第10章拟胆碱和抗胆碱药物优秀课件.ppt
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1、第10章拟胆碱和抗胆碱药物1第1页,本讲稿共114页外周神经分为外周神经分为传入神经传入神经和和传出神经传出神经传入神经又叫感觉神经传入神经又叫感觉神经传出神经是将中枢发出的神经冲动传至传出神经是将中枢发出的神经冲动传至外周,包括外周,包括自主神经系统自主神经系统(交感神经和(交感神经和副交感神经系统)和副交感神经系统)和运动神经系统运动神经系统根据神经末梢释放的递质不同,传出神根据神经末梢释放的递质不同,传出神经又可分为经又可分为胆碱能神经胆碱能神经(释放乙酰胆碱)(释放乙酰胆碱)和和肾上腺素能神经肾上腺素能神经(释放去甲肾上腺素(释放去甲肾上腺素和肾上腺素)。和肾上腺素)。引引 言言 2第
2、2页,本讲稿共114页自主神经系统自主神经系统是能够自动调整与个人意志无关的是能够自动调整与个人意志无关的脏器的作用和功能的神经,可分为交感神经和副脏器的作用和功能的神经,可分为交感神经和副交感神经。交感神经。交感神经交感神经系自主神经系统的重要组成部分,主要系自主神经系统的重要组成部分,主要功能使瞳孔散大,心跳加快,皮肤及内脏血管收功能使瞳孔散大,心跳加快,皮肤及内脏血管收缩,冠状动脉扩张,血压上升,小支气管舒张,缩,冠状动脉扩张,血压上升,小支气管舒张,胃肠蠕动减弱,膀胱壁肌肉松弛,唾液分泌减少,胃肠蠕动减弱,膀胱壁肌肉松弛,唾液分泌减少,汗腺分泌汗液、立毛肌收缩等。汗腺分泌汗液、立毛肌收
3、缩等。副交感神经副交感神经系统的作用与交感神经作用相反,保系统的作用与交感神经作用相反,保持身体在安静状态下的生理平衡,其作用有三个持身体在安静状态下的生理平衡,其作用有三个方面:方面:增进胃肠的活动,消化腺的分泌,促进增进胃肠的活动,消化腺的分泌,促进大小便的排出,保持身体的能量。大小便的排出,保持身体的能量。瞳孔缩小以瞳孔缩小以减少刺激,促进肝糖原的生成,以储蓄能源。减少刺激,促进肝糖原的生成,以储蓄能源。心跳减慢,血压降低,支气管缩小,以节省不必心跳减慢,血压降低,支气管缩小,以节省不必要的消耗,协助生殖活动,如使生殖血管扩张,要的消耗,协助生殖活动,如使生殖血管扩张,性器官分泌液增加。
4、性器官分泌液增加。3第3页,本讲稿共114页乙酰胆碱(乙酰胆碱(acetylcholine,ACh)是绝大)是绝大多数多数传出神经传出神经纤维的递质。纤维的递质。乙酰胆碱由乙酰辅酶乙酰胆碱由乙酰辅酶A和胆碱在胆碱乙酰和胆碱在胆碱乙酰基转移酶的催化下合成,一旦合成,由胞基转移酶的催化下合成,一旦合成,由胞质转运至胆碱能神经末梢近膜处的小囊泡质转运至胆碱能神经末梢近膜处的小囊泡内。内。4第4页,本讲稿共114页当神经冲动到达神经末梢,引起递质释当神经冲动到达神经末梢,引起递质释放,乙酰胆碱与突触前膜、后膜上的胆放,乙酰胆碱与突触前膜、后膜上的胆碱能受体结合,使之激动而产生效应。碱能受体结合,使之激
5、动而产生效应。释放的乙酰胆碱大部分被神经末梢重摄取,释放的乙酰胆碱大部分被神经末梢重摄取,另一小部分很快地被乙酰胆碱酯酶另一小部分很快地被乙酰胆碱酯酶 水解为水解为胆碱和乙酸而灭活。胆碱和乙酸而灭活。5第5页,本讲稿共114页胆碱受体分类:胆碱受体分类:乙酰胆碱受体根据对不同生物碱反应的不同,乙酰胆碱受体根据对不同生物碱反应的不同,分为两类:一类对毒蕈(分为两类:一类对毒蕈(xn)碱较为敏)碱较为敏感,称为毒蕈碱乙酰胆碱受体,即感,称为毒蕈碱乙酰胆碱受体,即M受体;受体;另一类对烟碱较为敏感,称为烟碱乙酰胆碱另一类对烟碱较为敏感,称为烟碱乙酰胆碱受体,即受体,即N受体。受体。6第6页,本讲稿共
6、114页已确认已确认M受体有受体有5个亚型个亚型。M受体广泛分布于中枢和周围神经系受体广泛分布于中枢和周围神经系统,它在调节副交感神经系统靶器官统,它在调节副交感神经系统靶器官的功能中起着关键性的作用。的功能中起着关键性的作用。7第7页,本讲稿共114页乙酰胆碱受体分型及其性质乙酰胆碱受体分型及其性质亚型亚型分布分布生理功能生理功能激动剂作用激动剂作用拮抗剂作用拮抗剂作用M M1神经节、神经节、分泌腺体分泌腺体调节大脑各种功能,调调节大脑各种功能,调节汗腺、消化腺的分泌节汗腺、消化腺的分泌治疗早老性治疗早老性痴呆症痴呆症治疗消化道治疗消化道溃疡溃疡M2心肌、平心肌、平滑肌滑肌引起心肌收缩力减弱
7、、引起心肌收缩力减弱、心率降低、传导减慢心率降低、传导减慢治疗冠心病治疗冠心病和心动过速和心动过速治疗心动徐缓治疗心动徐缓性心率失常性心率失常M3分泌腺体分泌腺体和平滑肌和平滑肌血管平滑肌舒张、胃肠血管平滑肌舒张、胃肠道和膀胱平滑肌收缩、道和膀胱平滑肌收缩、括约肌松弛、瞳孔缩小、括约肌松弛、瞳孔缩小、腺体分泌增加腺体分泌增加治疗痉孪性治疗痉孪性血管病、手血管病、手术后腹气胀、术后腹气胀、尿潴留尿潴留治疗慢性阻治疗慢性阻塞性呼吸道塞性呼吸道疾病、尿失疾病、尿失禁等禁等M4分泌腺体分泌腺体和平滑肌和平滑肌抑制钙离子通道抑制钙离子通道缺乏特异性配基缺乏特异性配基M5大脑大脑孤儿受体孤儿受体缺乏特异性
8、配基缺乏特异性配基N N1神经节神经节释放乙酰胆碱释放乙酰胆碱治疗早老性治疗早老性痴呆症药物痴呆症药物的开发的开发治疗高血压治疗高血压N2神经骨骼神经骨骼肌接头肌接头松弛骨骼肌松弛骨骼肌8第8页,本讲稿共114页拟胆碱药拟胆碱药是一类具有与乙酰胆碱相似作用是一类具有与乙酰胆碱相似作用的药物,用于治疗胆碱能神经系统的药物,用于治疗胆碱能神经系统兴奋性兴奋性低下低下引起的疾病。引起的疾病。抗胆碱药抗胆碱药主要为胆碱受体拮抗剂,即和主要为胆碱受体拮抗剂,即和胆碱受体有高度亲和力,但是无内在活性,胆碱受体有高度亲和力,但是无内在活性,从而阻断乙酰胆碱与胆碱受体的相互作用,从而阻断乙酰胆碱与胆碱受体的相
9、互作用,用于治疗因胆碱能神经系统用于治疗因胆碱能神经系统过度兴奋过度兴奋所所造成的疾病。造成的疾病。9第9页,本讲稿共114页第一节第一节 拟胆碱药拟胆碱药 根根据据作作用用机机制制不不同同,拟拟胆胆碱碱药药可可分分为为以以下两种类型下两种类型:胆碱受体激动剂胆碱受体激动剂直接作用于胆碱受体直接作用于胆碱受体 胆碱酯酶抑制剂抑制乙酰胆碱的水解胆碱酯酶抑制剂抑制乙酰胆碱的水解10第10页,本讲稿共114页一、胆碱受体激动剂一、胆碱受体激动剂(Cholinoreceptor Agonists)11第11页,本讲稿共114页乙酰胆碱对乙酰胆碱对M受体和受体和N受体都有激动作用,但乙酰胆受体都有激动作
10、用,但乙酰胆碱本身不能作为药物。因为碱本身不能作为药物。因为(1)乙酰胆碱对所有的胆碱能受体无选择性,导)乙酰胆碱对所有的胆碱能受体无选择性,导致产生副作用;致产生副作用;(2)乙酰胆碱为季铵化合物,不易通过生物膜,)乙酰胆碱为季铵化合物,不易通过生物膜,因而生物利用度极低;因而生物利用度极低;(3)乙酰胆碱的化学稳定性差,在体内易被酯酶水解)乙酰胆碱的化学稳定性差,在体内易被酯酶水解而失活。而失活。因此,因此,胆碱受体激动剂胆碱受体激动剂多以乙酰胆碱为先导化合物多以乙酰胆碱为先导化合物设计开发出的合成药物,性质较稳定,而且对受设计开发出的合成药物,性质较稳定,而且对受体有较高的选择性。体有较
11、高的选择性。12第12页,本讲稿共114页乙酰胆碱分子是由三部分组成:乙酰胆碱分子是由三部分组成:1.乙酰氧基部分乙酰氧基部分 2.亚乙基桥部分亚乙基桥部分 3.三甲铵基阳离子部分三甲铵基阳离子部分13第13页,本讲稿共114页乙乙酰酰胆胆碱碱的的季季铵铵阳阳离离子子与与受受体体的的阴阴离离子子部部位位相相结结合合,羰羰基基碳碳原原子子与与受受体体的的酯酯解解部部位位相相结结合合,这这两两个个部位部位对拟胆碱活性有着对拟胆碱活性有着重要重要的作用。的作用。临临床床上上使使用用的的通通过过对对乙乙酰酰胆胆碱碱的的结结构构改改造造而而得得到到的的胆胆碱碱受受体体激激动动剂剂主主要要有有:卡卡巴巴胆
12、胆碱碱、氯氯贝贝胆胆碱碱、氯氯醋醋甲甲胆碱等。胆碱等。14第14页,本讲稿共114页1.完全拟胆碱药完全拟胆碱药完全拟完全拟胆碱药的作用与乙酰胆碱相似,胆碱药的作用与乙酰胆碱相似,既能作用于既能作用于M受体,也作用于受体,也作用于N受体。受体。卡巴胆碱又名氯化氨甲酰胆碱,卡巴胆碱又名氯化氨甲酰胆碱,M和和N胆胆碱受体作用均很强,对平滑肌作用强。碱受体作用均很强,对平滑肌作用强。临床临床用于降低平滑肌张力,治疗青光眼。用于降低平滑肌张力,治疗青光眼。15第15页,本讲稿共114页2.毒蕈碱样作用拟胆碱药毒蕈碱样作用拟胆碱药M受体激动剂。除毒蕈碱外,还有氯贝胆碱、氯醋甲胆除毒蕈碱外,还有氯贝胆碱、
13、氯醋甲胆碱、氧特莫林(氧化震颤素)和毛果芸碱、氧特莫林(氧化震颤素)和毛果芸香碱等。香碱等。它们只有它们只有M样作用而无样作用而无N样作用,但对样作用,但对M受体亚型无选择性作用。受体亚型无选择性作用。16第16页,本讲稿共114页氯贝胆碱氯贝胆碱为选择性的为选择性的M受体激动剂,几乎受体激动剂,几乎没有没有N样作用。样作用。对胃肠道和膀胱平滑肌的选择性较高,对对胃肠道和膀胱平滑肌的选择性较高,对心血管系统几无影响。心血管系统几无影响。临床主要用于治疗手术后腹气胀、尿潴留以临床主要用于治疗手术后腹气胀、尿潴留以及其它原因所致的胃肠道或膀胱功能异常。及其它原因所致的胃肠道或膀胱功能异常。不易被胆
14、碱酯酶水解,作用时间较长。不易被胆碱酯酶水解,作用时间较长。17第17页,本讲稿共114页氯氯醋醋甲甲胆胆碱碱是是在在乙乙酰酰胆胆碱碱的的季季铵铵氮氮原原子子的的位位引引入入甲甲基基而而得得,具具有有选选择择性性的的M受受体体激激动作用,而且不易被胆碱酯酶水解动作用,而且不易被胆碱酯酶水解;其其S构构型型异异构构体体的的作作用用与与乙乙酰酰胆胆碱碱相相当当,而而R构构型型异异构构体体的的作作用用仅仅为为乙乙酰酰胆胆碱碱的的1/240,临床用于治疗,临床用于治疗青光眼青光眼。18第18页,本讲稿共114页毛果云香碱毛果云香碱(Pilocarpine)是是从从芸芸香香科科植植物物毛毛果果芸芸香香的
15、的叶叶子子中中分分离离出出的的一一种种生生物物碱碱,也也可可用用合成法制得。合成法制得。结结构构中中有有两两个个手手性性碳碳原原子子,具具有有旋光性。旋光性。19第19页,本讲稿共114页毛果云香毛果云香碱碱(Pilocarpine,匹鲁卡品匹鲁卡品)为天然产物,为天然产物,是是M1受体的部分激动剂受体的部分激动剂和弱的和弱的M2受体拮抗剂受体拮抗剂。临床用其硝酸盐制成滴眼液,用于治临床用其硝酸盐制成滴眼液,用于治疗原发性疗原发性青光眼青光眼。20第20页,本讲稿共114页不稳定性:不稳定性:五五元元内内酯酯环环上上的的两两个个取取代代基基处处于于顺顺式式构构型型,空空间间位位阻阻较较大大,不
16、不甚甚稳稳定定,在在加加热热或或碱碱中中温温热热时时可可迅迅速速发发生生差差向向异异构构化化,生生成成无无活活性性的的异异毛毛果果云云香香碱碱,尤尤其其在在稀稀NaOH溶溶液液中中,可可被被水水解解开开环环,生生成成无无活活性性的的毛毛果果云云香香酸酸钠钠而而溶溶解。解。21第21页,本讲稿共114页毛果云香碱毛果云香碱(匹鲁卡品匹鲁卡品)的不稳定性的不稳定性均无活性均无活性22第22页,本讲稿共114页3.3.烟碱样作用拟胆碱药烟碱样作用拟胆碱药烟碱从烟草浸出液中提取,可兴奋烟碱从烟草浸出液中提取,可兴奋N受体,包括受体,包括N1受体和受体和N2受体,一受体,一般出现先兴奋后抑制的双相作用。
17、般出现先兴奋后抑制的双相作用。由于烟碱作用广泛且复杂,故无临由于烟碱作用广泛且复杂,故无临床实用价值,用作受体研究的工具床实用价值,用作受体研究的工具药。药。23第23页,本讲稿共114页二、胆碱受体激动剂的构效关系二、胆碱受体激动剂的构效关系乙酰胆碱分子的优势构象为顺错式,对于乙酰胆碱分子的优势构象为顺错式,对于M受受体体,药效构象是呈反式的反错式,药效构象是呈反式的反错式 优势构象24第24页,本讲稿共114页1.氮原子可以是质子化的叔氮原子,但以氮原子可以是质子化的叔氮原子,但以季铵盐最佳。季铵盐最佳。2.氮原子上所连烃基的大小不能超过甲基。氮原子上所连烃基的大小不能超过甲基。如以乙基取
18、代则拟胆碱活性降低;如被如以乙基取代则拟胆碱活性降低;如被3个乙基取代,则由激动剂转化个乙基取代,则由激动剂转化为拮抗剂为拮抗剂。3.氮原子与酯的氧原子有间隔氮原子与酯的氧原子有间隔2个碳原子的个碳原子的合适的距离,即氮原子与酰基末端的烃基合适的距离,即氮原子与酰基末端的烃基上氢原子之间相距上氢原子之间相距5个原子会产生最大的个原子会产生最大的活性。这一规律称为活性。这一规律称为“5原子规则原子规则”。构效关系构效关系乙酰胆碱类似物乙酰胆碱类似物25第25页,本讲稿共114页 4.亚亚乙乙基基上上位位被被甲甲基基取取代代,则则M作作用用和和N作作用用均均降降低低。亚亚乙乙基基上上位位被被甲甲基
19、基取取代代,则则N作作用用大大大大降降低低,同同时时可可以以减减缓缓乙乙酰酰胆胆碱碱酯酯酶酶的酶解作用,延长作用时间。的酶解作用,延长作用时间。亚亚乙乙基基上上连连上上甲甲基基,将将会会产产生生手手性性碳碳原原子子。不不同同构构型型的的分分子子表表现现出出的的拟拟胆胆碱碱活活性性有有极极大大的的差差异异,说说明明配配基基与与受受体体的的结结合合具具有有空空间间特特异性异性。构效关系构效关系26第26页,本讲稿共114页5.酰酰基基也也可可以以变变换换成成氨氨甲甲酰酰基基,将将保保留留拟拟胆胆碱碱活活性,比如卡巴胆碱和氯贝胆碱。性,比如卡巴胆碱和氯贝胆碱。由由于于氨氨基基甲甲酸酸酯酯亲亲电电性性
20、较较弱弱,水水解解活活性性比比羧羧酸酸酯酯小小,因因此此不不易易被被乙乙酰酰胆胆碱碱酯酯酶酶催催化化水水解解,也也不不易在胃肠道中水解,可以口服给药。易在胃肠道中水解,可以口服给药。构效关系构效关系27第27页,本讲稿共114页三、三、乙酰胆碱酯酶抑制剂乙酰胆碱酯酶抑制剂(Acetylcholinesterase Inhibitors)乙酰胆碱酯酶抑制剂(乙酰胆碱酯酶抑制剂(AChEIs)的作用机制是)的作用机制是通过抑制突触间乙酰胆碱酯酶通过抑制突触间乙酰胆碱酯酶(AChE)的活性,的活性,延缓释放出的乙酰胆碱水解的速度,提高乙延缓释放出的乙酰胆碱水解的速度,提高乙酰胆碱水平,达到治疗目的。
21、酰胆碱水平,达到治疗目的。乙酰胆碱酯酶抑制剂可用于治疗青光眼,解乙酰胆碱酯酶抑制剂可用于治疗青光眼,解除有机磷中毒等。除有机磷中毒等。还可作为胆碱能补偿疗法的主要药物治疗早还可作为胆碱能补偿疗法的主要药物治疗早老性痴呆症(参见第老性痴呆症(参见第7章章P130)。28第28页,本讲稿共114页毒扁豆碱(毒扁豆碱(Physostigmine),又名依),又名依色林(色林(Eserine),是西非洲出产的毒扁),是西非洲出产的毒扁豆中提取的一种生物碱。它是最先发现豆中提取的一种生物碱。它是最先发现的抗胆碱酯酶药,拟胆碱作用比乙酰胆的抗胆碱酯酶药,拟胆碱作用比乙酰胆碱大碱大300倍。倍。临床上使用其
22、水杨酸盐治疗青光眼和临床上使用其水杨酸盐治疗青光眼和缩瞳。缩瞳。毒扁豆碱毒扁豆碱29第29页,本讲稿共114页水解水解由于天然资源有限,不易合成,且由于天然资源有限,不易合成,且其水溶液很不稳定,放置后逐渐被其水溶液很不稳定,放置后逐渐被水解成毒扁豆酚,失去抑制胆碱酯水解成毒扁豆酚,失去抑制胆碱酯酶的作用。酶的作用。30第30页,本讲稿共114页可逆的胆碱酯酶抑制剂可逆的胆碱酯酶抑制剂将毒扁豆碱分子的叔胺基替换成季铵基可增强抗将毒扁豆碱分子的叔胺基替换成季铵基可增强抗胆碱酯酶的作用。胆碱酯酶的作用。毒扁豆碱能与胆碱酯酶中阴离子位点的竞争毒扁豆碱能与胆碱酯酶中阴离子位点的竞争性结合,从而相对地减
23、少了酶与乙酰胆碱作性结合,从而相对地减少了酶与乙酰胆碱作用的机会,产生抑制胆碱酯酶效果,为可逆用的机会,产生抑制胆碱酯酶效果,为可逆的胆碱酯酶抑制剂的胆碱酯酶抑制剂。31第31页,本讲稿共114页结构改造:毒扁豆碱水解成毒扁豆酚后失去酶抑制活性的事实,毒扁豆碱水解成毒扁豆酚后失去酶抑制活性的事实,提示了提示了氨基甲酸酯氨基甲酸酯基团对酶抑制作用的重要性,因基团对酶抑制作用的重要性,因而合成了大量酚类的氨基甲酸酯类化合物。而合成了大量酚类的氨基甲酸酯类化合物。构效关系研究表明,季铵盐的作用更为明显,苯核构效关系研究表明,季铵盐的作用更为明显,苯核上引入二甲氨基能使作用增强。上引入二甲氨基能使作用
24、增强。N-甲基氨基甲酸酯衍生物的药理作用虽强,但不甲基氨基甲酸酯衍生物的药理作用虽强,但不稳定,在水中很易水解而失去活性,经改变成稳定,在水中很易水解而失去活性,经改变成N,N-二甲基氨基甲酸酯后则不易水解,从而找到二甲基氨基甲酸酯后则不易水解,从而找到疗效较好的药物新斯的明,其溴化物溴新斯的明在疗效较好的药物新斯的明,其溴化物溴新斯的明在临床上广泛应用。临床上广泛应用。溴新斯的明溴新斯的明 32第32页,本讲稿共114页可逆的胆碱酯酶抑制剂可逆的胆碱酯酶抑制剂 溴新斯的明溴新斯的明 33第33页,本讲稿共114页溴新斯的明(溴新斯的明(Neostigmine Bromide)溴化溴化N,N,
25、N-三甲基三甲基-3-(二甲氨基二甲氨基)甲酰氧甲酰氧基基苯铵苯铵34第34页,本讲稿共114页溴新斯的明的应用:溴新斯的明的应用:是可逆性胆碱酯酶抑制剂,有兴奋平滑肌、是可逆性胆碱酯酶抑制剂,有兴奋平滑肌、骨骼肌的作用。由于结构中含季铵基团,骨骼肌的作用。由于结构中含季铵基团,不易通过血脑屏障。不易通过血脑屏障。临床上主要用于腹气胀、重症肌无力和尿临床上主要用于腹气胀、重症肌无力和尿潴留等,并可作为非去极化肌松药的拮抗潴留等,并可作为非去极化肌松药的拮抗剂。剂。新斯的明类似物还有溴吡斯的明和苄吡新斯的明类似物还有溴吡斯的明和苄吡溴铵等溴铵等。35第35页,本讲稿共114页溴新斯的明的合成(掌
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