Hoe werkt xylometazoline in het menselijk lichaam tegen neusverstopping?

Farmacodynamiek

De route van xylometazoline door het lichaam en het effect dat het op het lichaam heeft, wordt aangeduid met de farmacodynamiek. Farmacodynamiek zegt alles over de werking van geneesmiddelen in het lichaam met behulp van speciale receptoren en eiwitten (Grebeniuk, Hrytsun, & Nikulchenko, 2023). Bij deze werkingsmechanismen komen de effecten van de stof tot uitdrukking, waarbij de intensiteit en duur in beschouwing worden genomen (KNMP Kennisbank, z.d.).

Om de werkingsmechanismen van geneesmiddelen tot stand te laten komen, komen de adrenerge receptoren van pas, de alfa-1-receptoren en de alfa-2-receptoren (II & Reddivari, 2023). Deze alfa-1-receptoren bevinden zich op vasculaire gladde spieren en deze reageren op stoffen zoals adrenaline en noradrenaline, maar ook op xylometazoline (Sitsen, 2011).

Adrenerge receptoren zijn G-eiwit gekoppelde receptoren (GPCR), die in staat zijn om fysieke signalen uit de omgeving om te zetten in biochemische signalen die zorgen voor bijvoorbeeld samentrekking van spierweefsels (Berg F.J., 2010). Deze GPCR spelen een belangrijke rol in het sympathische zenuwstelsel (Berg F.J., 2010). Het sympathische zenuwstelsel is het deel van het autonome zenuwstelsel die zorgt voor de “fight-or-flight” reactie, zoals een verhoogde hartslag en vernauwing van de bloedvaten (ir R.E.A. Bouwens, 2022). Wanneer deze receptoren geactiveerd worden gaan er verschillende signalen af in het lichaam die zorgen voor deze onbewuste reacties, zoals het samentrekken van het gladde spierweefsel van het neusslijmvlies (II & Reddivari, 2023).

Als men neusspray gebruikt, wordt de alfa-1-receptor geactiveerd op het celmembraan van het neusslijmvlies door middel van contact van xylometazoline met het neusslijmvlies (II & Reddivari, 2023). De alfa-receptor in het neusslijmvlies activeert vervolgens het Gq-eiwit, dat zich aan de binnenkant van de cel bevindt, waarna het enzym fosfolipase C (PLC) wordt aangezet (Grebeniuk, Hrytsun, & Nikulchenko, 2023). Dit enzym knipt een membraanlipide, een vetmolecuul met een wateraantrekkende kop en een waterafstotende staart, in twee belangrijke boodschappers. Dit zijn namelijk de tweede boodschappers inositoltrifosfaat (IP3) en diacylglycerol (DAG). (Grebeniuk, Hrytsun, & Nikulchenko, 2023)Deze boodschappers zijn nodig voor het doorgeven van signalen binnen de cel. IP3 bindt aan receptoren op het endoplasmatisch reticulum (ER), waardoor calciumionen in het cytoplasma, een waterige substantie binnen de cel, vrijkomen (Grebeniuk, Hrytsun, & Nikulchenko, 2023).

 De hoeveelheid calcium deeltjes in het cytoplasma wordt verhoogd, waardoor het gladde spierweefsel van de bloedvaten wordt gestimuleerd om samen te trekken. Het samentrekken van het gladde spierweefsel van de bloedvaten zorgt voor een vernauwing van het bloedvat. Het samentrekken, en dus het vernauwen, van de bloedvaten in het neusslijmvlies wordt ook wel de vasoconstrictie genoemd. Wanneer er vasoconstrictie optreedt neemt de zwelling in de neus af die bij neusverkoudheid voorkomt, dit wordt ook wel decongestie van de neus genoemd.

Dit is hoe de werkzame stof xylometazoline ervoor zorgt dat een verstopte neus bij neusverkoudheid wordt tegengegaan en de ademhaling gemakkelijker wordt (Grebeniuk, Hrytsun, & Nikulchenko, 2023).

Naast de alfa-1-receptor heeft ook de alfa-2-receptor een belangrijke rol bij het samentrekken van gladde spierweefsels van de bloedvaten in de neus. Normaal gesproken wordt door middel van het enzym adenylyl cyclase in het cytoplasma, ATP geknipt tot cAMP. Dit cAMP zorgt ervoor dat het gladde spierweefsel van de bloedvaten van het neusslijmvlies ontspannen is en dat de bloedvaten verwijden. Dit zorgt ook wel voor de congestie van het neusslijmvlies, wat voorkomt bij neusverkoudheid. Bij neusverkoudheid wil men de congestie van het neusslijmvlies juist tegengaan met behulp van de neusspray met xylometazoline. Het tegengaan van congestie gebeurt wanneer xylometazoline bindt aan de alfa-2-receptor waarna het bijbehorende Gi-eiwit geactiveerd wordt. Dit eiwit zorgt voor een inhiberende werking, dat wil zeggen dat bepaalde mechanismen geremd worden. Bij het gebruik van xylometazoline wordt met behulp van het Gi-eiwit het enzym adenylyl cyclase geremd, waardoor er geen ATP geknipt wordt en er ook geen cAMP in het cytoplasma komt.  Zonder cAMP in het cytoplasma ontspannen de gladde spierweefsels van de bloedvaten niet, maar worden juist gestimuleerd om samen te trekken. Dit zorgt ervoor dat er vasoconstrictie optreedt, de bloedvaten vernauwen en er kan beter worden geademd (Grebeniuk, Hrytsun, & Nikulchenko, 2023).

 Zie figuur hieronder voor de schematische weergave van de werking van de alfa-adrenerge receptoren (II & Reddivari, 2023).

Farmacokinetiek

Daarnaast is het belangrijk om de kinetiek duidelijk te hebben. De farmacokinetiek laat zien wat het lichaam doet met het medicijn, in dit geval is het medicijn de neusspray met de werkzame stof xylometazoline. Hierbij vinden er vier stappen plaats, namelijk:

Als eerst de absorptie, de opname, van het medicijn in het lichaam. Xylometazoline is een zwakke base en lipofiel, een vetachtige stof, en wordt daardoor snel opgenomen bij contact met het neusslijmvlies   (Bylund, 2016). De werkzame stof heeft een lokale werking en wordt in de neus meteen opgenomen dankzij de sterke doorbloeding (KNMP Kennisbank, z.d.). Hoe verder in de neus, des te sterker dat de neus doorbloedt is (KNMP Kennisbank, z.d.). Voor xylometazoline betekent dit dat het achter in de neus het best en het snelst opgenomen wordt (KNMP Kennisbank, z.d.).Deze lokale toediening leidt al na enkele minuten tot makkelijker ademen en houdt ongeveer 12 uur aan  (Grebeniuk, Hrytsun, & Nikulchenko, 2023).

Wanneer het medicijn in de neus is opgenomen komt het verder nauwelijks voor in het plasma aangezien xylometazoline een lokale werking heeft en verder niet een systematische werking heeft (Grebeniuk, Hrytsun, & Nikulchenko, 2023). De distributie, verdeling, van xylometazoline door het lichaam is daardoor erg klein. De lage hoeveelheid xylometazoline die in het bloed terechtkomt, zorgt voor een hoge concentratie van xylometazoline in de bloedvaten van het neusslijmvlies (KNMP Kennisbank, z.d.). Dit is erg belangrijk om neus congestie tegen te gaan, aangezien dat gebeurt in de spierweefsels van de bloedvaten van het neusslijmvlies. De eigenschappen van zowel xylometazoline, imidazoolderivaat, als het neusslijmvlies, aanwezigheid van alfa-receptoren, zorgen voor de samentrekkende werking van het spierweefsel van de bloedvaten in het neusslijmvlies (KNMP Kennisbank, z.d.). Hierdoor is het metabolisme (vertering) en de excretie (uitscheiding) van de stof minder belangrijk, aangezien dit in hele kleine mate gebeurt en verwaarloosd kan worden (Geneesmiddeleninformatiebank, 2012) en (Xylometazoline, sd). Lokale vasoconstrictie, treedt op binnen 2 minuten en houdt ongeveer 12 uur aan.

Na nasale toediening van neusspray kan xylometazoline niet worden aangetoond in plasma. Lokale vasoconstrictie, het samentrekken van de bloedvaten in het neusslijmvlies, treedt op binnen 2 min en houdt ongeveer 12 uur aan. De stof xylometazoline heeft een lokaal effect wat komt door de vasoconstrictie zelf. De eigenschappen van zowel xylometazoline als het neusslijmvlies, zoals de alfa-receptoren in het neusslijmvlies, zorgen voor de samentrekkende werking van het spierweefsel in het neusslijmvlies. Hierdoor vindt er ook lage distributie van xylometazoline plaats, verdeling van xylometazoline door het lichaam, aangezien het medicijn zo goed als niet voorkomt in het plasma (KNMP Kennisbank, z.d.).