фармакология лекции / Фармакология 1
.docРаспределение лекарства в организме зависит также от прохождения его через биологические гистогематические барьеры, представленные стенкой капилляра и мембраной клеток тканей. Гемато-энцефалический барьер ограничивает проникновение вещества из крови под оболочки мозга; плацентарный препятствует проникновению веществ в ткани плода. Механизмы проникновения лекарств через биологические барьеры те же, что и при всасывании в кишечнике. Проницаемость биологических барьеров отдельных органов различна, особенно отличаются по своей проницаемости гематоэнцефали-ческий и плацентарный барьеры. Так, многие вещества не проходят через гематоэнцефалический барьер (антибиотики), поэтому при лечении патологии мозга их приходится вводить субарахноидально. О проницаемости плацентарного барьера говорилось выше.
На распределение лекарств влияет степень их фиксации определенными тканями или сродство ткани к веществу. Например,
23
Химические превращения лекарств (метаболизм) начинаются в просвете кишечника, продолжаются в его эпителии, мезентери-альных венах, в печени и на путях выделения, то есть осуществляются во всех тканях и в крови. Они направлены на снижение биологической активности вещества, его обезвреживание, на превращение липофильных соединений в более гидрофильные, подготавливают вещества к выведению их из организма. Лишь в отдельных случаях химические превращения лекарственных средств приводят к повышению активности или токсичности образующихся соединений (летальный синтез), это используется, например, при лечении опухолей. Важнейшая роль в метаболизме лекарств принадлежит микросомаль-ным ферментам печени, осуществляющим свое обезвреживающее действие при участии НАДФ и цитохрома Р-450. Если антитоксическая функция печени нарушена, то даже терапевтические дозы лекарства могут вызвать отравление. Вместе с тем некоторые вещества (фенобарбитал) повышают скорость синтеза микросомальных ферментов печени — так называемых адаптивных ферментов, при этом скорость метаболизма лекарств возрастает.
Выделяют два основных вида превращения лекарственных препаратов; 1) метаболическую трансформацию (окисление, восстановление, гидролиз), 2) конъюгацию (присоединение к лекарственному веществу или его метаболитам ряда химических группировок или молекул биогенных соединений: метилирование, ацетилирование, соединение с серной, глюкуроновой кислотой и т.д.). Например, новокаин гидролизуется при участии эстераз, сульфаниламиды инакти-вируются путем ацетилирования.
После биотрансформации начинается выведение лекарственных веществ, их метаболитов и конъюгатов из организма. Основной путь выведения лекарств — почки, но, кроме того, они могут выделяться желчью и выводиться через желудочно-кишечный тракт, а также легкими, слюнными и другими пищеварительными железами, с потом, молоком кормящей матери.
На путях выведения лекарство может оказывать лечебный эффект, например, уросульфан используют для лечения инфекций мо-чевыводящих путей, но иногда при этом повреждается слизистая оболочка соответствующего органа (соли металлов, выделяясь со слюной, повреждают слизистую полости рта и зубы). Некоторые лекарства могут циркулировать в организме, т.к. при их выделении возможно их повторное всасывание. Например, лекарственное вещество выводится слюнными железами, проглатывается и вновь всасывается в тонком кишечнике. Ряд препаратов (тетрациклин) выделяются с желчью в кишечник, откуда частично выводятся с экскрементами, а частично вновь всасываются и попадают в печень (кишечно-печеноч-ная циркуляция). В почках также наряду с выделением вещества происходит его частичная реабсорбция (обратное всасывание). Эти кругообороты лекарств можно использовать с лечебной целью, но они могут быть причиной и побочного действия.
На основе вышеизложенного можно представить следующую схему действия лекарственных веществ в организме:
При рассмотрении вопросов фармакогенетики следует иметь в виду, что из генетических особенностей организма особенно часто на действии лекарств сказываются ферментопатии, сопровождающиеся недостаточностью ферментов, участвующих в метаболизме лекарств. При этом возникают атипичные реакции на лекарства — идиосинкразия. Так, известна идиосинкразия к хинину, йоду, перекиси водорода и др. В частности, идиосинкразия к хинину связана с дефицитом, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, при этом противомалярийный препарат, действующий на эритроцитарные формы плазмодия, вызывает гемолиз эритроцитов. При акаталазии (отсутствии каталазы) нарушается метаболизм перекиси водорода, и смазывание этим препаратом слизистой оболочки вызывает тяжелые некротические явле-
I
ния. Возможно также влияние лекарственных веществ на генетический аппарат, особенно плода (тератогенное, мутагенное действие).
Генетические особенности организма обуславливают индивидуальность действия лекарств, проявляющуюся в особенностях его фармакокинетики и фармакодинамики. Поэтому во многих случаях при одном и том же заболевании лекарства приходится подбирать как ключ к замку. Например, у одного больного с гипертонической болезнью высоко эффективен препарат, бесполезный у другого такого же больного.
В заключение раздела «Общая фармакология», переходя к рассмотрению вопросов частной фармакологии, необходимо ознакомиться с классификацией лекарственных средств. Классификация — ключ к пониманию действия и использования лекарств. Классифицировать лекарственные вещества можно по-разному: по органам и системам, на которые они действуют, по характеру действия (возбуждение — угнетение), по химическому строению. В настоящее время используется смешанная классификация лекарств. По этой классификации различают 4 основные группы лекарственных препаратов:
-
Нейротропные вещества, то есть вещества, влияющие на раз личные образования нервной системы (центральное и пери ферическое звено).
-
Вещества, действующие на исполнительные органы (карди- отропные, сосудистые, мочегонные средства и др.).
-
Вещества, влияющие на обменные процессы (витамины, гор моны и др.).
-
Противомикробные средства (антибиотики, сульфанилами ды и др.).
В последующем эти основные группы веществ делятся по характеру действия, например: вещества, угнетающие ЦНС и вещества, возбуждающие ЦНС; по степени изменения функции, например, наркозные, снотворные, успокаивающие и по химическому строению. Например, среди ненаркотических анальгетиков выделяют производные салициловой кислоты, пиразолона, анилина и др.
Подробная современная классификация лекарств изложена в методическом пособии кафедры фундаментальной и клинической фармакологии ТГМА «Классификация лекарственных средств».
26
ЧАСТНАЯ ФАРМАКОЛОГИЯ НЕЙРОТРОПНЫЕ СРЕДСТВА
ВЕГЕТОТРОПНЫЕ ВЕЩЕСТВА
(ВЕЩЕСТВА, ВЛИЯЮЩИЕ НА ЭФФЕРЕНТНУЮ
ИННЕРВАЦИЮ)
ХОЛИНОТРОПНЫЕ ВЕЩЕСТВА
При переходе к изучению нейротропных средств следует иметь в виду, что они могут влиять на различные звенья рефлекторной дуги: афферентную иннервацию, центральную нервную систему, эфферентную иннервацию. Вегетотропные вещества — это вещества, влияющие на эфферентную, главным образом, вегетативную иннервацию. Вегетативная нервная система управляет практически всеми функциями организма: кровообращением, дыханием, пищеварением, мочеотделением, родовой деятельностью, поэтому вегетотропные вещества, имитирующие возбуждение или угнетение вегетативной нервной системы, имеют большое значение для медицинской практики.
Вегетативная нервная система делится на парасимпатическую и симпатическую. Внутренние органы могут иметь двойную иннервацию (сердце, бронхи) и одностороннюю: симпатическую (сосуды), парасимпатическую (желудочно-кишечный тракт). Одновременное возбуждение или угнетение симпатической и парасимпатической систем центрального характера или под влиянием лекарств на функции органов с двойной иннервацией практически не отражается. Часть вегетотропных веществ действует в области окончаний двигательных нервов, поскольку там происходят сходные нейромедиаторные процессы.
Вегетативная нервная система состоит из центров, прегангли-онарных волокон, ганглиев, постганглионарных волокон и нервных окончаний. Центры парасимпатической нервной системы располагаются в краниальном и сакральном отделе ЦНС, центры симпатической системы — в боковых рогах спинного мозга. Парасимпатические нервы имеют длинное пре- и короткое постганглионарное волокно, симпатические нервы — короткое пре- и длинное постганглионарное волокно. Двигательные нейроны соматической нервной системы начинаются в передних рогах спинного мозга и идут, не прерываясь, до концевых пластинок скелетных мышц. Лекарственные вещества могут действовать на все перечисленные элементы вегетативной и соматической нервной системы, но, главным образом, они действуют на синапсы.
27
Синапс — основная система передачи возбуждения с одного элемента нервной системы на другой. Синапс состоит из пресинапти-ческой мембраны, являющейся частью нервного окончания, синапти-ческой щели, заполненной гелем, и постсинаптической мембраны, являющейся частью тела нейрона или клетки рабочего органа (бронха, сердца, скелетной мышцы и т.д.). Процесс нейрогуморальной передачи возбуждения в синапсах осуществляется с помощью медиаторов.
Медиаторы превращают электрическую энергию импульса в химическую и способствуют передаче возбуждения с одного нейрона на другой, а также на рабочий орган. Нейромедиаторы имеют следующие характеристики: 1) они синтезируются в нервных окончаниях, 2) освобождаются и выходят в синаптическую щель после стимуляции пресинаптического нейрона (или появления электрического импульса), 3) обладают способностью прикрепляться к специфическим циторецепторам постсинаптической мембраны, 4) после освобождения нейромедиаторы быстро инактивируются ферментами, 5) медиаторы действуют квантами, 6) медиаторы не только осуществляют передачу импульсов, но они участвуют в регуляции процессов обмена веществ.
Основным медиатором парасимпатической и соматической систем является ацетилхолин. Ацетилхолин синтезируется в нервных окончаниях из холина и уксусной кислоты при участии фермента холина-цетилазы. В нервных окончаниях ацетилхолин находится в стационарной форме (освобождается только при альтерации) и в лабильной (в везикулах). Выделение ацетилхолина осуществляется квантами но 5х10б молекул из сотен тысяч везикул за один импульс. Первые порции ацетилхолина вызывают деполяризацию пресинаптической мембраны и облегчают диффузию основной массы медиатора в синаптическую щель. Введение ацетилхолина внутрь клетки и нанесение его на большую часть поверхности клетки эффекта не дает, и только 1/6000 часть поверхности постсинаптической мембраны является чувствительной к ацетилхолину. Участок постсинаптической мембраны, чувствительный к ацетилхолину, называют холинорецептором. Холинорецептор имеет анионную часть, соединяющуюся с катионной головкой ацетилхолина, и эстеразный участок, соединяющийся с эфирной связью ацетилхолина, соединение ацетилхолина с окружающими частями холиноре-цептора осуществляется Вандерваальсовыми силами. В результате взаимодействия ацетилхолина с холинорецептором изменяется их конфигурация, ацетилхолин отскакивает от холинорецептора и разрушается ферментом холинэстеразой.
При возбуждении холинорецептора за несколько миллисекунд в сотни тысяч раз увеличивается поток ионов, главным образом, на трия через мембрану. Очевидно, холинорецептор является ионным _ 28
каналом для натрия или крышкой канала, которая открывается аце-тилхолином или сходно действующими веществами (агонисты холинорецептора). В результате этих изменений поляризация мембраны в области холинорецептора сменяется деполяризацией, и ток покоя превращается в ток действия — спайк. Изменение функции холинорецептора вызывает пострецепторную реакцию в клетке, осуществляющуюся через цГМФ (циклический гуанозинмонофосфат). В клетке меняется водный, белковый, углеводный обмен, что приводит к изменению функций клетки, причем возбуждение холинорецептора может и возбуждать и угнетать функцию определенных клеток. Трофическая роль ацетилхолина проявляется в процессах иммунитета, памяти, наркомании (в том числе алкоголизма). Холинорецепторы участвуют в передаче не только эфферентных, но и афферентных импульсов (с каротидных клубочков, скелетных мышц и др.).
Ацетилхолин после взаимодействия с холинорецептором попадает на холинэстеразные участки, разрушающие его. Эти участки находятся на пре- и постсинаптической мембранах, а также в синап-тической щели. В одном синапсе имеется до 107 холинэстеразных участков (центров). По своей структуре холинэстеразные участки похожи на холинорецепторы, но в пункте реагирования с эфирным кислородом ацетилхолина есть рассекающая (гидролизующая) группа. Образовавшийся при распаде ацетилхолина холин подвергается обратному захвату пресинаптическими образованиями, где ресинте-зируется в ацетилхолин.
Синапсы, в которых передача возбуждения осуществляется посредством ацетилхолина, называются холинергическими функционирующий холинергический синапс называют также холинореак-тивной системой. Холинергическими называют и нервы (нейроны), на окончаниях которых выделяется ацетилхолин. Лекарственные вещества, действующие на холинергические процессы, называют холи-нотропными. Холинотропные вещества могут воздействовать на различные этапы синаптической передачи, но, главным образом, они влияют на взаимодействие ацетилхолина с холинорецепторами.
Холинорецепторы разной локализации обладают неодинако вой чувствительностью к фармакологическим средствам. На этом основано выделение мускариночувствительных и никотиночувстви- тельныххолинорецепторов (М-холинорецепторов и Н-холинорецепто- ров). Это деление холинорецепторов ввел академик С.В.Аничков. В настоящее время выделяют также подтипы М- и Н-холинорецепто- ров. М-холинорецепторы находятся в ЦНС и на постсинаптической мембране клеток рабочих органов, получающих парасимпатическую иннервацию (сердце, бронхи, кишечник, мышцы глаза, железы). Н- холинорецепторы также имеются в ЦНС, кроме того, они располага- , — 29
ются в постсинаптической мембране ганглионарных клеток, в видоизмененных ганглиях (каротидные клубочки, мозговой слой надпочечников), в скелетных мышцах.
В классификации холинотропных веществ учитывается характер их влияния на функцию холинорецепторов. Вещества, возбуждающие холинорецепторы и действующие подобно ацетилхолину, называют холиномиметическими. Вещества, блокирующие холинорецепторы — холиноблокирующими (холинолитическими). Дальнейшее деление проводится по рецепторам, т.к. есть вещества, действующие преимущественно на М-холинорецепторы или на Н-холинорецепто-ры, а также средства, влияющие на их обе разновидности. В основном холинотропные вещества являются веществами прямого действия, т.к. непосредственно контактируют с холинорецепторами, но существуют средства непрямого действия (антихолинэстеразные вещества и реактиваторы холинэстеразы).
К М- и Н-холиномиметическим веществам прямого действия относятся ацетилхолин и карбахолин, непрямого действия — антихолинэстеразные средства.
Лекарственный препарат ацетилхолин практически не исполь зуется в медицине, т.к. он быстро разрушается в организме, обладает малой терапевтической широтой. В ряде случаев применяется аналог ацетилхолина — карбахолин, у которого метильная группа ацетилхо- лина заменена на аминогруппу, препарат не разрушается холинэсте- разой и оказывает более выраженное действие в организме. М- и Н- холиномиметик карбахолин в большей степени возбуждает М-холино рецепторы, и лишь при их блокаде проявляется его влияние на Н- холинорецепторы. Поэтому при введении карбахолина в организм развиваются типичные М-холиномиметические эффекты (эффекты парасимпатической системы). Со стороны сердца наблюдается внача ле ускорение пульса, а затем развивается брадикардия. Происходит усиление секреции пищеварительных и других желез внешней секре ции, усиление сокращений гладкомышечных органов (бронхов, кишеч ника, мочевого пузыря, матки), покраснение лица. Существенным яв ляется влияние карбахолина на глаз. При закапывании карбахолина в глаз происходит сокращение круговой мышцы радужки и сужение зрачка (миоз). Сокращается также ресничная (цилиарная) мышца, при этом ослабляется Циннова связка и увеличивается кривизна хру сталика — наступает спазм аккомодации, глаз устанавливается на ближнее видение. Кроме того, в результате миоза открываются Шлем- мов канал и Фонтановы пространства, увеличивается отток через них жидкости из передней камеры глаза — внутриглазное давление сни жается. Исходя из указанных свойств карбахолин, главным образом, используется в глазной практике для лечения глаукомы. В ряде слу- 30 ■
чаев возможно применение препарата при тахиаритмиях, при послеоперационной атонии кишечника и мочевого пузыря, при параличах и парезах, для стимуляции слюноотделения.
Более широкое применение в медицине из М- и Н-холиномиме-тиков получили антихолинэстеразные вещества (прозерин, галан-тамин, физостигмин. Антихолинэстеразные вещества блокируют истинную холинэстеразу, расщепляющую ацетилхолин, в результате в синапсах накапливаются значительные количества медиатора, возбуждающего М- и Н-холинорецепторы. Антихолинэстеразные вещества, вызывая деполяризацию пресинаптической мембраны повышенными количествами ацетилхолина, усиливают также выделение медиатора из нервных окончаний. Таким образом, эти вещества действуют, в основном, через эндогенный медиатор (непрямым путем), и лишь в небольшой степени проявляется их непосредственное влияние на холинорецепторы. Поэтому антихолинэстеразные вещества, в отличие от холиномиметиков прямого действия, действуют только в целом организме и на органы с сохраненной иннервацией.
Различают антихолинэстеразные вещества обратимого и необратимого действия. Механизм взаимодействия антихолинэстеразных веществ с холинэстеразой аналогичен соединению с ней ацетилхолина, но в данном случае это соединение более прочное, особенно у веществ необратимого действия (фосфакол).
При действии антихолинэстеразных веществ в организме также, как и при применении карбахолина, в основном наблюдаются М-холиномиметические эффекты, что делает возможным применение препаратов при глаукоме (фосфакол — только при глаукоме), атонии кишечника и мочевого пузыря, при отравлении М-холиноблока-торами. Но у этих веществ в значительной степени проявляется действие и на Н-холинорецепторы, в частности, скелетных мышц, что приводит к облегчению нервно-мышечной передачи. Это обуславливает применение антихолинэстеразных препаратов при миастении (заболевании, сопровождающемся прогрессирующим расслаблением скелетной мускулатуры), для ликвидации остаточных явлений после параличей и парезов, в том числе после полиомиелита, а также для снятия действия курареподобных средств. При использовании действия антихолинэстеразных средств на Н-холинорецепторы скелетных мышц нередко их сочетают с атропином, блокирующим М-холинорецепторы. Центральные эффекты антихолинэстеразных средств используют при остром алкогольном отравлении и для снятия алкогольной абстиненции с галлюцинациями.
Антихолинэстеразные вещества, особенно фосфорноорганичес- кие вещества необратимого действия, являются токсичными для орга низма, в ряду этих средств инсектициды, боевые отравляющие веще- . ; 31
ства. Частота отравления антихолинэстеразными средствами стоит на втором месте после снотворных. Поэтому нужно знать картину отравления антихолинэстеразными веществами, помощь при нем. При отравлении антихолинэстеразными средствами возникает бронхоспазм, угнетение работы сердца, резкое нарушение зрения, поносы и боли в животе, судороги. Из-за перевозбуждения М-холинорецепторов может произойти остановка сердца, бронхоспазм и смертельный исход.
В качестве антидота при отравлении антихолинэстеразными веществами используют реактиваторы холинэстеразы: дипирок-сим, изонитрозин, они помогают профилактически и в начальных стадиях отравления. Многие эффекты антихолинэстеразных средств, связанные с возбуждением М-холинорецепторов, снимают М-холиноблокаторы (атропин).
К М-холиномиметическим веществам относятся мускарин (яд грибов мухоморов), пилокарпин. Пилокарпин, главным образом, применяется в глазной практике для лечения глаукомы, поскольку аналогично карбахолину пилокарпин вызывает миоз, понижение внутриглазного давления и спазм аккомодации зрения. Препарат используется в виде глазных капель, мазей, а также полурастворимых глазных пленок. Кроме того, в организме пилокарпин значительно усиливает потоотделение (за 2 часа выделяется 3—4 л пота), слюноотделение, при действии препарата развивается покраснение лица и верхней половины туловища, суживаются бронхи, тормозится диурез. Эти свойства пилокарпина могут использоваться при сухости в полости рта, а также при отравлении солями тяжелых металлов для быстрейшего их выведения с потом. Пилокарпин токсичен для организма, при отравлении им может быть тошнота, рвота, колики (печеночная, почечная, кишечная), понос, усиление секреции желез.
Мускарин — яд грибов мухоморов — в ряде случаев использу ется в эксперименте для анализа веществ, действующих на М-холи- норецепторы (мускариночувствительные холинорецепторы), а также имеет токсикологическое значение, так как нередко является причи ной бытовых отравлений. При отравлении мускарином (мухомором) возникает слюнотечение, тошнота, боли и рези в животе. Наблюдает ся также расстройство зрения, потоотделение, высокая температура, бронхоспазм, возможна остановка сердца, причем предсердия оста навливаются раньше, чем желудочки. Специфическим противоядием при отравлении мускарином являются М-холиноблокаторы (атропин). Следует подчеркнуть, что атропин эффективен лишь при отравлении мухомором. При отравлении другими ядовитыми грибами (бледная поганка и др.) он часто противопоказан, так как во многих грибах имеются атропиноподобные вещества, участвующие в отравлении. Лечение таких отравлений симптоматическое. 32
Широкое применение в медицинский практике имеют М-холиноблокаторы (М-холинолитики): атропин, скополамин, платифиллин и их препараты. Эталонным препаратом этой группы является атропин — алкалоид растения красавки (белладонна). Следует отметить, что в разбираемой теме многие вещества получены из растений и, в основном, являются алкалоидами (физостигмин, пилокарпин, мускарин, атропин, скополамин, платифиллин и др.), поэтому нужно представлять общие свойства этих веществ. Алкалоиды — щелочеподоб-ные действующие вещества растений (имеют свойства оснований), некоторые алкалоиды имеют животное происхождение (адреналин). В составе алкалоидов обычно имеется азот и бензольные кольца. Алкалоиды плохо растворимы в воде и применяются в виде солей. Алкалоиды обладают большой биологической активностью, часто токсичностью, для их действия характерна нейротропность (влияние на различные нервные образования). Существуют специфические реакции для обнаружения алкалоидов. Первым алкалоидом, выделенным в чистом виде, был морфин. В изучение алкалоидов в Советском Союзе большой вклад внес А.П.Орехов.
Атропин представляет собой рацемическую смесь стереоизо-меров, левовращающий изомер (гиосциамин) в несколько десятков раз активнее правовращающего. Третичный азот и эфирная связь атропина соединяются с М-холинорецептором, и громоздкие радикалы препятствуют его деформации, поэтому возбуждение не возникает, холинорецептор закрыт для действия ацетилхолина. Поскольку атропин блокирует М-холинорецепторы, при его действии в организме устраняются эффекты парасимпатической системы, и начинает преобладать симпатическая иннервация.
Атропин вызывает расслабление круговой мышцы радужки и расширение зрачка (мидриаз). Отток внутриглазной жидкости из передней камеры при этом затрудняется и внутриглазное давление повышается. Ресничная мышца расслабляется, что приводит к натяжению цинновой связки и уплощению хрусталика — возникает паралич аккомодации, глаз устанавливается на дальнее видение. В глазной практике атропин используется для осмотра глазного дна, при подборе очков, при травмах и воспалительных заболеваниях глаза, при операциях на хрусталике; противопоказан при глаукоме.
Работа сердца при действии атропина учащается, что исполь зуется для снятия брадикардий, в том числе при операциях под нар козом, при блокадах сердца. Атропин оказывает спазмолитическое действие — снимает спазмы гладкомышечных органов, что исполь зуется при бронхиальной астме, при коликах, при язвенной болезни. При язвенной болезни имеет также значение снижение секреции желудка, некоторое местноанестезирующее действие препарата при __ 33
действии на слизистую оболочку желудка и кишечника. Уменьшение бронхиальной секреции положительно при ингаляционном наркозе, снижение саливации имеет значение при стоматологических вмешательствах. В больших дозах атропин вызывает возбуждение и извращение функции головного мозга (агрессивность).
М-холиноблокатор скополамин несколько уступает атропину по действию, а на центральную нервную систему (ЦНС) действует успокаивающе, что используется при подготовке больных к операции для усиления действия наркозных веществ.
В настоящее время выделены М-холиноблокаторы с органной избирательностью действия. Так, гастроцепин блокирует, в основном, М-холинорецепторы желудочно-кишечного тракта, гимбацин — является кардиоселективным препаратом, используется при бради-аритмиях.