15.4: Препарати, що впливають на вегетативну систему

Цілі навчання

• Перерахуйте класи фармацевтичних препаратів, які взаємодіють з вегетативною нервовою системою

• Диференціювати холінергічні та адренергічні сполуки
• Диференціювати симпатоміметичні та симпатолітичні препарати
• Пов'язати наслідки зловживання нікотином щодо вегетативного контролю серцево-судинної системи

Важливим способом зрозуміти вплив нативних нейрохімікатів на вегетативну систему є врахування впливу фармацевтичних препаратів. Це можна розглядати з точки зору того, як препарати змінюють вегетативну функцію. Ці ефекти в першу чергу базуватимуться на тому, як ліки діють на рецептори нейрохімії вегетативної системи. Сигнальні молекули нервової системи взаємодіють з білками в клітинних мембранах різних клітин-мішеней. Насправді жоден ефект не можна віднести лише до самих сигнальних молекул без урахування рецепторів. Хімічна речовина, яку організм виробляє для взаємодії з цими рецепторами, називається ендогенною хімічною речовиною, тоді як хімічна речовина, введена в систему ззовні, є екзогенною хімічною речовиною. Екзогенні хімічні речовини можуть мати природне походження, наприклад рослинний екстракт, або вони можуть бути синтетично вироблені у фармацевтичній лабораторії.

Широкі вегетативні ефекти

Одним з важливих препаратів, що впливає на вегетативну систему в цілому, не є фармацевтичним терапевтичним засобом, пов'язаним з системою. Цим препаратом є нікотин. Вплив нікотину на вегетативну нервову систему має важливе значення при врахуванні ролі куріння може відігравати у здоров'ї.

Всі гангліонові нейрони вегетативної системи, як в симпатичних, так і в парасимпатичних гангліях, активуються АКГ, що вивільняється з прегангліонарних волокон. Рецептори АЧ на цих нейронів мають нікотиновий тип, що означає, що вони є ліганд-іонними каналами. Коли нейромедіатор, випущений з прегангліонового волокна, зв'язується з рецепторним білком, відкривається канал, щоб дозволити позитивним іонам перетнути клітинну мембрану. Результатом стає деполяризація гангліїв. Нікотин діє як аналог ACH в цих синапсах, тому, коли хтось приймає препарат, він зв'язується з цими рецепторами АЧ і активує гангліонові нейрони, викликаючи їх деполяризацію.

Ганглії обох відділів активуються в рівній мірі препаратом. Для багатьох органів-мішеней в організмі це не призводить до чистих змін. Конкуруючі входи в систему скасовують один одного, і нічого істотного не відбувається. Наприклад, симпатична система змусить сфінктери в травному тракті скорочуватися, обмежуючи травний рух, але парасимпатична система викличе скорочення інших м'язів травного тракту, які намагатимуться проштовхнути вміст травної системи вздовж. Кінцевим результатом є те, що їжа насправді не рухається і травна система помітно не змінилася.

Система, в якій це може бути проблематично, знаходиться в серцево-судинній системі, саме тому куріння є фактором ризику серцево-судинних захворювань. По-перше, відсутня значна парасимпатична регуляція артеріального тиску. Парасимпатичний вхід впливає лише на обмежену кількість кровоносних судин, тому нікотин переважно призведе до того, що тонус судин стане більш симпатичним, а це означає, що артеріальний тиск буде підвищений. По-друге, вегетативний контроль серця особливий. На відміну від скелетних або гладких м'язів, серцевий м'яз є внутрішньо активним, а це означає, що вона генерує власні потенціали дії. Вегетативна система не змушує серце битися, вона просто прискорює його (симпатична) або уповільнює (парасимпатична). Механізми для цього не є взаємовиключними, тому серце отримує суперечливі сигнали, і ритм серця може впливати (рис.\(\PageIndex{1}\)).

Малюнок\(\PageIndex{1}\): Вегетативні зв'язки з серцем і судинами. Нікотиновий рецептор зустрічається на всіх вегетативних гангліях, але серцево-судинні зв'язки є особливими, і не відповідають звичайним конкурентним прогнозам, які просто скасовують один одного при стимулюванні нікотином. Протилежні сигнали до серця як деполяризують, так і гіперполяризують серцеві клітини, які встановлюють ритм серцебиття, ймовірно, викликаючи аритмію. Тільки симпатична система керує системним артеріальним тиском, тому нікотин призведе до підвищення.

Симпатичний ефект

В основі нейрохімії симпатичної системи лежить адренергічна система. Норадреналін і адреналін впливають на цільові ефектори шляхом зв'язування з α-адренергічними або β-адренорецепторами. Препарати, що впливають на симпатичну систему, впливають на ці хімічні системи. Препарати можна класифікувати за тим, посилюють вони функції симпатичної системи або переривають ці функції. Препарат, який підсилює адренергічну функцію, відомий як симпатоміметичний препарат, тоді як препарат, який перериває адренергічну функцію, є симпатолітичним препаратом.

Симпатоміметичні препарати

Коли симпатична система функціонує неправильно або організм знаходиться в стані гомеостатичного дисбалансу, ці препарати діють на постгангліонарних терміналах і синапсах в симпатичному еферентному шляху. Ці препарати або зв'язуються з особливими адренергічними рецепторами і імітують норадреналін в синапсах між симпатичними постгангліоновими волокнами і їх мішенями, або вони збільшують вироблення і вивільнення норадреналіну з постгангліонових волокон. Також для підвищення ефективності адренергічних хімічних речовин, що виділяються з волокон, деякі з цих препаратів можуть блокувати видалення або зворотне захоплення нейромедіатора з синапсу.

Поширеним симпатоміметичним препаратом є фенілефрин, який є загальним компонентом протинабрякових засобів. Він також може бути використаний для розширення зіниці і для підвищення артеріального тиску. Фенілефрин відомий як α ₁ -адренергічний агоніст, це означає, що він зв'язується з конкретним адренергічним рецептором, стимулюючи відповідь. У цій ролі фенілефрин зв'яжеться з адренергічними рецепторами в бронхіолах легенів і змусить їх розширюватися. Розкриваючи ці структури, що скупчилася слиз можна очистити з нижніх дихальних шляхів. Фенілефрин часто поєднується з іншими фармацевтичними препаратами, такими як анальгетики, як у «синусовій» версії багатьох безрецептурних препаратів, таких як Tylenol ^Sinus® або Excedrin Sinus ^®, або в відхаркувальних засобів для грудної клітки, таких як у Robitussin CF ^®.

Споріднена молекула, звана псевдоефедрином, набагато частіше використовувалася в цих додатках, ніж фенілефрин, поки молекула не стала корисною при незаконному виробництві амфетамінів. Фенілефрин не настільки ефективний, як препарат, оскільки він може бути частково розщеплений в травному тракті, перш ніж він коли-небудь всмоктується. Як і адренергічні агенти, фенілефрин ефективний при розширенні зіниці, відомий як мідріаз (рис.\(\PageIndex{2}\)). Фенілефрин використовується під час огляду очей в кабінеті офтальмолога або окуліста для цієї мети. Він також може бути використаний для підвищення артеріального тиску в ситуаціях, коли порушена серцева функція, наприклад, під наркозом або під час септичного шоку.

Малюнок\(\PageIndex{2}\): Мідріаз. Симпатична система викликає розширення зіниць, коли норадреналін зв'язується з адренергічним рецептором в променевих волокнам гладкої мускулатури райдужної оболонки. Фенілефрин імітує цю дію шляхом зв'язування з тим же рецептором при нанесенні крапель на поверхню ока в кабінеті лікаря. (кредит: Корі Тайс)

Інші препарати, що підсилюють адренергічну функцію, не пов'язані з терапевтичним застосуванням, але впливають на функції симпатичної системи аналогічним чином. Кокаїн в першу чергу перешкоджає поглинанню дофаміну при синапсі, а також може підвищувати адренергічну функцію. Кофеїн є антагоністом до іншого рецептора нейромедіатора, званого рецептором аденозину. Аденозин пригнічує адренергічну активність, зокрема вивільнення норадреналіну при синапсах, тому кофеїн побічно підвищує адренергічну активність. Є деякі докази того, що кофеїн може допомогти в терапевтичному застосуванні препаратів, можливо, шляхом потенціювання (підвищення) симпатичної функції, як це передбачається включенням кофеїну в безрецептурні анальгетики, такі як Excedrin ^®.

симпатолітичні препарати

Препарати, що перешкоджають симпатичної функції, відносять до симпатолитических, або симпатоплегическим, препаратів. Вони в першу чергу працюють як антагоніст адренергічних рецепторів. Вони блокують здатність норадреналіну або адреналіну зв'язуватися з рецепторами так, що ефект «ріжеться» або «приймає удар», посилатися на закінчення «-літичний» і «-плегічний» відповідно. Різні препарати цього класу будуть специфічними для α-адренергічних або β-адренорецепторів, або до їх підтипів рецепторів.

Можливо, найбільш звичним типом симпатолітичного препарату є β-блокатори. Ці препарати часто використовуються для лікування серцево-судинних захворювань, оскільки вони блокують β-рецептори, пов'язані з вазоконстрикцією та кардіоприскоренням. Дозволяючи кровоносним судинам розширюватися або утримуючи частоту серцевих скорочень від збільшення, ці препарати можуть покращити серцеву функцію в порушеній системі, наприклад, для людини із застійною серцевою недостатністю або яка раніше переніс серцевий напад. Пара поширених версій β-блокаторів - метопролол, який спеціально блокує β ₂ -рецептор, і пропанолол, який неспецифічно блокує β-рецептори. Існують і інші препарати, які є α-блокаторами і можуть впливати на симпатичну систему аналогічним чином.

Інші види застосування для симпатолітичних препаратів є як протитривожні препарати. Поширеним прикладом цього є клонідин, який є α-агоністом. Симпатична система прив'язана до тривоги до того, що симпатичну відповідь можна назвати «бійкою, втечею або переляком». Клонідин використовується для інших методів лікування, крім гіпертонії та тривоги, включаючи больові стани та розлад гіперактивності дефіциту уваги.

Парасимпатичні ефекти

Препарати, що впливають на парасимпатичні функції, можна класифікувати на ті, які підвищують або знижують активність на постгангліозних терміналах. Парасимпатичні постгангліонарні волокна вивільняють АЧ, а рецептори на мішенях - мускаринові рецептори. Існує кілька типів мускаринових рецепторів, M1—M5, але препарати, як правило, не є специфічними для конкретних типів. Парасимпатичні препарати можуть бути як мускариновими агоністами, так і антагоністами, або надавати непрямий вплив на холінергічну систему. Препарати, що підсилюють холінергічні ефекти, називаються парасимпатоміметичними препаратами, тоді як ті, що пригнічують холінергічні ефекти, відносять до антихолінергічних препаратів.

Пілокарпін - неспецифічний мускариновий агоніст, який зазвичай використовується для лікування розладів очей. Він змінює мідріаз, наприклад, викликаний фенілефрином, і його можна вводити після очного обстеження. Поряд зі звуженням зіниці через гладку мускулатуру райдужної оболонки, пілокарпін також призведе до скорочення війкового м'яза. Це відкриє перфорації біля основи рогівки, що дозволить дренажу водянистого вологу з переднього відсіку ока і, отже, зниження внутрішньоочного тиску, пов'язаного з глаукомою.

Атропін і скополамін входять до класу мускаринових антагоністів, які походять з роду рослин Atropa, до складу яких входить беладона або смертельний паслін (рис.\(\PageIndex{3}\)). Назва одного з цих рослин, беладона, відноситься до того, що витяжки з цієї рослини використовувалися косметично для розширення зіниці. Активні хімічні речовини цієї рослини блокують мускаринові рецептори в райдужній оболонці і дозволяють зіниці розширюватися, що вважається привабливим, оскільки робить очі більшими. Людей інстинктивно приваблює що-небудь з більшими очима, що походить від того, що співвідношення розміру очей до голови різне у немовлят (або дитячих тварин) і може викликати емоційну реакцію. Косметичне використання екстракту беладони по суті впливало на цю відповідь. Атропін більше не використовується в цій косметичній ємності з причин, пов'язаних з іншою назвою рослини, яке є смертельно небезпечним пасльоном. Придушення парасимпатичної функції, особливо коли вона стає системною, може призвести до летального результату. Порушується вегетативна регуляція і розвиваються антихолінергічні симптоми. Ягоди цієї рослини високотоксичні, але їх можна прийняти за інші ягоди. Протиотрутою при отруєнні атропіном або скополаміном є пілокарпін.

Малюнок\(\PageIndex{3}\): Рослина Беладона. Рослина з роду Atropa, яке відоме як беладона або смертельний паслін, використовувалося косметично для розширення зіниць, але при прийомі всередину може призвести до летального результату. Ягоди на рослині можуть здатися привабливими як плід, але вони містять ті ж антихолінергічні сполуки, що і решта рослини.

Симпатичні та парасимпатичні ефекти різних типів ліків
Тип препарату	Приклад (и)	симпатичний ефект	Парасимпатичний ефект	Загальний результат
Нікотинові агоністи	Нікотин	Мімічна АЧ при прегангліонічних синапсах, що викликає активацію постгангліонарних волокон і вивільнення норадреналіну на орган-мішень	Мімічна АЧ при прегангліонічних синапсах, що викликає активацію постгангліонарних волокон і вивільнення АГ на орган-мішень	Більшість суперечливих сигналів скасовують один одного, але серцево-судинна система схильна до гіпертонії і аритмії
симпатоміметичні препарати	Фенілефрин	Зв'язуються з адренергічними рецепторами або імітують симпатичну дію якимось іншим способом	Без ефекту	Підвищення симпатичного тонусу
симпатолітичні препарати	β-блокатори, такі як пропанолол або метопролол; α-агоністи, такі як клонідин	Блокувати зв'язування з адренергічним препаратом або зменшити адренергічні сигнали	Без ефекту	Підвищення парасимпатичного тонусу
Парасимфо-міметика/мускаринові агоністи	Пілокарпін	Ніякого впливу, крім потових залоз	Зв'язуються з мускариновим рецептором, подібним до ACH	Підвищення парасимпатичного тонусу
Антихолінергічні/мускаринові антагоністи	Атропін, скополамін, дименгідрінат	Без ефекту	Блокують мускаринові рецептори і парасимпатичну функцію	Підвищення симпатичного тонусу

РОЗЛАДИ...

Вегетативна нервова система

Приблизно 33 відсотки людей відчувають легку проблему з заколисуванням, тоді як до 66 відсотків відчувають заколисування в екстремальних умовах, таких як перебування на підкидній човні без огляду на горизонт. Зв'язок між регіонами стовбура мозку та вегетативною системою призводить до симптомів нудоти, холодного поту та блювоти.

Частина мозку, відповідальна за блювоту, або блювоту, відома як область постреми. Він розташований поруч із четвертим шлуночком і не обмежений гематомозковим бар'єром, що дозволяє йому реагувати на хімічні речовини в крові, а саме токсини, які стимулюватимуть блювоту. Існують значні зв'язки між цією областю, одиночним ядром, і спинним руховим ядром блукаючого нерва. Ці вегетативні системи і зв'язки ядер пов'язані з симптомами заколисування.

Заколисування - результат суперечливої інформації від зорової та вестибулярної систем. Якщо рух сприймається зоровою системою без додаткових вестибулярних подразників або через вестибулярні подразники без візуального підтвердження, мозок стимулює блювоту та супутні симптоми. Область постреми сама по собі, здається, здатна стимулювати блювоту у відповідь на токсини в крові, але вона також пов'язана з вегетативною системою і може викликати подібну реакцію на рух.

Для боротьби з заколисуванням застосовуються вегетативні препарати. Хоча його часто описують як небезпечний і смертельний препарат, скополамін використовується для лікування заколисування. Популярним засобом лікування заколисування є трансдермальний скополаміновий пластир. Скополамін - одна з речовин, отриманих з роду Atropa разом з атропіном. При більш високих дозах ці речовини вважаються отруйними і можуть призвести до екстремального симпатичного синдрому. Однак трансдермальний пластир регулює вивільнення препарату, а концентрація зберігається дуже низькою, щоб уникнути небезпек. Для тих, хто стурбований використанням «Найнебезпечніший препарат», як це називають деякі веб-сайти, можна використовувати антигістамінні препарати, такі як дименгідринат (Драмамін®).

Перегляньте це відео, щоб дізнатися про побічні ефекти 3-D фільмів. Як обговорювалося в цьому відео, фільми, зняті в 3-D, можуть викликати заколисування, що викликає вегетативні симптоми нудоти та пітливості. Відключення між сприйнятим рухом на екрані і відсутністю будь-якої зміни рівноваги стимулює ці симптоми. Як ви думаєте, чому сидіння близько до екрану або прямо посеред театру погіршує заколисування під час 3-D фільму?

Огляд глави

На вегетативну систему впливає ряд екзогенних агентів, включаючи деякі, які є терапевтичними, а деякі є незаконними. Ці препарати впливають на вегетативну систему, імітуючи або втручаючись в ендогенні агенти або їх рецептори. Опитування того, як різні препарати впливають на вегетативну функцію, ілюструє роль, яку нейромедіатори та гормони відіграють у вегетативній функції. Препарати можна розглядати як хімічні засоби, щоб впливати на зміни в системі з певною точністю, виходячи з того, де ці препарати є ефективними.

Нікотин не є препаратом, який застосовується терапевтично, за винятком відмови від куріння. Коли він впроваджується в організм за допомогою продуктів, він має широкий вплив на вегетативну систему. Нікотин несе ризик серцево-судинних захворювань через ці широкі ефекти. Препарат стимулює як симпатичні, так і парасимпатичні ганглії при синапсі прегангліонарного волокна. Для більшості систем органів в організмі конкуруючі вхідні дані з двох постгангліонових волокон по суті скасовують один одного. Однак для серцево-судинної системи результати відрізняються. Оскільки парасимпатичного впливу на артеріальний тиск для всього організму по суті немає, симпатичний вхід збільшується нікотином, викликаючи підвищення артеріального тиску. Також вплив, яке надає вегетативна система на серце, не таке, як для інших систем. Інші органи мають гладку м'язову або залізисту тканину, яка активується або гальмується вегетативною системою. Серцевий м'яз є іскроактивним і модулюється вегетативною системою. Суперечливі сигнали не просто скасовують один одного, вони змінюють регулярність серцевого ритму і можуть викликати аритмії. Як гіпертонія, так і аритмії є факторами ризику серцевих захворювань.

Інші препарати впливають на один відділ вегетативної системи або інше. На симпатичну систему впливають препарати, що імітують дії адренергічних молекул (норадреналіну і адреналіну) і називаються симпатоміметичними препаратами. Препарати, такі як фенілефрин зв'язуються з адренергічними рецепторами і стимулюють органів-мішеней так само, як симпатична активність. Інші препарати є симпатолітичними, оскільки блокують адренергічну активність і скасовують симпатичний вплив на орган-мішень. Препарати, які діють на парасимпатичну систему, також працюють, посилюючи постгангліонічний сигнал, або блокуючи його. Мускариновий агоніст (або парасимпатоміметичний препарат) діє так само, як АЧ, що виділяється парасимпатичним постгангліоновим волокном. Антихолінергічні препарати блокують мускаринові рецептори, пригнічуючи парасимпатичну взаємодію з органом.

Інтерактивні запитання щодо посилань

Перегляньте це відео, щоб дізнатися про побічні ефекти 3-D фільмів. Як обговорювалося в цьому відео, фільми, зняті в 3-D, можуть викликати заколисування, що викликає вегетативні симптоми нудоти та пітливості. Відключення між сприйнятим рухом на екрані і відсутністю будь-якої зміни рівноваги стимулює ці симптоми. Як ви думаєте, чому сидіння близько до екрану або прямо посеред театру погіршує заколисування під час 3-D фільму?

Відповідь: Коли поле зору повністю зайнято фільмом, мозок плутає відсутність вестибулярних подразників, щоб відповідати зоровим подразникам. Сидіти збоку, або так, щоб краї екрану можна було побачити, допоможе, забезпечивши стабільний візуальний кий разом з магією кінематографічного досвіду.

Переглянути питання

Питання: Препарат, який впливає на обидва відділи вегетативної системи, збирається зв'язуватися або блокувати, який тип рецептора нейромедіатора?

А. нікотинова

Б. мускаринова

C. α-адренергічні

D. β-адренергічні

Відповідь: A

Питання: Препарат називають агоністом, якщо він ________.

А. блокує рецептор

Б. перешкоджає зворотному захопленню нейромедіатора

С. діє як ендогенний нейромедіатор шляхом зв'язування з його рецептором

D. блокує іонний канал кальцію з напругою

Відповідь: C

Питання: Який тип препарату був би протиотрутою від отруєння атропіном?

А. нікотиновий агоніст

Б. антихолінергічні

C. мускариновий агоніст

D. α-блокатор

Відповідь: C

Питання: Який вид препарату матиме протитривожні ефекти?

А. нікотиновий агоніст

Б. антихолінергічні

C. мускариновий агоніст

D. α-блокатор

Відповідь: D

Питання: Який тип препарату може бути використаний для лікування астми, відкриваючи дихальні шляхи ширше?

А. симпатолітичний препарат

Б. симпатоміметичний препарат

С. антихолінергічний препарат

D. парасимпатоміметичний препарат

Відповідь: B

Питання критичного мислення

Питання: Чому куріння збільшує ризик серцевих захворювань? Наведіть дві причини, засновані на вегетативної функції.

А. на кровоносні судини, а значить і артеріальний тиск, в першу чергу впливає тільки симпатична система. Парасимпатичного впливу на артеріальний тиск немає, тому нікотинова активація вегетативних гангліїв переважно підвищить артеріальний тиск. Також серцева м'язова тканина модулюється лише вегетативними входами, тому суперечлива інформація як з симпатичних, так і парасимпатичних постгангліонових волокон викличе аритмії. Як гіпертонія, так і аритмії є серцевими факторами ризику.

Питання: Чому місцеве, косметичне застосування атропіну або скополаміну з рослини беладони не спричинити смертельне отруєння, як це сталося б при прийомі всередину рослини?

А. краплі цих речовин в очі, як це робилося колись косметично, блокує мускаринові рецептори в гладкій мускулатурі райдужної оболонки. Концентрація цього прямого застосування, ймовірно, нижче концентрації, яка б спричинила отруєння, якщо вона потрапила в кров. Можливість того, що концентрація буде неправильною і спричиняє отруєння, занадто велика, однак, атропіну, який можна використовувати як косметичний засіб.

Глосарій

агоніст

будь-яке екзогенне речовина, яке зв'язується з рецептором і виробляє аналогічний ефект ендогенному ліганду

антагоніст

будь-яка екзогенна речовина, яка зв'язується з рецептором і виробляє протилежний ефект ендогенному ліганду

антихолінергічні препарати

препарати, що переривають або знижують функцію парасимпатичної системи

ендогенна хімічна

речовина виробляється і вивільняється всередині організму для взаємодії з рецепторним білком

екзогенні хімічні

речовина з джерела поза тілом, будь то інший організм, такий як рослина або з синтетичних процесів лабораторії, що зв'язується з трансмембранним рецептором білка

мідріаз

розширення зіниці; як правило, результат захворювання, травми або наркотиків

парасимпатоміметичні препарати

препарати, що підсилюють або імітують функцію парасимпатичної системи

симпатолітичний препарат

препарат, який перериває, або «лізи», функцію симпатичної системи

симпатоміметичний препарат

препарат, який підсилює або імітує функцію симпатичної системи

Автори та атрибуція

Template:ContribOpenStaxAP