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{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel = [[Datei:Cycloserine.svg|130px|Strukturformel von Cycloserin]]
| Freiname = Cycloserin
| Andere Namen =
* D-4-Amino-3-isoxazolidinon
* (''R'')-4-Amino-1,2-oxazolidin-3-on
* Oxamycin
| Summenformel = C3H6N2O2
| CAS = {{CASRN|68-41-7}}
| EG-Nummer = 200-688-4
| ECHA-ID = 100.000.626
| PubChem = 6234
| DrugBank = DB00260
| ATC-Code = {{ATC|J04|AB01}}
| Wirkstoffgruppe = Antibiotikum
| Wirkmechanismus =
| Beschreibung = weißer Feststoff<ref name="Sigma" />
| Molare Masse = 102,09 g·[[mol]]−1
| Aggregat = fest
| Dichte =
| Schmelzpunkt = 155–156 [[Grad Celsius|°C]] (Zersetzung)<ref name="hager" />
| Siedepunkt =
| Dampfdruck =
| pKs = 4,5<ref name="hager" />
| Löslichkeit = gut löslich in Wasser: 100 g·l−1 (20 °C)<ref name="hager">A. W. Frahm, H. H. J. Hager, F. v. Bruchhausen, M. Albinus, H. Hager: ''Hagers Handbuch der pharmazeutischen Praxis: Folgeband 4: Stoffe A-K.'' Birkhäuser, 1999, ISBN 978-3-540-52688-9.</ref>
| Quelle GHS-Kz = <ref name="Sigma">{{Sigma-Aldrich|SIGMA|30020|Name=D-Cycloserine|Abruf=2017-05-09}}</ref>
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|-}}
| GHS-Signalwort =
| H = {{H-Sätze|-}}
| EUH = {{EUH-Sätze|-}}
| P = {{P-Sätze|-}}
| Quelle P =
| ToxDaten =
* {{ToxDaten |Typ=TDLo |Organismus=Mensch |Applikationsart=oral |Wert=560 mg·kg−1 |Bezeichnung= |Quelle=<ref name="doc">''Diseases of the Chest.'' Vol. 29, S. 241, 1956.</ref> }}
* {{ToxDaten |Typ=LD50 |Organismus=Frau |Applikationsart=oral |Wert=60 mg·kg−1 |Bezeichnung= |Quelle=<ref name="bmj">''[[British Medical Journal]].'' Vol. 1, S. 907, 1965.</ref> }}
* {{ToxDaten |Typ=LD50 |Organismus=Maus |Applikationsart=oral |Wert=5.290 mg·kg−1 |Bezeichnung= |Quelle=<ref name="aac">''Antibiotics and Chemotherapy.'' Vol. 6, S. 360, 1956.</ref> }}
* {{ToxDaten |Typ=LD50 |Organismus=Ratte |Applikationsart=oral |Wert=5 g·kg−1 |Bezeichnung= |Quelle=<ref name="aac" /> }}
}}

'''Cycloserin''' (Handelsname in den USA: ''Seromycin'') ist eine [[Heterocyclen|heterocyclische]] [[Organische Chemie|organische]] Verbindung, die zu den [[Oxazolidinone]]n zählt und [[Chiralität (Chemie)|chiral]] ist. Die Substanz wird als [[antibiotisch]] wirksamer [[Arzneistoff]] zur Behandlung von [[Tuberkulose]] verwendet. Cycloserin gilt als Mittel der zweiten Wahl und wird nur dann eingesetzt, wenn der Erreger gegen andere [[Antibiotika]] resistent ist.

== Natürliches Vorkommen und Herstellung ==
Cycloserin, 1955 erstmals isoliert und dann unter dem Namen ''D-Cycloserin'' von [[Hoffmann-La Roche]] als vorwiegend gegen Tuberkelbakterien wirksames [[Tuberkulostatikum]] gehandelt,<ref>Karl Wurm, A. M. Walter: ''Infektionskrankheiten.'' In: [[Ludwig Heilmeyer]] (Hrsg.): ''Lehrbuch der Inneren Medizin.'' Springer-Verlag, Berlin/Göttingen/Heidelberg 1955; 2. Auflage ebenda 1961, S. 9–223, hier: S. 55.</ref> wird von verschiedenen [[Streptomyces|Streptomyceten]] wie ''Streptomyces garyphalus'', ''S. archidaceus'' und ''S. lavedulae'' produziert, aus denen es durch Fermentation gewonnen werden kann. Technisch wird die Verbindung aus der [[Aminosäuren|Aminosäure]] [[Serin|D-Serin]] durch Umsetzung mit [[Methanol]] und [[Chlorwasserstoff]] und darauffolgender Umsetzung mit [[Phosphorpentachlorid]] PCl5 und Cyclisierung mit [[Hydroxylamin]] hergestellt. Eine einfache Labormethode ist inzwischen bekannt.<ref name="hager" /><ref>{{cite journal|author=X Li, X Meng, H Duan H et al. |title=Original and efficient synthesis of D-cycloserine |journal=[[Arch Pharm]] (Weinheim) |volume=343 |issue=8 |pages=473–5 |year=2010 |month=August |pmid=20803624 |doi=10.1002/ardp.200900316 |language=en}}</ref>

== Eigenschaften ==
Cycloserin ist ein gut [[Löslichkeit|wasserlösliches]], [[Hygroskopie|hygroskopisches]], [[kristallin]]es [[Arzneiform#Einteilung der Arzneiformen|Pulver]] von weißer bis hellgelber Farbe. In wässriger Lösung – bei [[pH-Wert]]en von 7 und kleiner – zersetzt sich Cycloserin rasch. Die Lösung reagiert sauer ([[Säurekonstante|pKs]] ≈4,5).<ref name="hager" />

== Verwendung als Arzneimittel ==
In der Behandlung der Tuberkulose wird das D-[[Enantiomer]] (''D-Cycloserin'') in [[Dosis|Dosen]] von 0,5 g (Kinder) bis 1 g pro Tag (Erwachsene) oral verabreicht. Die [[Resorption]] erfolgt nahezu vollständig; Elimination geschieht [[renal]]. Die [[Plasmahalbwertszeit]] liegt bei etwa 10 Stunden.<ref name="kummer">Friedrich Kummer, Nikolaus Konietzko, Tullio C. Medici (Hrsg.): ''Pharmakotherapie bronchopulmonaler Erkrankungen.'' Springer, Wien/New York 1999, ISBN 3-211-83061-8, S. 236.</ref> Das Wirkoptimum von Cycloserin liegt bei einem pH-Wert von 6,4 bis 7,4. Gegen entsprechend empfindliche Stämme [[Gram-Färbung|Gram]]-positiver und Gram-negativer Bakterien sowie gegen ''[[Mycobacterium tuberculosis]]'' zeigt Cycloserin je nach Konzentration [[bakteriostatisch]]e oder [[bakterizid]]e Wirkung. D-Cycloserin inhibiert sowohl die Alanin-[[Racemase]] als auch die D-Alanyl-D-Alanin-Synthetase, beides Enzyme, die für die Synthese der bakteriellen [[Zellwand]] essentiell sind. Das L-Enantiomer hemmt eine Reihe [[Pyridoxalphosphat|Vitamin-B6]]-abhängiger Enzyme und ist für den Menschen stärker toxisch.

Bislang erst in Anfängen erforscht ist der Einsatz von Cycloserin in der Verhaltenstherapie. Die [[Psychotherapie]] bestimmter [[Angststörung]]en verlief unter begleitender Behandlung mit Cycloserin deutlich effektiver.<ref>SG Hofmann et al.: ''Augmentation Treatment of Psychotherapy for Anxiety Disorders with D-Cycloserine''. In: ''[[CNS Drug Rev]]'', 12 (3–4), 2006, S. 208–217, PMID 17227287, {{PMC|2151200}} (englisch).</ref> Dabei wirkt Cycloserin nicht [[Anxiolyse|angstdämpfend]], sondern verstärkt die Wirkung des in Form einer Angstexposition angewendeten psychotherapeutischen Verfahrens. Hierin wird der Patient wiederholt mit der angstauslösenden Situation konfrontiert und lernt nach und nach, dass seine Angst in Wirklichkeit unbegründet ist: Er verliert die Angst. Wenige, niedrig dosierte Gaben von Cycloserin führten dazu, dass dieser Lernvorgang rascher abgeschlossen war. Präklinische Studien weisen darauf hin, dass diese Wirkung des Cycloserins durch die Beeinflussung von [[NMDA-Rezeptor]]en in der [[Amygdala]] entsteht. NMDA-Rezeptoren spielen eine wesentliche Rolle im [[biochemisch]]en Mechanismus für Lernen und [[Gedächtnis]].

== Nebenwirkungen und Sicherheitshinweise ==
Cycloserin wirkt als [[Antagonist (Pharmakologie)|Antagonist]] für [[Vitamin B6]] (Pyridoxin) und führt durch dessen Inaktivierung zu Pyridoxin-Mangelzuständen bzw. bedingt demzufolge u. a. Fehlfunktionen im [[Aminosäure]]-[[Stoffwechsel]] (siehe [[Pyridoxalphosphat]])<ref name="Schneider">Detlev Schneider: ''Checkliste Arzneimittel A–Z.'' Georg Thieme Verlag, 2013, ISBN 978-3-13-160226-8, S. 564 ({{Google Buch|BuchID=KiGj8HNN8LsC|Seite=564}}).</ref> sowie u. a. eine erhöhte nervale Erregbarkeit (s. Untersuchungen zum Einsatz in der Verhaltenstherapie). Hintergrund: [[Enzym]]e in den [[Eukaryoten]] namens [[Glutamat-Decarboxylase]] (GAD) [[Katalyse|katalysieren]] die [[Decarboxylierung]] von [[Glutaminsäure|Glutamat]] zu [[γ-Aminobuttersäure]] (GABA), dem wichtigsten [[inhibitor]]ischen (hemmenden) [[Neurotransmitter]] im [[Zentralnervensystem]]. Für diesen einzigen bekannten Weg zur Biosynthese des Neurotransmitters GABA benötigen diese Enzyme (GAD) als [[Cofaktor (Biochemie)|Co-Faktor]] Pyridoxalphosphat, die aktive Form des Pyridoxins (Vitamin B6), dessen Vorstufe durch Cycloserin inaktiviert wird.

Ein aus Cycloserin-Gabe resultierender Mangel an GABA bzw. ursächlich Vitamin B6 führt u. a. zu erhöhter Erregbarkeit der Nerven, woraus zahlreiche [[Nervengift|neurotoxische]] Nebenwirkungen resultieren<ref name="Schneider" /> (z. B. Hauptursache für Konzentrationsstörungen) und kann demzufolge mit Pyridoxin (Vit. B6) therapiert werden.<ref>Gabriele Schünke: ''Arbeitsbuch orthomolekulare Medizin.'' Georg Thieme Verlag, 1997, ISBN 978-3-7773-1237-8, S. 54 ({{Google Buch|BuchID=PG_tUgFTMWIC|Seite=54}}).</ref> Cycloserin zeigt schon in therapeutischen Dosen von 12 bis 15 mg/kg Körpergewicht – vorwiegend neurotoxische – Nebenwirkungen,<ref name="kummer" /> was etwa 75 % aller unerwünschten Wirkungen ausmacht. Dabei treten als Symptome [[Hautausschlag]], Schläfrigkeit, [[Vertigo|Schwindel]], [[Desorientierung]], Übererregbarkeit, [[Kopfschmerz]]en und [[Euphorie]] bis hin zu [[Krampfanfall|Krampfanfällen]] und [[Depression]]en – auch mit [[suizid]]aler Tendenz – auf. In Deutschland ist Cycloserin selbst wegen der starken Nebenwirkungen nicht als Arzneistoff zugelassen;<ref>[https://www.pschyrembel.de/D-Cycloserin/H04CH Pschyrembel-online], abgerufen am 12. Juni 2024</ref> als [[Tuberkulose]]-Medikament eingesetzt wird das Cycloserin-[[Derivat (Chemie)|Derivat]] [[Terizidon]], dies jedoch auch nur als Mittel der zweiten Wahl.<ref>{{Flexikon |Name=Medikamentöse Tuberkulosetherapie |Abruf=2015-11-26}}</ref><ref>Fachinfo [https://www.pharmazie.com/graphic/A/30/0-15030.pdf '' Terivalidin-Kapseln''] (PDF) in: [[pharmazie.com]].</ref>

Die Nebenwirkungen treten meist bei langfristiger Gabe hoher Dosen auf. In der jüngeren Forschung, die u. a. die verstärkenden Eigenschaften von Cycloserin auf die [[Verhaltenstherapie]] untersucht, werden geringe Dosen für eine sehr kurze Zeit eingesetzt. Meist werden ein oder zwei Dosen 50–500 mg Cycloserin im Abstand von mindestens einer Woche gegeben. Entsprechend sind schwere Nebenwirkungen als eher unwahrscheinlich einzuschätzen.<ref name="pmid17192764">{{cite journal|author =MW Otto, SL Basden, TM Leyro, RK McHugh, SG Hofmann | title = Clinical perspectives on the combination of D-cycloserine and cognitive-behavioral therapy for the treatment of anxiety disorders | journal = CNS Spectrums | volume = 12 | issue = 1 | pages = 51–66, 59–61 | year = 2007 | month = January | pmid = 17192764|url = http://www.cnsspectrums.com/aspx/articledetail.aspx?articleid=954 |accessdate = 2009-11-27 |language=en}}</ref>

Für den Menschen wurden [[Letale Dosis|letale Dosen]] zwischen 60 und 560 mg/kg Körpergewicht berichtet,<ref name="doc" /><ref name="bmj" /> während die Giftigkeit für Mäuse und Ratten gering ist (LD50 ≈5 g/kg).<ref name="aac" />

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Gesundheitshinweis}}

[[Kategorie:Arzneistoff]]
[[Kategorie:Antibiotikum]]
[[Kategorie:Oxazolidinon]]
[[Kategorie:Alpha-Aminocarbonyl]]

Cycloserin - Versionsgeschichte

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