第二十章影响肾素-血管紧张素-醛固酮系统的药和利尿药

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喹那普利
3. 含有磷酰基的ACEI——福辛普利
• 含磷酰结构 –以磷酰基与ACE酶的Zn2+结 合
• 在体内可经肝或肾所谓双通 道代谢而排泄
–如肝功能不佳,在肾代谢; –如肾功能损伤,则在肝代 谢;
–无蓄积毒性。
fosinopril
ACEI的结构特点及构效关系
L-脯氨酸换成D构型,活性大 大降低。用苯丙氨酸或碱性 氨基酸置换,可保留活性。
• ACE酶有Zn2+,巯基对Zn2+亲和力大于羧基
HO
O
H
O
N HO
HS
O
HO O
N
O
10
先导物替普罗肽到卡托普利结构改造过程
O OH
谷色脯精脯谷亮脯 N
有抑酶活性,但口服无效
替普罗肽 Teprotide
受羧肽酶A抑制剂研究的启发
O O OH
HO N
对酶有特异性抑制作用,但作用很弱
O
琥珀酰-L-脯氨酸 Succinyl-L-proline
五元环引入双键后成平面 环,仍保持活性;环上3 位引入亲脂性基团可增加 活性,延长作用时间。
三、血管紧张素II受体拮抗剂
3 4 Cl N
2
5
1N
OH N N
N NH
氯沙坦
Losartan
第一个上市的AngⅡ受体拮抗剂 具有良好的抗高血压、抗心肌肥厚、抗心力衰竭、利尿作用 AngⅡ受体拮抗剂直接阻断AngⅡ分子与相应受体的结合达到 抗高血压作用 与ACE抑制剂减少血液的AngⅡ分子数量不同
3位取代基降低 活性
四、肾素抑制剂
• “AngⅡ逃逸”现象 • 肾素抑制剂可以从源头上使AngⅡ的生成减
少,不会出现AngⅠ堆积现象,而且肾素抑 制剂不会升高缓激肽的水平 • 肾素抑制剂具有更高的疗效、更少的不良 反应和更好的耐受性。
四、肾素抑制剂
O CH3
H3C CH3 O
H2N
N H
H N O
1973底,发表羧肽 酶抑制剂研究结果: 活性中心含有Zn2+, 附近有一正电荷 ACE是一种含锌二肽 外切酶,与羧肽酶A 有相似之处
7
血管紧张素转化酶抑制剂的发现
Zn2+
疏水性口袋
OO
O
O HN NH2
HN Arg145
D-2-苯基琥珀酸抑制羧肽酶的作用模型
Zn2+ 侧链的键合位点
OO
R2
氢键的键合位点
含巯基、羧基、
磷酸基等锌结
合基团,以巯
基活性最高,
但有副作用, 酯化后可降低。
HS
O COOH
N H CH3
脯氨酸的羧基酯化后 脂溶性增加,利于吸 收,作用时间延长; 羧基被酯基、酮基、 酰胺基、-PO3H2等取 代,活性有所减弱。
-CH2CH(CH3)-骨架可由 -CH=CH-代替,活性有 所降低。
O
R1 侧链的键合位点 HN
O O
H2N ACE
琥珀酸衍生物抑制ACE的作用模型
双电荷酶抑制剂,对ACE有特异 性抑制作用,但作用很弱
发现
• 合成系列衍生物,研究构效关系 • 高抑制活性的化合物都具有模拟C末端的二肽结构 • D-甲基琥珀酰脯氨酸的活性增强了15-20倍
O HO
HO
H
O
N
O
9
引入巯基的作用
发现-替普罗肽
• 1971年从巴西毒蛇的蛇毒
– 分离纯化出九肽替普罗肽
• (Teprotide, SQ 20881 ) • 谷-色-脯-精-脯-谷-亮--脯-脯
– 可抑制ACE – 有适当的抗真性高血压的疗效 – 替普罗肽 口服无效 – 合成了近2000个化合物均失败
•特异性抑制剂 •但毒性极大
羧肽酶抑制剂的研究
C4H9
N
COOCH3
结构改造
Cl N
OH N
HOOC
优化
NH COOH
H3C
O
等排体置换
Cl N
N
OH NN
HN N
延长分子,活性提高10倍
氯沙坦 Losartan
其他血管紧张素II受体拮抗剂
N
N
H3C
O N
NN
N O CH3 NN
HN N
HO O
HN N
伊贝沙坦 Irbesartan
坎地沙坦 Candesartan
基取代,降低了极性,容易
进入眼内抑制碳酸酐酶,降 低眼内压。
醋甲唑胺(methazolamide)
双氯非那胺 (dichlorphenamide)
• 双氯非那胺(dichlorphenamide)的作用较乙酰唑胺缓慢、 持久。由于其分子中含有两个磺酰胺基,因此,对碳酸酐 酶的抑制作用较强,除了可抑制钠离子、钾离子的再吸收 外,还能增加氯离子的排出。在临床上主要用于治疗原发 性青光眼、继发性青光眼急性期和术前控制眼内压,尤其 适用于对乙酰唑胺有耐药性的患者。
第二节 利尿药
Diuretics
利尿药——抗高血压的辅助药物
• 排钠利水降低血容量; • 原发性高血压患者的肾上腺素2受体增加,可
达到正常人的2倍,长期服用利尿药后,可使 2受体密度下降40%,从而使交感神经冲动所 产生的血管收缩作用的敏感性降低; • 利尿药间接使细胞内Na+降低,阻止了高血压 患者的钠、钙交换倒流,也调节了血压。
抑制Na+-Cl-协转运,使原尿 Cl-、Na+重吸收减少
Na+-K+-2Cl-协转运抑 制剂
髓袢升支粗段
抑制Na+-K+-2Cl-协转运
阻断肾小管上皮Na+通 道药物
远曲小管和集合管
阻断Na+的重吸收和K+的排出
盐皮质激素受体阻断 剂
远曲小管和集合管
竞争性抑制醛固酮和盐皮质激 素的结合
一、碳酸酐酶抑制剂
5位可变范围大,以可形成氢 键的小基团为好
可被其他杂环取代,但咪唑 环活性最佳
N H3C
N
2位可引入2~6个碳的直链烷基、烯 基和芳基,以正丙基和正丁基活性 最好
对位取代有利 活性
Cl OH NN HN N
两个苯环应直接 相连
邻位酸性取代基有 利,四氮唑增强活 性;若为三氮唑则 需在苯环上引入吸 电子基团
C
B
A
• 羧基与锌离子螯合 • 可克服巯基所带来
的副作用
• 活性比卡托普利强 10倍
• 口服生物利用度低
2. 含羧基的ACEI -依那普利 enalapril
• 用α-羧基苯丙胺代替巯甲基 • 引入第二个羧基后,改善吸收,可进入中枢 • 再制成单乙酯成为前药,为长效抗高血压药 • 药用为其马来酸盐,1984年在美国上市
利尿药
• 利尿药物(Diuretics)通过影响肾小球的过滤、 肾小管的再吸收和分泌等功能而实现利尿作 用。大多数利尿药物影响原尿的重吸收,也 影响K+、Na+、Cl-等各种电解质的浓度和组 成比例;有些利尿药物作用于某些酶和受体, 间接影响原尿的重吸收,导致尿量增加和尿 排泄加快。
利尿药根据作用机制分类
乙酰唑胺 acetazolamide
• 白色针状结晶或结晶性粉末,无臭,味微苦 • 抑制碳酸酐酶的能力是磺胺药物的1000倍 • 较磺胺的利尿作用强2~3倍,但其利尿作用还是较弱 • 利尿作用是有限的,目前主要用于治疗青光眼
• 醋甲唑胺(methazolamide)
是乙酰唑胺的衍生物,它是
将乙酰唑胺中的活性氢用甲
碳酸酐酶抑制剂 Na+-Cl-协转运抑制剂 Na+-K+-2Cl-协转运抑制剂 阻断肾小管上皮Na+通道药物 盐皮质激素受体阻断剂
各类利尿药作用位点和作用机制
分类
作用位点
作用机制
碳酸酐酶抑制剂
近曲小管
抑制肾脏碳酸酐酶,减少碳酸 氢钠的重吸收
Na+-Cl-协转运抑制剂
远曲小管前段和髓 袢升支粗段皮质 部
• 肾素抑制剂 • 血管紧张素II受体拮抗剂
二、 血管紧张素转化酶抑制剂
1. 含巯基的ACEI
卡托普利
• Captopril,开博通,巯甲丙脯酸
• 第一个口服的ACE抑制剂
O COOH
• 舒张外周血管 • 降低醛固酮分泌
–影响钠离子的重吸收 –降低血容量的作用
HS
N
H
二个手性碳原子
左旋,S, S-构型
O N H
OH OH
NH
N
依那克林
CH3 CH3
OO H3C S
H3C CH3
H N O
O N H
OH OH
NH N
雷米克林
H3C O
O H3C
H3C CHN3 H2
O
O
O
OH
N HH3C
NH2 CH3
H3C CH3
阿利克仑
第一个临床使用的非肽类小分子肾素抑制剂。
水溶性好,生物利用度较高,半衰期长,一天只需服用一 次,为一种长效抗高血压药物。
高血压药物的效能和减少其他抗高血压药物的体 液潴留等副作用,也可用于尿崩症的治疗。
氢氯噻嗪 hydrochlorothiazide
• 为利尿降压药,治疗多种类型的水肿,也用于高血压的治疗。 • 还可用于治疗中枢性或肾性尿崩症以及肾石症。 • 大剂量或长期服用时会导致低血钾,通常使用KCl来补充钾。 • 过敏反应、胃刺激、恶心 • 噻二唑类药物具有交叉过敏反应
(carbonic anhydrase inhibitors)
• 碳酸酐酶(carbonic anhydrase,CA)是一种锌金属 酶,具有将体内二氧化碳和水合成碳酸的作用。
• 碳酸可离解为氢离子和碳酸氢根离子,而氢离子分泌 到肾小管腔与钠离子交换以促进钠离子的重吸收。
• 当碳酸酐酶作用被抑制时,可使碳酸的形成减少,使 得肾小管内能与钠离子交换的氢离子减少,钠离子、 碳酸氢根重吸收减少,结果增加了钠离子的排出量, 从而呈现利尿作用。
二、Na+-Cl-协转运抑制剂 (Na+-Cl- cotransport inhibitors)
• 分子中多含噻嗪核,因此又被称为噻嗪类利尿药。 通过抑制Na+-Cl-协转运系统,从而使原尿Cl-、 Na+重吸收减少而发挥利尿作用。
• 为最常用的利尿药物和抗高血压药物。 • 该类药物不会引起体位性低血压并能增加其他抗
能不全等。 • 引起的不良反应:首剂效应,高钾血症
-用药后有干咳、皮疹、嗜酸性粒细胞增高;
-味觉丧失、蛋白尿的副作用。
体内代谢
CH3
HS
N
O O
卡托普利
[O]
OH [O] Cys
CH3
O O
OH
N
S
S
N
HO
O O
CH3
卡托普利二硫聚合物
NH2
O O
OH
HO
S
S
N
O
CH3
卡托普利-半胱氨酸二硫化物
• 体内代谢有40%-50%的药物以原形药排泄 • 剩下的以二硫化物排泄 • 二硫化物可在组织中再还原为活性状态
2. 双羧基的ACEI
CH3 O CH2CH2CH NH CH C N
COOC2H5
依那普利 COOH Enalapril
H2N(CH2)3CH2 O CH2CH2CH NH CH C N
COOH
赖诺普利 COOH Lisinopril
2. 含双羧基的ACEI
O
OH
R3
R2
OH
N
R4
N
O
H
O
R1
第二十章 影响肾素-血管紧张素-醛 固酮系统的药和利尿药
第一节 影响RAAS系统的药物
一、肾素-血管紧张素-醛固酮系统 Renin-angiotensin-aldosterone system, RAS or RAAS
影响RAAS系统的抗高血压药
• 血管紧张素转化酶抑制剂——普利 (Angiotensin-converting enzyme inhibitors, ACEI, -Pril)
氯沙坦的发现
Asp-Arg-Val-Tyr-Ile-His-Pro-Phe AngII Sar-Arg-Val-Tyr-Val-His-Pro-Ala Saralasin
源自文库
Cl N H3C
N COOH
Cl N
C4H9
N
COOH
对位取代
X
Lead 作用很弱 有较好的选择性
提高十倍
COOH
H3C
Cl N
结构改造,引入手性碳原子
O O OH
HO O
N H CH3
抑酶活性提高15-20倍
D-甲基琥珀酰-L-脯氨酸 D-Methylsuccinyl-L-proline
用对锌离子亲和力更强的巯基代替羧基
HS O
O O OH
N H CH3
卡托普利 Captopril
抑酶活性增强1000倍,且可口服
卡托普利与ACE相互作用
H3C
O
O CH3
N
酯酶
N
H
O
依那普利
O
OH
HO O CH3
N
N
HO
依那普利拉 O
OH
口服生物利用度较低
H2N HO O
N
N
HO
赖诺普利
O
OH
H
H3C
O
O CH3
N
H3C
N
H
HO
培哚普利 O
OH
O CH3
O
H3C
O
O CH3
CH3
N N HO
O OH
莫昔普利
H3C
O
O CH3
N N HO
O OH
其他血管紧张素II受体拮抗剂
H3C O
CH3
H3C N COOH N N
HN N
缬沙坦 Valsartan
第一个不含咪唑环的 Ang II受体拮抗剂 作用比氯沙坦强 酰胺基与氯沙坦的咪 唑环上的氮是电子等排 体,能与受体形成氢键
AngII受体拮抗剂构效关系
4位以体积适当、具电负性的 疏水基团为好
2-甲基丙酰基与S1′结合。
His
吡咯环与S2′结合
Glu His
O
N NH
O
Zn2+
H
HS
N
NH
巯基与Zn2+结合
O O
Glu
S1' S2'
Ty r
CH3
HO
N
O H O 羧基阳离子对结合酶起重要作用
O
NH2
OH
H2N
NH
Ser
Arg
酰胺的羰基则可和受体形成氢键
临床用途及不良反应
• 第一个口服有效的ACEI,1981年在美国上市。 • 用于高血压、心力衰竭与心肌梗死后的心功
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