Einfluss des Antiparkinsonmedikamentes Amantadin auf die Exzitabilität des menschlichen Motorkortex – Eine prospektive, placebokontrollierte, doppelblinde Studie
Einfluss des Antiparkinsonmedikamentes Amantadin auf die Exzitabilität des menschlichen Motorkortex – Eine prospektive, placebokontrollierte, doppelblinde Studie
A plain-language reading has not been prepared for this paper yet.
Original abstract
In der vorliegenden Studie wurde erstmalig der Einfluss des Antiparkinsonmedikamentes Amantadin auf die Exzitabilität des menschlichen Motorkortex mittels Transkranieller Magnetstimulation untersucht. Amantadinsulfat (AMA) ist ein Wirkstoff, der seit Jahrzehnten bei diversen Krankheiten wie Influenza A, Morbus Parkinson und medikamentös-induzierten Dyskinesien eingesetzt wird. Diverse in vivo und in vitro Studien konnten bisher ein breites Wirkungsspektrum nachweisen. So wird der N-Methyl-D-Aspartat (NMDA)-Rezeptor-Antagonismus bisher als Hauptwirkmechanismus propagiert. Außerdem wurden eine Kalium-Kanal-Blockade, ein Dopamin-Rezeptor-Agonismus, eine Steigerung der Noradrenalinfreisetzung und eine anticholinerge Wirkung beschrieben. Mit der Transkraniellen Magnetstimulation (TMS) existiert eine etablierte non-invasive Methode, mit der neben dem Einsatz in der neurophysiologischen Diagnostik zentralnervöser Erkrankungen verschiedene pharmakologische Wirkmechanismen diverser Medikamente in vivo am menschlichen Motorkortex non-invasiv untersucht werden können. Das Ziel dieser Studie war die Beantwortung der Frage, welcher der beschriebenen Wirkmechanismen von AMA die Hauptrelevanz für die Beeinflussung der kortikalen Exzitabilität des humanen Motorkortex besitzt und ob eine Korrelation zwischen den beobachteten Effekten und den gemessenen AMA-Serumkonzentrationen besteht. Dazu wurde eine doppelblinde, placebokontrollierte Crossover-Studie durchgeführt. Unter Einsatz von Einzelimpuls- und Doppelimpuls-TMS wurde bei 14 gesunden, rechtshändigen Probanden die akute Wirkung einer Einzeldosis von 50 mg, respektive 100 mg AMA auf verschiedene Parameter kortikaler Exzitabilität, wie Motorische Schwellen (RMT und AMT), MEP-Rekrutierungskurven (MEP-REC), kortikal induzierte Silent Period (CSP), Kurze Intrakortikale Inhibition (SICI), Intrakortikale Fazilitation (ICF) sowie Späte Intrakortikale Inhibition (L-ICI) untersucht. Zweieinhalb Stunden nach Einnahme von AMA zeigte sich im Vergleich zu Placebo eine signifikante, dosisabhängige Abnahme der ICF sowie eine signifikante Zunahme der L-ICI im Vergleich zum Placebo. Dabei zeigte sich eine signifikante negative Korrelation der Effekte auf die ICF und der L-ICI mit den AMA-Serumkonzentrationen. Außerdem wurde eine tendenzielle Steigerung der SICI beobachtet. AMA zeigte keine Wirkungen auf Motorschwellen, MEP-Rekrutierungskurven oder CSP. Es bleibt festzuhalten, dass eine Einzeldosis von AMA bei gesunden Probanden zu einer Veränderung der Exzitabilität des Motorkortex durch eine signifikante Reduktion der ICF und eine signifikante Zunahme der L-ICI führt, wobei diese Veränderungen signifikant korrelieren. Die Reduktion der ICF und Steigerung der L-ICI kann möglicherweise eine glutamaterge Modulation reflektieren oder auf eine polysynaptische Interaktion von glutamatergen und GABAergen neuronalen Schaltkreisen zurückzuführen sein. Obwohl für AMA verschiedene Wirkmechanismen beschrieben sind, scheint der NMDA-Rezeptor-Antagonismus die Hauptrelevanz für die Effekte auf die kortikale Exzitabilität zu besitzen. Die Dissoziation von L-ICI und CSP legt die Vermutung nahe, dass beide Parameter unterschiedliche intrakortikale Prozesse widerspiegeln. So reflektiert die L-ICI möglicherweise das Ausmaß der kortikalen Inhibition und die CSP die Dauer derselben. Zusammenfassend geben die o.g. Ergebnisse deutliche Hinweise für eine NMDA-vermittelte Exzitabilitätsveränderung, welche auch in polysynaptischen Veränderungen der GABAergen Transmission resultieren könnte. Weil die L-ICI durch AMA verändert werden kann, wäre dieser Parameter evtl. interessant für Studien, die sich mit motorischen Lernprozessen und gebrauchsabhängiger Plastizität beschäftigen. Amantadine-sulfate has been used for several decades to treat acute influenza A, Parkinson’s disease (PD), and acute or chronic druginduced dyskinesia. Several mechanisms of actions detected in vivo/in vitro including N-methyl-D-aspartate (NMDA)-receptor antagonism, blockage of potassium channels, dopamine receptor agonism, enhancement of noradrenergic release, and anticholinergic effects have been described. We used transcranial magnetic stimulation (TMS) to evaluate the effect of single doses of amantadine on human motor cortex excitability in normal subjects. Using a double-blind, placebo-controlled, crossover study design, motor thresholds, recruitment curves, cortical stimulation-induced silent period (CSP), short intracortical inhibition (ICI), intracortical facilitation (ICF), and late inhibition (L-ICI) in 14 healthy subjects were investigated after oral doses of 50 and 100 mg amantadine with single and paired pulse TMS paradigms. Spinal cord excitability was investigated by distal latencies and M-amplitudes of the abductor digiti minimi muscle. After intake of amantadine, a significant dose-dependent decrease of ICF was noticed as well as a significant increase of L-ICI as compared to placebo. The effect on ICF and L-ICI significantly correlated with amantadine serum levels. ICI was slightly increased after amantadine intake, but the effect failed to be significant. Furthermore, amantadine had no significant effects on motor thresholds, MEP recruitment curves, CSP, or peripheral excitability. In conclusion, a low dose of amantadine is sufficient in modulating human motor cortex excitability. The decrease of ICF and increase of L-ICI may reflect glutamatergic modulation or a polysynaptic interaction of glutamatergic and GABA-ergic circuits. Although amantadine has several mechanisms of action, the NMDA-receptor antagonism seems to be the most relevant effect on cortical excitability. As L-ICI can be influenced by this type of drug, it may be an interesting parameter for studies of motor learning and use-dependent plasticity.