影响胆碱能神经系统的药物和局部麻醉药课件.ppt
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1、,药物化学,第七章 影响胆碱能神经系统药 物和局部麻醉药Affect the cholinergic nervous system drugs and local anesthetic drugs,掌握硝酸毛果芸香碱、溴新斯的明、硫酸阿托品、溴丙胺太林的名称、结构、性质、代谢及用途;盐酸普鲁卡因、盐酸利多卡因的名称、结构特点、理化性质和贮存方法。 熟悉影响胆碱能神经系统药物的分类、结构类型、 作用机制和构效关系;氯贝胆碱、氢溴酸东莨菪碱、氢溴酸山莨菪碱、氢溴酸后马托品、苯磺酸阿曲库铵、泮库溴铵的结构特点及用途;局部麻醉药的构效关系。了解拟胆碱药及抗胆碱药的发展;盐酸丁卡因、布比卡因的结构特点和
2、理化性质。,学习目标,外周神经系统由传入神经和传出神经组成。传出神经系统包括自主神经系统(交感神经系统和副交感神经系统)和运动神经系统。根据传出神经末梢释放的递质不同,分为胆碱能神经和肾上腺素能神经。影响胆碱能神经系统的药物包括拟胆碱药物和抗胆碱药物,通称胆碱能受体药。,外周神经系统,拟胆碱药物又称胆碱能药物,是一类能产生与乙酰胆碱(ACh)相似作用的药物。神经冲动到达神经末梢时,胆碱能神经兴奋,释放乙酰胆碱,乙酰胆碱与突触前、后膜上的胆碱能受体结合,使之激动而产生相应的生理效应。神经末梢释放的乙酰胆碱大部分被神经末梢重摄取,一小部分很快被乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase
3、, AChE)水解为胆碱和乙酸而失活,胆碱经主动再摄取返回突触前神经末梢,被乙酰胆碱合成再利用。,第一节 拟胆碱药物(cholinergic agents),乙酰胆碱的生物合成在神经末梢内完成。丝氨酸在丝氨酸脱羧酶和胆碱N-甲基转移酶的作用下经脱羧和甲基化,生成胆碱,再经胆碱乙酰基转移酶的催化,将乙酰基由乙酰辅酶A转移至胆碱合成乙酰胆碱,并储存于突触囊泡中。,乙酰胆碱的生物合成途径,乙酰胆碱受体分为两类:对蕈毒碱(muscarine)较敏感的称为蕈毒碱样胆碱受体(简称M受体)。对烟碱(nicotine)较敏感的称为烟碱样胆碱受体(简称N受体)。,第一节 拟胆碱药物,M受体分布于中枢和外周神经系
4、统,有M1、M2、M3、M4、M5五种亚型,不同亚型具有不同的分布和功能。M受体属G蛋白耦联受体,激动剂与M受体结合后,通过G蛋白介导,再经过第二信使,诱导一系列生化反应,产生如心收缩力减弱,心率减慢,气管、胃肠道平滑肌收缩,动脉血管平滑肌松弛等生理作用。N受体包括分布于神经节和肾上腺髓质N1受体和分布于骨骼肌的N2受体。,第一节 拟胆碱药物,拟胆碱药物按作用机制的不同,分为:胆碱受体激动剂(cholinoceptor agonists)乙酰胆碱酯酶抑制剂(acetylcholinesterase Inhibitors,AChEI)。胆碱受体激动剂包括M受体激动剂和N受体激动剂,临床使用的主要
5、是M受体激动剂。拟胆碱药临床上用于手术后腹气胀、尿潴留;降低眼内压,治疗青光眼;缓解肌无力;大部分胆碱受体激动剂还具有吗啡样镇痛作用,可用于止痛。选择性M1受体激动剂用于治疗阿尔茨海默病及其他老年性痴呆,具有N样作用的拟胆碱药可缓解帕金森氏症。,第一节 拟胆碱药物,一.胆碱受体激动剂,乙酰胆碱(Ach)化学稳定性差,极易被体内的胆碱酯酶催化水解而失活,且选择性差,无临床使用价值。是以ACh化学结构为基础而设计开发的一类性质较稳定且选择性较高的合成药物,主要为胆碱酯类药物及植物来源的生物碱。,常用的M胆碱受体激动剂,拟胆碱药物一般由季铵部分、亚乙基桥和酰基部分三部分组成。,拟胆碱药物的构效关系,
6、二.外周乙酰胆碱酯酶抑制剂,乙酰胆碱酯酶抑制剂(AChEI)也称抗胆碱酯酶药(anticholinesterases),是一类间接的拟胆碱药。通过抑制AChE,使突触处乙酰胆碱浓度增高,增强并延长乙酰胆碱的作用。临床使用的主要是可逆性乙酰胆碱酯酶抑制剂,一般具有叔胺或季铵盐结构。其中,具有外周作用的药物一般为季铵盐类化合物,用于治疗重症肌无力和青光眼;具有中枢作用的药物多为叔胺类化合物,用于治疗阿尔茨海默病等神经系统疾病。,又名依色林(eserine)是最先发现的抗胆碱酯酶药,用于青光眼治疗和缩瞳。由于其来源有限、水溶液不稳定,毒性较大,且有成瘾性等缺点,限制了其临床应用。毒扁豆碱的酯基易水解
7、成毒扁豆酚后失去酶抑制活性,证实氨基甲酸酯为产生酶抑制作用的重要基团,同时,受ACh中季铵盐结构的启发,人们合成了具有季铵盐结构的N,N-二甲氨基甲酸酯类化合物。二甲氨基增加了酯基的稳定性,不易水解,得到活性更强的药物溴新斯的明(neostigmine bromide),广泛用于临床。,知识链接毒扁豆碱的改造(Physostigmine),对溴新斯的明的结构改造得到溴吡斯的明(pyridostigmine bromide)和苄吡溴铵(benzpyrinium bromide)作用时间更久且毒性降低,已成为治疗重症肌无力的主要药物。,二.外周乙酰胆碱酯酶抑制剂,溴新斯的明(neostigmine
8、 bromide),化学名为溴化-N,N,N-三甲基-3-(二甲氨基)甲酰氧基苯铵(3-(dimethylamino)carbonyloxy-N,N,N-trimethylbenzenaminium bromide)。白色结晶性粉末;无臭,味苦。极易溶于水,水溶液呈中性;易溶于乙醇和三氯甲烷;几乎不溶于乙醚。mp.171176(分解),游离碱的pKa为12.0。,溴新斯的明(neostigmine bromide),具有氨基甲酸酯结构,在碱性条件下可水解,生成间二甲氨基酚钠盐。加入重氮苯磺酸试液后,偶合成偶氮化合物而显红色。口服后在肠内有一部分被破坏,故口服剂量远大于注射剂量。口服后尿液内无原
9、型药排出,经水解代谢为溴化3-羟基苯基三甲铵。,溴新斯的明的合成可用间二甲氨基苯酚与光气反应制得氯甲酸苯酯,再与二甲胺反应、溴甲烷季铵化即得产品。也可将间二甲氨基苯酚制成钠盐后与二甲氨基甲酰氯酯化,再经季铵化制得。,溴新斯的明(neostigmine bromide),溴新斯的明(neostigmine bromide),可逆性胆碱酯酶抑制剂,有兴奋平滑肌、骨骼肌的作用,不易通过血脑屏障。主要用于重症肌无力、术后腹气胀及尿潴留等,并可作为非去极化肌松药的拮抗剂。临床常用的溴新斯的明供口服给药,甲硫酸新斯的明(neostigmine methylsulfate)供注射用。大剂量时可引起恶心、呕吐
10、、腹泻、流泪、流涎等副作用,可用阿托品对抗。,第二节抗胆碱药物(anticholinergic agents),抗胆碱药物一般不阻碍乙酰胆碱在神经末梢的释放,但可与胆碱受体结合,从而阻断乙酰胆碱与受体的结合,减少胆碱能神经的过度兴奋,呈现与拟胆碱药相反的作用。按作用部位和作用的受体不同,抗胆碱药可分为:M胆碱受体拮抗剂N胆碱受体拮抗剂,M胆碱受体拮抗剂,M胆碱受体拮抗剂可选择性阻断乙酰胆碱与M胆碱受体的相互作用,产生抑制腺体(唾液腺、汗腺、胃液)分泌,散大瞳孔,加速心律,松弛支气管和胃肠道平滑肌等作用。用于治疗消化性溃疡、散瞳、内脏绞痛等,又称为解痉药。临床最早使用的是以阿托品为代表的颠茄生物
11、碱类M受体拮抗剂,后来对阿托品的结构改造得到了大量的合成抗胆碱药。,知识链接莨菪醇与莨菪碱,茄科生物碱都是有由莨菪醇与不同的有机酸形成的酯。莨菪醇的基本骨架为托品烷(莨菪烷,tropane),其3位有-羟基时为3-托品醇(tropine,莨菪醇);有-羟基时称为伪莨菪醇(pseudotropine)。托品醇结构中的哌啶环可存在船式和椅式两种构象。存在如下平衡:,莨菪碱的酸部分为托品酸(tropaic acid,莨菪酸),即-羟甲基苯乙酸。天然的托品酸为S-构型,由S-(-)-托品酸与莨菪醇形成的酯即S-(-)-莨菪碱。,生物碱类M受体拮抗剂,茄科生物碱是一类从茄科植物颠茄( Atropa be
12、ll-adonna L.)、曼陀罗(Datura stramonium L)及莨菪( Hyosyamus niger L)等分离提取出的生物碱。主要有阿托品(atropine)和东莨菪碱(scopol-amine)、山莨菪碱(anisodamine)和樟柳碱(anisodine)等。,常用生物碱类M受体拮抗剂,常用生物碱类M受体拮抗剂,生物碱类M受体拮抗剂的构效关系,药物分子中6,7位氧桥或6位羟基对药物的中枢作用有很大影响。东莨菪碱的氧桥基团使分子脂溶性增大,易进入中枢而产生中枢样作用,用于镇静、麻醉。山莨菪碱具有羟基,由于极性增加而中枢作用显著减弱。樟柳碱的结构同时具有环氧基及羧酸位羟基,
13、其中枢作用弱于东莨菪碱,但比山莨菪碱强。含季铵氮原子的药物如溴甲阿托品、噻托溴铵、丁溴东莨菪碱和曲司氯铵等中枢作用很小。,硫酸阿托品(atropine sulphate),化学名为-(羟甲基)苯乙酸-8-甲基-8-氮杂双环3.2.1-3-辛酯硫酸盐一水合物(-(hydroxymethyl)benzeneacetic acid(3-endo)-8-methyl-8-azabicyclo3.2.1oct-3-yl ester sulphate monohydrate)。,硫酸阿托品(atropine sulphate),无色结晶或白色结晶性粉末,无臭,味苦。易溶于水和乙醇,不溶于乙醚或氯仿。mp.
14、190194C。阿托品碱性较强,硫酸阿托品水溶液呈中性,遇碱性药物易分解。酯键在弱酸性及中性条件下较稳定,pH3.54.0最稳定,碱性时易水解,生成莨菪醇和托品酸。制备注射液时应注意调整pH,控制灭菌温度。,硫酸阿托品(atropine sulphate),有4个手性中心,具有旋光性,但托品酸极易发生消旋化,S-()-莨菪碱抗M胆碱作用比消旋体强2倍,但左旋体的中枢兴奋作用比右旋体强850倍,毒性更大,临床使用阿托品外消旋体。与发烟硝酸共热时,生成三硝基衍生物;再加入氢氧化钾醇液,初显紫堇色,继变为暗红色,最后颜色消失,此反应称为Vitali反应,是托品酸的专属反应。,与硫酸及重铬酸钾加热时,
15、水解生成的托品酸被氧化成苯甲醛,有苦杏仁特臭味。强碱性,能与多数生物碱显色剂及沉淀剂反应,如与氯化汞反应生成黄色的氧化汞沉淀,加热后为红色。在肝脏代谢,代谢产物主要为托品和托品酸。具有外周及中枢M胆碱受体拮抗作用,对M1和M2受体无选择性,临床用于治疗各种内脏绞痛,散瞳,有机磷酸酯类中毒的解救等。毒性较大,常引起口干、视力模糊、心悸等不良反应,青光眼及前列腺肥大患者禁用。,硫酸阿托品(atropine sulphate),全合成的M受体拮抗剂,对阿托品化学结构进行简化,得到选择性高、作用强、毒性低且具有新适应证的新型合成抗胆碱药物-氨基醇酯类衍生物。氨基乙醇酯被认为是“药效基本结构”。通过变换
16、酰基上的大取代基团,设计合成了多种具有季铵类或叔胺类结构的合成抗胆碱药。叔胺类药物主要产生中枢抑制作用,季铵类药物则具有较好的外周抗胆碱作用。,氨基醇酯类M受体拮抗剂,抗胆碱药物的构效关系,溴丙胺太林(propantheline bromide),化学名为溴化N-甲基-N-(1-甲基乙基)-N-2-(9H-呫吨-9-甲酰氧基)乙基-2-丙铵(N-methyl-N-(1-methylethyl)-N-2-(9H-xanthen-9-ylcarbonyl)oxyethyl-2-propanaminium bromide),商品名普鲁本辛(probanthine)。本品为合成的季铵类M胆碱受体拮抗剂
17、,中枢副作用小;外周作用与阿托品类似,有弱的神经节阻断作用。具有胃肠道选择性。,溴丙胺太林(propantheline bromide),白色或类白色的结晶性粉末,无臭,味极苦,微有吸湿性。在水、乙醇或三氯甲烷中极易溶解,在乙醚中不溶。mp.157164(分解)。,结构中含有酯键,当与氢氧化钠共沸时,可被水解生成呫吨酸钠,用稀盐酸中和得呫吨酸,呫吨酸遇硫酸显亮黄或橙黄色,并微显绿色荧光。,N胆碱受体拮抗剂,N胆碱受体拮抗剂根据受体亚型和作用部位,可分为:N1受体拮抗剂(神经节阻断剂)N2受体拮抗剂(神经肌肉阻断剂)N1受体拮抗剂主要用于治疗重症高血压。N2受体拮抗剂可导致骨骼肌松弛,又称骨骼肌
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