Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Ketamin är ett anestetikum som används inom veterinärmedicinen på en rad djurslag. Den har sin huvudsakliga verkningsmekanism som icke-komepetetiv anatgonist på NMDA-receptorer och producerar en dissociativ anestesi. Ketamin förekommer som två enantiomerer, S-ketamin och R-ketamin, som på våra djurslag administreras gemensamt som ett racemat. Hos människa har det observerats skillnader i farmakokinetik och farmakodynamik mellan dessa isomerer. Senantiomeren har visat sig mer potent samt inducerar mindre orolighet och färre hallucinationer under uppvak. I den aktuella litteraturstudien görs en genomgång av det vetenskapliga underlag som berör skillnader i farmakologi för ketamins enantiomerer på våra husdjur. Dessutom görs ett försök att besvara frågan hurvida det är motiverat att använda en beredeningsform med endast S-enantiomeren istället för racemat ketamin. Författaren gör en presentation av ketamins kemiska struktur, basala fakta om stereospecificitet samt ketamins huvudsakliga verkningsmekanism, farmakokinetik och farmakodynamik. Där utöver berörs skillnader mellan enantiomererna gällande koncentrationer av modersubstans och metaboliter i plasma, systemiskt clearance, potens och tid för återhämtning. Djurslag så som häst, hund, katt, svin, gnagare och idisslare är inkluederade i materialet. Hos häst och hund verkar metabolismen av ketamin vara enantioselektiv men vid vilket metaboliskt steg verkar vara oklart. Det är möjligt att enantioselektivitet finns hos de enzymer som metaboliserar ketamin till dess aktiva metabolit norketamin. Det är också en möjlighet att det sker i hydroxylationen av norketamin, det vill säga nästkommande steg i ketamins metaboliska väg. Det finns i det presenterade materialet inga skillnader i systemiskt clearance mellan enantiomererna, bortsett från hos hund som sövts med halotan. Där misstänks dock läkemedelsinterkationer vara en faktor som påverkar. Bland våra husdjur, likt för människa, har S-ketamin generellt en högre potens än R-enantiomeren och racematet. Det är troligt att skillnaden kommer sig av en högre affinitet för NMDA-receptorerna hos S-enantiomeren. I litteraturen finns även beskrivet att anestesi med S-ketamin efterföljs av ett snabbare uppvak på hund. Detta gäller även häst, som reser sig snabbare eller med bättre koordination efter avslutad anestesi. Det skall dock poängteras att studiepopulationerna för de presenterade studierna har genomgående varit små. Det är därför svårt att dra slutsatser utifrån endast det presenterade materialet. Avslutningsvis kan därmed sägas att trots vissa skillnader enantiomererna emellan är det, baserat på den här litteraturstudien, inte motiverat att frångå veterinärmedicinsk praxis och administrera S-enantiomeren isolerad istället för i racemat form.

Ketamine is an anestethic drug used in veterinary medicine on a variety of species. It’s main mechanism of action is as a non-competitive antagonist on the NMDA-receptors and produces a dissociative anesthesia. Ketamine excists as two enantiomers, S-ketamine and R-ketamine, that are administered together as a racemic to our domestic animals. In humans differences in pharmacokinetics and pharmacodynamics between these two isomers have been observed. The S-enantiomorph has been shown to be more potent and provide less agitation and hallucinations during emergence from anesthesia in humans. The present litterature review presents available scientific litterature that describes differences in pharmacology between the enantimorphs on our domesticated animals. Furthermore, the author has attempted to adress the question on whether usage of the isolated S-enantiomer instead of racemic ketamine would be motivated on these species. The review presents the chemical structure of ketamine, the basics of stereospecificity and ketamines mechanism of action, pharmacokinetics and pharmacodynamics. It addresses differences in concentration of ketamin and its active metabolite norketamine in plasma, systemic clearance, potency and time of recovery in species such as equines, canines, felines, porcine, rodents and ruminants. For equines and canines, the metabolism seems to be enantioselective although at what metabolic step is inconclusive. It could be that enantioselectivity occurs in the enzymes that metabolizes ketamin to norketamine. There is also the possibility that it occus in the hydroxylation of norketamin, which is the following step in ketamines metabolic pathway. In the presented material there are no differences in systemic clearance between the two enantiomers, except for canines sedated with halothane. Here druginteractions seems to be a contributing factor. In animals, much like in humans, the S-enantiomer is generally more potent than the R-enantiomer and the racemic. It is possible this is a result of S-ketamine having a higher affinitiy for the NMDA-receptors. Following anesthesia with S-ketamine the time of recovery is shorter in canines. This has been observed in equines as well, who stand up faster or with better coordination. However, the study populations in the presented literature has been overall small. Drawing conclusions from the presented material only is therefore difficult. In conclusion, despite suggested differences between ketamine enantiomorhps it would not be motivated to break clinical protocol and administer the isolated S-enantiomer instead of racemic ketamine based on this literature study alone.