026章.自主神经系统药理
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自主神经系统简介药物不会在身体内增加新的功能,只是改变身体原有的功能,因此在了解药物的作用之前,需要先了解正常的生理功能。
一.神经系统之结构•分为两类:1.包含大脑及脊髓之中枢神经;2.中枢神经系统以外的神经元,就是周边神经。
•周边神经又分为两种:1.第一种是传入神经,也就是感觉神经2.第二种是传出神经,中枢神经藉由传出神经来控制身体各个部分。
•由中枢传至周边的神经可分为两种:1.第一种是可以用意志控制的,例如骨骼肌是经由体神经来控制2.另一种是无法用意志控制的,例如心跳,血压,胃肠道的运动。
这一部份的功能就是透过自主神经系统来控制,因为这些神经有自主性,不受意志的控制,所以叫做自主神经。
二.自主神经系统A.两种不同型态的传出神经元将中枢神经传出的神经脉冲传送到作用器官上:1.节前神经元,神经节前的神经元;2.节后神经元,神经节后的神经元。
*、神经节指的是在周边组织,神经细胞聚集的地方。
**、神经元与神经元交接的地方或者是神经元与作用器官交接的地方叫做Synapse(突触)。
突触可分为前后,突触前的神经纤维释放出神经传递物质(neurotransmitter),由突触后的受体(receptor)来接收。
细胞以此方式来传递讯息;表达作用。
B.在解剖学的基础上分为两类(注意:解剖学的分类就是一种位置上的分类)1.交感神经(Sympathetic):其节前神经元从脊髓胸段的第一段到腰段的第三段传出来[节前神经元的细胞体(cell body),位于脊髓内,神经纤维(axon)传至神经节]。
传出的纤维不是很长,在神经节与节后神经元相接。
节后神经元的细胞体位于神经节内,其神经纤维传到作用的器官,也就是内脏。
2.副交感神经(Parasympathetic):其节前神经元是从延脑内或者是脊髓荐骨的2,3,4段传出,神经纤维很长,一直传至位于内脏附近的神经节与节后神经元相接。
节后神经元再传至内脏。
C.交感神经及副交感神经在体内分布的位置不一样,他们在体内的作用也不一样,他们的作用大体上可以说是互相对抗。
Harvard-MIT 卫生科学与技术部HST.151: 药理学原理授课教师: Carl Rosow博士自主神经系统药理读:Katzung的6-10章很好;Goodman和Gilman的那些内容基于同样的基本纲要概述你们会看到在整个课程中自主神经系统(ANS)非常重要,原因有二:第一,对ANS功能的控制是治疗大量心血管疾病、肺、消化道和肾脏疾病的基础;第二,几乎所有药物都存在一些的自主神经系统的副作用(参见抗组胺药)。
你已经听了Strichatz博士关于胆碱受体讲座中一些关于ANS的内容和框架图,我不打算在文章中复制这些图片或各种图表。
我希望在这本相当长的教科书中有一点不同来突出重点。
你们已听说烟碱型胆碱受体与交感神经系统(SNS)可控制随意横纹肌。
简单地说,ANS 控制一切:平滑肌、心肌、腺体、和其他自主的功能。
我们通常把ANS想成一个运动系统——尽管它的确有感觉神经,但它们没有显著特点。
解剖学ANS中的交感神经区位于脊柱胸腰段,但它从脑中枢如下丘脑、边缘皮层等输入。
节前交感神经细胞在脊髓的中间外侧柱约T1至L3 脊椎有细胞体。
传出神经纤维与脊神经腹侧根发出,然后离开白质形成神经节(即节后神经元细胞体的集中部位)。
节前神经可以刺激许多节后神经,通过灰质再结合脊神经,神经节位于几个地方:1. 脊椎旁:22对位于两侧脊椎,最高神经节融合形成上位和中间颈背根神经节和颈胸神经节,约位于C6。
节前神经元与节后神经元形成突触前,可上行或下行一个或多个对应的皮区水平。
2. 椎骨前:腹腔、肠系膜上段及肠系膜下神经节,有时被称为侧副神经节。
3. 肾上腺髓质:这也是来自神经嵴,功能与神经节大致一样,但产物是肾上腺素和去甲肾上腺素。
副交感神经或颅骶区起源于第三、第七、第九、第十对脑神经的胞核、以及S2-4对神经根。
节前纤维在神经节连接前几乎到达终末器官:1.第三对脑神经从动眼神经副交感核到睫状神经节,节后神经延伸到眼.2.第七对脑神经至翼腭和下颌下神经节,可分别支配着泪腺和唾液腺.3.第九对脑神经至耳神经节,支配耳下腺4.第十对脑神经支配心、肺、胃肠道和其他内脏器官。
4.自主神经系统药物教案一、教材分析自主神经系统药物是医学药理学中的重要内容,对于学生掌握临床药物治疗具有重要意义。
本节课主要介绍自主神经系统药物的分类、作用机制和典型药物,通过对教材的分析,使学生更好地理解和掌握相关知识。
二、学情分析本节课授课对象为中职医学专业学生,班级人数约为XX人。
学生已经具备了一定的药理学基础,但对于自主神经系统药物的分类和作用机制仍存在困惑。
因此,在教学过程中,应注重引导学生思考,加强课堂互动,以提高学生的学习效果。
三、教学三维目标知识目标:掌握自主神经系统药物的分类、作用机制和典型药物。
能力目标:能够根据患者病情,合理选用自主神经系统药物。
情感态度与价值观:培养学生对药理学专业的兴趣,树立正确的药物治疗观念。
四、教学重难点教学重点:自主神经系统药物的分类和作用机制。
教学难点:自主神经系统药物的典型药物及临床应用。
突破方法:通过讲解、演示和案例分析,加深学生对自主神经系统药物的理解和掌握。
五、教学任务通过本节课的学习,使学生掌握自主神经系统药物的分类、作用机制和典型药物,了解自主神经系统药物在临床中的应用,提高学生的药理学知识水平和实践能力。
六、教学方法本节课采用讲授法、案例分析法和小组讨论法等多种教学方法相结合的方式进行授课。
通过讲解自主神经系统药物的基本概念和分类,结合典型案例进行分析,引导学生深入理解药物的作用机制和临床应用。
同时,采用小组讨论的方式,让学生积极参与课堂互动,提高学生的学习积极性。
七、教学准备本节课需要准备的教材、活页教材、教学视频、教学器材和教学课件等教学资源。
其中,教材选用药理学专业教材,活页教材包括自主神经系统药物的分类、作用机制和典型药物等内容,教学视频包括自主神经系统药物的临床应用案例,教学器材包括多媒体设备和实验器材,教学课件包括PPT和教学图片等。
八、教学过程课程导入(5分钟):教学时间:5分钟教学内容:通过提问导入新课,引导学生回忆自主神经系统的基本概念和功能。
第26章自主神经系统药理第1节受体神经元与神经元之间以及神经元与效应细胞之间的衔接处,称为突触。
神经冲动(兴奋或抑制)的传递是在突触处依靠神经末梢释放的递质来实现的。
突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜三部分所构成。
神经递质自神经末梢释放后作用于相应的受体,产生相应的效应。
受体是突触前膜、突触后膜或效应细胞膜上的一种特殊分子结构,能选择性地只同相应的递质或药物结合并发生效应。
受体按与之结合的递质命名。
传出神经(植物神经和运动神经)末稍释放的递质或为乙酰胆碱,或为去甲肾上腺素,其中能与去甲肾上腺素或肾上腺素结合的受体称为肾上腺素能受体, 能和乙酰胆碱结合的受体称为胆碱能受体。
凡能与受体具有选择性结合能力的小分子物质,称为配体。
受体与配体的结合具有亲合力、饱和性、特异性和可逆性的特点。
与受体结合并能产生生物效应的配体称为受体激动剂,虽能与受体结合,但不能产生生物效应的配体称为受体阻滞剂或拮抗剂,对受体既有激动作用又有拮抗作用的配体叫做部分激动剂。
第2节受体的分类、分布和效应一肾上腺素能受体肾上腺素能受体根据它们的功能分为两大类,α-肾上腺素能受体和β-肾上腺素能受体,进一步再将肾上腺素能受体分为α1、α2和β1、β2几种亚型。
1.α-肾上腺素能受体α1-肾上腺素能受体分布在血管平滑肌,兴奋时激活磷酸酯酶C,引起血管平滑肌收缩,为α1-肾上腺素能受体激动剂,哌唑嗪(prazosin)是其拮抗剂。
α2-肾上腺素能受体分布在外周神经系统的交感神经末梢和中枢神经系统(脑皮质和髓质),子宫、腮腺和平滑肌细胞也分布有α2-肾上腺素能受体,它兴奋时抑制腺苷酸环化酶,使钾、钙通道失活,减少去甲肾上腺素的释放,可乐定是α2-肾上腺素能受体兴奋剂,育亨宾(yohimbine)为其拮抗剂。
α2-肾上腺素能受体还分布在非神经组织的多个器官内,包括血小板、脂肪细胞、肝脏、胰岛细胞、肾脏和眼等,兴奋时增加血小板积聚,抑制脂肪分解与胰岛素分泌及肾素释放,执行特定的生理功能。
2.β-肾上腺素能受体β-肾上腺素能受体进一步分为β1、β2、β3三种亚型,均通过G-蛋白兴奋腺苷酸环化酶,使细胞内cAMP增加,钙离子通道开放。
β1-肾上腺素能受体分布在心脏组织,兴奋时使心率增快,心肌收缩力增强,而β2-肾上腺素能受体兴奋,使血管和支气管平滑肌松弛,引起肾脏分泌肾素,使脂肪分解和糖原水解,血糖升高。
随着血糖升高,钾离子离开肝细胞,引起血清钾离子一过性升高;红细胞和肌肉细胞上β2-肾上腺素能受体兴奋,激活腺苷酸环化酶和钠-钾ATP酶,驱使钾离子进入红细胞和肌肉细胞,出现较长时间的血清低钾,可能会引起心律失常。
阻断β2-肾上腺素能受体能够抑制血清钾离子的这种改变,特别有利于心肌梗死后心律紊乱的防治。
β2-肾上腺素能受体同样存在于心肌细胞中,正常心室肌细胞的β-肾上腺素能受体中,15%为β2-肾上腺素能受体,正常心房肌细胞30%~40%为β2-肾上腺素能受体。
当慢性心力衰竭时,长期受儿茶酚胺的作用,β1-肾上腺素能受体数量减少,但是β2-肾上腺素能受体几乎不受影响,因此,β2-肾上腺素能受体在维持心脏功能,特别是在病变心脏和充血性心力衰竭时,增加心肌细胞内cAMP水平,在维持正常心率和心肌收缩力中起重要作用。
交感神经末梢也存在β2-肾上腺素能受体,激动交感神经末梢上的β2-肾上腺素能受体可促进去甲肾上腺素的释放。
β3-肾上腺素能受体存在于脂肪细胞、骨骼肌和肝细胞中,它与分解代谢和热量生成密切相关。
3.多巴胺受体多巴胺是去甲肾上腺素的前体,能够兴奋多巴胺受体。
五个多巴胺受体中最重要的是多巴胺-1(DA-1)、多巴胺-2(DA-2)受体。
多巴胺-1受体分布在肾脏、肠系膜、内脏和冠状血管平滑肌上,兴奋时刺激腺苷酸环化酶,增加cAMP的生成,引起血管扩张。
这种血管扩张效应在肾动脉最强,另外位于肾小管的多巴胺-1受体通过钠-钾ATP酶和钠-氢交换调节钠离子的排泄。
多巴胺受体-2位于交感神经末梢,其作用为抑制去甲肾上腺素的释放,中枢多巴胺受体-2调控恶心和呕吐,氟哌利多的止吐功能与其作用于多巴胺-2受体有关。
4.G-蛋白 G-蛋白在肾上腺素能受体兴奋产生相应生理效应的过程中起着重要作用。
肾上腺素能受体兴奋后,通过信号传导过程,细胞外的信号被传导至细胞内。
在信号传导的过程中,α-肾上腺素能受体和β-肾上腺素能受体与位于细胞内表面的G-蛋白耦联,改变跨膜离子通道的特性。
G-蛋白含有α、β和γ三个亚单位,α亚单位决定G-蛋白的活性。
在静息状态,G-蛋白与二磷酸鸟苷(GDP)结合,并不和受体接触。
当受体被第一信使(去甲肾上腺素)激活时,刺激G-蛋白释放GDP,并将三磷酸鸟苷(GTP)结合到G-蛋白的α亚单位,同时使G-蛋白裂解成两部分,α-GTP结构和β-γ亚单位。
α-GTP结构释放出α亚单位与效应器结合,并激活效应器。
α亚单位迅速离开效应器再次与β-γ亚单位结合,重新组成G-蛋白,GTP转化成GDP与α、β和γ亚单位结合,G-蛋白又处于静息状态位于细胞膜的内表面。
β-肾上腺素能受体兴奋时,激活G-蛋白,增强腺苷酸环化酶的活性,使cAMP生成增加。
肾上腺素或去甲肾上腺素与细胞膜β-肾上腺素能受体短暂接触后,数分钟内可使细胞内cAMP水平升高,超过基础值的400余倍。
cAMP合成增加激活蛋白激酶,从而使靶蛋白磷酸化,引发效应细胞各种反应。
α2-肾上腺素能受体兴奋,增强抑制性G-蛋白对腺苷酸环化酶的抑制,减少cAMP的生成。
G-蛋白的数量相对较多,远远超过β-肾上腺素能受体和腺苷酸环化酶的数量,这样在信号传导过程中,受体兴奋的效应得到保证,而受体的浓度以及腺苷酸环化酶的数量和活性成为对儿茶酚胺反应的限速因素。
α1-肾上腺素能受体的作用是通过G-蛋白激活存在于细胞膜内的磷酸酯酶C,进而增加磷酸肌醇二磷酸盐(PIP2)水解成三磷酸盐和甘油二酯。
三磷酸盐和甘油二酯使肌浆网中储存的钙离子释放,从而使胞浆内钙离子的浓度显著增加,引起平滑肌收缩,并引起其他效应器官产生相应的反应。
G-蛋白分为两类,兴奋性G-蛋白(G s)和抑制性G-蛋白(G i)。
不同的第一信使兴奋不同的受体,经过与不同种类的G-蛋白耦联,引起心肌细胞产生不同的反应。
去甲肾上腺素刺激β-肾上腺素能受体,激活兴奋性G-蛋白,继而进一步激活腺苷酸环化酶,使cAMP生成增加,心肌收缩力增强。
乙酰胆碱作用于胆碱能毒蕈碱样受体,激活抑制性G-蛋白,抑制腺苷酸环化酶,减少cAMP生成,减弱心肌收缩力。
吸入麻醉药与G-蛋白的相互作用是其产生副性肌力作用的主要机制。
吸入麻醉药能够激活抑制性G-蛋白,减少cAMP生成,抑制cAMP 依赖性蛋白激酶,阻断心肌钙离子的慢通道,减缓肌浆网钙离子的释放,使心肌收缩力减弱。
5.肾上腺素能受体密度的调节β-肾上腺素能受体对存在于突触裂隙或血浆中一定量去甲肾上腺素的动力学反应并不是固定不变的,器官或组织内肾上腺素能受体的密度和对去甲肾上腺素的反应性,可因内环境改变或药物应用而发生迅速的改变。
在去除交感神经或给予β-肾上腺素能受体阻断剂后30分钟内,β-肾上腺素能受体的数量增加,即肾上腺素能受体上调,这也就是突然停用β-肾上腺素能受体阻滞剂导致反跳性心动过速和心肌缺血或心肌梗塞发生率增加的机制。
如果持续给予肾上腺素能受体激动剂,β-肾上腺素能受体密度显著减少,出现肾上腺素能受体下调。
β-肾上腺素能受体下调出现较慢,在慢性应激或慢性心力衰竭时,给予β-肾上腺素能受体激动剂数小时后,受体实际上被破坏,必须合成新的受体,才能使交感神经的反应重新恢复到基础状态。
其他的病理生理状态对β-肾上腺素能受体密度的影响包括甲状腺机能亢进使β-肾上腺素能受体密度增加,甲状腺功能低下使β-肾上腺素能受体密度减低,皮质类固醇减少β-肾上腺素能受体的密度。
二胆碱能受体1.胆碱能受体的分类和分布胆碱能受体分为两大类:烟碱样受体和毒蕈碱样受体。
毒蕈碱样受体主要分布于外周脏器,烟碱样受体分布于交感神经和副交感神经节细胞,以及骨骼肌的神经肌肉结合部。
自主神经节上的烟碱样受体和运动神经终板上的烟碱样受体不同,它们被不同的药物所阻断。
现已确定了五种毒蕈碱样受体(M1~M5),M2受体主要分布在内脏器官,M2和 M3受体存在于许多种属的呼吸道平滑肌和呼吸道的上皮细胞。
2.胆碱能受体的效应目前对自主神经节上烟碱样受体的认识还比较有限。
神经肌肉结合部突触后膜的烟碱样受体属于受体闸门离子通道,由五个亚单位(α、β、α、ε、δ)构成,当两个α亚单位同时和乙酰胆碱结合后,离子通道开放,钠离子进入细胞内,引起细胞膜和细胞内内质网去极化,使胞浆内钙离子浓度迅速增加并触发肌肉收缩。
现已证实运动神经末梢上存在有两种烟碱样受体,一种(Nmob)与乙酰胆碱囊泡在运动神经中的移动有关,另一种(Nrep)在运动神经兴奋时,产生运动神经末梢重复后放电,使乙酰胆碱的释放量增加。
毒蕈碱样受体有多种信号传导机制,奇数受体(M1、M3、M5)主要是通过水解聚磷酸肌醇起作用,激活M3受体,使磷酸酯酶C活化,并催化磷酸酰肌醇二磷酸盐水解为三磷酸肌醇和甘油二脂。
偶数受体(M2和M4)主要通过G-蛋白调节腺苷酸环化酶起作用。
毒蕈碱样受体和环化核苷酸或磷酸肌醇等第二信使耦联,第二信使调控离子通道,引起阳离子内流。
如果出现钙离子或钠离子内流,产生细胞膜去极化,如果仅有钾离子外流,细胞膜出现超级化。
钙离子内流除了引起细胞膜去极化外,还能够刺激细胞内相应的蛋白,改变细胞的活性。
激活心房毒蕈碱样受体,引起钾离子外流和细胞膜超极化,从而减慢传导并抑制或停止起搏细胞的活动。
腺体的毒蕈碱样受体兴奋,钙离子及钠离子内流增加,激活细胞内生物效应,引起细胞分泌。
钙离子及钠离子进入平滑肌细胞,导致平滑肌细胞收缩。
因此,毒蕈碱样受体兴奋产生心脏抑制,呼吸道和内脏平滑肌收缩,内脏括约肌松弛及腺体分泌。
突触前毒蕈碱样受体兴奋可能抑制节后副交感神经释放乙酰胆碱,而突触前烟碱样受体兴奋可能增加节后副交感神经释放乙酰胆碱。
第3节常用肾上腺素能受体激动药和阻滞药一肾上腺素能受体激动药能够兴奋肾上腺素能受体药物的化学结构可分为两大类,即苯乙胺类和苯异丙胺类。
苯乙胺类(如去甲肾上腺素、肾上腺素、异丙肾上腺素、多巴胺和多巴酚酊胺)的化学结构主要是苯乙胺,由于分子结构中都具有由苯环和带烷基侧链组成的苯乙胺结构,同时苯环上都有两个邻位(3和4位)羟基,即具有儿茶酚胺结构,故统称为儿茶酚胺或称为邻苯二酚胺。
这类药物在不同剂量时,直接兴奋不同的肾上腺素能受体,从而增强交感神经系统的作用。
苯异丙胺类药物,大多数也含有苯乙胺的结构,与前者所不同的主要在苯环、侧链的α、β碳位和末端的胺基上。