung der Tiere, dank hervorragender Kooperation mit dem lokalen Erlanger

Schlachthof, persönlich abgeholt. Die Organe stammen alle von 5 bis 18 Monate alten

gesunden Schweinen. Anschließend wurden ca. 80 Uteri nach Größe, Gewicht,

Allgemeinzustand und Kanülierbarkeit der Arteriae uterinae für die Versuche

ausgewählt.

Das mittlere Gewicht lag bei 120 g (73 g- 193 g). Die Schweineuteri werden, nachdem

das Tier durch Elektroschock (1,5 A, 400 V, 4 s) von professionell ausgebildetem

Personal getötet wurde, relativ einfach, innerhalb von zwei Minuten, vom Rest des

Tierkörpers herausgelöst (60, 61).

19

3.3. Kanülierung

Die geeigneten Uteri wurden in jeweils gleicher Weise für die Kanülierung präpariert,

indem mit Skalpell, anatomischer sowie chirurgischer Pinzette die Arteria uterina

beidseits im Ligamentum latum uteri von umgebendem Bindegewebe bis auf die

Adventitia befreit wurde. Anschließend wurden die Arterien mit Abbocaths der Größe

16 G kanüliert und mit Fäden der Sorte Vicryl 3-0 (Fa. ETHICON Johnson & Johnson

Int., Brüssel) durch Knoten fixiert. Nach geglückter Kanülierung wurde die richte Lage

des Abbocaths und die Durchgängigkeit des uterinen Gefäßsystems durch beidseitige

Spülung mit 5 ml Kochsalzlösung (NaCl 0,9 %) überprüft. Zusätzlich wurden die

Tuben und der, das Ovar umgebende, Gefäßplexus abgebunden, damit die

Perfusionslösung nicht entweichen konnte und so ein uteriner Perfusionsdruck

aufgebaut werden konnte. Außerdem sollten somit, eventuell die Versuchsergebnisse

störende hormonelle Einflüsse, durch Östrogene und Gestagene der Ovarien, minimiert

werden.

3.4. Perfusionssystem

Nach der Kanülierung wurden die zur Perfusion vorbereiteten Organe in ein

temperiertes Organbad gelegt. Das Organbad besteht anfangs aus einem Liter Krebs-

Ringer Pufferlösung und die Temperatur wird mittels konstanter Messung, während des

gesamten Versuchs zwischen 36,5 und 37,5 Grad Celsius eingestellt

(Temperaturmesssonde, Raumedic, Fa. Rehau AG & Co., Germany).

Anschließend werden die Abbocaths über ein Silikonschlauchsystem mit dem

Perfusionsmedium (Krebs- Ringer- Bikarbonat- Glukose Pufferlösung) verbunden,

welches bei einer konstanten Flussrate von ca. 15 ml/min über eine Rollenpumpe (Fa.

Heidolph, Germany) in den Uterus befördert wurde. Dieses Nährmedium wird in einem

beheizten Wasserbad vorgeheizt und mit Carbongas (95% O2, 5% CO2, Fa. Linde,

Frankfurt) oxygeniert (siehe Abb. 4).

20

3.5. Perfusionsmedium

Auf Grund der großen Menge an benötigtem Nährmedium wurde auch aus

Kostengründen, die Krebs- Ringer- Bikarbonat- Glukose Pufferlösung aus folgenden

Komponenten, nach Anleitung der Firma Sigma- Aldrich, Steinheim, selbst hergestellt.

Menge an benötigten Substanzen für eine 10fach konzentrierte Lösung:

MgCl2: 0,5 g

KCL: 3,4 g

NaCl: 70,0 g

Na2HPO4 : 1,0 g

NaH2PO4 * H2O: 1,8 g

Glukose * H2O: 19,8 g

NaHCO3: 12,6 g

CaCl * 2 H2O: 0,5 g

Die Substanzen wurden dann in einem Liter destilliertem Wasser gelöst und zusätzlich

in einem gewärmten Schwenkbad gut durchmischt.

Um schließlich 1 Liter einfach konzentrierte Lösung zu erhalten, wurden jeweils 100 ml

Konzentrat mit 900 ml destilliertem Wasser verdünnt.

21

Abb. 4

3.6. Intrauterine Druckmessung

Der intrauterine Druck (IUP) wurde mit Hilfe eines Doppelchip- Microkatheter (Urobar

8 DS-F, Raumedic, Fa. Rehau AG & Co., Rehau, Germany) aufgezeichnet (siehe Abb.

5). Die Messsensoren sind im Abstand von 8 cm im Katheter integriert, so dass nach

behutsamem Einführen der distale Sensor im Corpus uteri und der proximale Sensor

entsprechend der Biegung des Katheters im Isthmus uteri spannungsfrei zu liegen kam

(siehe Abb. 4). Anschließend wurde der Druckkatheter mittels Einzelknopfnaht bei ca.

11 cm fixiert, um ein heraus gleiten während der Messung zu verhindern.

Danach wurde der Druckkatheter über ein Verbindungskabel mit dem zugehörigen

Monitorgerät (Datalogger, MPR1, Raumedic, Fa. Rehau AG & Co., Rehau, Germany)

verbunden (siehe Abb. 6).

Der Datalogger ermöglichte eine zeitgleiche getrennte Aufzeichnung der

Druckänderungen an beiden Messpunkten (ICP1, ICP2), eine kontinuierliche

Temperaturmessung sowie, mittels eines im klinischen Bereich eingesetzten ZVD-

Messmoduls, ein Monitoring der Druckverhältnisse im Gefäß- und Schlauchsystem.

22

Abb. 5

.

Abb. 6

23

Bevor nun mit der Perfusion des Organs und der Aufzeichnung begonnen werden

konnte, wurden die Messpunkte ICP 1 und ICP 2 sowie die ins Schlauchsystem

zwischengeschaltete ZVD- Messung noch auf 0 mmHg geeicht.

Der Datalogger stand während der gesamten Messung über ein USB- Kabel mit einem

PC in Verbindung, so dass der Versuchsablauf mit Hilfe der zugehörigen Software

(Datalogg, Raumedic, Fa. Rehau AG & Co., Rehau, Germany) auch grafisch

mitverfolgt sowie im Anschluss gespeichert und ausgewertet werden konnte.

3.7. Vitalitätsparameter

Bei 5 Organen wurde zu Beginn der Versuchsreihe im 1 Stunden Intervall über

insgesamt 4 Stunden eine Vitalitätsparameterbestimmung durchgeführt, um die

Lebensfähigkeit des Gewebes und damit die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse

sicherzustellen.

Aus venöser Abtropfflüssigkeit wurden pH, pO2, HCO3 und Laktat analysiert.

In früheren Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass unter optimalen

Versuchsbedingungen, die Vitalitätsparameter für bis zu 8 Stunden im physiologischen

Bereich gehalten werden konnten (24, 53, 54, 60, 61).

Auch hier konnte man auf Grund gemessener konstanter physiologischer Säure- Base

Verhältnisse und Vitalitätsparameter von optimalen Versuchsbedingungen ausgehen

(siehe unten).

3.8. Medikamente

Wie bereits in der Einleitung beschrieben sollte die Wirkung einer Auswahl klinisch

relevanter pflanzlicher sowie synthetischer Spasmolytika, auf die rhythmisch

periodischen Kontraktionen der Uterusmuskulatur, untersucht werden.

Die Medikamente wurden aus der aktuellen Auflage der „Roten Liste (2007)“

ausgewählt, wobei auf eine flüssige Darreichungsform (Tropfen, Ampullen) geachtet

wurde, und in der Apotheke der Universitätsklinik Erlangen- Nürnberg erworben.

24

Der Wirkmechanismus neurotroper Spasmolytika ist im Allgemeinen

parasympatholytisch bzw. anticholinerg. Das heißt es handelt sich um Substanzen, die

durch kompetitive Hemmung der M- Cholinozeptoren die Wirkung von

Parasympathomimetika (Acetylcholin, Carbachol, Pilocarpin) antagonisieren.

Die Wirkung eines Parasympatholytikums ist jedoch entscheidend vom Vagotonus, also

bei gleichzeitigem Vorhandensein parasympathischer Innervation oder endogenem

Acetylcholin, abhängig.

Zu den lokalen und systemischen Haupteffekten der Anticholinergika zählen Mydriasis,

Bronchodilatation, Zunahme der Herzfrequenz, Abnahme der Peristaltik des Magen-

Darm Traktes, Lösung von Spasmen der glatten Muskulatur und Tonusabnahme der

Harnblase. Weiterhin werden einige Vertreter auch zur Behandlung des M. Parkinson

eingesetzt (Akineton®).

Der Hauptvertreter der Parasympatholytika ist Atropin, das Hauptalkaloid der Pflanze

Atropa belladonna (Tollkirsche).

Auf Grund der erheblichen Nebenwirkungen von Atropin ist die Anwendung v. a. auf

die Behandlung bradykarder Herzrhythmusstörungen (in der Reanimation bei

Asystolie), zur Prämedikation in der Anästhesie und als Antidot bei einer

Alkylphosphatvergiftung (E605) beschränkt (42).

Damit sind die Hauptindikationen für den Gebrauch von Anticholinergika in der

klinischen Medizin die Therapie bradykarder Herzrhythmusstörungen, der Einsatz als

Prämedikation in der Anästhesie zum Schutz vor reflektorischer Bradykardie/ Asystolie

sowie reflektorischem Broncho- und Laryngospasmus während der Intubation und

Beatmung, die notfallmäßige Behandlung einer Alkylphosphat- Intoxikation, die

Herstellung einer Mydriasis in der Ophthalmologie zur vollständigen Untersuchung des

Augenhintergrundes und die Minderung vagaler Nebenwirkungen anderer Pharmaka.

Zu den weiter gefassten Indikationen gehören der Einsatz bestimmter Anticholinergika

bei Spasmen der glatten Muskulatur des Verdauungstraktes sowie der Gallen- und

Harnwege (Butylscopolamin), die Behandlung obstruktiver Atemwegserkrankungen

(Ipratropiumbromid inhalativ) und Therapie von Magen- Darm Ulzera bei

Hyperazidität (Pirenzepin) sowie Biperiden bei Parkinsonismus.

25

Es ist zu beachten, dass es für den Einsatz von parasympatholytischen Medikamenten

beim Menschen streng einzuhaltende Kontraindikationen gibt, wie zum Beispiel eine

Glaukomerkrankung, eine Prostatahypertrophie, bekannte Stenosen im Magen- Darm

Trakt, akute Tachykardie oder Tachyarhythmie und eine ausgeprägte Hyperthyreose

(42).

3.8.1. Butylscopolamin (Buscopan®)

Für den Versuch wurde daher Butylscopolamin (Buscopan®), als Medikament der

ersten Wahl bei Spasmen des Magen- Darm Trakts, der Gallenwege, der ableitenden

Harnwege und des weiblichen Genitaltrakts verwendet. Außerdem ist Buscopan® ein in

der Geburtshilfe häufig eingesetztes Medikament. Indiziert ist Buscopan® daher auch

zur Erleichterung von endoskopischen Untersuchungen, wie zum Beispiel der

Gastroskopie oder Koloskopie (42).

3.8.2. Belladonnysat® Bürger

Belladonnysat® Bürger (Presssaft aus frischen Belladonnablättern) wurde als

pflanzlicher Vertreter der anticholinerg wirkenden Spasmolytika untersucht. Die

Anwendungs- und Indikationsgebiete von Belladonnysat® Bürger umfassen gemäß

einer Monographie (59) und laut Herstellerangaben (37) auf der Basis klinischer

Erfahrungen Spasmen und kolikartige Schmerzen im Bereich des

Gastrointestinaltraktes, der Gallenwege, der Harnwege, der Bronchialmuskulatur sowie

der weiblichen Genitalorgane (Dysmenorrhoe).

Die Wirksamkeit von Belladonnysat® beruht hauptsächlich auf dem Gehalt an

L- Hyoscyamin und L- Scopolamin.

Das Atropin- artige Hauptalkaloid L- Hyoscyamin beeinflusst besonders die

Drüsentätigkeit und die glatte Muskulatur. Es reduziert die Speichel- und

Schweißsekretion sowie die Schleimsekretion des Verdauungstraktes. Es vermindert

den Tonus und die Motilität des Magen- Darm- Kanals, der Gallenwege, der Harnwege,

der weiblichen Genitalorgane und der Bronchialmuskulatur.

26

Daraus resultiert eben auch eine spasmolytische und schmerzlindernde

Wirkkomponente (37).

3.8.3. Denaverin (Spasmalgan®)

Auf Grund der Tatsache, dass die uterine Aktivität wie beschrieben von diversen

Einflüssen abhängig ist, war ein Ziel dieser Arbeit eine Medikamentengruppe zu

untersuchen, die an der glatten Uterusmuskulatur einen direkt relaxierenden Effekt

aufweist.

Somit viel die Wahl auch auf vorwiegend myotrop wirkende Spasmolytika.

Der Hauptvertreter dieser Substanzen ist Papaverin.

IUPAC-Name: 6,7-Dimethoxy-1- (3,4-dimethoxybenzyl)isochinolin

(86)

Papaverin ist zu einem Prozent in Rohopium enthalten, besitzt jedoch nicht die

Nebenwirkungen von Morphin.

Der Wirkmechanismus myotroper Spasmolytika ist laut aktueller Studienlage noch

nicht völlig geklärt. Einige Studien zeigen, dass der relaxierende, bzw. regulierende

Effekt an der glatten visceralen Muskulatur hauptsächlich auf einer Hemmung der

transmembranösen Calciumaufnahme depolarisierter Muskelzellen beruht, was

wiederum scheinbar auf eine Blockade chemosensibler und langsamer

potentialgesteuerter Calciumkanäle der Zellmembran zurückzuführen ist. Außerdem

wird Papaverin eine hemmende Wirkung auf Calciumtransporter, die für die

Aufrechterhaltung des Muskeltonus verantwortlich sind, zugeschrieben.

27

Des Weiteren beschleunigt Papaverin die Relaxierungsphase nach Spontankontraktion

(33, 34, 64, 81).

Da es nicht ohne weiteres möglich war den Wirkstoff Papaverin im Handel zu

erwerben, wurde das Papaverin- artige Derivat Denaverin (Spasmalgan®) für die

folgenden Versuche verwendet.

Denaverin ist ein Spasmoanalgetikum und hat sowohl neurotrope, als auch

insbesondere direkt myotrope Eigenschaften.

Die Studienlage bezüglich dieses Medikaments ist jedoch so lückenhaft, dass man zur

Beschreibung von Wirkmechanismus und Effektivität der Muskelrelaxation, auf

Rociverin, einem dem Denaverin verwandten Vertreter, zurückgreifen muss.

Die antimuskarinerge Aktivität ist schwächer, als die von Atropin und

Butylscopolamin, wobei die direkt Muskel relaxierende Potenz mit der Wirkung von

Papaverin nahezu gleichzusetzen ist. Dieses balancierte Verhältnis zwischen

neurotropen und myotropen Eigenschaften verdeutlicht, dass der krampflösende Effekt

das Ergebnis beider Komponenten ist. Besonderes interessant ist es daher den

kontraktions- hemmenden Effekt dieser Substanzen an visceraler glatter Muskulatur zu

beobachten, die wie der Uterus nur unter einem geringen Einfluss cholinerger

Innervation steht. Der myotrope Wirkmechanismus entspricht im Wesentlichen dem des

Papaverin, wobei eine mögliche Interaktion mit der Phosphodiesterase ausgeschlossen

werden kann. Dies erklärt vielleicht die vernachlässigbare Wirkung an der glatten

Gefäßmuskulatur (16, 17, 84). Laut Herstellerangaben sind die Anwendungsgebiete von

Spasmalgan® Nephrolithiasis mit Nieren- und Harnleiterkoliken, Blasentenesmen,

Magen- Darm Koliken sowie Gallenkoliken. Außerdem zu erwähnen ist der Einsatz zur

Behandlung postoperativer Schmerzen insbesondere nach urologischen und

gynäkologischen Eingriffen, der Dysmenorrhoe und migränoider Kopfschmerzen.

Spasmalgan® wird auch in der Geburtshilfe zur Geburtserleichterung und zur

Behandlung einer Lochiometra eingesetzt (35).

28

3.8.4. Paverysat® forte N

Als pflanzlicher Vertreter der muskulotropen Spasmolytika wurde die ebenfalls

Papaverin- artige, krampflösende Wirkung von Paverysat® forte N untersucht.

Paverysat® besteht aus einem Extrakt des Schöllkrauts.

Laut Herstellerangaben enthält Schöllkraut (Chelidonium majus) mehr als 20 Alkaloide,

die sich u. a. aus Coptisin, Chelidonium, Berberin, Chelerythrin und Sanguinarin

zusammensetzen. Das Hauptalkaloid in der Krautdroge ist entgegen üblicher

Gehaltsangaben nicht Chelidonium, sondern Coptisin (37).

Chelidonium und Coptisin wirken ähnlich wie Papaverin spasmolytisch mit direktem

Angriff an der glatten Muskulatur und besitzen durch Herabsetzung des Tonus der

Sphinkter leicht analgetische und darüber hinaus zentral- sedierende Wirkungen. Diese

Alkaloide wirken mild beruhigend und entspannen die glatte Muskulatur des Magen-

Darm- Traktes, der Bronchien und anderer Organe.

Hiervon ist auf Nachfrage, laut zusätzlicher schriftlicher Information seitens des

Herstellers, die Uterusmuskulatur ausgenommen, da hier Kontraktionen verursacht

werden sollen.

Betrachtet man anschließend die Ergebnisse dieser Studie im Detail, lässt sich diese

Feststellung interessanter Weise nur teilweise nachvollziehen und kann keineswegs

verallgemeinernd angenommen werden (siehe unten). Mit Paverysat® können somit

krampfartige Beschwerden im Gastrointestinaltrakt einschließlich der Gallenwege und

Gallenblase behandelt werden. Es öffnet die entzündliche und verkrampfte Gallenblase

und erweitert die Gallenwege. Ein krankhaft gesteigerter Abfluss von Gallenflüssigkeit

wird reduziert und die Magensaftsekretion gefördert. Es wird empfohlen Paverysat®

forte Bürger mit anderen choleretisch wirkenden Drogen bei dyspeptischen

Beschwerden, die mit Störungen der Gallenblasenfunktion und mangelnder

Fettverdauung zusammenhängen, wie z.B. Curcuma, aber auch mit Belladonna und

Pfefferminze zu kombinieren. Der Wirkungseintritt von Paverysat® forte N Bürger kann

bei täglicher Einnahme innerhalb von 14 Tagen erwartet werden (37).

Niederau et al. gelang 1999 erstmals in einer Placebo- kontrollierten Studie ein

Wirksamkeitsnachweis für Schöllkraut, bezüglich biliärer Dyskinesie (65). Laut

Herstellerangaben ist in Einzelfällen, während der Behandlung mit

29

Schöllkraut- Extrakten, ein Anstieg von Leberenzymen und Bilirubin im Serum, bis hin

zu einer medikamentös- toxischen Hepatitis mit Ikterus, beschrieben. Diese Symptome

sollen sich jedoch im aufgetretenen Fall nach Absetzen des Medikaments wieder

normalisieren. In einer Mitteilung der Arzneimittelkommission der deutschen

Ärzteschaft im Deutschen Ärzteblatt (22) wird, auf Grund der äußerst dürftigen

Datenlage und im Hinblick auf die teilweise schweren hepatischen oder biliären

Nebenwirkungen, davon abgeraten Schöllkraut- Extrakte anzuwenden.

Trotz dem Mangel an klinisch validen Studien zur Wirksamkeit von

Chelidoninpräparaten werden diese dennoch teilweise in großem Umfang von Patienten

als Selbstmedikation eingenommen.

3.8.5. Pethidin (Dolantin®)

In der „Roten Liste“ ist unter der Medikamentengruppe der spasmolytisch wirkenden

Substanzen auch das Opioid Pethidin (Dolantin®) zu finden. Daher wurde auch diese

Substanz in die Versuchsreihe mit eingeschlossen. Da das Opiat Morphin als klinisch

wichtigstes Analgetikum als Referenzsubstanz für die Beurteilung der anderen Opioide

dient, beschränkt sich die Beschreibung von Wirkung und Nebenwirkung auf eben

diese Substanz. Anschließend sollen nur die typischen Charakteristika des verwendeten

Dolantin® hervorgehoben werden. Opioide bewirken eine hocheffektive Analgesie und

sind daher entsprechend des WHO- Stufenschemas bei schwersten Schmerzzuständen

indiziert. Des Weiteren haben Opioide einen psychotrop sedierenden sowie antitussiven

Effekt. Zu den wichtigsten Nebenwirkungen zählt, abhängig von der analgetischen

Potenz, die Atemdepression, die jedoch auf Grund der schmerzbedingten Stimulation

des Atemzentrums und bei schmerzorientierter Medikamentengabe klinisch weniger

relevant ist. Toleranzentwicklung sowie psychische und physische Abhängigkeit

machen häufig eine Dosissteigerung oder ein langsames Ausschleichen des

Medikamentes notwendig, bzw. bedarf es nach Absetzen häufig der Behandlung von

Entzugssymptomen. Auf Grund der zu Beginn oftmals zu beobachtenden emetischen

Wirkung, sollten Opioide immer mit einem antiemetisch wirksamen Adjuvans

kombiniert werden (z.B. Metoclopramid).

30

Morphin zeigt außerdem einen zentral sympatholytischen und daher hämodynamisch

günstigen Effekt beim akuten Myokardinfarkt und akuter Linksherzinsuffizienz.

Die wohl klinisch bedeutsamste Nebenwirkung in der Dauertherapie mit Opioiden ist

die Tonuszunahme der glatten Muskulatur, was zu Obstipation, Pankreassekretstau,

Gallengangs- und Ureterkonstriktion sowie Miktionsbeschwerden und Harnverhalt

führen kann. Daher sollte die Gabe von Opioiden auch immer prophylaktisch mit der

Verabreichung eines Laxants (z.B. Bifiteral®) kombiniert werden.

Es sei jedoch speziell für den Gebrauch in der Geburtsmedizin erwähnt, dass Morphin

gut plazentagängig ist und daher auch zu einer Atemdepression des Neugeborenen

führen kann.

Bezüglich einer genaueren Ausführung zu Wirkprofil, Kontraindikationen und

Medikamenteninteraktionen sei an dieser Stelle auf die entsprechende Fachliteratur

verwiesen.

Pethidin (Dolantin®) verfügt über die 0,1 fache analgetische Potenz von Morphin und

besitzt eine kurze Wirkdauer von 2- 4 Stunden. Die Tatsache, dass Dolantin® in der

Gruppe der krampflösenden Medikamente zu finden ist, scheint mir im Vergleich zu

Morphin auf die als deutlich geringer beschriebene spasmogene Wirkung

zurückzuführen zu sein. Obwohl die fetale Plasmakonzentration auf Grund des

niedrigeren pH- Wertes höher als die der Mutter ist, besteht in Relation zu Morphin

eine viel geringere Gefahr der Atemdepression beim Neugeborenen. Daher darf

Pethidin unter strenger Indikationsstellung auch bei schweren Schmerzen in der

Geburtshilfe angewandt werden. Weitere Indikationen für Dolantin® sind die

Prämedikation in der Anästhesie und die Therapie von Kältezittern und Schüttelfrost

(42).

3.8.6. Paveriwern®

Als pflanzlicher Vertreter der Morphin- artigen Substanzen wurde die spasmolytische

bzw. kontraktions- hemmende Wirkung auf die Uterusmuskulatur des

Schlafmohnkraut- Fluidextrakts Paveriwern® (0,143 mg/ml Morphin) untersucht.

Paveriwern® wird zur symptomatischen Behandlung bei krampfartigen Magen- Darm

Beschwerden eingesetzt. Die Nebenwirkungen und Kontraindikationen entsprechen in

31

abgemilderter Form denen von Morphin und sollten daher bei der Verabreichung dieses

Arzneimittels ebenfalls genauestens beachtet werden (39).

3.8.7. Metamizol (Novaminsulfon- ratiopharm®1)

Als weitere Substanz mit spasmolytischer Wirkung wurde Metamizol (Novaminsulfon-

ratiopharm®1) in die Versuchsreihe mit eingeschlossen. Metamizol gehört zur Gruppe

der Nicht- Opioid- Analgetika (NSAIDS). Diese wirken in unterschiedlicher

Ausprägung im Allgemeinen durch Hemmung, der für die Prostaglandinsynthese

zuständigen, Cyclooxygenase (COX) analgetisch, antipyretisch sowie antiphlogistisch.

Als klinisch besonders wichtige Nebenwirkungen der COX- Hemmung sind

Magenbeschwerden bis hin zu Ulzerationen, Diureseminderung und mögliches

Nierenversagen sowie Schwindel und Hör- und Sehstörungen zu beachten. Außerdem

kann es durch die vermehrte Produktion an bronchokonstriktorisch wirkenden

Leukotrienen auch zum so genannten „Aspirin- Asthma“ kommen. Zusätzlich ist eine

tokolytische Wirkung dieser Arzneimittelgruppe bekannt, was man sich in der

Geburtshilfe bei vorzeitiger Wehentätigkeit zu Nutzen macht (54).

Die Thrombozytenaggregationshemmung spielt klinisch und therapeutisch vor allem für

Acetylsalycylsäure (ASS) eine bedeutende Rolle, da durch ASS eine irreversible

Hemmung der COX 1 verursacht wird. Alle anderen Nicht- Opioid- Analgetika mit

Ausnahme der COX 2 Inhibitoren, hemmen die COX 1 nur reversibel. Auch hier darf

an dieser Stelle auf detailiertere Ausführungen der entsprechenden weiterführenden

Fachliteratur, bezüglich dieser großen und in der Medizin häufig angewandten

Arzneimittelgruppe, verwiesen werden.

Metamizol besitzt von allen Nicht- Opioid- Analgetika die höchste analgetische und

antipyretische Potenz und wirkt zusätzlich als einziges Medikament dieser Gruppe

spasmolytisch. Novalgin® ist somit bei starken, akuten Schmerzen sowie zur

Behandlung postoperativer Schmerzzustände und Tumorschmerzen genauso indiziert,

wie zur Therapie von Koliken der Gallen- und ableitenden Harnwege. Die gefährlichste

spezifische Nebenwirkung von Metamizol ist eine Agranulozytose (Risiko:

1:1.000.000) und weitere mögliche Überempflindlichkeitsreaktionen, bis hin zum

32

anaphylaktischen Schock. Daher sollte auch hier, trotz einer großen therapeutischen

Sicherheit, eine sorgfältige Indikationsstellung erfolgen und die Kontraindikationen

genauestens beachtet werden (38, 42).

3.9. Verarbeitung der Daten und Statistik

3.9.1. Verarbeitung der Daten

Wie oben beschrieben konnte der gesamte Versuchsablauf jeweils am Computer mit

Hilfe der Datalog- Software über den Menüpunkt „Live- Darstellung“ grafisch

mitverfolgt werden. Am Ende eines jeden Versuchs wurden die erhobenen Daten

unverzüglich gespeichert und über die Funktion „Daten exportieren“ in ein Microsoft

Windows Excel Format zur weiteren Verarbeitung übertragen.

In allen dem Autor bekannten vorausgegangen Arbeiten mit dem beschriebenen

Perfusionsmodell wurde die Aufarbeitung der erhobenen Daten ausschließlich,

mathematisch wie grafisch, mit Hilfe von Microsoft Excel durchgeführt. Diese Methode

allein erscheint nicht optimal, da vor allem die grafische Darstellung der Ergebnisse im

Excel wenige Möglichkeiten bezüglich der Berechnung mathematischer Funktionen

bietet.

Außerdem bestand schon seit längerer Zeit großes Interesse daran das Flächenintegral,

die so genannte AUC („area under the curve“), als neuen Parameter in die

Versuchsauswertung zu integrieren und diese Ergebnisse mit den jeweiligen erreichten

absoluten Druckwerten der Uteruskontraktionen zu vergleichen. Der mathematische

bzw. physikalische gedankliche Hintergrund ist hierbei mit Hilfe der AUC einen Wert

zu erhalten, der im Prinzip der physikalischen Größe Arbeit W = Kraft F × Weg s

entspricht.

Es war jedoch auch nach reiflicher Überlegung nicht ohne weiteres möglich einen

validen und reproduzierbaren mathematisch einwandfrei nachvollziehbaren

Zusammenhang zwischen dem Flächenintegral der Druckkurve und der von der

Uterusmuskulatur verrichteten Arbeit W, unter Berücksichtung des Versuchsaufbaus

und des verwendeten Druckaufnahmekatheters, herzustellen. Auf telefonische Anfrage

bei der technischen Abteilung der Firma Rehau AG & Co konnten freundlicherweise

33

genaue Daten zu den Abmessungen der Messelektroden des verwendeten

Druckkatheters ermittelt werden. Mit fachlich professionellem Rat bezüglich dieser

Problematik, durch Herrn Dr. rer. nat. Jochen Dittmann (Leipzig), kam man nach

eingehenden Überlegungen gemeinsam zu dem Ergebnis, dass für die mathematische

Reproduzierbarkeit der verrichteten Arbeit W, nur die Berechnung der Volumen-

Änderung im Hohlsystem der Gebärmutter einen sinnvollen Parameter, auch bei

Verwendung einer nicht- baugleichen Messsonde, darstellen würde. Dies ist jedoch nur

unter Verwendung eines geschlossenen gasförmigen oder flüssigen Versuchssystems

möglich. Im vorliegenden Fall lässt sich zwar theoretisch die Arbeit der Muskulatur an

der Messelektrode bestimmen, was aber bei Verwendung einer nicht- baugleichen

Sonde keine Reproduzierbarkeit der Ergebnisse gewährleisten würde.

Im Grunde ist jedoch das Integral der Druckkurve, als Summe aller gemessenen

Druckwerte in einem bestimmten Zeitinterval, proportional zu der verrichteten Arbeit

sowie Leistung der Gebärmuttermuskulatur anzusehen.

3.9.2. Einführung der Software Origin 7.5 Professional

Da Microsoft Excel keine optimalen Voraussetzungen zur mathematischen

Kurvendiskussion bietet, recherchierte der Verfasser im Internet nach einer mit Excel

kompatiblen Software, die zur grafischen Auswertung und Integralberechnung geeignet

ist.

Fündig wurde man schließlich bei der Firma OriginLab Corporation (One Roundhouse

Plaza, Northampton, MA 01060 USA). Nach Testung der kostenlosen Demoversion

Origin 7.5., kam der Autor mit seinem Doktorvater und Betreuer Herrn PD Dr. Dittrich

überein, die dauerhafte Nutzungslizenz für Origin 7.5. Professional über das

Rechenzentrum der Universität Erlangen- Nürnberg für das IVF- Labor der

Universitätsfrauenklinik zu erwerben und erstmals in der Versuchsauswertung

anzuwenden.

34

3.9.3. Kurzanleitung zur Verwendung von Origin 7.5 Professional

Da bisher im IVF- Labor keine Erfahrung mit der Verwendung der Software bestand,

aber diese neue Methode auch für diverse nachfolgende Arbeiten der Kollegen sowie

insbesondere für den weiteren Erfolg der Forschungsarbeit des IVF- Labors in vielerlei

Hinsicht hilfreich sein könnte, soll im folgenden Abschnitt an Hand eines Beispiels eine

Kurzanleitung der vollzogenen Arbeitsschritte mit Origin 7.5 gegeben werden.

Beispiel:

Nachdem die erhobenen Daten vom Datalogger in Excel exportiert werden konnten,

wurde für das zu untersuchende Zeitintervall ein Kurvendiagramm in Excel erstellt

(siehe Abb. 7).

585 s.c.+Spasmalgan 2,0 mg/ml

-4

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Zeit in s

Dru

ck in

mm

Hg

ICP1ICP2

Spasmalgan 2,0mg/ml

Wirkeintrittsdauer:17min

Wirkdauer: 33min

Abb.7

Als nächster Schritt wurden die Daten eines bestimmten Zeitintervalls, von z.B. 20

Minuten (d.h. 10 Minuten vor sowie nach Wirkeintritt des untersuchten Medikaments),

aus dem Excel Format in eine neu angelegte Arbeitsmappe von Origin 7.5 kopiert.

Nach Markierung der Spalte A (Zeit in s) und B (ICP1) wurde über die Funktion „Plot“

und „Line“ ein weiteres Kurvendiagramm erstellt (siehe Abb. 8).

35

Über die Funktionen „Tools“, „Smooth“ und „FFT- Filter“ (Settings: Average/Points:

15) konnte die Kurve geglättet werden, um einen anschaulichen Kurvenverlauf zu

erhalten sowie entstandene Messartefakte auszugleichen (siehe Abb. 9). Bei diesem

Arbeitsschritt reduzieren sich zwar einzelne Absolutwerte, was jedoch bei konsequenter

und gleicher Anwendung dieses Arbeitsschrittes auf die gesamte Versuchsreihe keinen

nachteiligen oder verfälschenden Effekt auf die Aussagekraft der erhobenen Daten hat.

Abb. 8

Abb. 9

36

Beim Vergleich der beiden Kurven ist der quantitative und qualitative Verlauf der

Uteruskontraktionen in der geglätteten Kurve einfach und anschaulich dargestellt.

Nun müssen zur Erstellung einer so genannten Basislinie zunächst die Fußpunkte der

einzelnen Kontraktionen mit der Funktion „Draw Data“ (linke Menüleiste) markiert und

verbunden („Return“ - Taste) werden (siehe Abb. 10).

Abb. 10

Über die Menüpunkte „Tools“, „Baseline“, „Create Baseline“(„Use existing Dataset:

z.B.: Draw1_B“) und „Substract” wird nun eine Basislinie erstellt, die dem

Kurvenverlauf für die spätere Berechnung des Flächenintegrals den nötigen definierten

Nullpunkt bei 0 mmHg zuweist (siehe Abb. 11).

Im Übrigen kommt die Abweichung vom Nullpunkt in der Rohkurve durch die nicht

immer exakt mögliche Eichung der Messsonde und der im Verlauf der Untersuchung

auftretenden Veränderungen der Ruhedruckverhältnisse im Organ (u. a. intrauteriner

Flüssigkeitseinstrom, Wandödem, erhöhter Muskeltonus) zustande.

Die Herstellung eben dieser Basislinie war vor der Verwendung von Origin eines der

Hauptprobleme der Flächenintegration.

37

Abb. 11

Als Nächstes werden die absoluten Maxima der Kontraktionen über die Menüpunkte

„Tools“, „Baseline“ und „Peak“ (z.B.: Properties: Minimum Width: 2; Maximum

Width: 3; Minimum Height: 4) markiert (siehe Abb. 12). Diese Werte werden von

Origin automatisch berechnet und können dann ganz einfach nach Excel zur weiteren

statistischen Auswertung kopiert und übertragen werden.

Abb. 12

38

Der letzte Schritt in Origin ist schließlich die Herstellung des Flächenintegrals (AUC)

über den Menüpunkt „Analysis“, „Calculus“ und „Integrate“ (siehe Abb. 13).

Abb. 13

Origin summiert ausgehend vom Nullpunkt, die für jede Sekunde gemessenen

Druckwerte, was dem Integral der Kurve entspricht. In diesem Beispiel brachte die

Muskulatur an der Messelektrode über 20 Minuten einen Gesamtdruck von

136,36 mmHg auf.

Auf Grund der genauen zeitlichen Dokumentation der Bolusapplikationen der

untersuchten Substanz war es immer möglich bestimmte Zeitintervalle, von z.B.

10 Minuten vor und nach Applikation, sowohl in Bezug auf die Absolutwerte, als auch

für das Integral der Funktion, mit Origin getrennt auszuwerten und im Anschluss die

Werte nach Excel zu übertragen.

Selbstverständlich muss der gerade beschriebene Arbeitsgang für die Messelektrode

ICP 2, nach Markierung der Spalte A (Zeit in s) und C (ICP2) in gleicher Weise

wiederholt werden.

39

3.9.4. Statistik

Die in Origin ermittelten Daten wurden dann wieder in Microsoft Excel und nach

Mittelung der Ergebnisse mit Hilfe eines einseitig gepaarten TTEST statistisch

aufgearbeitet. P- Werte � � 0,05 wurden als statistisch signifikant angesehen.

Verglichen wurden immer die absoluten Drücke sowie die Druckunterschiede (Delta P)

für ICP1 und ICP2 über einen definierten Zeitraum, jeweils vor und nach

Medikamentengabe bzw. Wirkeintritt der Substanz. Das Gleiche galt auch für die

statistische Auswertung der Flächenintegrale.

4. Versuchsdurchführung und Ergebnisse

4.1. Versuchsdurchführung

4.1.1. Induktion rhythmischer Kontraktionen

Nachdem die Organe in beschriebener Art und Weise präpariert und alle weiteren

Versuchsbedingungen optimal gegeben waren, wurde die Organperfusion mit Krebs-

Ringer- Bikarbonat Pufferlösung gestartet. Um die Uteri für die folgenden

Untersuchungen optimal mit Sauerstoff, Nährstoffen und Elektrolyten zu sättigen,

wurde diese initiale Perfusion für ca. eine Stunde ohne jegliche Medikamentengabe auf-

recht erhalten. Konnten in dieser Phase bereits kräftige sowie regelmäßige

Spontankontraktionen registriert und beobachtet werden, wurde auf eine weitere

medikamentöse Induktion der Kontraktionen verzichtet und mit der ersten

Medikamentenapplikation begonnen. Zeigten sich jedoch nur wenige schwache und

vereinzelte Kontraktionen, wurde Oxytocin (Syntocinon® 10 I.E. = 50mg/ml, Fa.

Novartis Pharma, Nürnberg) in aufsteigender Dosierung von 0,1 I.E., 0,5 I.E., 1 I.E. im

Abstand von jeweils ca. 15 min zur Induktion rhythmischer Uteruskontraktionen

verabreicht.

40

4.1.2. Applikation der Medikamente

Alle im Versuch verwendeten Medikamente wurden als Bolus über die arteriellen

Katheter verabreicht. Alle Substanzen wurden initial auf 1% bzw. 10% der

empfohlenen humanen Einzeldosis verdünnt, da lediglich ein einzelnes Organ

(ca. 120 g) ohne Stoffwechselverluste des Medikaments perfundiert wurde. Die

Medikamentengabe wurde nur bei ausreichend kräftigen und rhythmischen spontanen

oder induzierten Uteruskontraktionen begonnen.

Zeigte die verabreichte Konzentration einer Substanz keinen Effekt auf die

Uteruskontraktionen, wurde in Abständen von 30 min die nächst- größere

Konzentration verabreicht. Konnte andererseits ein Einfluss der Medikamentengabe auf

die Uteruskontraktionen festgestellt werden, wurde mit der nächsten Applikation so

lange gewartet, bis wieder spontane Kontraktionen des Uterus einsetzten, mindestens

aber 30 min, da nach dieser Zeit in den allermeisten Fällen die Medikamentenwirkung

vorüber schien. Es wurde an einem Organ immer nur eine Substanz in aufsteigender

Dosierung getestet. Insgesamt wurden für jede einzelne Dosierung eines Medikaments

zwischen 4 und 10 Organe untersucht. Zur Herstellung der jeweiligen

Verdünnungsreihe der einzelnen Substanzen wurde 0,9 % NaCl- Lösung verwendet.

4.1.3. Dosierung

4.1.3.1. Buscopan®

Die empfohlene Einzeldosis Buscopan® beträgt für Erwachsene bei akuten spastischen

Schmerzzuständen 20- 40 mg/ml Butylscopolaminiumbromid als i. v.- Injektion (36).

Dosierung: 0,2 mg/ml; 2 mg/ml; 4 mg/ml; 10 mg/ml

4.1.3.2. Belladonnysat® Bürger

Der Press-Saft aus frischen Belladonnablättern ist auf 0,5 mg/ml Alkaloide, berechnet

als Hyoscyamin, eingestellt, was auf Nachfrage beim Hersteller etwa 1 mg/ml Atropin

entspricht.

41

Somit: 1ml = 30 Tropfen = 0,5 mg/ml Alkaloide = 1 mg/ml Atropin

Die empfohlene Einzeldosis wird mit 3 Mal täglich 6- 24 Tropfen angegeben (37).

Dosierung: 0,6 Tropfen = 0,02 ml Lösung = 0,02 mg/ml Atropin

1,2 Tropfen = 0,04 ml Lösung = 0,04 mg/ml Atropin

3 Tropfen = 0,1 ml Lösung = 0,1 mg/ml Atropin

6 Tropfen = 0,2 ml Lösung = 0,2 mg/ml Atropin

12 Tropfen = 0,4 ml Lösung = 0,4 mg/ml Atropin

4.1.3.3. Spasmalgan®

1 Ampulle zu 2 ml enthält 20 mg Denaverinhydrochlorid. Laut Hersteller beträgt die

empfohlene Einzeldosis 20- 40 mg/ml Denaverin als i. v.- Injektion (35).

Dosierung: 0,2 mg/ml; 2 mg/ml; 4 mg/ml; 10 mg/ml

4.1.3.4. Paverysat® forte N

In 100 ml Lösung Schöllkrautextrakt sind 500 mg Chelidoniumalkaloide, berechnet als

Chelidonium, enthalten. Erwachsene nehmen 3 Mal täglich 1 ml, entsprechend 30

Tropfen Lösung, ein (37).

Dosierung: 3 Tropfen = 0,1 ml Lösung = 0,5 mg/ml Chelidonium

6 Tropfen = 0,2 ml Lösung = 1 mg/ml Chelidonium

9 Tropfen = 0,3 ml Lösung = 1,5 mg/ml Chelidonium

12 Tropfen = 0,4 ml Lösung = 2 mg/ml Chelidonium

15 Tropfen = 0,5 ml Lösung = 2,5 mg/ml Chelidonium

4.1.3.5. Dolantin®

1 Ampulle Dolantin® enthält 50 mg/ml Pethidin. Die empfohlene Einzeldosis zur

langsamen i. v.- Injektion beträgt 50 mg (bzw. 25- 100 mg) Pethidin (42).

Dosierung: 0,5 mg/ml; 5 mg/ml; 10 mg/ml

42

4.1.3.6. Paveriwern®

In 1 ml Schlafmohnkraut- Fluidextrakt sind 0,143 mg/ml Morphin enthalten. Dies

entspricht 25 Tropfen des Medikaments. Der Hersteller empfiehlt 1- 3 Mal täglich 25-

50 Tropfen einzunehmen (39).

Dosierung: 0,25 Tropfen = 0,01 ml Lösung = 0,001 mg/ml Morphin

2,5 Tropfen = 0,1 ml Lösung = 0,014 mg/ml Morphin

5 Tropfen = 0,2 ml Lösung = 0,03 mg/ml Morphin

12,5 Tropfen = 0,5 ml Lösung = 0,072 mg/ml Morphin

4.1.3.7. Novaminsulfon- ratiopharm®1

1 Ampulle Novaminsulfon- ratiopharm®1 enthält 1g / 2ml Metamizol- Natrium-

Monohydrat. Erwachsene erhalten als Einzeldosis, je nach Intensität der Schmerzen und

der individuellen Empfindlichkeit des Patienten 1- 2 ml, d. h. 0,5- 1 g Metamizol, als

i. v.- Injektion oder Kurzinfusion (38).

Dosierung: 5 mg/ml; 50 mg/ml; 100 mg/ml; 250 mg/ml

4.2. Ergebnisse

Das mittlere Gewicht der untersuchten Schweineuteri betrug 121,4 g (73- 193 g). Die

am Anfang der Versuchsreihe bestimmten Vitalitätsparameter zeigen wiederum die

Eignung des Versuchsmodells zur Untersuchung von Organen unter physiologischen

Bedingungen für bis zu 8 Stunden (24, 53, 54, 60, 61) (siehe Tabelle 1). Nach

Durchsicht aller Ergebnisse und Abschätzung der Wirkdauer eines jeden Medikaments

wurde für die meisten untersuchten Substanzen ein Zeitintervall von 10 bzw. 5 Minuten

vor und nach Medikamentengabe bzw. Wirkungseintritt, hinsichtlich der Auswirkungen

auf die Uteruskontraktilität, sinnvoller Weise betrachtet. Signifikante P- Werte mit � �

0,05 sind innerhalb der Diagramme durch Pfeile markiert.

43

Es wurden insgesamt 3 Organe von der Auswertung ausgeschlossen, da deren

gemessene Druckwerte mehr als 2 Standardabweichungen entsprachen und somit

statistisch gesehen nicht normal verteilt waren.

Auf die Interpretation der Resultate soll in der anschließenden Diskussion der

Ergebnisse eingegangen werden.

Buscopan® zeigte für alle untersuchten Dosierungen und Zeitintervalle, sowohl bei

Betrachtung der absoluten intrauterinen Druckwerte (siehe Diagramm 1 und 3), als auch

der Druckintegrale (AUC) (siehe Diagramm 2 und 4) keine signifikante Reduktion der

Uteruskontraktionen. Besonders bei einer Dosierung von 4 mg/ml Buscopan® ist sogar

eine Zunahme der Uterusaktivität festzustellen gewesen.

Tab. 1

Buscopan Delta P 10 min

-1

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0

0,2

0,4

0,6

Buscopan mg/ml

Del

ta P

in m

m H

g

Corpus

Isthmus

Corpus -0,29 -0,21 0,52 -0,47

Isthmus -0,25 -0,17 0,14 -0,78

0,2 2 4 10

Diagramm 1: Buscopan; Delta P; 10 min

Säure-

Base

pH

pO2 in mmHg Laktat in mmol/l

Puffer 7,25 406 0

2 h 7,56 158 1,4

3 h 7,5 155 1,8

4 h 7,45 145 2,2

44

AUC Buscopan 10 min

-300

-200

-100

0

100

200

300

Buscopan mg/ml

Del

ta A

UC in

mm

Hg

CorpusIsthmus

Corpus -123,5 -87,5 110,5 -65,5

Isthmus -248,3 51,6 230,2 -148,2

0,2 2 4 10

Diagramm 2: Buscopan; Delta AUC; 10 min

Buscopan Delta P 5 min

-1,2-1

-0,8-0,6-0,4-0,2

00,20,40,6

Buscopan mg/ml

Del

ta P

in

m m

H g

Corpus

Isthmus

Corpus -0,79 -0,87 0,19 -0,66

Isthmus -0,55 0,51 -0,11 -0,98

0,2 2 4 10

Diagramm 3: Buscopan; Delta P; 5 min

AUC Buscopan 5 min

-100

-50

0

50

100

150

200

Buscopan mg/ml

Del

ta A

UC

in

m m

H g

CorpusIsthmus

Corpus -72,6 -42 83,9 -6

Isthmus 7,3 146,6 129,6 -65

0,2 2 4 10

Diagramm 4: Buscopan; Delta AUC; 5 min

45

Die Gabe von Belladonnysat® Bürger, mit dem Wirkstoff Atropin, führte vor allem bei

einer Dosis von 0,2 mg/ml Atropin zu einer signifikanten Reduktion der Uterusaktivität.

Der weitere Kurvenverlauf lässt darauf schließen, dass geringere Dosen von Atropin

einen lediglich tendenziell hemmenden Effekt auf die Uteruskontraktilität besitzen und

bei Dosissteigerung eher wieder eine Zunahme der Aktivität zu beobachten ist (siehe

Diagramm 5 – 8).

Belladonnysat Delta P 10 min

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

Belladonnysat Atropin mg/ml

Del

ta P

in

m m

H g

Corpus

Isthmus

Corpus 0 -0,3 0,6 -1,5 -0,5

Isthmus 0 0,9 -1,2 -1,3 0,1

0,02 0,04 0,1 0,2 0,4

Diagramm 5: Belladonnysat; Delta P; 10 min

Belladonnysat Delta AUC 10 min

-500

-400

-300

-200

-100

0

100

200

Belladonnysat Atropin mg/ml

Del

ta A

UC

in m

m H

g

Corpus

Isthmus

Corpus -51,98 -217,4 96,04 -425,9 -66,83

Isthmus -189,78 45,9 -252,4 -266,8 -55,5

0,02 0,04 0,1 0,2 0,4

Diagramm 6: Belladonnysat; Delta AUC; 10 min

46

Belladonnysat Delta P 5 min

-3

-2,5-2

-1,5-1

-0,5

00,5

1

1,5

Belladonnysat Atropin mg/ml

Del

ta P

in m

m H

g

Corpus

Isthmus

Corpus -0,1 -0,1 -1 -2,3 0,2

Isthmus -2,3 0,5 -0,1 -2,4 1,3

0,02 0,04 0,1 0,2 0,4

Diagramm 7: Belladonnysat; Delta P; 5 min

Belladonnysat Delta AUC 5min

-300

-200

-100

0

100

200

300

Belladonnysat Atropin mg/ml

Del

ta A

UC

in m

m H

g

Corpus

Isthmus

Corpus 43 -199 -114,3 -271,5 40,6

Isthmus -179,5 -36,1 -13,6 -88,7 243

0,02 0,04 0,1 0,2 0,4

Diagramm 8: Belladonnysat; Delta AUC; 5 min

Spasmalgan® zeigte von allen untersuchten Substanzen die beste kontraktions-

hemmende Wirkung mit signifikanten Werten für alle Dosierungen und an beiden

Messelektroden. Dies gilt sowohl bei Betrachtung der absoluten Druckunterschiede, als

auch der Druckintegrale. Insbesondere bei einer Dosis von 4 mg/ml Denaverin ist eine

sehr gute Reduktion der Uterusaktivität zu beobachten (siehe Diagramm 9- 10).

Besonders beeindruckend war in den meisten Fällen, die auch grafisch eindeutig

nachvollziehbare Potenz zur Unterdrückung der Kontraktionen sowie der Zeitpunkt des

Wirkungseintritts und die häufig genau zu definierende Dauer bis zum Wiedereintritt

spontaner Kontraktionen (siehe Bsp.: Diagramm 11). Laut Herstellerangabe tritt die

47

Wirkung nach i. v.- Injektion mit ca. 5- 10 Minuten Verzögerung ein und hält etwa 30-

90 Minuten an (35). Da sich diese Werte in den meisten Fällen tatsächlich auch im

vorliegenden Versuch einstellten, wurde sofern möglich der grafisch zu identifizierende

Wirkeintritt der Substanz und nicht der Zeitpunkt der Medikamentengabe als

Ausgangspunkt für die Auswertung angesehen. Außerdem wurde auf Grund der langen

Wirkdauer auf eine Auswertung des 5 Minuten- Intervalls verzichtet.

Spasmalgan Delta P 10 min

-2

-1,5

-1

-0,5

0

Spasmalgan mg/ml

Del

ta P

in m

m H

g

Corpus

Isthmus

Corpus -1,29 -1,06 -1,8 -0,7

Isthmus -1,63 -1,03 -1,46 -1,06

0,2 2 4 10

Diagramm 9: Spasmalgan; Delta P; 10 min

Spasmalgan Delta AUC 10 min

-600

-500

-400-300

-200

-100

0

Spasmalgan mg/ml

Del

ta A

UC

in m

m H

g

CorpusIsthmus

Corpus -237,58 -132,6 -501,17 -203

Isthmus -281,29 -186,6 -369,82 -289,2

0,2 2 4 10

Diagramm 10: Spasmalgan; Delta AUC; 10 min

48

Spasmalgan 2,0mg/ml

-505

101520253035

0 2000 4000 6000 8000

Zeit in s

Dru

ck in

m m

Hg

ICP1

ICP2

Spasmalgan 2,0mg/ml

Wirkeintrittsdauer:17minWirkdauer :38min

Diagramm 11: Bsp.: Kurvenverlauf für Spasmalgan 2,0 mg/ml

Wie bereits oben beschrieben, soll Paverysat® forte N gerade an der

Gebärmuttermuskulatur Kontraktionen verursachen. In Diagramm 12 kann man an-

hand eines typischen Kurvenverlaufs für Chelidonium direkt nach

Medikamentengabe kräftige Kontraktionen beobachten, die jedoch nach ca. 1- 2

Minuten in eine recht ausgeprägte Phase gehemmter Uterusaktivität übergehen, bis

es wieder zum Einsetzen spontaner Uteruskontraktionen kommt (siehe Diagramm

12). Da dieses Phänomen bei nahezu allen Messungen zu beobachten war, wurde für

Paverysat® auch ein Zeitraum von 1 Minute vor und nach Medikamentengabe

ausgewertet. Man kann für jede Dosierung und an beiden Messpunkten einen

signifikanten initialen Anstieg der Uterusaktivität erkennen (siehe Diagramm 13).

Bei Betrachtung längerer Zeiträume von 10 bzw. 5 Minuten ist vor allem für einen

mittleren Dosisbereich von 1- 2 mg/ml Chelidonium, trotz anfänglicher

Kontraktionszunahme, eine Hemmung der Aktivität festzustellen. Insbesondere bei

einer Dosis von 2 mg/ml Chelidonium konnten fast ausschließlich signifikante

Werte erzielt werden. Ab einer Dosis von 2,5 mg/ml Chelidonium ist jedoch

insgesamt keine weitere Wirkungssteigerung mehr zu sehen und tendenziell eine

Zunahme der Uterusaktivität zu erwarten (siehe Diagramm 14- 17).

49

Diagramm 12: Bsp.: Kurvenverlauf für Paverysat; 1,5 mg/ml Chelidonium

Paverysat Delta P 1 min initial

0

12345

678

9

Paverysat Chelidonin mg/ml

Del

ta P

in m

m H

g

Corpus

Isthmus

Corpus 2 2,8 2,8 1,4 3,4

Isthmus 3,2 8 2,2 5,8 3,5

0,5 1 1,5 2 2,5

Diagramm 13: Paverysat; Delta P; 1 min initial

Paverysat Delta P 10 Min

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

Paverysat Chelidonin mg/ml

Del

ta P

in m

m H

g

Corpus

Isthmus

Corpus -0,1 -0,9 -0,7 -1,7 -0,7

Isthmus -0,8 -1,2 -3,9 -3,4 0,4

0,5 1 1,5 2 2,5

Diagramm 14: Paverysat; Delta P; 10 min

Paverysat; 1,5 mg/ml Chelidonin

-5

0

5

10

15

20

25

30

0 1000 2000 3000 4000

Zeit in s

Dru

ck in

m m

H g

ICP1

ICP2

Chelidonin 1,5 mg/ml

Wirkeintrittsdauer: 0,3 minWirkdauer: 16,4 min

50

Paverysat Delta AUC 10 min

-1000

-800

-600

-400

-200

0

200

400

Paverysat Chelidonin mg /ml

Del

ta A

UC

in m

m H

g

Corpus

Isthmus

Corpus -101,36 -66,59 -171,3 -343,4 -178,9

Isthmus -282,74 186,8 -792 -579 -44

0,5 1 1,5 2 2,5

Diagramm 15: Paverysat; Delta AUC; 10 min

Paverysat Delta P 5 Min

-4

-3

-2

-1

0

1

2

Paverysat Chelidonin mg/ml

Del

ta P

in m

m H

g

Corpus

Isthmus

Corpus -0,1 -1,2 -0,3 -2,1 -0,6

Isthmus 0,2 -2,6 -3,4 -2,6 1

0,5 1 1,5 2 2,5

Diagramm 16: Paverysat; Delta P; 5 min

Paverysat Delta AUC 5min

-250

-200

-150

-100

-50

0

50

Paverysat Chelidonin mg /ml

Del

ta A

UC

in m

m H

g

Corpus

Isthmus

Corpus -35 20 -2,8 -152,8 -91

Isthmus -64 -103 -141,3 -231,3 -53,4

0,5 1 1,5 2 2,5

Diagramm 17: Paverysat; Delta AUC; 5 min

51

Dolantin® zeigt insbesondere im 5- Minuten Intervall nach Medikamentengabe einen

hemmenden Effekt auf die Aktivität der Gebärmutter. Vor allem bei einer Dosis von 5

mg/ml Pethidin konnten für Corpus und Isthmus signifikante Werte erzielt werden

(siehe Diagramm 20 und 21). Da bei Auswertung des 10- Minuten Intervalls, bis auf

eine Ausnahme, keine Signifikanz mehr erreicht werden konnte und außerdem

insgesamt der kontraktions- hemmende Effekt geringer ausfällt, ist von einer kurzen

Wirkdauer von Dolantin® am Uterus auszugehen (siehe Diagramm 18 und 19).

Dolantin Delta P 10 min

-2,5

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

Dolantin mg/ml

Del

ta P

in

m m

H g

Corpus

Isthmus

Corpus -0,59 -0,94 -0,39

Isthmus 0,25 -1,38 -1,9

0,5 5 10

Diagramm 18: Dolantin; Delta P; 10 min

Dolantin Delta AUC 10 min

-200

-100

0

100

200

Dolantin mg/ml

Del

ta A

UC

in m

m H

g

Corpus

Isthmus

Corpus -84,83 -120,57 96

Isthmus -64,57 -127,84 7,7

0,5 5 10

Diagramm 19: Dolantin; Delta AUC; 10 min

52

Dolantin Delta P 5min

-3,5

-3

-2,5

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

Dolantin mg/ml

Del

ta P

in m

m H

g

Corpus

Isthmus

Corpus -1,72 -1,56 -0,85

Isthmus 0,32 -2,29 -2,98

0,5 5 10

Diagramm 20: Dolantin; Delta P; 5 min

Dolantin Delta AUC 5min

-200

-100

0

100

Dolantin mg/ml

Del

ta A

UC

in m

m H

g

Corpus

Isthmus

Corpus -92,7 -123,9 34,5

Isthmus -39,2 -168,8 -23,32

0,5 5 10

Diagramm 21: Dolantin; Delta AUC, 5 min

Novaminsulfon- ratiopharm® 1 wies an beiden Messelektroden nur bei einer Dosierung

von 5 mg/ml Metamizol im 5- Minuten Intervall sowohl für die absoluten

Druckunterschiede, als auch für das Druckintegral eine signifikante Reduktion der

Uterusaktivität auf (siehe Diagramm 24 und 25). Lediglich bei Betrachtung des

Druckintegrales für 250 mg/ml Metamizol ist im 10- Minuten Intervall eine Signifikanz

der Kontraktionshemmung für beide Drucksensoren zu verzeichnen (siehe Diagramm

22 und 23). Insgesamt zeigt Metamizol jedoch keinen nennenswerten hemmenden

Effekt auf die Uterusaktivität.

53

Novalgin Delta P 10 min

-3,5

-3

-2,5

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

Novalgin mg/ml

Del

ta P

in m

m H

g

Corpus

Isthmus

Corpus -0,97 0,13 0,18 -0,61

Isthmus -0,55 -3 0,61 -0,88

5 50 100 250

Diagramm 22: Novalgin; Delta P; 10 min

Delta AUC Novalgin 10 min

-300

-250

-200

-150

-100

-50

0

50

100

Novalgin mg/ml

Del

ta A

UC

in m

m H

g

Corpus

Isthmus

Corpus -124,2 -36,7 -14,2 -196,9

Isthmus -15 -281 37,8 -195,5

5 50 100 250

Diagramm 23: Novalgin; Delta AUC; 10 min

Novalgin Delta P 5 min

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

Novalgin mg/ml

Del

ta P

in m

m H

g

Corpus

Isthmus

Corpus -1,29 -0,13 0,34 -0,9

Isthmus -1,52 -1,46 1,06 -0,52

5 50 100 250

Diagramm 24: Novalgin; Delta P; 5 min

54

Novalgin Delta AUC 5 min

-200

-150

-100

-50

0

50

100

Novalgin mg/ml

Del

ta A

UC

in m

m H

g

CorpusIsthmus

Corpus -102,5 -59,4 1,4 -141,2

Isthmus -103,6 -13,2 41 -98,8

5 50 100 250

Diagramm 25: Novalgin; Delta AUC; 5 min

Da Paveriwern® nach Untersuchung von 6 Organen bei jeder Dosierung und an beiden

Messpunkten eine eindeutige Tendenz zur Kontraktionszunahme zeigte, wurde, auch

auf Grund der Fülle an bisher erfolgreich erhobenen Daten, auf weitere Versuche und

eine ausführliche Auswertung bzgl. Paveriwern® verzichtet.

5. Diskussion

Wie bereits eingangs beschrieben sind viele verschiedene Faktoren für den Erfolg der

IVF bzw. zur Optimierung der Embryotransfer- Technik zu beachten. Insbesondere die

hormonabhängige Grundaktivität der Gebärmuttermuskulatur und die Auslösung

uteriner Kontraktionen während der Keimimplantation sind wohl für die geringe

Schwangerschaftsrate von nur ca. 20 % nach Embryotransfer mitverantwortlich (3, 4, 5,

6, 7, 28, 29, 55, 76). Laut Mansour et al. sind die wichtigsten Schlüsselfaktoren zur

Verbesserung der Transfertechnik, die Vermeidung zusätzlicher uteriner Kontraktionen,

eine genaue Untersuchung der anatomischen Verhältnisse des Uterus, die Entfernung

von zervikalem Schleim sowie die sichere Passage des Muttermundes und die

anatomisch korrekte Implantation des Embryos (55). Die uterine Kontraktilität

unterliegt, während des gesamten weiblichen Zyklus, einer komplexen hormonellen

Steuerung. Insbesondere die Steroidhormone Östrogen und Progesteron spielen hierbei

in unterschiedlicher Ausprägung die entscheidende Rolle (4).

55

Eine adäquate Uterusaktivität ist für den Erfolg der spontanen sowie der artifiziellen

Fertilisation unumgänglich, so dass das Verständnis dieser Zyklus- abhängigen Abläufe

und die Möglichkeit der medikamentösen Beeinflussung hoffentlich in Zukunft die

Schwangerschaftsrate nach IVF weiter verbessern wird (6). Viele Autoren beschreiben

in der späten Follikelphase kurz vor der Ovulation einen Östrogen- abhängigen Anstieg

der Frequenz der Uteruskontraktionen (1, 4, 6, 19, 20, 27, 29, 51). Diese Kontraktionen

gehen nach Ultraschallanalyse hauptsächlich von der subendometrialen Muskelschicht

der Gebärmutter aus. Zu diesem Zeitpunkt finden sich vorwiegend retrograd gerichtete

Kontraktionen, die vor allem nach Kohabitation für den schnellen Samentransport von

der Zervix bis in das distale Ende der Tuben, wo die Befruchtung der reifen Eizelle

stattfinden soll, verantwortlich sind (15, 21, 28). Nach der Ovulation folgt in der

mittleren Lutealphase eine Zeit der relativen „Ruhe“ (4, 20, 46). Fanchin et al.

beschreiben eine negative Korrelation zwischen der Kontraktionsfrequenz und der

Serumkonzentration von Progesteron (29). Heute weiß man, dass ein ausreichend

relaxiertes Myometrium zum Zeitpunkt der Keimimplantation für eine erfolgreiche

Reproduktion ausgesprochen wichtig ist (4, 5, 6, 28, 29, 41). Zur Messung von Qualität

und Quantität der Uteruskontraktionen während verschiedener Phasen des

Menstruationszyklus stehen die invasive intrauterine Druckmessung mit Tip- Kathetern

sowie der trans- vaginale Ultraschall zur Verfügung (4, 6). Die Vorteile des Ultraschalls

sind neben der nicht- invasiven Technik, die Möglichkeit einer Richtungsbestimmung

der Kontraktionen und einer schicht- spezifischen Analyse der beteiligten

Muskelschichten (6). Der Embryotransfer wird heute routinemäßig trans- zervikal

durchgeführt. Somit stellen der Muskeltonus der Zervix und vor allem des inneren

Muttermundes, der zervikale Schleim sowie anatomische Variationen, ein

Passagehindernisse bei der Einführung des Katheters dar (55, 76). Bis zu 15% der zu

transferierenden Embryonen konnten direkt nach durchgeführtem Transfer am äußeren

Muttermund, an der Katheterspitze, oder aber am Spekulum nachgewiesen werden (68).

Allein durch die Manipulation der Zervix mit dem Spekulum kommt es zu einem

Anstieg der Serumkonzentration von Oxytocin und folgerichtig zu einem Anstieg der

Uteruskontraktilität (25, 55).

56

Es ist also möglich, dass der Uterus die transplantierten Embryonen unmittelbar oder

verspätet, auf Grund der provozierten inadäquaten Uterusaktivität, ausstößt und somit

eine mögliche Schwangerschaft verhindert wird (58, 68). Das körpereigene Hormon

Oxytocin wird klinisch zur Weheninduktion eingesetzt und ist eine der stärksten utero-

tonischen Substanzen mit einem weiten Spektrum an zentralen und peripheren

physiologischen Effekten (2, 11, 12, 14, 40, 56, 62, 73, 83, 87).

Daher sollte bei der Durchführung der IVF in jedem Fall auf eine behutsame und sanfte

Arbeitsweise geachtet werden, um zusätzlichen Stimulationen der Zervix und des

Endometriums vorzubeugen (55). Ist es auf Grund schwieriger anatomischer

Verhältnisse unumgänglich, zur Einführung des Katheters invasivere Instrumente, wie

z.B. eine Forzeps- Zange, zu Hilfe nehmen zu müssen, sollte man auch den zeitgleichen

Einsatz von tokolytisch wirksamen Oxytocin- Rezeptor Antagonisten in Erwägung

ziehen. Hierfür stehen unter anderem Barusiban und Atosiban als potente und effektive

Medikamente zur Abschwächung der zusätzlich durch Oxytocin induzierten

Kontraktionen zur Auswahl (54, 69).

Das Ziel dieser Arbeit war es nun, einen weitgehend neuen experimentellen Ansatz zur

Unterdrückung spontaner oder induzierter Uteruskontraktionen, zum Zeitpunkt des

Embryotransfers in der IVF, am Modell des perfundierten Schweineuterus zu

untersuchen und hiermit zur weiteren Verbesserung der Schwangerschaftsrate nach IVF

beizutragen. Somit wurde in dieser Arbeit die Fähigkeit, verschiedener synthetisch

hergestellter oder pflanzlich gewonnener, neurotroper und muskulotroper Spasmolytika,

zur Relaxierung der glatten Gebärmuttermuskulatur getestet.

Taneike et al. konnten 1991 zeigen, dass die zirkulär angeordnete Muskelschicht der

Gebärmutter hauptsächlich cholinerg innerviert wird und das Stratum circulare mit

muscarinischen M3- Cholinozeptoren ausgestattet ist (82). Kitazawa et al. benutzten

Acetylcholin und Carbachol zur Induktion von Kontraktionen im Myometrium des

Schweins und konnten diese erfolgreich mit Atropin kompetitiv antagonisieren (44).

In einer Studie von Liao et al. wird eine Affinität von Butylscopolamin (Buscopan®) zu

den cholinergen M- Rezeptoren im isolierten Uterus der Ratte beschrieben. Es konnte

jedoch auch gezeigt werden, dass sowohl Atropin als auch

57

Butylscopolamin nur zur Antagonisierung von Acetylcholin- induzierten Kontraktionen

fähig sind und somit keine Beeinflussung spontaner Kontraktionen zu beobachten ist

(52). Buscopan® wird in der klinischen Medizin und Geburtshilfe häufig zur

Behandlung schmerzhafter Spasmen der glatten Muskulatur eingesetzt und wurde daher

in dieser Arbeit als Vertreter der neurotropen Spasmolytika am perfundierten

Schweineuterus untersucht.

Bei Betrachtung der Ergebnisse zeigt Buscopan® auch hier, am isolierten Organ,

keinen hemmenden Einfluss auf spontane Uteruskontraktionen. Es konnte sogar bei

einer Dosierung von 4 mg/ml Buscopan® eine leichte Zunahme des Muskeltonus

festgestellt werden. Dies kann man sich vielleicht aus pharmakologischer Sicht mit dem

Phänomen des partiellen Agonismus einer eigentlich kompetitiv- antagonistisch

wirkenden Substanz am Rezeptor, bei Abwesenheit eines Agonisten, erklären (42). Es

ist also anzunehmen, dass am isolierten und denervierten Organ, also bei weitgehendem

Fehlen von Acetylcholin, für Buscopan® kein antagonisierender Effekt zu erwarten ist.

Diese Annahme wurde bestärkt, nachdem in einer zusätzlich durchgeführten kleinen

Versuchsreihe bei insgesamt 4 Organen, durch Carbachol induzierte uterine

Kontraktionen nach Gabe von Buscopan® deutlich antagonisierbar waren (Bsp.: siehe

Diagramm 26).

Carbachol 1 umol + Buscopan 10mg/ml

-10

0

10

20

30

40

50

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

Zeit in s

Dru

ck in

mm

Hg

ICP1

ICP2

Carbachol 1umolBuscopan 10mg/ml

Carbachol 1umol

Buscopan 10mg/ml

Diagramm 26: Carbachol 1µmol + Buscopan® 10 mg/ml

58

Carbachol ist ein Carbaminsäure- Ester und führt wie Acetylcholin zu einer

Motilitätszunahme glatter Muskulatur. Der Effekt ist jedoch insgesamt stärker und

insbesondere die häufig zu beobachtende Bradykardie führte 2003 dazu, dass Carbachol

aus dem Handel genommen wurde (42). Das Beispiel zeigt einen typischen

Kurvenverlauf dieser Versuche. Nach Applikation von 1µmol Carbachol ist eine

eindeutige Zunahme der Kontraktionen zu beobachten, die nach kurzer Zeit, durch die

Gabe von 10 mg/ml Buscopan®, nahezu vollständig antagonisierbar war. Da Carbachol

nur sehr langsam von den zuständigen Cholinesterasen inaktiviert werden kann (42),

kommt es nach einiger Zeit zum Re- entry der Wirkung. Im weiteren Verlauf ist die

Rezeptor- Liganden Bindung für Carbachol gesättigt und eine zusätzliche Applikation

von Buscopan® zeigt keinen nennenswerten Effekt mehr.

Somit ist es offensichtlich notwendig die Rolle von Buscopan® für die IVF in einer

in- vivo Studie unter physiologischeren Bedingungen, bzgl. der Innervation der

Gebärmutter, zu untersuchen.

Bei Betrachtung der Ergebnisse von Belladonnysat® Bürger, mit dem Wirkstoff

Atropin, lassen sich im Grunde ähnliche Bewertungsmaßstäbe, wie bei Buscopan®,

anlegen. Jedoch ist der Inhaltsstoff Atropin der Hauptvertreter der parasympatholytisch

wirkenden Substanzen und besitzt eine höhere Affinität zu den M- Cholinozeptoren als

Butylscopolamin (42, 52). Somit lässt sich vielleicht auch die signifikante Reduktion

der Uteruskontraktionen bei einer Konzentration von 0,2 mg/ml Atropin erklären. Es ist

wohl anzunehmen, dass residuale Mengen von Acetylcholin auch nach Organentnahme

noch im Gewebe vorhanden sind, um die Atropin bei entsprechender Dosierung am

Rezeptor konkurrieren kann.

Spasmalgan® erwies sich in dieser Studie in jeder Form mit Abstand als am besten

geeignet, spontane Uteruskontraktionen zu hemmen und den Tonus der glatten

Muskulatur signifikant zu senken. Es konnten für alle untersuchten Dosierungen und

erhobenen Daten eindeutig signifikante P- Werte (� � 0,05) erzielt werden. Der

Wirkstoff Denaverin ist eine dem Papaverin (siehe oben) verwandte Substanz. Einige

Arbeiten zu Papaverin erklären den spasmolytischen Effekt an der glatten Muskulatur,

59

mit einer Blockade chemosensibler Calciumkanäle der Zellmembran sowie einer

zusätzlichen Blockade sog. Calcium-„leakage“ channels der Zellwand, die vor allem für

die Aufrechterhaltung des Grundtonus der Muskulatur verantwortlich sind (33, 34, 81).

Galkin et al. beschreiben auch die Existenz von „slow electroexcitable calcium

channels“ in der Zellmembran, die ebenfalls von Papaverin blockiert werden.

Unter der Wirkung von Papaverin kommt es neben der Reduktion der Kontraktilität zu

einem Anstieg der extrazellulären Calciumkonzentration. Dies geschieht einerseits

durch eine Hemmung des Calcium- Uptake sowie andererseits durch eine verstärkte

Ausschleusung von intrazellulärem Calcium ins sarkoplasmatische Retikulum bzw. in

den Extrazellularraum (33, 34, 81). Somit lässt sich also die muskulotrope Wirkung von

Spasmalgan® eindeutig auf eine Beeinflussung des Calciumstoffwechsels der glatten

Muskulatur zurückführen.

Die Resultate bezüglich Spasmalgan® bieten also viele hoffnungsvolle

Voraussetzungen einen positiven Effekt auf die beschriebenen Probleme der IVF zu

haben, was jedoch zukünftig in einer klinischen Studie zu beweisen wäre.

Die Untersuchungen mit Paverysat® forte N, dessen Papaverin- artiges Hauptalkaloid

Chelidonium für die muskulotrope Komponente der Spasmolyse verantwortlich ist,

zeigen mehrere interessante Aspekte. Einerseits konnte die vom Hersteller angegebene

Induktion uteriner Kontraktionen mit allseits signifikanten Ergebnissen nachvollzogen

werden, andererseits zeigte Paverysat® aber auch, vor allem für eine Dosierung von 2

mg/ml Chelidonium, eine signifikante Hemmung der Uterusaktivität. Auf Grund der

lückenhaften Studienlage zu diesem pflanzlichen Vertreter der muskulotropen

Spasmolytika, war es dem Autor nicht möglich eine wissenschaftliche Erklärung für

diese paradoxe Wirkweise zu finden. Der mögliche Einsatz von Paverysat® zur

Vermeidung von Kontraktionen während des Embryotransfers in der IVF scheint aber

dennoch, auf Grund der kontraktions- fördernden Wirkkomponente, ungeeignet zu sein.

Jedoch stellt sich hier die Frage, ob nicht die Fähigkeit dieses Medikaments zur

Kontraktionsauslösung einen interessanten und neuen Aspekt zur Unterstützung des

schnellen gerichteten Samentransports, nach stattgehabter Kohabitation oder artifizieller

Insemination, offen legt. So könnte man als ersten Schritt, unter Berücksichtigung der

hepatischen Nebenwirkungen, in einer klinischen Studie an Männern versuchen,

60

Chelidonium, nach längerer Einnahme von Paverysat®, in der Samenflüssigkeit

nachzuweisen, um anschließend, in einem zweiten Schritt, nach artifizieller

Insemination im günstigsten Fall einen Anstieg der Uteruskontraktionen z.B. im

perfundierten Schweineuterus verzeichnen zu können. Dies wäre bei positiven

Resultaten eine innovative Möglichkeit für den Mann die Chance auf eine

Wunschschwangerschaft der Frau zu erhöhen.

Pethidin (Dolantin®) wird als einzigem Vertreter der Opioide eine spasmolytische

Wirkkomponente zugeschrieben. Die Resultate zeigen vor allem für einen kurzen

Zeitraum von 5 Minuten nach Medikamentengabe, bei einer Dosierung von 5 mg/ml

Pethidin, eine signifikante Reduktion der Uterusaktivität. Insgesamt ist der

kontraktions- hemmende Effekt, verglichen mit Spasmalgan®, als eher gering

einzustufen. Diese Tatsache und insbesondere das zusätzlich schmerzlindernde und

sedierende Wirkspektrum von Dolantin® ergeben zusammen ein interessantes

Wirkprofil dieser Substanz. Frauen verspüren bei einer Manipulation mit dem IVF-

Katheter im Fundusbereich suprapubische Schmerzen und Missempfindungen, die

wiederum zur Initiierung uteriner Kontraktionen führen sollen. De Kretzer et al.

konnten 1973 in einer klinischen Studie keinen Vorteil für Pethidin alleine zur

Verbesserung der Schwangerschaftsrate nach IVF nachweisen (18). Es ist jedoch

vorstellbar, dass sich bei kombinierter Applikation von Pethidin und z.B. Spasmalgan®

während des Embryotransfers positive Effekte addieren und ergänzen.

Wie bereits erwähnt zeigte Paveriwern®, als pflanzlicher Vertreter morphinhaltiger

Spasmolytika, eher eine Tendenz zur Steigerung der Uterusaktivität. Die lindernde

Wirkung bei krampfartigen Magen- Darm Beschwerden ist wohl auch indirekt viel

mehr der analgetischen Wirkung, als einer direkten spasmolytischen Wirkung an der

glatten Muskulatur zu verdanken.

Pérez et al. konnten 1995 in einer in- vitro Studie an Rattenuteri keinen

spasmolytischen Effekt von Metamizol auf Prostaglandin F2� oder Methacholin

induzierte Kontraktionen beobachten, jedoch nach Dauerinfusion mit CaCl2-Lösung

eine Inhibition der Uterusaktivität durch Metamizol.

61

Somit lässt sich vermuten, dass die Relaxation glatter Muskulatur nach Gabe von

Metamizol auf eine Hemmung des transmembranösen Calcium- Influx zurückzuführen

ist (67). Bei Betrachtung der Ergebnisse zu Novaminsulfon® kann man leider nur bei

einer Dosierung von 5 mg/ml Metamizol im 5 Minuten Intervall von einer signifikanten

Reduktion der Uterusaktivität ausgehen. Um nun den Calcium- abhängigen

spasmolytischen Effekt von Novaminsulfon® an der glatten Muskulatur des

Schweineuterus weiter abzuklären, könnte man zukünftig, in Anlehnung an die Studie

von Pérez et al., die Wirkung von 5 mg/ml Metamizol auf steigende Konzentrationen

von CaCl2 untersuchen. An Hand dieser Ergebnisse scheint Novaminsulfon® jedoch

keine entscheidende Potenz zur Verbesserung der Schwangerschaftsrate nach IVF zu

besitzen.

Zusammenfassend ist also festzustellen, dass die in dieser Studie zur Untersuchung der

Inhibition spontaner und/oder Oxytocin- induzierter Kontraktionen des perfundierten

Schweineuterus angewandten und in der klinischen Medizin und Naturheilkunde häufig

eingesetzten, aus mehreren Medikamentengruppen unterschiedlichster

Pharmokodynamik stammenden, spasmolytischen Medikamente teilweise interessante

sowie viel versprechende neue Ansätze zum Einsatz in der Reproduktionsmedizin

bieten. Insbesondere sind hier die hervorragenden und signifikanten Resultate für das

muskulotrope Spasmolytikum Spasmalgan® sowie die interessanten Aspekte bezüglich

des pflanzlichen Vertreters der krampflösenden Medikamente Paverysat® zu erwähnen.

Frühere klinische Studien zur Untersuchung einzelner Medikamente, wie Pethidin,

Ritodrin, NSAIDS und Glyceryltrinitrat (NO- Donator) alleine (18, 57, 68, 76), konnten

bisher keine Verbesserung der Schwangerschaftsrate nach Embryotransfer beobachten

lassen.

Wenn man auch in Zukunft versuchen möchte medikamentös auf die Erfolgsrate nach

IVF Einfluss zu nehmen, sieht der Verfasser dieser Arbeit, auf Grund der Komplexität

der verschiedenen physiologischen Vorgänge, die den Muskeltonus der Gebärmutter

sowie die Qualität und Quantität der Uteruskontraktionen steuern, eher in der

Kombination mehrerer Medikamente eine Erfolg versprechende Perspektive.

62

So könnte man z. B. die muskulotrop relaxierende Wirkung von Spasmalgan® und den

analgetisch, sedierenden sowie leicht spasmolytischen Effekt von Dolantin®, mit einem

OT- Rezeptorantagonisten kombinieren, um so die Gebärmutter auf mehreren Ebenen

optimal auf den Zeitpunkt des Embryotransfers vorzubereiten sowie auch zusätzlich

iatrogen induzierten Kontraktionen entgegenwirken zu können.

Neben allen prospektiven medikamentösen Optionen zur Verbesserung der

IVF- Technik dürfen die umsichtige sowie sanfte Durchführung des Embryotransfers

zur Vermeidung unnötiger Uterusaffektionen (55) und die ausgeprägte hormonelle

Steuerung des weiblichen Zyklus als Schlüsselfaktoren für die zukünftige

Weiterentwicklung der Reproduktionsmedizin keinesfalls außer Acht gelassen werden.

Abschließend soll darauf aufmerksam gemacht werden, dass mit dieser Arbeit, zum

wiederholten Mal, die Eignung des erprobten Perfusionsmodells zur Untersuchung der

Uterusfunktion unter verschiedenen Bedingungen bewiesen werden konnte.

63

6. Literaturverzeichnis

1. Abramovicz JS., Archer DF., (1990), Uterine endometrial peristalsis: a trans-

vaginal ultrasound study. Fertil Steril; 54:451-454

2. Argiolas A, Melis MR. (2003), The neurophysiology of the sexual cycle.

J Endocrinol Invest.; 26(3 Suppl):20-2.

3. Bulletti C, De Ziegler D, Polli V, Del Ferro E, Palini S, Flamigni C. (2002),

Characteristics of uterine contractility during menses in women with mild to

moderate endometriosis. Fertil Steril.; 77(6):1156-61.

4. Bulletti C, de Ziegler D, Polli V, Diotallevi L, Del Ferro E, Flamigni C. (2000),

Uterine contractility during the menstrual cycle. Hum Reprod.; 15 Suppl 1:81-9.

5. Bulletti C, De Ziegler D, Rossi S, Polli V, Massoneau M, Rossi E, Albonetti A,

Negrini V, Flamigni C. (1997), Abnormal uterine contractility in non-pregnant

women. Ann N Y Acad Sci.; 828:223-9.

6. Bulletti C, de Ziegler D. (2005), Uterine contractility and embryo implantation.

Curr Opin Obstet Gynecol.; 17(3):265-76.

7. Bulletti C, DeZiegler D, Stefanetti M, Cicinelli E, Pelosi E, Flamigni C. (2001),

Endometriosis: absence of recurrence in patients after endometrial ablation.

Hum Reprod.; 16(12):2676-9.

8. Bulletti C, Jasonni VM, Ciotti PM, Tabanelli S, Naldi S, Flamigni C. (1988),

Extraction of estrogens by human perfused uterus. Effects of membrane

permeability and binding by serum proteins on differential influx into

endometrium and myometrium. Am J Obstet Gynecol.; 159(2):509-15.

64

9. Bulletti C, Jasonni VM, Martinelli G, Govoni E, Tabanelli S, Ciotti PM,

Flamigni C. (1987), A 48-hour preservation of an isolated human uterus:

endometrial responses to sex steroids. Fertil Steril.; 47(1):122-9.

10. Bulletti C, Prefetto RA, Bazzocchi G, Romero R, Mimmi P, Polli V, Lanfranchi

GA, Labate AM, Flamigni C. (1993), Electromechanical activities of human uteri

during extra-corporeal perfusion with ovarian steroids.

Hum Reprod.; 8(10):1558-63.

11. Caba M, Rovirosa MJ, Silver R. (2003), Suckling and genital stroking induces

Fos expression in hypothalamic oxytocinergic neurons of rabbit pups.

Brain Res Dev Brain Res.; 143(2):119-28.

12. Carmichael MS, Humbert R, Dixen J, Palmisano G, Greenleaf W, Davidson JM.

(1987), Plasma oxytocin increases in the human sexual response.

J Clin Endocrinol Metab.; 64(1):27-31.

13. Carsten E.M., Miller J.D., Uterine Function: Molecular and Cellular Aspects.

Plenum Press, New York and London, 1989.

14. Carter CS. (1992), Oxytocin and sexual behaviour. Neurosci Biobehav Rev.;

16(2):131-44.

15. Ciblis LA., (1967), Contractility of the non-pregnant uterus. Obstet Gynecol.;

30:441-459.

16. D'Agostino G, Zonta F, Dondi G, Grana E. (1983), Action of papaverine and

verapamil on norepinephrine and calcium evoked contraction of vascular and non

vascular smooth muscle. Pharmacol Res Commun.; 15(10):937-49.

65

17. D'Agostino G, Zonta F, Santagostino Barbone MG, Grana E, Brunori P, Subissi

A. (1984), Mechanism of smooth muscle relaxation by rociverine.

Arzneimittelforschung; 34(5):584-9.

18. De Kretzer D, Dennis P, Hudson B, Leeton J, Lopata A, Outch K, Talbot J,

Wood C. (1973), Transfer of a human zygote. Lancet.; 2(7831):728-9

19. De Vries K., Lyons EA., Ballard G., (1990), Contractions of the inner third of the

myometrium. Am J Obstet Gynecol; 162:679-682.

20. De Ziegler D., (1995), Hormonal strategies for preparing the human

endometrium prior to oocyte donation. Semin Reprod Med; 13:192-197.

21. De Ziegler D., Bulletti C, Fanchin R., (2001), Contractility of the non- pregnant

uterus: the follicular phase. Ann N Y Acad Sci.; 943:172-184

22. Deutsches Ärzteblatt, Jg. 99, Heft 47/ 22, November 2002

23. Diedrich K, Gynäkologie und Geburtshilfe, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg,

2000.

24. Dittrich R, Maltaris T, Müller A, Dragonas C, Scalera F, Beckmann MW. (2003),

The extracorporeal perfusion of swine uterus as an experimental model: the effect

of oxytocic drugs. Horm Metab Res.; 35(9):517-22.

25. Dorn C, Reinsberg J, Schlebusch H, Prietl G, van der Ven H, Krebs D. (1999),

Serum oxytocin concentration during embryo transfer procedure. Eur J Obstet

Gynecol Reprod Biol.; 87(1):77-80.

26. Drenckhahn D., Zenker W. (Hrgb.) Benninghoff, Anatomie. Makroskopische

Anatomie, Embryologie und Histologie des Menschen. 15.te Auflage. Band 2.

Urban & Schwarzenberg, München, Wien, Baltimore, 1994.

66

27. Eskes TKAB., Hein PR., Kars-Villanueva EB., (1969), The influence of steroids

on the motility of the non- pregnant human uterus in-vivo. Arch Int

Pharmacodyn.; 182:409

28. Fanchin R, Picone O, Ayoubi JM, Marcadet-Fredet S, Kadoch J, Frydman R.

(2002), Uterine contractility and reproduction: new perspectives. J Gynecol

Obstet Biol Reprod (Paris); 31(4):325-32.

29. Fanchin R, Righini C, Olivennes F, Taylor S, de Ziegler D, Frydman R. (1998),

Uterine contractions at the time of embryo transfer alter pregnancy rates after in-

vitro fertilization. Hum Reprod.; 13(7):1968-74.

30. Feichtinger, W., Kemeter,P. and Szalay,S. (1993), Facteurs morphologiques,

endocrines et techniques en relation avec le résultat du transfert d´embryons

humains dans l`uterus. J. Gynecol. Obstet. Biol. Reprod., 12, 643-647.

31. Fertinet: Kinderwunsch- Vorbereitung und Stimulation; http://www.fertinet.de

32. Fishel S, Webster J, Faratian B, Jackson P. (1987), General anaesthesia for

intrauterine placement of human conceptuses after in vitro fertilization.

J In Vitro Fert Embryo Transf.; 4(5):260-4.

33. Galkin AA, Sarkisian DA, Timin EN, Khodorov BI. (1978), Effect of papaverine

on the tonus and contraction of depolarized taenia coli musculature in guinea

pigs. Biull Eksp Biol Med.; 85(2):177-80.

34. Galkin AA, Timin EN. (1978), Kinetics of guinea pig taenia coli smooth muscle

relaxation. Effect of papaverine and polarization. Biull Eksp Biol Med.;

86(10):447-50.

35. Gebrauchsinformation: APOGEPHA Arzneimittel GmbH, Kyffhäuserstr. 27,

01309 Dresden, 2001

67

36. Gebrauchsinformation: Boehringer Ingelheim Pharma GmbH & Co. KG, Binger

Straße 173, 55216 Ingelheim am Rhein, 2003

37. Gebrauchsinformation: Johannes Bürger Ysatfabrik GmbH, 38667 Bad

Harzburg, 2001

38. Gebrauchsinformation: Merckle GmbH, Ludwig- Merckle- Str.3, 89143

Blaubeuren, 2006

39. Gebrauchsinformation: Pharma Wernigerode GmbH, Dornbergsweg 35, 38855

Wernigerode, 2006

40. Gimpl G, Fahrenholz F. (2001), The oxytocin receptor system: structure,

function, and regulation. Physiol Rev.; 81(2):629-83.

41. Ijland MM., Evers JLH., Dunselman GAJ., (1997), Relation between endometrial

wavelike activity and fecundability in spontaneous cycles.

Fertil Steril, 67:492-496.

42. Karow T., Lang-Roth R., Allgemeine und Spezielle Pharmakologie und

Toxikologie, Köln, 2005.

43. Kissler S, Siebzehnruebl E, Kohl J, Mueller A, Hamscho N, Gaetje R, Ahr A,

Rody A, Kaufmann M. (2004), Uterine contractility and directed sperm transport

assessed by hysterosalpingoscintigraphy (HSSG) and intrauterine pressure (IUP)

measurement. Acta Obstet Gynecol Scand.; 83(4):369-74.

44. Kitazawa T, Uchiyama F, Hirose K, Taneike T. (1999), Characterization of the

muscarinic receptor subtype that mediates the contractile response of

acetylcholine in the swine myometrium. Eur J Pharmacol.; 367(2-3):325-34.

68

45. Knobil E. and Neill J.D., The Physiology of Reproduction, Second Edition,

Raven Press, LTD, New York, 1994.

46. Knutzen V., Stratton CJ., Sher G., (1992), Mock embryo transfer in early luteal

phase, the cycle before in-vitro fertilization and embryo transfer: a descriptive

study. Fertil Steril; 57:156-162.

47. Leeton J, Trounson A, Jessup D, Wood C. (1982), The technique for human

embryo transfer. Fertil Steril; 38(2):156-61.

48. Lesny P, Killick SR, Robinson J, Raven G, Maguiness SD., (1999), Junctional

zone contractions and embryo transfer: is it safe to use a tenaculum?

Hum Reprod.; 14(9):2367-70.

49. Lesny P, Killick SR, Tetlow RL, Robinson J, Maguiness SD. (1999), Embryo

transfer and uterine junctional zone contractions. Hum Reprod Update; 5(1):87-8.

50. Leyendecker G, Kunz G, Herbertz M, Beil D, Huppert P, Mall G, Kissler S, Noe

M, Wildt L. (2004), Uterine peristaltic activity and the development of

endometriosis. Ann N Y Acad Sci.; 1034:338-55.

51. Leyendecker G., Kunz G., Noe M., (1998), Endometriosis: a dysfunction and

disease of the archimetra. Hum Reprod Update; 4(5):752-762.

52. Liao WJ., Qu ZW., Zhang JT., (1994), Comparison of pharmacological effects of

L- and DL-n-butylscopolamine in rat uterus. Yao Xue Xue Bao.; 29(1):24-7

53. Maltaris T, Dittrich R, Widjaja W, Sindhuwinata C, Hoffmann I, Beckmann M,

Mueller A. (2006), The role of oestradiol in the uterine peristalsis in the perfused

swine uterus. Reprod Domest Anim.; 41(6):522-6.

69

54. Maltaris T, Dragonas C, Hoffmann I, Mueller A, Schild RL, Schmidt W,

Beckmann MW, Dittrich R. (2006), The extracorporeal perfusion of the swine

uterus as an experimental model: The effect of tocolytic drugs.

Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol.; 126(1):56-62.

55. Mansour RT, Aboulghar MA. (2002), Optimizing the embryo transfer technique.

Hum Reprod.; 17(5):1149-53.

56. McNeilly AS, Robinson IC, Houston MJ, Howie PW. (1983), Release of

oxytocin and prolactin in response to suckling. Br Med J (Clin Res Ed).;

286(6361):257-9.

57. Meldrum DR, Chetkowski R, Steingold KA, de Ziegler D, Cedars MI, Hamilton

M. (1987), Evolution of a highly successful in vitro fertilization-embryo transfer

program. Fertil Steril.; 48(1):86-93.

58. Ménézo L., Anker, D. and Salat- Baroux, J. (1985), Conception and realization of

artificial dried embryo for training in IVF. Acta Europ. Fertile, 16, 1.

59. Monographie (BAnz. Nr. 223 vom 30.11.1985)

60. Mueller A, Maltaris T, Siemer J, Binder H, Hoffmann I, Beckmann MW, Dittrich

R. (2006), Uterine contractility in response to different prostaglandins: results

from extra corporeally perfused non-pregnant swine uteri.

Hum Reprod.; 21(8):2000-5.

61. Mueller A, Siemer J, Renner S, Hoffmann I, Maltaris T, Binder H, Beckmann

MW, Dittrich R. (2006), Perfused non-pregnant swine uteri: a model for

evaluating transport mechanisms to the side bearing the dominant follicle in

humans. J Reprod Dev.; 52(5):617-24

70

62. Murphy MR, Checkley SA, Seckl JR, Lightman SL. (1990), Naloxone inhibits

oxytocin release at orgasm in man. J Clin Endocrinol Metab.; 71(4):1056-8.

63. Naaktgeboren N, Broers, F.C, Heijnsbroek, I et al. (1997), Hard to believe hardly

discussed, nevertheless very important for the IVF/ICSI results: embryo transfer

technique can double or halve the pregnancy rate. Hum. Reprod.; 12, 149.

64. Ne�tianu A, Ne�tianu LE, Ne�tianu V. (1999), The regularizing effect of some

active substances upon uterine smooth muscle contractile activity.

Rom J Physiol.; 36(1-2):81-5.

65. Niederau C, Göpfert E. (1999), The effect of chelidonium- and turmeric root

extract on upper abdominal pain due to functional disorders of the biliary system.

Results from a placebo-controlled double-blind study.

Med Klin (Munich).; 94(8):425-30.

66. Nusshag W, Lehrbuch der Anatomie und Physiologie der Haustiere., S. Hirzel

Verlag, Leipzig, 1968.

67. Pérez Vallina JR., Cantabrana B., Hidalgo A., (1995), Calcium- and G-Protein-

related spasmolytic effects of nonsteroidal anti-inflammatory drugs on rat uterus

contractions in vitro. Pharmacology; 50(5):324-332.

68. Poindexter A.N., Thompson DJ, Gibbons WE, Findley WE, Dodson MG, Young

RL. (1986), Residual embryos in failed embryo transfer. Fertil Steril.;

46(2):262-7.

69. Reinheimer TM, Bee WH, Resendez JC, Meyer JK, Haluska GJ, Chellman GJ.

(2005), Barusiban, a new highly potent and long-acting oxytocin antagonist:

pharmacokinetic and pharmacodynamic comparison with atosiban in a

cynomolgus monkey model of preterm labour. J Clin Endocrinol Metab.;

90(4):2275-81.

71

70. Rogers PA, Milne BJ, Trounson AO. (1986), A model to show human uterine

receptivity and embryo viability following ovarian stimulation for in vitro

fertilization. J In Vitro Fert Embryo Transf.; 3(2):93-8.

71. Rohen J., Lütjen-Drecoll E., Funktionelle Histologie, Schattauer

Verlagsgesellschaft mbH, Stuttgart, 2000.

72. Rosenlund B, Sjöblom P, Hillensjö T. (1996), Pregnancy outcome related to the

site of embryo deposition in the uterus. J Assist Reprod Genet.; 13(6):511-3.

73. Russell JA, Leng G. (1998), Sex, parturition and motherhood without oxytocin?

J Endocrinol.;157(3):343-59.

74. Samouilides S., Physiopathologie der Reproduktion und artifizielle Insemination

im Schwein., Thessaloniki, 1993.

75. Schmidt R., Thews G., Physiologie des Menschen., Springer Verlag, Berlin,

Heidelberg, 1997.

76. Shaker AG, Fleming R, Jamieson ME, Yates RW, Coutts JR. (1993),

Assessments of embryo transfer after in-vitro fertilization: effects of glycerol

trinitrate. Hum Reprod.; 8(9):1426-8.

77. Gay R., Rothenburger A., Klinke R, Silbernagl S., Lehrbuch der Physiologie

Thieme, Stuttgart, 2005

78. Silbernagl S., Despopoulos, A., Taschenatlas der Physiologie, Thieme, Stuttgart,

2003

79. Spätling L., Fallenstein F., Bolustokolyse in Theorie und Praxis., Steinkopff

Verlag, Darmstadt, 1993.

72

80. Spencer TE, Hayashi K, Hu J, Carpenter KD. (2005), Comparative

developmental biology of the mammalian uterus. Curr Top Dev Biol.;68:85-122.

81. Takayanagi I, Karasawa A, Kasuya Y. (1978), Relaxation of depolarized guinea

pig taenia caecum induced by some antispasmodics. Eur J Pharmacol.;

50(2):137-43.

82. Taneike T, Kitazawa T, Funakura H, Asanuma K, Tsuji S, Yamada M, Teraoka

H, Ohga A. (1999), Smooth muscle layer-specific variations in the autonomic

innervation of bovine myometrium. Gen Pharmacol.;32(1):91-100

83. Thornton S, Vatish M, Slater D. (2001), Oxytocin antagonists: clinical and

scientific considerations. Exp Physiol.;86(2):297-302.

84. Toson G, Schiantarelli P, Murmann W. (1978), Rociverine, a new antispasmodic

agent with balanced neurotropic and myotropic activity.

Arzneimittelforschung.;28(7):1130-42.

85. Waterstone J, Curson R, Parsons J. (1991), Embryo transfer to low uterine cavity.

Lancet.;337(8754):1413

86. Wikipedia, the free enzeklopedia (2007): http://de.wikipedia.org/wiki/Papaverin

87. Woodcock NA, Taylor CW, Thornton S. (2004), Effect of an oxytocin receptor

antagonist and rho kinase inhibitor on the [Ca++]i sensitivity of human

myometrium. Am J Obstet Gynecol.;190(1):222-8.

73

7. Abkürzungsverzeichnis

�: Signifikanz

µmol: mikromolar

A.: Ampere

Abb.: Abbildung

ATP: Adenosintriphophat

AUC: Area under the curve

Bsp.: Beispiel

bzgl.: bezüglich

bzw.: beziehungsweise

ca.: circa

CaCl * 2 H2O: Calciumchloriddihydrat

cAMP: cyclisches Adenosinmonophosphat

cm: Zentimeter

CO2: Kohlendioxid

COX: Cyclooxygenase

d.h.: das heißt

Delta: Unterschied

DAG: Diacylglycerin

F: Kraft

Fa.: Firma

FSH: Follikel- stimulierendes Hormon

g: Gramm

Glukose * H2O: Glukosemonohydrat

GnRH: Gonadotropin- releasing hormon

h: Stunde

HCO3: Bikarbonat

i. v.: intravenös

ICP: Messelektrode

Int.: international

IP3: Inositoltriphosphat

74

IUP: intrauteriner Druck

IVF: in- vitro Fertilisation

KCL: Kaliumchlorid

l: Liter

LH: luteinisierendes Hormon

mg: Milligramm

MgCl2: Magnesiumdichlorid

min: Minute

ml: Milliliter

mm: Millimeter

mmHg: Millimeter Quecksilbersäule

mmol: millimolar

Na2HPO4 : Dinatriumhydrogenphosphat

NaCl: Natriumchlorid

NaH2PO4 * H2O: Natriumdihydrogenphosphat- monohydrat

NaHCO3: Natriumbikarbonat

NO: Stickstoff

NSAID: Non- steroidal anti-inflammatory drugs

O2: Sauerstoff

P: Druck

pO2: Sauerstoffpartialdruck

s: Sekunde

s: Weg/Strecke

Tab.: Tabelle

V: Volt

W: Arbeit

WHO: World Health Organization

z. B.: zum Beispiel

ZVD: zentraler Venendruck

75

8. Danksagung

Für die Ermöglichung dieser Promotionsarbeit an der Frauenklinik der Universität

Erlangen- Nürnberg in der Abteilung für Endokrinologie und Reproduktionsmedizin

möchte ich dem Direktor der Klinik, Herrn Prof. M.W. Beckmann, herzlich danken.

Besonderer Dank gilt auch meinem Doktorvater, Herrn PD. Dr. rer. nat. Ralf Dittrich,

für die Bereitstellung des Themas und hervorragende Einführung sowie seine stetige

Förderung und kontinuierliche Betreuung meiner Arbeit.

Ebenso möchte ich dem gesamten Team des endokrinologischen Labors und

insbesondere Herrn PD. Dr. med. Andreas Müller und Frau Inge Hoffmann für Ihre

großartige menschliche und ideenreiche Unterstützung ganz herzlich danken.

Außerdem danke ich meinen Vorgängern im Doktorandenteam, Herrn Dr. med.

Theodoros Maltaris und Herrn Dipl. ing. Siegfried Müller, für die wissenschaftlichen

Vorlagen zu meiner Arbeit, die technische Hilfestellung sowie die immer

hervorragende Zusammenarbeit und eine schöne gemeinsame Zeit.

Ganz besonderer Dank gilt meinen lieben Eltern, meiner Schwester und Familie für die

Ermöglichung meines Studiums und Ihre stetige Unterstützung während der letzten

Jahre.

Für den motivierenden Antrieb und das Durchhaltevermögen beim Verfassen der

Dissertation, möchte ich außerdem meinen Freunden und Herrn Daniel Spachtholz

sowie Herrn Dr. rer nat. Jochen Dittmann, von Herzen danken.

76

9. Lebenslauf

Name: Julian Künzel

Geburtsdatum: 05. Februar 1983

Geburtsort: Naila

Staatsangehörigkeit: deutsch

Konfession: evangelisch

Familienstand: ledig

Eltern: Dr. Achim Künzel

Zahnarzt

Dr. Marion Weigel- Künzel

Zahnärztin

Schulausbildung: Grundschule Krötenbruck von 1989 bis 1993

Jean- Paul Gymnasium Hof von 1993 bis 2002

Erwerb der allgemeinen Hochschulreife

im Juni 2002

Studium: Studium der Humanmedizin

an der Friedrich- Alexander- Universität Erlangen

von April 2003 bis Juni 2009.

Staatsexamen im Mai 2009

Beruf: Seit 1. Juli 2009 Assistenzarzt an der Universitätsklinik

für Hals- Nasen- Ohrenheilkunde und Kopf- Hals

Chirurgie in Erlangen