Opiate

Opiate sind die aus dem Schlafmohn (Papaver somniferum) gewonnen Alkaloide. Dabei wird die Bezeichnung Opiate uneinheitlich verwendet. Neben diesen Alkaloiden werden auch Alkaloide, die daraus halbsynthetisch (wie zum Beispiel Heroin, welches kein natürlich vorkommendes Alkaloid ist) gewonnen werden als Opiate bezeichnet. Als Opiate werden auch Arzneimittel benannt, welche als Wirkstoff diese Alkaloide beinhalten oder Wirkstoffe welche ähnlich wie diese wirken (wie zum Beispiel Methadon).

Aufgrund ihrer Eigenschaft auf der einen Seite schmerzstillend zu wirken, aber auf der anderen Seite die Gefahr der Abhängigkeit bergen, sind diese bis heute oft stark regulierte - aber hoch potente - Wirkstoffe. Die Geschichte der Arzneimittelforschung, aber auch diverse gesellschaftliche Entwicklungen (Opiumkriege) sind und waren untrennbar mit dieser Stoffgruppe verbunden.

Daneben ist die Wirkung der Opiate schon seit mehreren tausenden Jahren bekannt. Bereits vor 3000 Jahren wurden Extrakte des Schlafmohns im alten Ägypten als Wirkstoff eingesetzt.

jährliche geschätzte Produktionsmenge von Opium weltweit1)

Laut Weltdrogenbericht der UN ODC (United Nations Office on Drugs and Crime) wurden im Jahr 2013 6883 Tonnen Opium gewonnen. Dies stellt einen der höchsten Werte in den letzten 15 Jahren dar. Insgesamt kommt das meiste Opium aus Afghanistan. Im Jahr 2013 stammten knapp 80 % des Opiums aus Afghanistan.

Papaver somniferum aus Köhlers Medizinal PflanzenPapaver somniferum aus Köhlers Medizinal Pflanzen

Die natürlichen Opiate werden aus dem Milchsaft des Schlafmohns (Papaver somniferum) gewonnen. Dazu werden die unreifen Mohnkapseln meist angeritzt. Die in den Milchröhrchen biosynthetisierten Opiate fließen dann mit der Mohnmilch aus der Mohnkapsel. Der weiße Milchsaft oxidiert an der Luft zu einem braunen Harz welches abgeschabt werden kann. Die gebundenen Alkaloide machen dabei 25 % der Masse aus. Der Gehalt des Hauptalkaloids Morphin liegt bei 7-18 %. Der Codeingehalt dagegen schwankt zwischen 1 und 2 % je nach Herkunftsort. Daneben finden sich Alkaloide des Papaverintyps, Wasser, Zucker, Fette und Wachse sowie einige Säuren.

Opiate wirken im Körper an den Opioidrezeptoren, welche sich im zentralen und peripheren Nervengewebe befinden. Im Körper des Menschen werden die Opiate Morphin und Codein nicht hergestellt. Daher bezieht sich der Name Opioidrezeptoren auf körpereigene Liganden wie Endorphinen (von „endogene Morphine“), Enkephalin & andere körpereigene Opioide. Diese sind im Gegensatz der oben dargestellten Opiate Oligopeptide, also aus mehreren Aminosäuren zusammengesetzte Peptide.

Im Körper wirken die Opiate schmerzstillend, beruhigend und je nach Opiat auch euphorisierend. Deswegen werden diese außerhalb der medizinischen Anwendung auch als Rausch- und Betäubungsmittel eingesetzt. Dazu wird meist Opium geraucht oder peroral aufgenommen. Heroin zählt dabei zu den am stärksten wirkenden Opiaten mit einer 10-fachen Wirkung im Gegensatz zu Morphin. Allerdings steigt dadurch auch die Gefahr der Abhängigkeit erheblich.

Außerdem besitzen Opiate die Fähigkeit den Hustenreiz zu unterdrücken. Codein ist daher als Hustenmittel zu erhalten. In der Schmerztheraphie wird Morphin eingesetzt. Neben der Gefahr der Abhängigkeit, die durch gewissenhafte Anwendung minimiert werden kann, gibt es mehrere Nebenwirkungen wie Verstopfung und Übelkeit.

Bei Opiaten kann eine Überdosierung zum Tod durch Atemstillstand führen.

Opiate

Die natürlichen Opiate - hauptsächlich Morphin, Thebain und Codein - des Schlafmohns werden wie schon erwähnt in den Milchkanälen des Mohns synthetisert. Dabei wird ausgehend von der Aminosäure L-Tyrosin über das Reticulin zuerst Thebain, danach Codeinon (welches zu Codein umgewandelt wird) und schließlich Morphin gebildet.

Morphin

Morphin ist das Hauptalkaloid des aus Schlafmohn gewonnenen Opiums. Je nach Herkunftsort variiert der Morphingehalt. Es ist gleichzeitig eines der am längsten bekannten Schmerzmittel und wird bis heute bei starken Schmerzen eingesetzt. Es enthält zwei alkoholische Gruppen und ein tertiäres Amin. Aufgrund der schlechten Wasserlöslichkeit ist es nur mäßig bioverfügbar. Deswegen werden bei Arzneimittel oft die Salze des Morphins (zB. das Hydrochloridsalz) verabreicht, die durch die gewonnene Polarität um ein vielfaches löslicher sind.

Die Struktur von Morphin diente in der Arzneimittelforschung als beliebte Leitstruktur. Mehr als 200 wirksame Derivate von Morphin wurden im letzten Jahrhundert entwickelt.

Codein

Codein wird heute als Hustenstiller vertrieben. Im Opium ist es mit 1-2% vertreten. Es ist eine Zwischenstufe zur Biosynthese von Morphin und unterscheidet sich von diesem nur durch die Umwandlung des Alkohols in eine Methoxygruppe. Diese kleine Änderung reicht aus, um eine mildere Wirkung im Gegensatz zu Morphin zu erreichen.

Codein als Prodrug

Codein ist eine sogennante Prodrug, also eine Substanz, die erst durch die Metabolisierung im Körper seine eigentliche Wirkung entfaltet. Codein wechselwirkt mit den Opioidrezeptoren selbst nur gering. Im Körper wird Codein jedoch zu Morphin metabolisiert, welches als aktiver Wirkstoff die Opioidrezeptoren anspricht. Die Metabolisierung des Codeins läuft über CYP2D6 Enzym ab, welches einen begrenzten Umsatz hat. Das bedeutet, dass in einer gewissen Zeit nur eine gewisse Menge (400 mg) Codein metabolisiert werden kann. Dies führt dazu, dass Codein nicht so stark wie Morphin wirkt, da das wirksame Morphin im Körper langsamer entfaltet wird, als reines verabreichtes Morphin.

Thebain

Thebain ist ein ebenfalls in Opium (0.2-0.5%) vorkommendes Alkaloid. Es wirkt ähnlich zu Morphin jedoch schwächer schmerzstillend. Es wird nicht als Wirkstoff in Arzneimitteln vertrieben.

Heroin

Heroin ist ein synthetisch hergestelltes Morphinderivat. Es wurde 1898 zuerst als Husten- und Schmerzmittel von Bayer vertrieben. Lange Zeit wurde die euphorisierende Wirkung des Heroins nicht erkannt und das Abhängigkeitspotential unterschätzt. In der folgenden Zeit stieg die Anzahl der Opiatabhängigen weiter an. Die gesellschaftliche Stigmatisierung dieser Personengruppe führte zuerst zum Einstellen der Produktion 1931. Bereits 1929 regelementierte das Opiumgesetz den Morphin & Heroinvertrieb. Seit 1971 – der Einführung des Betäubungsmittelgesetzes – ist der Besitz und die Herstellung von Heroin nach illegalisiert. Seit 2009 ist es staatlichen Stellen wieder erlaubt an eine eng eingegrenzte Personengruppe unter Aufsicht Heroin abzugeben.

Eigenschaften

Der farblose Feststoff Heroin kann durch Acetylierung von Morphin gewonnen werden. Dies geschieht mit Hilfe von Acetanhydrid, der aktivierten Form der Essigsäure. Es ist sowohl schlecht in Wasser als auch in Ethanol löslich.

Methadon

Methadon

Methadon wird in der Medizin zur Behandlung von Suchterscheinungen im Zusammenhang mit Opiaten (und hier vor allem Heroin) eingesetzt. Darüber hinaus hat es eine ähnliche Wirkung im Vergleich zu den anderen bisher beschriebenen Opiaten. Im Gegensatz zu Heroin wirkt es milder, verhindert jedoch die typischen Entzugserscheinungen bei Suchtabhängigen, da die Opioidrezeptoren durch Methadon weiterhin angeregt werden.

Methadon ist ein vollsynthetisches, in der Natur nicht vorkommendes Opiat. An ihm sieht man sehr gut den Zusammenhang zwischen Struktur und Wirkung. Auf den ersten Blick hat Methadon keine strukturelle Ähnlichkeit zu den Opiaten Morphin, Codein und Heroin. Bei genauerer Betrachtung fällt jedoch ein Strukturmerkmal auf, welches die meisten Opiate besitzen, nämlich das rot markierte Grundgerüst. Diese Struktur ist gleichzeitig tatsächlich ähnlich zu den endogenen Opiaten (wie Endorphin) und daher kann man auch bei diesem Beispiel ein Zusammenhang zwischen Struktur und Wirkung feststellen.