琥珀胆碱作用机制和临床应用进展

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应用爪蟾模型进行实验,有别于临床实体研究,故需做一些假设。其中最重 要的有两个问题:①在模型中表达的受体是否与真实位点的受体相同?②模型中 注入的RNAs是否得以表达且被准确计量了呢?当在RNA混合物中提取出α亚基 后,仍可见乙酰胆碱应答反应,这提示存在α亚基(对琥珀胆碱产生不同应答), 这也表明在模型中可能存在其他受体亚基,而观察者研究的是一个受体亚基的混 合物。而神经末梢的N受体及迷走神经受体的性质和组成尚未明确[6],通过单克 隆抗体研究,已知神经末梢有α3 N受体的表达,但对还有哪些亚基仍不清楚。 因此,是否研究者选择了正确的αβ亚基混合物呢?更进一步的研究如非去极化 肌松药抑制接头前受体等的研究可能会提供更有力的证据。
非去极化肌松药通常进入通道,而不能穿过通道,这是因为离子通道的口部 较大而内部较窄,但去极化肌松药氨酰胆碱、琥珀胆碱等细长分子的肌松药例外, 其可能进入肌细胞浆,并有可能引起细胞损伤。
3.II相阻滞 II相阻滞是一个复杂的现象,当终板持续暴露在去极化肌松 药的作用下即可发生。发生II相阻滞后,肌松监测显示为非去极化表现,对强直 刺激和TOF的反应衰减,出现强直刺激后易化现象,可部分或全部被抗胆碱酯酶 药拮抗。
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多少和开放的频率。关闭型阻滞是药物分子阻塞在离子通道膜外开口部分,在离 子通道关闭时或开放时均可发生阻滞,能阻断离子通过减弱终板去极化,从而阻 断或削弱神经冲动的传递。它们的作用位点不是乙酰胆碱的结合位点,也不是乙 酰胆Байду номын сангаас的竞争性药物,同样乙酰胆碱酯酶对其无拮抗作用。如果增加乙酰胆碱浓 度使受体通道频繁开放只会增强通道阻滞药的作用,此对新斯的明和其他胆碱酯 酶拮抗剂也具有增加通道阻滞的效应。某些抗生素、可卡因、奎尼丁、三环类抗 抑郁药、纳曲酮和纳洛酮等通过关闭性离子通道阻滞干扰神经肌肉兴奋传递,局 麻药也主要通过这一途径而起作用。
在去极化肌松药(琥珀胆碱)作用下,整个肌纤维膜的情况可以归结为:① 终板膜持续去极化。②邻近终板膜的肌纤维上的钠离子通道开始受电位变化而开 放,继而离子通道失活。③其余肌纤维膜上的钠离子通道关闭处于静息状态。传 统观念认为,神经肌肉接头长时间暴露在去极化肌松药下,开始时表现为经典的 去极化阻滞,随后,接头后膜逐渐恢复膜电位,去极化阻滞由I相阻滞发展为II 相阻滞。在肌松监测下,I相阻滞的特点表现为四个成串刺激(TOF)、强直刺激 (tetanic)不出现衰减,且没有强直后易化现象。而II相阻滞的肌松监测特点与 非去极化阻滞相似,有TOF刺激衰减发生。
II相阻滞机制尚未完全明确,可能类似于脱敏感阻滞,激动剂使受体离子通 道构型发生变化,使离子通道失活,接头后膜缓慢恢复到极化状态,但在肌松药 长时间存在时,通道蛋白仍处于结构异常状态,接头仍不能正常传递。也可能与 通道长时间开放引起钠离子和钙离子不停进入细胞,钾离子持续出胞,而使接头 部位膜内外电解质浓度失平衡,最终干扰终板膜的功能;或与琥珀胆碱阻滞离子 通道;或作用于接头前膜受体干扰乙酰胆碱的合成和释放有关。另一可能的机制 是最初的去极化过程,激活了电压依赖性的膜质子泵使膜能够在去极化肌松药的 持续存在下恢复到极化状态,此时去极化肌松药分子不能使肌细胞膜去极化,而 仅仅是占据受体部位,表现为阻滞作用。
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剂结合,因此通道是关闭的。如果两个分子乙酰胆碱与受体α亚单位结合则受体 构型改变,通道开放,离子通过。然而,当受体与激动剂结合后,构型无变化, 通道也不打开,此时的受体称为脱敏感态。其机制尚未明了,乙酰胆碱受体是大 分子蛋白质,其分子量为大多数药物分子的1000多倍,因此受体上面有许多小分 子的作用位点。而受体和脂膜间的部位也是一些物质的作用位点。受体还有一些 其他的构型,都不是能被乙酰胆碱激动的,故将它们都称为脱敏感态。有迹象表 明受体蛋白中酪氨酸的磷酸化可能导致受体脱敏感。能引起乙酰胆碱受体发生脱 敏感现象的药物很多,如吸入麻醉药氟烷、异氟醚、局部麻醉药、巴比妥类药、 乙酰胆碱受体激动剂和抗胆碱酯酶药、钙通道阻滞药、多粘菌素B等。
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另外,琥珀胆碱无神经节受体α3β4阻断作用,这表明,使用琥珀胆碱时偶 有发生的快速型心律失常与该药无关。因此,这项研究否定了琥珀胆碱激活自主 神经节或促儿茶酚胺释放从而引起心律失常的假设。但对琥珀胆碱引起心动过缓 这一问题仍未得出结论,通常认为这是心脏上乙酰胆碱受体的激动剂作用。如果 琥珀胆碱通过控制剂量来抑制神经节受体,那么自主神经节的抑制作用和琥珀胆 碱在迷走神经受体上的激动剂作用可否用来解释重复剂量使用琥珀胆碱引起心 动过缓呢?如果可以解释,那么为何筒箭毒碱可拮抗心动过缓呢?
琥珀胆碱作用机制和临床应用进展
摘要:去极化肌松药琥珀胆碱在目前所有的肌松药中起效最快,在此对其在作用 机制及临床应用中的新进展作一综述,涉及琥珀胆碱的作用机制、 非竞争性阻 滞及 II 相阻滞的进展,琥珀胆碱临床使用剂量的重新认识,是否有能替代琥珀 胆碱的新肌松药和新拮抗药等方面。
Abstract:Succinylcholine,as a depolarizing relaxant,still has the fastest onset of effect of the clinically available muscle relaxants. We provides some new insight into the mechanisms of action and clinical practice of succinylcholine,including the mechanisms of action, the development of non-respective and phase II blockade,optinal dose of succinylcholine,the continuing search for a succinylcholine replacement。
一般受体可在静息态和脱敏感态间转换,受体激动剂包括琥珀胆碱可促进受 体状态进入脱敏感态。因为他们与受体紧密结合,使受体很难转换回静息态,因 而脱敏感受体比例增大,这也部分解释了琥珀胆碱使用后能增强在其后使用的非 去极化肌松药的作用。受体拮抗剂同样和受体结合紧密,阻止受体转换为静息态, 可促进受体的脱敏感。脱敏感态的存在可使很多情况下试验数据偏移,在其他实 验背景相同情况下,受体对激动剂和拮抗剂的反应可能发生改变。这可能就是在 给琥珀胆碱后受体对非去极化肌松药敏感性增加的原因之一,也是长时间应用去 极化肌松药时效延长的原因之一。
一、琥珀胆碱作用机制
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(一)琥珀胆碱与乙酰胆碱受体的作用 迄今为止,已有17个乙酰胆碱受体的亚基被破译,它们由α1-α10,β1-β4, γ,δ和ε组成[3]。成熟的肌肉乙酰胆碱受体是由五个亚基组成的,包括两个α 和各一个β1,δ和ε;接头前乙酰胆碱受体可能由α3β2组成;而神经节中的乙 酰胆碱受体主要由α3β4组成。Jonsson 等人运用方法学理论来研究使用琥珀胆 碱后乙酰胆碱受体之间的相互作用。他们设计了一个表达在神经肌接头、神经原 突触前神经末梢、自主神经节上乙酰胆碱受体的简化模型,即用人工培养的光滑 爪蟾的卵子来表达乙酰胆碱受体,这些卵子是便捷的蛋白质工厂且常用作实验材 料。运用这个模型,他们发现:①琥珀胆碱经脱敏作用后可诱导肌肉乙酰胆碱受 体的活化作用。②经适当的浓缩后,琥珀胆碱对突触前α3β2或神经节的α3β4乙 酰胆碱受体无兴奋或抑制作用[4]。 当乙酰胆碱同肌肉上的乙酰胆碱受体结合后,通道仅开放极短的时间,这 是由于在近接头处乙酰胆碱酯酶可迅速转运降解乙酰胆碱。相对而言,琥珀胆碱 和一些去极化肌松药都有一个双相作用,即先有短暂的肌束颤动而后肌肉麻痹。 这是因为其药物分布不均,对胆碱酯酶的降解作用不敏感,且不易从接头间隙处 消除掉。肌松药引起运动终板膜去极化,导致邻近电压门控的钠离子通道开放, 进而使去极作用扩布至整块肌肉。如果去极化肌松药未能从间隙消除掉,那么终 板膜附近的钠离子通道会持续非活化状态,那样就会导致肌肉麻醉或松弛[5]。 Jonsson等证明,除了钠通道依赖的机制外,受体本身在去极之后进入不应期, 这与一些在体研究和临床观察的结果是一致的。肌肉痉挛或琥珀胆碱介导的肌肉 麻痹作用,在经过适当的恢复之后,当再次运用去极化与非去极化肌松药时,神 经肌接头处会出现更敏感或脱敏感的现象。 大剂量琥珀胆现在碱抑制突触前α3β2乙酰胆碱受体的发现(例如:这种化 合物其表现类似非去极化药物引起的作用))有助于揭示多大剂量或重复剂量的 琥珀胆碱会介导非去极化的Ⅱ相阻断。但是,该项研究并不包括对去极化药物的 α3β2效果的直接比较,因此,琥珀胆碱与非去极化肌松药在肌接头受体作用的 相似之处并不能得出结论性的结果。
(二)非竞争性阻滞 肌松药及其他一些药物可通过与受体结合或者影响细胞膜脂环境而改变神 经兴奋传递。这些药物与受体作用,影响受体功能,但其作用位点却不是乙酰胆 碱的结合位点。它们可以改变受体动力学,受体不再快速开关,而是开放或关闭 时间延长。从而改变离子通道的电流及终板去极化。如普鲁卡因、氯胺酮和吸入 麻醉药等能溶入肌细胞脂膜而改变通道开放和关闭的特性。如果通道不能开放则 兴奋传导减慢,如果通道关闭缓慢则传递加强。非竞争性阻滞包括受体脱敏感阻 滞和通道阻滞。 1.受体脱敏感阻滞 受体脱敏感阻滞是运动终板长时间受到乙酰胆碱或其 他激动剂作用,对激动剂开放离子通道的作用不再敏感。由于其屈曲性和细胞脂 膜的流动性使乙酰胆碱受体具有多种形态。在正常情况下,静息态的受体无激动
琥珀胆碱进入临床巳有 50 年之久,至今仍在广泛应用,这是因为在目前所 有的肌松药中还是它的起效最快[1]。继Daniel Bovet 最先对其神经肌肉阻滞作 用的报道之后,斯德哥尔摩Karolinska研究所的Thesleff是将该药引入临床实践 并用于全麻诱导的先驱人物之一。Bovet因发现这种作用于骨骼肌的人工化合物 而获得了 1957 年的诺贝尔生理医学奖。尽管琥珀胆碱使用了近半个世纪,其部 分药理作用机制仍未完全阐明:包括缺乏单次注药的代谢过程,使用大剂量后发 生II相阻滞的机理和心血管的不良反应,尤其是在第二或第三次追加琥珀胆碱后 常可观察到的心动过缓和心脏停搏等现象[2]。由于琥珀胆碱的理化性质,一般认 为其心血管作用是与琥珀胆碱的非神经肌肉作用有关,是作用于心脏,自主神经 节,肾上腺髓质的胆碱能受体而引起的。本文就琥珀胆碱作用机制及其临床应用 的一些进展作一综述。
受体发生脱敏感阻滞就损失了正常传递神经刺激的功能,脱敏感受体数量增 加使具有正常去极化功能的受体总量减少,更容易被非去极化肌松药所阻滞,脱 敏感受体增加以至于功能正常的受体所产生的终板膜电位达不到引起肌纤维收 缩的阈值时,则神经肌肉兴奋传递就不再发生。
2.离子通道阻滞 离子通道阻滞是由于药物直接阻塞离子通道,非竞争 性阻滞或影响离子通道的离子流通,使终板膜不能正常去极化,从而减弱或阻滞 了神经肌肉兴奋传递。局麻药和钙通道阻滞药能阻断钠通道和钙通道的离子流 动。同样临床的某些药物也可阻断乙酰胆碱受体的离子流动。离子通道阻滞分为 关闭型阻滞和开放型阻滞,开放型阻滞较常见,是离子通道因乙酰胆碱激动剂激 活开放后药物进入通道内,发挥其阻滞效应,其效应强弱取决于离子通道开放的
II相阻滞的发生过程差异很大,包括用药时间、药物种类和剂量以及肌肉的 类型。在氧化亚氮-氧-氟烷麻醉时,琥珀胆碱总用量达到3-5mg/kg即发生II相阻 滞;而在氧化亚氮-阿片类麻醉下,持续应用琥珀胆碱,发生II相阻滞的琥珀胆碱
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用量可从2.3mg/kg到17.9mg/kg,发生II相阻滞的时间变异可从持续滴注琥珀胆碱 后42分钟到280分钟。通常认为应用琥珀胆碱后,TOF比值(T4/T1)小于0.5即为发 生II相阻滞。II相阻滞发生后神经-肌肉传导恢复正常的速度减慢,由于II相阻滞 的发生机理和影响因素极其复杂,用抗胆碱酯酶药拮抗其肌松的效果很难预测, 即使肌松监测表现为非去极化的阻滞性质,一般不主张拮抗。
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