Z12第十二章—降血糖药物、骨质疏松治疗药物及利尿药

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非磺酰脲类
这类药物和磺酰脲类药物的化学结构虽不同, 但有相似的作用机制,亦可刺激胰岛素的分泌。 与磺酰脲类药物不同的是该类药物在胰腺β细
胞上另有其结合位点。
此类药物主要有瑞格列奈(Novo Nordisk, 诺和
龙)和那格列奈(Novartis, 唐力) 。
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瑞格列奈
瑞格列奈是氨甲酰基苯甲酸的衍生物,分子结构 中含有一手性碳原子,其活性有立体选择性,(S)(+)-异构体是(R)-(-)-异构体活性的100倍,临床用 其(S)-(+)-异构体。 被称为“膳食葡萄糖调节剂”。临床上主要用于 饮食控制、降低体重及运动锻炼不能有效控制高 血糖的II型糖尿病。
格列美脲(Sanofi-Aventis, 亚莫利)
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磺酰脲类的构效关系
脲上的氮原子周围的空间应该合理,脲基上的 取代基(R1)应具有一定的体积和亲脂性。甲基 和乙基取代都没有活性,取代基的碳原子数在 3-6时(甲苯磺丁脲),则具有显著的降血糖活性; 但当碳原子数超过12时,活性消失。
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磺酰脲类的构效关系
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代谢途径
以格列本脲为代表的第二代药物在苯环上磺酰基 的对位引入较大的结构侧链,脲基末端都带有脂Байду номын сангаас环或含N脂环。 主要的代谢途径为脂环的氧化, 主要是生成反式4’-羟基格列本脲,代谢产物仍有原药15%生物活 性。同时伴随一些顺式-3’-羟基格列本脲。
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第三代磺酰脲类
上世纪80年代出现第三代磺酰脲类口服降糖药。 如格列美脲。特别适用于对其他磺酰脲类药物 失效的糖尿病患者,用量更小,更安全。
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吡格列酮 Pioglitazone
1999年,吡格列酮(Takeda, 艾可拓)上市,其降血 糖作用与罗格列酮相比无明显差异或略低,降脂 方面较好。 2009年,FDA和CFDA要求增加造成“充血性心力 衰竭”的黑框警告。 2014年,因被指控隐瞒旗下糖尿病药物艾可拓相 关致癌风险,美国联邦法院陪审团对Takeda和Eli Lilly分别处以60亿美元和30亿美元罚款。
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胰岛素类似物
赖脯胰岛素(Lilly, 优泌乐):是将人胰岛素B28位上 的脯氨酸与B29位上的赖氨酸对换,重组成一种新 的人胰岛素类似物。 门冬胰岛素(Novo Nordisk, 诺和锐):将胰岛素B28 位的脯氨酸替换成天冬氨酸,其生物活性没有改 变,但自我聚合能力低于人胰岛素。 甘精胰岛素(Sanofi-Aventis, 来得时):将人胰岛素 的A21位天冬酰氨换成甘氨酸和在B30位苏氨酸后 加两个精氨酸。 地特胰岛素(Novo Nordisk, 诺和平):是将胰岛素 B29位赖氨酸的N上肉豆蔻酰化(十四碳酰化),该 脂肪酸侧链与血浆清蛋白结合从而产生长效作用。
磺胺异丙基噻二唑
氨苯磺丁脲
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第一代磺酰脲类
氨苯磺丁脲的发现促进人们对磺酰脲类降糖作 用的研究。第一代磺酰脲类药物有甲苯磺丁脲、 氯磺丙脲和乙酸己脲等。
甲苯磺丁脲
氯磺丙脲
乙酸己脲
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甲苯磺丁脲
磺酰胺基的NH显酸性:可溶于氢氧化钠溶液, 可用酸碱滴定法进行含量测定。
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代谢途径
甲苯磺丁脲对位甲基在体内易氧化,生成对羟 甲基苯磺丁脲,虽然此代谢产物保留一定的活 性,但迅速被进一步氧化成酸失活。
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第二代磺酰脲类
上世纪70年代研制出第二代磺酰脲类口服降糖 药。如格列本脲、格列齐特、格列吡嗪等。降 糖作用更强、毒副作用更小,口服吸收更快。
格列本脲
格列齐特 (施维雅, 达美康)
格列吡嗪(Pfizer, 瑞易宁)
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格列本脲
化学名:N-[2-[4-[[[(环己氨基)羰基]氨基]磺酰基] 苯基]乙基]-2-甲氧基-5-氯苯甲酰胺 5-chloro-N-[2-[4-[[[(cyclohexylamino) carbonyl] amino] sulfonyl]phenyl] ethyl]-2methoxybenzamide
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曲格列酮 Troglitazone
环格列酮 曲格列酮 20世纪80年代初,Takeda公司首先发现噻唑烷二 酮类环格列酮对胰岛素抗性的动物具有降血糖活 性,但由于不能促进胰岛素分泌,因此在胰岛素 不足的动物模型上无效,未能上市。 后来Daiichi Sankyo公司研究员对其结构进一步修 饰得到曲格列酮,于1997年上市,是第一个用于 临床的噻唑烷二酮类胰岛素增敏剂。不幸的是, 2000年因陆续出现肝损害报告而撤市。
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三、胰岛素增敏剂
大多数II型糖尿病患者存在胰岛素抵抗,从而
使胰岛素不能发挥其正常生理功能。
因此,开发和使用能提高患者对胰岛素敏感性
的药物,改善胰岛素抵抗状态,对糖尿病的治
疗有着非常重要的意义。
该类药物主要有噻唑烷二酮类和双胍类。
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噻唑烷二酮类
噻唑烷二酮类(Thiazolidinediones, TZD)药物是 胰岛素增敏剂的主要类型,是以噻唑烷二酮类 化学结构为基础的一系列衍生物。 该类药物不刺激胰岛素分泌,而是通过减少胰 岛素抵抗起作用。 它能增强人体组织对胰岛素的敏感性,增强胰 岛素的作用,从而增加肝脏对葡萄糖的摄取, 抑制肝糖的输出。 噻唑烷二酮类的作用靶点为细胞核的过氧化物 酶体-增殖体活化受体(PPAR)。
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糖尿病的类型
胰岛素依赖型糖尿病(Insulin Dependent Diabetes Mellitus, IDDM),也称为I型糖尿病。是由于胰岛 β细胞受损,引起胰岛素分泌水平降低(胰岛素绝对 不足),进而引起高血糖、β-酮酸中毒及代谢紊乱 等症状。主要用胰岛素及其类似物进行治疗。 非胰岛素依赖型糖尿病(Non-insulin Dependent Diabetes Mellitus, NIDDM),也称为II型糖尿病。 是一种胰岛素耐受性疾病,主要原因是胰岛素抵 抗(胰岛素相对不足)。II型糖尿病与遗传、肥胖、 饮食等因素有关。主要用口服降糖药加以治疗, 以促进胰岛β细胞分泌更多胰岛素或改善靶细胞对 胰岛素的敏感性。
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那格列奈
那格列奈为氨基丙酸的衍生物,该药对β细胞的作 用更迅速,持续时间更短,对周围葡萄糖浓度更 为敏感,副作用小。 该药可以单独用于经饮食和运动不能有效控制高 血糖的II型糖尿病。也可用于使用二甲双胍不能有 效控制高血糖的II型糖尿病,可与二甲双胍联合应 用,但不能替代二甲双胍。那格列奈不适用于对 磺脲类降糖药疗效欠佳的II型糖尿病患者。
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二、胰岛素分泌促进剂
II型糖尿病患者常伴有继发性β细胞功能缺陷,从 而使胰岛素分泌不足。胰岛素分泌促进剂可促进 胰岛β细胞分泌更多的胰岛素以降低血糖水平。按 化学结构分为磺酰脲类和非磺酰脲类。
第一代 甲苯磺丁脲 氯磺丙脲 格列本脲 格列吡嗪
磺酰脲类 胰岛素分泌 促进剂 非磺酰脲类
第二代
第三代
瑞格列奈 那格列奈
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罗格列酮 Rosiglitazone
1999年,罗格列酮(GSK, 文迪雅)上市。 罗格列酮的降血糖作用是曲格列酮的100倍, 被认为是现在临床应用中药效最强的噻唑烷二 酮类药物。可与二甲双胍联合应用(GSK, 文达 敏)治疗II型糖尿病。不仅可降低血糖、改善胰 岛素抵抗,还能降低三酰甘油(TG)、提高高密 度脂蛋白(HDL)的水平。
第十二章 降血糖药物、骨质疏松 治疗药物及利尿药 Hypoglycemic Drugs, Osteoporosis Drugs and Diuretics
药物化学教研室
丛蔚
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第一节 降血糖药物 Hypoglycemic Drugs
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糖尿病
糖尿病(Diabetes Mellitus, DM)是一种糖、蛋白 质和脂肪代谢障碍性疾病,主要表现为高血糖 (>7.0 mmol/L)及尿糖(肾糖阈: 8.9 mmol/L)。 糖尿病早期无明显症状,症状期表现为多尿、 多饮、多食、疲乏及消瘦等。后期会导致多种 并发症,如失明、心脑血管疾病、肾衰竭等。 糖尿病已成为仅次于心脑血管疾病、恶性肿瘤 之后的第三大威胁人类健康的重大疾病。2015 年全球糖尿病患者约4.15亿,我国确诊人数超 过1.1亿。
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双胍类
双胍类的降糖机制与磺酰脲类不同,不直接促 进胰岛素的分泌,而是抑制糖异生,促进外周 组织对葡萄糖的摄取和利用,改善机体的胰岛 素敏感性。 它能明显改善患者的糖耐量和高胰岛素血症, 降低血浆游离脂肪酸和血浆三酰甘油水平。 因此,双胍类降糖药成为肥胖伴胰岛素抵抗的 II型糖尿病患者的首选药。
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罗格列酮 Rosiglitazone
自2007年以来,其潜在的心血管风险报告不断出 现,引起了业界的广泛关注。2007年,FDA要求 对其心血管风险加黑框警告;2010年,FDA要求 严格限制使用,要求对于未使用过罗格列酮及其 复方制剂的糖尿病患者,只能在无法使用其他降 糖药或使用其他降糖药无法达到血糖控制目标的 情况下,才可考虑使用罗格列酮及其复方制剂。 2013年11月25日,FDA发布安全公告,称经过审 查后认定,与标准的II型糖尿病药物二甲双胍和磺 酰脲类药物相比,含罗格列酮的药物不会增加心 脏病发作的风险,因此将取消对这类药物在处方 和配药方面的限制。
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一、胰岛素及其类似物
胰岛素(Insulin)是胰脏β细胞分泌的一种肽类激素, 是治疗I型糖尿病的有效药物。 人胰岛素的化学结构由51个氨基酸残基组成。分 为两条肽链:A链含21个氨基酸残基;B链含30个 氨基酸残基。 1926年,Abel首次从动物胰脏中提取分离得到胰 岛素结晶。 1965年9月17日,中国科学家人工合 成了具有全部生物活力的结晶牛胰岛素,它是第 一个在实验室中用人工方法合成的蛋白质,稍后 美国和联邦德国的科学家也完成了类似的工作。 不同动物的胰岛素氨基酸种类稍有差异。动物性 胰岛素中与人类最接近的是猪胰岛素(相差1个氨 基酸残基)和牛胰岛素(相差3个氨基酸残基) 。
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双胍类
本类药物主要有苯乙双胍(Phenformine)和二甲 双胍(Metformin),前者因可引起乳酸增高,可 能发生乳酸性酸中毒,已较少使用,在临床广 泛使用的是毒性较低的二甲双胍。
苯乙双胍
二甲双胍(BMS,格华止)
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二甲双胍
N, N-二甲基双胍盐酸盐 N, N-Dimethylimidodicarbonimidic diamide 强碱性:高于一般脂肪胺的强碱性,pKa 12.4。 几乎全部以原形由尿排出,肾功能损害者禁用。 二甲双胍可单独使用或与磺酰脲类联合用药,广 泛用于II型糖尿病的治疗。 降糖活性低于苯乙双胍,但副作用小,使用安全, 罕有乳酸中毒,也不引起低血糖,约20%的人有 轻度胃肠反应。
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胰岛素
理化性质:白色或类白色的结晶粉末,几乎不 溶于水,易溶于酸碱溶液,在溶液中不稳定。 等电点为5.35-5.45。 药理作用:加速葡萄糖的酵解和氧化 ,促进糖 原的合成和贮存,抑制糖异生和糖原分解而降 低血糖。促进脂肪合成并抑制其分解。 临床用途:用于胰岛细胞受损的I型糖尿病患 者皮下注射,普通胰岛素短效。胰岛素制剂或 类似物根据其作用时间的长短,可分为短、中、 长效三类。
磺酰基芳环上取代基R,通常在对位。R为简 单的取代基时,如甲基、氨基、乙酰基、卤素 和三氯甲基等都具有活性。该取代基能影响药 物的作用持续时间。对位引入体积较大的取代 基如β-芳酰胺乙基时(格列本脲、格列吡嗪、格 列美脲),活性更强。
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磺酰脲类的作用机制
该类药物均能选择性地作用于胰腺β细胞,促 进胰岛素的分泌。 磺酰脲类化合物与胰腺β细胞上的受体结合后, 会阻断ATP敏感的钾通道;钾通道的阻断会使 电压敏感的钙通道开放,而出现钙离子内流; 钙离子的流入会导致β细胞分泌胰岛素。 药物与受体结合的亲和力与降血糖作用直接相 关。不同磺酰脲类化合物介导的胰岛素分泌模 式都是相似的,但与葡萄糖介导的胰岛素分泌 并不相同。
格列美脲
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磺酰脲类
20世纪40年代,大量应用磺胺类药物磺胺异丙基 噻二唑治疗斑疹伤寒时出现了很多不明原因的死 亡病例。进一步研究发现是由于磺胺异丙基噻二 唑刺激胰腺释放胰岛素,引起患者低血糖所致。 1955年发现具有抗菌活性的氨苯磺丁脲具有更强 的降血糖作用,是第一个应用于临床的磺酰脲类 降血糖药,但由于副作用多,尤其对骨髓的毒性 大,后被停用。
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