藥物效應多種多樣,是不同藥物分子與機體不同靶細胞間相互作用的結果。藥物作用的性質首先取決于藥物的化學結構,包括基本骨架、活性基團、側鏈長短及立體構形等因素。這些構效關系是藥物化學研究的主要問題,但它有助于加強醫(yī)生對藥物作用的理解。藥理效應是機體細胞原有功能水平的改變,從藥理學角度來說,藥物作用機制要從細胞功能方面去探索。
一、非特異性藥物作用機制:與藥物的理化性質有關。
1、滲透壓作用: 如甘露醇的脫水作用。
2、脂溶作用: 如全身麻醉藥對中樞神經系統(tǒng)的麻醉作用。
3、膜穩(wěn)定作用:阻止動作電位的產生及傳導,如局部麻醉藥,某些抗心律失常藥等。
4、影響PH: 如抗酸藥中和胃酸。
5、絡合作用: 如二巰基丙醇絡合汞、砷等重金屬離子而解毒。
二、特異性藥物作用機制:與藥物的化學結構有關。
1、干擾或參與代謝過程:
?、賹γ傅挠绊?,多數(shù)藥物能抑制酶的活性,醫(yī)學教`育網搜集整理如新斯的明競爭性抑制膽堿酯酶,奧美拉唑不可逆性抑制胃粘膜H+-K+ATP酶(抑制胃酸分泌),而有些藥本身就是酶,如胃蛋白酶。
?、趨⑴c或干擾細胞代謝,偽品摻入也稱抗代謝藥,如5-氟尿嘧啶結構與尿嘧啶相似,摻入癌細胞DNA及RNA中干擾蛋白合成而發(fā)揮抗癌作用。
?、塾绊懞怂岽x,許多抗癌藥是通過干擾癌細胞DNA或RNA代謝過程而發(fā)揮療效的。許多抗生素(包括喹諾酮類)也是作用于細菌核酸代謝而發(fā)揮抑菌或殺菌效應的。
2、影響生物膜的功能: 如作用于細胞膜的離子通道的抗心律失常藥通過影響Na+、Ca2+或K+的跨膜轉運而發(fā)揮作用。
3、影響體內活性物質: 乙酰水揚酸通過抑制前列腺素合成而發(fā)揮解熱、鎮(zhèn)痛和抗炎作用。
4、影響遞質釋放或激素分泌:如麻黃堿促進末梢釋放去甲腎上腺素(NA)。
5、影響生理物質轉運 在體內主動轉運需要載體參與,干擾這一環(huán)節(jié)可藥理效應。如利尿藥抑制腎小管Na+-K+、Na+-H+交換而發(fā)揮排鈉利尿作用。
6、影響免疫機制 除免疫血清及疫苗外,免疫增強藥及免疫抑制藥通過影響免疫機制發(fā)揮療效。
7、影響受體功能:
掌握受體的概念和特征。
熟悉受體激動藥、拮抗藥、競爭性拮抗藥和非競爭性拮抗藥的概念。
了解受體的類型及藥物與受體相互作用的信號轉導。
?。?)受體概念:受體為糖蛋白或脂蛋白,存在于細胞膜、細胞漿或細胞核內,能識別周圍環(huán)境中某種微量化學物質,與藥物相結合并能傳遞信息和引起效應的細胞成分。
配體:能與受體特異性結合的物質。受體僅是一個“感覺器”,對相應配體有極高的識別能力。受體-配體是生命活動中的一種偶合,受體都有其內源性配體,如神經遞質、激素、自身活性物等。
?。?)藥物與受體結合作用的特點:
?、偬禺愋耘c結構專一性;
?、陲柡托耘c立體選擇性;
?、劭赡嫘耘c內源性配體;
?、茏R別力與高度敏感性。
?。?)激動藥與拮抗藥
?、偌铀帲耗芗せ钍荏w的配體,與受體有較強的親和力和較強的內在活性(效應力)。
?、诓糠旨铀帲号c受體有較強的親和力和較弱的內在活性。部分激動藥具有激動藥與拮抗藥兩重特性。
?、坜卓顾帲耗茏钄嗥浠钚缘呐潴w,與受體有較強的親和力,但無內在活性。
競爭性拮抗藥:能與激動藥互相競爭與受體可逆結合。
非競爭性拮抗藥:能與激動藥互相競爭與受體不可逆結合。
(4)受體調節(jié)與藥物作用關系:
受體可經常代謝轉換處于動態(tài)平衡狀態(tài),其數(shù)量,親和力及效應力受生理及藥理因素的影響。
①耐受性、不應性 、快速耐受性:連續(xù)用藥后藥效遞減是常見的現(xiàn)象。由于受體原因而產生的耐受性稱為受體脫敏。
②受體向下調節(jié):在激動藥濃度過高或長期激動受體時,受體數(shù)目減少。與耐受性有關。
?、凼荏w向上調節(jié):激動藥濃度低于正常時,受體數(shù)目增加。與長期應用拮抗劑后敏感性增加有關,如突然停藥時會出現(xiàn)反跳反應。
(5)注意點:
1)藥物與受體結合產生效應不僅要有親和力,還與內在活性有關。
2)兩藥親和力相等時其效應強度取決于內在活性強弱,當內在活性相等時則取決于親和力大小。
3)結合體:某些細胞蛋白組分可與配體結合,但沒有觸發(fā)效應的能力。如酶、載體、離子通道及核酸也可與藥物直接作用,但這些物質本身具有效應力,故嚴格地說不應被認為是受體。
4)儲備受體:剩余下未結合的受體,拮抗藥必須在完全占領儲備受體后才能發(fā)揮其拮抗效應。這對理解拮抗藥作用機制有重要意義。
5)超拮抗藥:個別藥物(如苯二氮卓類)對靜息狀態(tài)受體親和力大于活動狀態(tài)受體,結合后引起與激動藥相反的效應。
二、受體類型
根據(jù)受體蛋白結構、信息傳導過程、效應性質、受體位置等特點,受體大致可分為下列4類:
1. 含離子通道的受體 又稱直接配體門控通道型受體,存在于快速反應細胞的膜上,受體激動時離子通道開放使細胞膜去極化或超極化,引起興奮或抑制效應。如乙酰膽堿、腦中γ氨基丁酸(GABA),甘氨酸、谷氨酸、天門冬氨酸受體都屬于這一類型。
2.G-蛋白偶聯(lián)受體 腎上腺素、多巴胺、5-羥色胺、M-乙酰膽堿、阿片類、嘌呤類、前列腺素及一些多肽激素等的受體,神經遞質及激素的受體需要G-蛋白介導其細胞作用,G-蛋白有兩類,其一為興奮性G-蛋白(GS),可激活腺苷酸環(huán)化酶(AC);另一為抑制性G-蛋白(Gi),抑制AC.
3.具有酪氨酸激酶活性的受體 胰島素、胰島素樣生長因子、上皮生長因子、血小板生長因子及某些淋巴因子的受體屬于這一類型。
4.細胞內受體 甾體激素受體和甲狀腺素受體,觸發(fā)的細胞效應很慢。
三、第二信使
受體在識別相應配體并與之結合后需要細胞內第二信使將獲得信息增強、分化、整合并傳遞給效應機制才能發(fā)揮其特定的生理功能或藥理效應。
1.G-蛋白 G蛋白是一類存在于細胞膜內側的調節(jié)蛋白,靜息狀態(tài)時與GDP結合。GS激活腺苷酸環(huán)化酶(AC),使cAMP增加。Gi抑制AC,使cAMP減少,G-蛋白還激活磷脂酶C(PLC),調節(jié)Ca2+、K+等離子通道。對鳥苷酸環(huán)化酶也有激活作用,作用非常廣泛,介導多種效應。近來發(fā)現(xiàn)G-蛋白還介導激活磷脂酶A2(PLA2)而產生花生四烯酸(AA),后者是各種前列腺素及白三烯的前體。
2.環(huán)磷腺苷(cAMP) β受體、D1受體、H2受體等激動藥通過GS作用使AC活化,ATP水解而使細胞內cAMP增加。α受體、D2受體、MACh受體、阿片受體等激動藥通過Gi作用抑制AC,細胞內cAMP減少。cAMP受磷酸二酯酶(PDE)水解為5‘AMP后滅活。
3.環(huán)磷鳥苷(cGMP) cGMP作用與cAMP相反,可獨立作用而不受cGMP制約。cGMP可激活蛋白酶G而引起各種效應。
4.肌醇磷脂 α、H1、5-HT2、M1、M3等受體激動藥與其受體結合后通過G-蛋白介導激活磷脂酶C(PLC)PLC使4,5-二磷酸肌醇磷脂(PIP2)水解為二酰甘油(DAG)及1,4,5-三磷酸肌醇(IP3)。
5.鈣離子 細胞內微量Ca2+對細胞功能有著重要的調節(jié)作用,如肌肉收縮、腺體分泌、白細胞及血小板活化等。細胞內Ca2+可從細胞外經細胞膜上的鈣離子通道流入,也可從細胞內肌漿網等鈣池釋放,兩種途徑互相促進。
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