АХЭ Ингибиторы ацетилхолинэстеразы

ИНГИБИТОРЫ АХЭ

Здесь рассматриваются средства, эффект которых обусловлен увеличением времени существования ацетилхолина в синаптической щели. Эти средства ингибируют АХЭ — фермент, локализующийся в синапсах и отвечающий за быстрый ферментативный гидролиз ацетилхолина. Ингибиторы АХЭ применяются в офтальмологии (в частности, при глаукоме), а также как средства для повышения сократительной активности ЖКТ и мочевого пузыря и усиления мышечных сокращений при миастении. Те из препаратов, которые проникают через гематоэнцефалический барьер, пытаются использовать при болезни Альцгеймера. Ингибиторы АХЭ применяются также в качестве инсектицидов и боевых отравляющих веществ. При отравлении этими соединениями используют холиноблокаторы (для подавления действия накапливающегося в избытке ацетилхолина) и реактиваторы АХЭ. Средства, действующие на М- и N-холинорецепторы, рассматриваются в главах 7 и 9 соответственно.

Ингибиторы АХЭ, подавляя активность этого фермента, приводят к накоплению ацетилхолина в синаптической щели. Таким образом, их действие в конечном счете сводится к чрезмерной стимуляции периферических и центральных холинорецепторов. Поскольку рецепторы эти чрезвычайно распространены в организме, не удивительно, что именно ингибиторы АХЭ широко используются в качестве инсектицидов, а также боевых отравляющих веществ — нервно-паралитических газов. Некоторые из них применяются и как лекарственные средства; те же, которые проникают через гематоэнцефалический барьер, используются или проходят клинические испытания при болезни Альцгеймера.

До Второй мировой войны были известны только обратимые ингибиторы АХЭ, самым распространенным из которых является физостигмин. Незадолго до войны и во время нее исследователем из И. Г. Фарбениндустри Шрадером были получены так называемые фосфорорганические соединения, которые сначала использовали в качестве инсектицидов, а затем — как боевые отравляющие вещества. Их высокая токсичность была обусловлена необратимой, а следовательно, длительной инактивацией АХЭ. Поскольку в конечном счете механизм действия всех ингибиторов АХЭ одинаков, мы сначала рассмотрим все эти вещества как единую группу. Взаимодействия ингибиторов АХЭ с другими препаратами в области вегетативных и нервно-мышечных синапсов рассматриваются в Нервная передача в нервно-мышечных синапсах и вегетативных ганглиях

Историческая справка

Физостигмин, или эзерин, — это алкалоид, получаемый из высушенных зрелых семян физостигмы ядовитой (Physostigma venenosum), называемых калабарскими бобами, орехами эзере, судными орехами и пр. Это многолетнее растение, встречающееся в тропических странах Западной Африки, когда-то использовалось местными племенами для шаманского суда.

В 1840 г. британский военный врач Дэниел привез калабарские бобы в Англию, и их фармакологические свойства были исследованы Кристиосоном (1855), Фрейзером (1863) и Аргайлом Робертсоном (1863). В чистом виде действующий алкалоид был выделен в 1864 г. Иобстом и Гессе, которые и предложили название «физостигмин». В качестве лекарственного средства его впервые использовал в 1877 г. Лакер для лечения глаукомы (основное показание к применению ингибиторов АХЭ и в наше время). Интересные факты из истории изучения физостигмина содержатся в обзорах Karczmar (1970) и Holmstedt (1972).

После того как Стедманом и сотр. была раскрыта связь между структурой физостигмина и его активностью (Stedman, 1929а, Ь), начались исследования ряда других карбаматов, и с 1931 г. стали применять неостигмин для стимуляции перистальтики ЖКТ. Вскоре оказалось, что он оказывает хороший эффект при миастении.

Первое сообщение о синтезе высокотоксичного фосфорорганического ингибитора АХЭ — тетраэтилпирофосфата — было опубликовано Клермоном уже в 1854 г. Самое удивительное в этом сообщении то, что автор вообще смог его опубликовать: он описывает вкус полученного им вещества, а ведь нескольких капель хватило бы для смертельного отравления. Современный этап в исследовании фосфорорганических соединений был открыт сообщением Ланге и Крюгера (1932) о синтезе диметил- и диэтилфторфосфатов. Описанные авторами ощущение удушья и нечеткость зрения, вызываемые этими веществами, видимо, и натолкнули Шрадера на мысль исследовать их инсектицидную активность.

Получив более 2000 соединений, Шрадер определил, какие особенности химической структуры ответственны за инсектицидную активность — и, как выяснилось в дальнейшем, за ингибирование АХЭ (Gallo and Lawryk, 1991). Одно из первых таких соединений — фосфоротиоат паратион — в дальнейшем стало самым распространенным инсектицидом данной группы. Широко применяемый в настоящее время фосфородитиоат малатион также содержит тионфосфорную связь. Непосредственно перед Второй мировой войной и во время нее Шрадер со своими сотрудниками занимался получением боевых отравляющих веществ. При этом в обстановке высокой секретности были получены крайне ядовитые газы — зарин, зоман и табун. Впрочем, в странах антифашистской коалиции также разрабатывались такие вещества, и тоже на основании работ Ланге и Крюгера. В США и Великобритании был лучше всего изучен диизопропилфторфосфат, полученный МакКомби и Саундерсом в 1946 г.

В 1950-х гг. были синтезированы ароматические карбаматы, являющиеся мощными ингибиторами АХЭ и обладающие высокой избирательной токсичностью в отношении насекомых (Ecobichon, 2000).

Структура АХЭ

АХЭ существует в двух формах — гомомерных олигомеров (мономеров, димеров, тетрамеров) из каталитических субъединиц и гетеромерных комплексов из каталитических и структурных субъединиц (Massoulie, 2000; Taylor et al., 2000). Гомомерные формы могут быть свободно растворенными в цитоплазме (видимо, эти молекулы в дальнейшем секретируются), а также связанными с наружной поверхностью клеточной мембраны через собственные гидрофобные аминокислотные последовательности или через присоединенный гликофосфолипид. Гетеромерный комплекс, широко представленный в межнейронных синапсах, образован тетрамером из каталитических субъединиц, связанным дисульфидным мостиком со структурной субъединицей с молекулярной массой 20 000, присоединенной, в свою очередь, к липидам наружной поверхности клеточной мембраны. С постсинаптической мембраной нервно-мышечного синапса связан другой гетеромерный комплекс Он также образован тетрамерами из каталитических субъединиц, связанными дисульфидными мостиками со структуру субъединицей, но последняя сходна по структуре с коллагеном, образована, как и он, тремя нитями (к ним и присоединяются тетрамеры из каталитических субъединиц), а ее молеку. лярная масса равна 1 000 000.

Методами молекулярного клонирования показано, что АХЭ разных позвоночных кодируется одним геном (Schumachera al., 1986; Taylor et al., 2000). Вариантов же АХЭ (то есть продуктов этого гена) много, что объясняется альтернативным сплайсингом мРНК. Эти варианты различаются только строении С-концевого фрагмента; участок же, обеспечивающий каталитическую активность, одинаков. Поэтому у всех позвоночнш АХЭ должна обладать одинаковым сродством к субстратами ингибиторам.

Описание к рис. 8.1. Активный центр АХЭ млекопитающих. Связанный с АХЭ ацетилхолин изображен облаковидной структурой, размеры которой соответствуют атомным радиусам. Приведена кристаллическая структура активного центра АХЭ мыши. Видны боковые цепи 1) каталитической триады (Сер²⁰³, Гис⁴⁴⁷, и Глу ³³⁴), пунктиром изображены водородные связи, 2) ацильного кармана (Фен ²⁹⁵ и Фен²⁹⁷), 3)холинового участка (Трп⁸⁶, Глу²⁰² и Тир³³⁷), 4)периферического анионного участка (Трп²⁸⁶, Тир⁷², Тир¹²⁴ и Асп⁷⁴). Тир³³⁷ и Тир⁴⁴⁹ удалены от активного центра,однако они, видимо, участвуют в стабилизации связи с некоторыми лигандами. Каталитическая триада, ацильный карман и холиновый участок располагаются на дне каталитического кармана, а периферический анионный участок — у входа в него. Глубина каталитического кармана, расположенного в центре каталитической субъединицы АХЭ, составляет 18-20 ангстрем.

Другой (хотя и близкий по структуре) ген кодирует псевдохолинэстеразу. Последняя образуется в печени, а содержится в основном в плазме (Lockridge et al., 1987). Холинэстеразы относятся к суперсемейству белков, для которых характерен общие структурный мотив из β-слоев, окруженных а-спиралями; этот мотив называется а,β-гидролазной складкой (Cygleret al., 1993). В это суперсемейство входят также некоторые другие эстеразы, отсутствующие в ЦНС гидролазы и, как ни странно, белки 6с гидролазной активности (например, тиреоглобулин и белки семейства нейролигина; Taylor et al., 2000).

При реконструкции трехмерной структуры АХЭ видно, что активный центр располагается почти строго в центре каждой каталитической субъединицы на дне узкого кармана глубиной около 20 ангстрем (каталитического кармана) (Sussman et aL, 1991; Bourne etal.. 1995). Здесь находится «каталитическая триада» — Сер , Гис447 и Глу334 (рис. 8.1). Механизм ее активности такой же, как у других гидролаз, — гидроксильная группа серина приобретает высокую нуклеофильность благодаря системе с переносом заряда, образованной карбоксильной группой глутамата, имидазольной — гистидина и гидроксильной — серина (рис. 8.2, А).

В процессе гидролиза сложноэфирной связи ацетилхолина, молекула которого имеет вид треугольника, между ним и активным центром вначале образуется промежуточное соединение тетраэдрической структуры (рис. 8.2, Б). Затем оно распадается, и остается ацетилированный фермент и свободный холин (рис. 8.2, В). Ацетилированный фермент быстро гидролизуется с образованием активного фермента и остатка уксусной кислоты (рис. 8.2, Г; см. также Froede and Wilson, 1971; Rosenberry, 1975). АХЭ — это один из самых быстродействующих известных ферментов. Одна его молекула способна расщеплять 6 х 105 молекул ацетилхолина в 1 мин (то есть одну молекулу ацетилхолина в 150 мкс).

Описание к рис. 8.2. Этапы гидролиза ацетилхолина ,ингибирования и реакции АХЭ. А. Связывание ацетилхолина. Б. Атака ацетилхолина сериновой гидроскильной группой с образованием промежуточного соединения тетраэдрической структуры. В. Отщепление холина и образование ацетилхолинового фермента. Г. Гидролитическое деацетилирование фермента. Д. Связывание с активным центром обратимого ингибитора АХЭ эдрофония. Е. Связывание с активным центром неостигмина. Ж. Образование карбамоилированного ( в данном случае — диметилкарбомоилированного ) фермента. З. Гидролиз карбомоилированного фермента. И. Связывание с активным центром диизопропилфторфосфата. К. Образование фосфорилированного (в данном случае — диизопропилфторфосфорилированного ) фермента. Л. Образование стабилизированного конъюгата ( в данном случае — изопропилфосфорилированного фермента ). М. Атака фосфорилированного фермента пралидоксимом.

Механизм действия

Молекулярные механизмы действия всех трех групп (см. ниже) ингибиторов АХЭ приведены на рис. 8.2, Д—М.

Ингибиторы АХЭ связываются с тремя доменами этого фермента: ацильным карманом активного центра, холиновым участком активного центра и периферическим анионным участком (Taylor and Radic, 1994; Reiner and Radic, 2000). Эти же три домена и определяют различия в специфичности между АХЭ и псеадохолинэстеразой. Обратимые ингибиторы АХЭ типа эдрофония и такрина связываются с холиновым участком (в области Трп86 и Глу202) (Silman and Sussman, 2000) (рис. 8.2, Д). Действие эдрофония на АХЭ непродолжительно, поскольку опосредованная электростатическими взаимодействиями связь между четвертичной аммониевой группой ингибитора и активным центром фермента быстро распадается. Существуют обратимые ингибиторы АХЭ этой группы, обладающие более высоким сродством к активному центру АХЭ, например донепезил.

Другие обратимые ингибиторы АХЭ, например пропидий и пептидные токсины фасцикулины, связываются с периферическим анионным участком этого фермента, расположенным у входа в каталитический карман (см. выше). Основные составляющие этого участка — Трп286, Тир72 и Тир124 (рис. 8.1).

Карбаматы (физостигмин, неостигмин и др.) гидролизуются АХЭ, но гораздо медленнее ацетилхолина. Как четвертичное аммониевое основание неостигмин, так и третичный амин физостигмин при физиологических значениях pH существуют преимущественно в виде катионов, а пространственная структура их молекулы сходна с таковой ацетилхолина (рис. 8.2, Е— Ж). Поэтому они конкурируют с ацетилхолином за связывание с АХЭ, и после этого связывания происходит карбамоилирование фермента по Сер ; при этом карбамоильная группа располагается в ацильном кармане, образованном Фен и Фен247. Карбамоилированная АХЭ значительно стабильнее ацетилированной: Т^ диметилкарбамоилированной АХЭ (рис. 8.2, Ж) составляет 15—30 мин. Таким образом, АХЭ достаточно надолго переходит в карбамоилированную форму, и гидролиз ацетилхолина прекращается. Продолжительность действия карбаматов in vivo равна 3—4 ч.

Фосфорорганические соединения (например, диизопропилфторфосфат) образуют очень стабильный комплекс с АХЭ, фосфорилируя Сер 3 (рис. 8.2, И—Л). Это фосфорилирование во многом сходно с первым этапом гидролиза ацетилхолина (см. выше и рис. 8.2, Б): фосфорорганические соединения имеют тетраэдрическую структуру (как промежуточное соединение, образующееся при гидролизе ацетилхолина), а их фосфорильный кислород также связывается с оксианионным участком активного центра. Если алкильная группа в алкоксильном радикале ингибитора представлена этилом или метилом, то через несколько часов возможна спонтанная реактивация фосфорилированной АХЭ. Если же это вторичная (как в случае диизопропилфторфосфата) или третичная алкильная группа, то образуется еще более стабильная фосфорилированная АХЭ, и активность фермента обычно восстанавливается лишь в результате синтеза новых его молекул. Более того, в результате отщепления от атома фосфора одной алкоксильной группы фосфорилированная АХЭ дополнительно стабилизируется (рис. 8.2, Л; см. также Aldridge, 1976).

Из всего этого видно, что термины обратимые и необратимые ингибиторы АХЭ, обычно применяемые соответственно по отношению к карбаматам и фосфорорганическим соединениям, относительны и отражают лишь скорость декарбамоилирования или дефосфорилирования модифицированного фермента. Вещества обеих групп, как и ацетилхолин, ковалентно связываются с АХЭ. Механизмы влияния на эффекторные органы. Действие ингибиторов АХЭ обусловлено тем, что под их влиянием в холинергических синапсах не происходит гидролиза ацетилхолина, он накапливается, и реакции на выделяющийся из пресинаптических окончаний ацетилхолин усиливаются. Этим объясняются почти все эффекты данных веществ, вводимых в умеренных дозах. Так, миоз — типичная реакция на закапывание в глаздиизопропилфторфосфата — не наблюдается после денервации зрачка, при которой устраняется источник эндогенного ацетилхолина. Последствия накопления ацетилхолина в нервно-мышечных синапсах несколько сложнее (см. ниже).

Третичные и особенно четвертичные амины иногда оказывают и некоторые дополнительные эффекты. Так, влияние неостигмина на спинной мозг и скелетные мышцы складывается из антихолинэстеразного действия и прямой стимуляции холинорецепторов.

Химические свойства

Структурно-функциональная зависимость. Этот вопрос подробно рассматривался в предыдущих изданиях данной книги. Здесь мы рассмотрим лишь некоторые, наиболее важные из ингибиторов АХЭ.

Нековалентные ингибиторы АХЭ. Все препараты данной группы образуют обратимую нековалентную связь с АХЭ, различаются же они по сродству к этому ферменту и фармакокинетическим свойствам. Эдрофоний — это четвертичное аммониевое основание, действующ
е только в области периферических синапсов и обладающее умеренным сродством к АХЭ. Объем его распределения невелик, и он быстро выводится почками — поэтому и действие его сравнительно кратковременно. Такрин и донепезил обладают более высокими сродством к АХЭ и жирорастворимостью. Благодаря этому они, с одной стороны, проникают через гематоэнцефалический барьер и действуют на центральные синапсы, с другой — действуют продолжительнее.

Карбаматы. Препараты этой группы приведены на рис. 8.3. Стедман (Stedman, 1929, а, b) показал, что свойства физостигмина обусловлены метилкарбамоильной группой фенолового эфира. Неостигмин — это четвертичное аммониевое основание, обладающее такой же или большей активностью и большей стабильностью. Близкое по строению вещество пиридостигмин применяют при миастении.

Усиление антихолинэстеразной активности и пролонгация действия препаратов могут быть достигнуты за счет объединения в одной молекуле нескольких четвертичных аммониевых групп. Примером может служить офтальмологическое средство демекарий, представляющее собой две молекулы неостигмина, соединенные метиленовой цепью из 10 метильных групп. Вторая четвертичная аммониевая группа соединяется с отрицательно заряженной группой Асп у входа в каталитический карман и делает более стабильной связь ингибитора с АХЭ. Карбамоилированные соединения обладают высокой жирорастворимостью; поэтому они легко проникают через гематоэнцефалический барьер и характеризуются большим Т1/2. Препарат этой группы ривастигмин одобрен ФДА к применению при болезни Альцгеймера (Corey-Bloom et al., 1998; Giacobini, 2000; см. также гл. 22).

Механизмы действия карбаматных инсектицидов карбарила, пропоксура и альдикарбате же. Симптомы отравления такие как при действии фосфорорганических соединений (Baron,Ecobichon, 2000). Карбарил очень плохо всасывается через кожу и поэтому в некоторых странах используется для уничтожения головных вшей. Карбаматные инсектициды (а также карбаматные фунгициды дитиокарбаматы) часто входят в состав средств для опрыскивания садовых растений.

Фосфорорганические соединения. Общая формула веществ этой группы приведена в табл. 8.1. В качестве радикалов R, и R2 могут выступать алкильная, алкоксильная, арилоксильная, амидная сульфгидрильная и другие группы, а в качестве уходящей группы Х-галогенидная, цианидная, тиоцианатная, фосфатная, тиохолиновая, карбоксильная, фенокси- или тиофенокси-группа. Подробные сведения об этих соединениях содержатся в статье Gallo and Lawryk (1991).

Диизопропилфторфосфат вызывает почти необратимую инактивацию АХЭ и других эстераз, связываясь с серином активного центра фермента. Благодаря его высокой жирорастворимости и летучести и низкой молекулярной массе он легко всасывается из легких и через кожу и проникает через гематоэнцефалический барьер.

Нервно-паралитические газы табун, зарин и зоман — одни из самых сильных отравляющих веществ; их летальная доза составляет доли миллиграмма. Эти средства тайно употреблялись во время военных действий и террористических актов (Nozaki andAikawa, 1995).

Благодаря стабильности в водных растворах и низкой летучести широкую популярность в качестве инсектицида снискал паратион. Впрочем, из-за риска острых и хронических отравлений в США и других странах он сейчас в сельском хозяйстве употребляется реже, а в качестве бытовых и садовых средств его заменили менее токсичные вещества. In vitro паратион не действует на АХЭ, так как его активность обусловлена метаболитом параоксоном. Этот метаболит образуется путем замены серы на кислород. У млекопитающих эта реакция протекает преимущественно под действием печеночных монооксигеназ, а у насекомых другими путями, но обычно еще более эффективно. Возможно, на долю паратиона приходится больше отравлений, в том числе смертельных, чем на долю какого-либо другого фосфорорганического ингибитора АХЭ. Значительно реже используется его диметиловое производное метил паратион. В сельском хозяйстве и в качестве бытовых и садовых средств широко применяются и другие тиофосфорные соединения — диазинон, хлорпирифос и т.д. Впрочем, из-за хронического токсического действия, обнаруженного у новорожденных животных, использование хлорпирифоса сейчас ограничено; диазинон же с 2001 г. в США не используется в качестве бытового инсектицида, а с 2005 г. не будет применяться вовсе.

Малатион также превращается в активный метаболит — малаоксон — путем замены серы на кислород. Этот инсектицид инактивируется посредством гидролиза сложноэфирной связи под действием карбоксилэстераз, и именно активность этих ферментов определяет видовую устойчивость к малатиону. У млекопитающих и птиц данная реакция протекает значительно быстрее, чем у насекомых (Costa et al., 1987). В последние годы малатион использовался для опрыскивания с воздуха в достаточно густонаселенных средиземноморских районах для уничтожения плодовых мушек (вредителей цитрусовых) и комаров, переносящих опасные вирусы (например, лихорадки Западного Нила). Острые отравления возможны только при попытках самоубийства или отравления (Bardin et al., 1994): смертельная доза у млекопитающих составляет около 1 г/кг. С поверхности сухой кожи всасывается менее 10% вещества, и поэтому малатион используется при педикулезе (гл. 65).

Из фосфорорганических соединений с четвертичными аммониевыми группами применяется только эхотиофат — в качестве офтальмологического средства. Молекула этого вещества несет положительный заряд, и поэтому оно нелетучее и не проникает через кожу.

Метрифонат — это низкомолекулярное фосфорорганическое соединение, спонтанно превращающееся в активное производное диметил 2,2-дихлорвинилфосфат(дихлорфос). И метрифонат, и дихлорфос легко проникают через гематоэнцефалический барьер и поэтому ингибируют АХЭ в ЦНС. Метрифонат был разработан для лечения шистосомоза (гл. 42), но в связи со способностью проникать через гематоэнцефалический барьер и низкой токсичностью он сейчас проходит клинические испытания при болезни Альцгеймера (Cummings et al., 1999).

Фармакологические свойства

Фармакодинамика. Эффекты ингибиторов АХЭ обычно можно предсказать, зная распределение холинергических нервов, выраженность холинергических влияний на разные органы и реакции этих органов на ацетилхолин (гл. 6). В целом эти эффекты могут быть следующими: 1) стимуляция М-холинорецепторов вегетативных органов (мускариноподобное действие), 2) стимуляция N-холинорецепторов, сопровождающаяся сначала возбуждением, а затем торможением вегетативных ганглиев и скелетных мышц (никотиноподобное действие), 3) стимуляция холинорецепторов ЦНС, сопровождающаяся возбуждением нейронов (иногда с последующим торможением). Токсические дозы ингибиторов АХЭ вызывают все или почти эти эффекты (см. ниже). Что же касается меньших, в частности терапевтических, доз, то здесь играют роль несколько дополнительных факторов. Так, соединения с четвертичной аммониевой группой с трудом проникают через биологические мембраны, и поэтому они плохо всасываются из ЖКТ и через кожу и не проходят через гематоэнцефалический барьер. Эффекты же их в нервно-мышечных синапсах, напротив, ярко выражены, причем они обусловлены не только антихолинэстеразным действием, но и прямой стимуляцией холинорецепторов. На вегетативные ганглии и внутренние органы они действуют слабее. Жирорастворимые вещества хорошо всасываются в ЖКТ, действуют как в периферических, так и в центральных холинергических синапсах и в течение долгого времени сохраняются в жировой ткани. Жирорастворимые фосфорорганические соединения, кроме того, проникают через кожу, а летучие — через легкие (Storm et al., 2000).

Эффекты ингибиторов АХЭ на внутренние органы и ЦНС (где имеются преимущественно М-холинорецепторы) блокируются атропином. Кроме того, атропин уменьшает возбуждающее действие ингибиторов АХЭ в вегетативных ганглиях, так как в передаче возбуждения в них участвуют не только N-, но и М-холинорецепторы (гл. 9).

Точки приложения ингибиторов АХЭ в терапевтических дозах— это ЦНС, глаза, ЖКТ и нервно-мышечные синапсы. Влияние на другие органы имеет значение для отравлений этими веществами.

Глаза. При попадании в глаза ингибиторы АХЭ вызывают гиперемию конъюнктив, сокращение сфинктера зрачка и ресничной мышцы (и, следовательно, сужение зрачков и спазм аккомодации). Сужение зрачков развивается уже через несколько минут и может сохраняться несколько часов или суток. Несмотря на то что оно может быть значительным (вплоть до точечных зрачков), под действием света зрачки обычно сужаются еще больше. Спазм аккомодации, как правило, проходит раньше. Под действием ингибиторов АХЭ улучшается отток водянистой влаги, и поэтому они применяются при повышенном внутриглазном давлении (гл. 66).

ЖКТ. У человека неостигмин усиливает моторику желудка и секрецию соляной кислоты. После двусторонней ваготомии влияния на моторику резко уменьшаются. Этот препарат усиливает также сокращения нижней трети пищевода, что иногда приносит ощутимое облегчение больным с ахалазией и расширением пищевода.

Неостигмин повышает также моторику тонкой и толстой, и особенно ободочной, кишки. Это может приводить к устранению атонии кишечника, возникающей на фоне приема М-холиноблокаторов и после хирургических вмешательств, повышению частоты и амплитуды перистальтических волн и, следовательно, ускорению продвижения кишечного содержимого. Действие ингибиторов АХЭ на кишечник, видимо, складывается из влияний непосредственно на гладкие мышцы и на нейроны межмышечного сплетения (то есть обусловлено накоплением ацетилхолина, выделяющегося окончаниями пре- и постганглионарных нейронов).

Скелетные мышцы. Большинство влияний ингибиторов АХЭ на скелетные мышцы можно объяснить их основным — антихолинэстеразным — действием в области нервно-мышечных синапсов. Однако есть убедительные данные о том, что неостигмин и другие ингибиторы АХЭ с четвертичной аммониевой группой оказывают на скелетные мышцы и прямой эффект. Так, введение неостигмина в артерии хронически денервированных или предварительно обработанных диизопропилфторфосфатом мышц немедленно приводит к сокращению последних; физостигмин же такого действия не оказывает.

В норме количество ацетилхолина, высвобождающееся в ответ на один потенциал действия в окончании мотонейрона, достаточно для того, чтобы вызвать сверхпо-роговый потенциал концевой пластинки и потенциал действия в мышце. Выделившийся ацетилхолин разрушается АХЭ примерно за 200 мкс — это меньше, чем длительность потенциала концевой пластинки и даже рефрактерный период мышечного потенциала действия. Таким образом, каждый нервный импульс вызывает один потенциал действия в мышце. Под действием ингибиторов АХЭ время пребывания ацетилхолина в синаптической щели возрастает, и ацетилхолин повторно активирует постсинаптические рецепторы. В результате потенциал концевой пластинки удлиняется, и отдельные потенциалы сливаются. При этом утрачивается точное соответствие между пре- и постсинаптическими потенциалами действия и возникают асинхронные сокращения и фибрилляция мышечных волокон. Если доза ингибитора АХЭ достаточно велика, то в постсинаптической мембране возникает постоянная деполяризация, а это приводит к блокаде проведения возбуждения (гл. 9). Длительно пребывающий в синаптической щели ацетилхолин может вызвать деполяризацию нервного окончания вплоть до возникновения в нем потенциала действия; последний антидромно распространяется до области ветвления аксона, а затем снова (ортодромно) к мышце. Это приводит к фасцикуляциям — сокращениям отдельных двигательных единиц.

Ингибиторы АХЭ устраняют эффекты недеполяризующих миорелаксантов (гл. 9). В отношении деполяризующих миорелаксантов (например, неостигмин в отношении суксаметония хлорида) ингибиторы АХЭ неэффективны: и те, и другие вызывают блокаду проведения, обусловленную деполяризацией постсинаптической мембраны.

Прочие органы. Холинергические волокна иннервируют трахеобронхиальные, слезные, потовые, слюнные, желудочные (G-клетки пилорического отдела и обкладочные клетки) железы, поджелудочную железу (ацинозные клетки) и кишечные крипты (либеркюновы железы). В низких дозах ингибиторы АХЭ увеличивают секрецию всех этих желез в ответ на нервные воздействия, а в высоких — еще и базальную секрецию.

Ингибиторы АХЭ усиливают сокращения гладких мышц бронхиол и мочеточников, а в последних вызывают также учащение перистальтических волн.

Влияние ингибиторов АХЭ на сердечно-сосудистую систему сложно, так как обусловлено усилением эффектов ацетилхолина, выделяющегося как из преганглионарных, так и из постганглионарных волокон. Действие на сердце высвобождающегося из постганглионарных парасимпатических волокон ацетилхолина приводит к брадикардии и, как следствие, к падению сердечного выброса. В высоких дозах ингибиторы АХЭ обычно вызывают падение АД — как правило, из-за влияния на сосудодвигательный центр продолговатого мозга.

Ингибиторы АХЭ усиливают действие на сердце блуждающих нервов. Это приводит к укорочению рефрактерного периода предсердий и удлинению рефрактерного периода и замедлению проведения в синусовом и АВ-узлах. Накопление ацетилхолина, высвобождающегося из преганглионарных волокон, приводит к стимуляции N-холинорецепторов (при действии больших доз ингибиторов АХЭ наступает блокада проведения в ганглии из-за стойкой деполяризации постсинаптических нейронов). Возбуждение постганглионарных парасимпатических нейронов приводит к еще большему снижению сердечного выброса, а постганглионарных симпатических нейронов — наоборот. На центральном уровне накопление ацетилхолина приводит к возбуждению (при действии больших доз ингибиторов АХЭ — сменяющемуся торможением) сосудодвигательного и сердечного центров продолговатого мозга. На все эти влияния накладывается реакция на гипоксию, возникающую из-за бронхоспазма и усиления секреции трахеобронхиальных желез. Гипоксия приводит к повышению симпатического тонуса и выбросу адреналина из надпочечников; этот выброс усиливается также из-за прямого действия ацетилхолина на клетки мозгового вещества. Не удивительно, что при тяжелом отравлении ингибиторами АХЭ ЧСС нередко бывает повышенной. Возможно, гипоксия играет основную роль в угнетении ЦНС, возникающем под действием высоких доз ингибиторов АХЭ. Меньшие дозы, напротив, вызывают возбуждение, которое частично снимается атропином (хотя и не столь эффективно, как реакции на стимуляцию периферических М-холинорецепторов).

Фармакокинетика. Физостигмин легко всасывается из ЖКТ, подкожной клетчатки и с поверхности слизистых. Закапывание физостигмина в глаз может привести к системным эффектам, если только не принять меры по предупреждению его всасывания со слизистой носа и глотки (надав

Видео по теме

.
Редактор: профессор А.Г. Гилман Изд.: Практика, 2006 год.