Антихолинэстеразные средства побочные и токсические действия
АНТИХОЛИНЭСТЕРАЗНЫЕ СРЕДСТВА — соединения, тормозящие активность холинэстераз. В тканях животных и человека имеется несколько холинэстераз (см.). Основное физиологическое значение имеет угнетение истинной холинэстеразы — ацетилхолинэстеразы (АХЭ), содержащейся в нервных клетках, эритроцитах и во многих тканях. Ложная холинэстераза — бутирилхолинэстераза (БуХЭ) плазмы крови и тканей — может быть заторможена почти полностью без серьезного нарушения физиологических функций организма.
Антихолинэстеразные средства различают по избирательности их действия. Некоторые антихолинэстеразные средства — физостигмин (см.), прозерин (см.) — угнетают АХЭ и БуХЭ примерно одинаково. Другие избирательно угнетают АХЭ, например, бромид N-p-хлорфенил-метил-карбаминового эстера м-оксифенил-три-метиламмония (№1250), дийодметилат бис-(пиперидинометилкумаринил-5)-кетона (3318 CT), метилсульфометилат О-этил-S-β-этилмеркаптоэтилозого эстера метилфосфиновой кислоты (Гд-42) и др. Бромид диметилкарбаминового эстера 2-окси-5-фенил-бензил-триметиламмония (№ 683), диизопропилфторфосфат (ДФФ), 0,0-диэтил-S [β-(циклогексилметиламино) — этил] — тиофосфат (ГТ-106) и др. сильнее угнетают БуХЭ.
По обратимости угнетающего действия на холинэстеразы различают антихолинэстеразные средства обратимого действия — карбаматы (физостигмин, прозерин, севин и др.), галантамин (см.) и некоторые четвертичные аммониевые соединения (эдрофоний, бензохиноний, 3318 СT и др.) и необратимого действия — некоторые производные фосфорной и фосфиновых кислот (фосфорорганические соединения — ФОС): армин (см.), нибуфин (см.), пирофос (см.), фосфакол (см.), хлорофос, октаметил, Гд-42, ГТ-106, зарин, зоман, ДФФ и др.
Антихолинэстеразные средства вызывают сужение зрачка, понижение внутриглазного давления и спазм аккомодации. При действии на желудочно-кишечный тракт стимулируют моторику и отчасти секрецию желез. Антихолинэстеразные средства усиливают сокращения матки и мочевого пузыря, повышают тонус мускулатуры бронхов, усиливают секрецию желез с холинергической иннервацией: слюнных, слезных, потовых, слизистых желез дыхательных путей. Действие антихолинэстераных средств на сердечно-сосудистую систему менее определенно. С одной стороны, антихолинэстеразные средства могут снижать артериальное давление, увеличивая тонус парасимпатических нервов, а также уменьшая тонус симпатических вазоконстрикторов (благодаря прямому действию на сосудодвигательные центры), с другой — могут вызывать прессорный эффект, облегчая холинергическую передачу возбуждения в симпатических ганглиях, а также увеличивая выделение адреналина мозговым веществом надпочечников. На центральную нервную систему антихолинэстеразные средства оказывают обычно стимулирующее, возбуждающее действие, которое связано со стабилизацией ацетилхолина в холинергических синапсах коры и других отделов головного мозга. Центральное действие особенно сильно выражено у антихолинэстеразных средств, хорошо растворимых в липоидах (физостигмин, ДФФ и др.) антихолинэстеразные средства, имеющие постоянный положительный заряд в молекуле (прозерин, Гд-42, октаметил), плохо проникают через гемато-энцефалический барьер; в обычных дозах они не тормозят холинэстеразу головного мозга и не оказывают центрального действия. Торможение активности холинэстераз ведет к накоплению ацетилхолина в тех синапсах, где он является медиатором нервного возбуждения. При этом происходит возбуждение всех холинергических систем. При введении токсических доз антихолинэстеразных средств вслед за возбуждением может наступить нарушение проведения в холинергических синапсах.
Взаимодействие ингибиторов с холинэстеразами происходит по типу взаимодействия субстрата (ацетилхолина) с холинэстеразами. Первая фаза — образование обратимого комплекса энзим — субстрат (комплекс Михаэлнса); вторая фаза — ацилирование энзима, то есть образование ковалентной связи между ацильной (ацетильной) группой ацетилхолина и гидроксилом серина в эстератическом центре холинэстеразы; третья фаза — деацилирование с восстановлением реакционной способности энзима. В случае взаимодействия ацетилхолина с холинэстеразой все три фазы протекают очень быстро. Четвертичные аммониевые соединения являются истинно обратимыми ингибиторами: их действие ограничивается только первой фазой — образованием обратимого комплекса; ацилирования энзима не происходит. При действии карбаматов имеют место все три фазы: вслед за образованием комплекса происходит ацилирование (карбамилирование) энзима, а затем декарбамилирование. Таким образом, торможение оказывается практически обратимым. Однако декарбамилирование происходит несравненно медленнее, чем деацетилирование, и это тормозит реакцию холинэстеразы с ацетилхолином. При действии ФОС вслед за образованием комплекса тоже происходит ацилирование (фосфорилирование) энзима, однако третья фаза (дефосфорилирование) в обычных условиях протекает настолько медленно, что торможение оказывается практически необратимым. Прочность соединения зависит от химического строения фосфорилирующей группы (например, ДФФ, содержащий 0,0-диизопропил-фосфорильную группу, образует гораздо более прочную связь с энзимом, чем его аналог, содержащий 0,0-диметил-фосфорильную группу).
Восстановления активности фосфорилированных холинэстераз можно достичь применением реактиваторов. При действии многих ФОС активность холинэстеразы восстанавливается (без применения реактиваторов) практически лишь путем синтеза нового энзима. С этим связана длительность действия этих веществ и их кумулятивное действие. БуХЭ сыворотки синтезируется в печени. Ее активность, сниженная фосфорорганическими антихолинэстеразными средствами, восстанавливается в течение нескольких недель, но при заболеваниях печени восстановление может сильно замедлиться. Скорость восстановления активности АХЭ эритроцитов совпадает со скоростью их регенерации. Восстановление активности АХЭ мышц и мозга происходит в течение нескольких месяцев.
Действие антихолинэстеразных средств на различные органы и системы определяется в основном их свойством предохранять ацетилхолин от разрушения. Поэтому оно обычно совпадает с эффектами возбуждения холинергических нервов и в значительной степени зависит от их тонуса. Например, сужение зрачка под влиянием физостигмина возможно только при условии возбуждения глазодвигательного нерва. Действие антихолинэстеразных средств на органы с холинергической иннервацией после их денервации не развивается. Некоторые антихолинэстеразные средства в высоких токсических дозах могут оказывать и прямое холиномиметическое действие.
Антихолинэстеразные средства широко используют в медицине при лечении глаукомы, для предупреждения и лечения послеоперационной атонии кишечника, мочевого пузыря (прозерин, физостигмин), для ускорения родов при слабости или полном отсутствии родовой деятельности (переношенная беременность), для лечения myasthenia gravis. Антихолинэстеразные средства (физостигмин, галантамин) являются ценным средством восстановительной терапии при заболеваниях центральной нервной системы (остаточные явления после нарушения мозгового кровообращения и др.). Физостигмин и прозерин используют также как основные противоядия при отравлении холинолитическими веществами — атропином, кураре и др. Фосфорорганические антихолинэстеразные средства (пирофос, октаметилтетрамидопирофосфат, хлорофос и др.) широко применяют в качестве инсектицидов для борьбы с вредителями сельского хозяйства, а также с бытовыми насекомыми. Фосфорорганические антихолинэстеразные средства действуют длительно и на длительное время повышают чувствительность к прозерину, однако нередко оказывают побочное действие: вызывают тошноту, рвоту, боли в подложечной области.
Передозировка антихолинэстеразных средств может вызвать отравления. Основные симптомы отравления — сужение зрачка (особенно при действии паров летучих антихолинэстеразных средств на незащищенный глаз), сильная головная боль, затрудненное дыхание вследствие бронхоспазма, боли в животе, понос, слюнотечение, фасцикулярное подергивание произвольных мышц, затруднение речи, возбуждение, чувство страха. При тяжелых отравлениях — сильное удушье, судороги, потеря сознания, непроизвольное мочеиспускание и дефекация. Смерть наступает от остановки дыхания, которая может быть связана с параличом дыхательного центра, сильным спазмом бронхов, а также с нарушением проведения нервных импульсов на дыхательные мышцы. При хронических отравлениях антихолинэстеразными средствами отмечаются сужение зрачка, головные боли, периодически возникающее затруднение дыхания, общая слабость, раздражительность. Объективным критерием тяжести отравления является снижение активности холинэстеразы (особенно АХЭ) крови: при хронических отравлениях — на 25—50% , при острых — на 90% .
Для лечения острого отравления антихолинэстеразными средствами применяют реактиваторы холинэстеразы в комбинации с холинолитиками: 15% раствор дипироксима 1 —2 мл подкожно или внутримышечно, 0,1% раствор атропина 2—3 мл подкожно. Можно использовать также тропацин, амизил и другие холинолитики. При тяжелых отравлениях — искусственное дыхание и повторное введение реактиваторов холинэстеразы и атропина (3 мл) внутривенно до появления симптомов переатропинизации.
Антихолинэстеразные средства противопоказаны при эпилепсии, гиперкинезах, бронхиальной астме, стенокардии, выраженном артериосклерозе.
Антихолинэстеразные средства в судебно-медицинском отношении
Диагностика отравлений антихолинэстераными средствами основана на клинических симптомах, а также на определении активности холинэстеразы крови. В случае смерти при отравлении антихолинэстеразными средствами при наружном осмотре трупа отмечается быстро наступающее, сильно выраженное трупное окоченение и миоз. При вскрытии обнаруживают признаки асфиксии: кровь жидкая, темно-красная; под серозными оболочками (эпикард, плевра) — мелкоточечные кровоизлияния; в просвете дыхательных путей — вспененная слизь, что свидетельствует о гиперсекреции их желез, отмечаются также признаки «отшнуровывающейся» перистальтики кишечника. В случае сильных судорог, предшествовавших смерти, возможен частичный или полный отрыв отдельных мышц (сравнительно редко).
При гистологическом исследовании внутренних органов, кроме признаков асфиксии, обнаруживают спазм гладких мышц кишечника и бронхов. При исследовании органов и тканей трупа на холинэстеразную активность отмечают ее понижение.
См. также Отравления (в судебно-медицинском отношении).
Библиография: Голиков С. Н, и Р о з е н-гарт В. И. Холинэстеразы и антихолин-эстеразные вещества, Л., 1964, библиогр.; Михельсон М. Я. и др. Антихолинэстеразные вещества, Руководство по фармакол., под ред. Н. В. Лазарева, т. 1, с. 205, Л., 1961, библиогр.; О’Б р а й н Р. Токсичные эфиры кислот фосфора, пер. с англ., М., 1964, библиогр.; Сондерс Б. Химия и токсикология органических соединений фосфора и фтора, пер. с англ., М., 1961, библиогр.; Химия и применение фосфорорганических соединений, под ред. М. И. Кабачника, М., 1972, библиогр.; Anticholinesterase agents, ed. by A. G. Karczmar, Int. Encyclopedia Pharmacol., sect. 13, v. 1, Oxford, 1970; Cholin-esterases and anticholinesterase agents, Handb. exp. Pharmakol., begr. A. Heffter, Bd 15, B. u. a., 1963, Bibliogr.
А. с. в судебно-медицинском отношении — Смусин Я. С. Судебно-медицинская экспертиза отравлений антихолинэстераз-ными веществами, М., 1968, библиогр.; Туманов А. К. и ТомилинВ. В. Наследственный полиморфизм изоантигенов и ферментов крови в норме и патологии человека,М., 1969, библиогр.
Э. В. Зеймаль, М. Я. Михельсон; А. К. Туманов (суд.).
Передача импульсов по нейронам обеспечивается благодаря специальным веществам – медиаторам. Одним из нейромедиаторов является ацетилхолин. Эти вещества, находясь в синапсах, оказывают воздействие на мембраны клеток, вызывая их торможение или возбуждение и обусловливая различные эффекты. Избыток нейромедиаторов расщепляется специальными ферментами.
Антихолинэстеразные препараты: свойства и предназначение
К антихолинэстеразным препаратам относятся те, которые ингибируют фермент холинэстеразу. Этот энзим расщепляет путем гидролиза нейромедиатор ацетилхолин, который обеспечивает передачу импульсов в чувствительных к нему синапсах парасимпатических нервов, ганглиях и во всех соматических волокнах. Для ситуативного усиления действия ацетилхолина на нейроны и стимуляции определенных отделов нервной системы были разработаны антихолинэстеразные средства. Применение этих препаратов оказывает действие на весь организм в целом.
Действие антихолинэстеразных средств сходно с эффектом стимуляции холинэргических нервов. Эти препараты взаимодействуют с тем же участком активности поверхности рецептора, что и ацетилхолин, благодаря чему создается потенциал действия нервного окончания. Холиномиметики и антихолинэстеразные средства являются, по сути, одной и той же фармакологической группой веществ. Существует несколько видов этих препаратов, которые различаются по химической структуре и обратимости действия. Блокаторы холинэстеразы делятся на обратимые и необратимые.
Средства обратимого действия
Антихолинэстеразные средства — препараты обратимого действия, являются по химическому строению сложными эфирами карбаминовой кислоты и различных аминоспиртов. Компонентом реакции, блокирующей холинэстеразу, становится кислотное окончание, которое устанавливает с молекулой фермента намного более устойчивую связь, чем та, которая образуется при взаимодействии с самим ацетилхолином. Полное разрушение этого соединения происходит путем гидролиза в течение 3-4 часов.
К антихолинэстеразным средствам обратимого эффекта относятся «Галантамин», «Физостигмин», «Прозерин» (или «Неостигмин»), «Пиридостигмин», «Оксазил», «Ривастигмин», «Эдрофоний».
Фосфорорганика – вещества необратимого действия
Препараты необратимого действия данной группы представляют собой фосфорорганические соединения. Эти вещества блокируют ацетилхолинэстеразу на длительное время. Фосфор, находящийся в составе их молекул, образует устойчивое соединение с ферментом, которое может просуществовать в организме в течение нескольких дней и даже недель. Восстановление необходимого количества ацетилхолинэстеразы происходит путем образования новых молекул. К данной группе соединений относятся «Фосфакол», «Армин», «Хлорофос», «Карбофос», «Дихлофос», отравляющие вещества, применяемые в ходе военных действий – зарин и зоман.
Фосфорорганические препараты отличаются высокой токсичностью. Они часто применяются в быту в качестве инсектицидов; отравления возможны при их некорректном использовании и несоблюдении мер безопасности.
Эффекты антихолинэстеразных препаратов
При определенном сходстве эффектов, которые производят на организм антихолинэстеразные средства, показания к назначению каждого из них будут особыми. Рассмотреть практическое действие при введении в организм можно на примере «Прозерина».
«Прозерин» выпускается в ампулах в виде 0,05% раствора и вводится подкожно или внутривенно. При попадании в кровь он облегчает прохождение импульсов в нервно-мышечных передачах и ганглиях вегетативной нервной системы. В состоянии больного это проявляется следующим образом:
- вследствие сокращения круговой мышцы радужки сужается зрачок;
- происходит спазм аккомодации, хрусталик принимает более выпуклую форму из-за расслабления цинновой связки, фокус зрения устанавливается на ближнее расстояние, способность различать далеко расположенные объекты резко снижается;
- снижается частота сердечных сокращений;
- повышается тонус гладкой мускулатуры внутренних органов – дыхательных путей, желудка и кишечника, матки, мочевого пузыря;
- усиливаются сокращения скелетных мышц вследствие улучшенного прохождения импульсов в синапсах;
- повышается секреция экзокринных желез – потовых, слюнных, бронхиальных, желудочных.
Применение
Перечисленные эффекты обусловливают использование данной группы препаратов в медицине в различных случаях. Показания к применению антихолинэстеразных средств не ограничены конкретными заболеваниями, так как они оказывают эффект на центральную и периферическую нервную систему, что вызывает общее действие на весь организм. Чаще всего они назначаются при нарушениях иннервации и тонуса скелетной или гладкой мускулатуры.
Рассмотреть возможности лечения антихолинэстеразными средствами можно на примере «Прозерина». Этот препарат обратимого действия применяется при миастении – аутоиммунном заболевании, которое выражается в слабости скелетных мышц. Эта болезнь проявляется сначала снижением тонуса мимической мускулатуры, затем ослаблением мышц шеи, верхних и нижних конечностей; в тяжелых случаях наблюдается нарушение дыхания из-за недостаточной работы диафрагмы. «Прозерин» воздействует симптоматически на организм, восстанавливая передачу импульсов в нервно-мышечных передачах, благодаря чему повышается тонус мускулатуры, и облегчается двигательная активность.
Также данный препарат назначается в послеоперационный период при атонии ЖКТ или мочевого пузыря. В офтальмологии он изредка назначается при глаукоме для снижения внутриглазного давления. Как антагонист применяется при передозировке миорелаксантов и препаратов антидеполяризующего действия. Изредка «Прозерин» используют для стимуляции мышечных сокращений при слабой родовой деятельности.
Болезнь Альцгеймера
Препараты обратимого действия нашли применение при заболевании центральной нервной системы, тяжело поддающемся лечению. При болезни Альцгеймера назначается «Галантамин» — алкалоид, полученный из клубней подснежников рода Galantus («Ривастигмин», он же «Экселон»), но наиболее терапевтически эффективным стал «Донепезил», который выборочно блокирует ацетилхолинэстеразу в синапсах головного мозга и практически не затрагивает ее на периферии нервной системы.
Противопоказания
Исходя из эффектов антихолинэстеразных препаратов обратимого действия, противопоказаниями к их назначению являются эпилепсия, бронхиальная астма, стенокардия, болезнь Паркинсона и всевозможные нарушения проводящей системы сердца.
Симптомы передозировки и отравления АХЭ
Отравление антихолинэстеразными средствами дает симптомы, напрямую связанные с избыточной стимуляцией рецепторов, чувствительных к ацетилхолину. Наблюдается сужение зрачков, замедление частоты сердечных сокращений (брадикардия), спазм бронхов и — вследствие этого — симптомы удушья, усиленная перистальтика ЖКТ вплоть до рвоты и диареи, учащенное мочеиспускание. Постепенно снижается артериальное давление как следствие тормозного влияния вагусного нерва. Происходят хаотичные сокращения и подергивания скелетной мускулатуры и языка из-за нарушенной проводимости в нервно-мышечных передачах.
Отравление ФОС
Попадание в организм фосфорорганических соединений вызывает клиническую картину, аналогичную отравлению антихолинэстеразными средствами обратимого действия. Симптомы могут проявляться ярче вследствие более высокой токсичности препаратов. К симптоматике отравления на соматическом уровне добавляются эффекты на уровне центральной нервной системы – спутанность сознания, дезориентация, угнетение дыхания.
Фосфорорганические соединения вызывают резкий миоз, ухудшение зрения, удушье, потливость, сильную рвоту, психомоторное возбуждение – у больного начинается паника, он становится неуправляемым. Из-за спазмов гладкой мускулатуры ощущается резкая боль в животе. При ухудшении состояния возникают судороги, падает артериальное давление, развивается кома. Смерть может наступить вследствие паралича дыхательного центра.
Аналогичная симптоматика наблюдается при отравлении мухоморами. Это обусловлено содержанием в них мускарина – яда с холиномиметическим действием.
Действия при отравлении
Врачебную помощь при отравлении антихолинэстеразными средствами может оказать только специалист. В этих случаях вводится раствор «Атропина» подкожно, возможно назначение «Метацина» или других холиноблокаторов. Необходимо поддержать дыхание на должном уровне. Могут применяться трахеотомия, искусственная вентиляция легких и оксигенация.
При бытовом отравлении ФОС определяют источник попадания яда в организм. Если вещество проникло через кожу, его смывают 3-5% раствором соды или водой с мылом. В случае, когда препарат был принят внутрь, проводят промывание желудка, многократные клизмы, дают адсорбенты или слабительные средства. Если фосфорорганическое соединение уже успело в большей мере попасть в кровь, назначается форсированный диурез с помощью мочегонных препаратов. В отдельных случаях прибегают к методам фильтрации крови с помощью гемодиализа и гемосорбции.
Дополнительно при отравлении ФОС назначаются реактиваторы холинэстеразы, которые при введении в первые часы после интоксикации способны восстановить блокированные ферменты. Это могут быть «Изонитрозин», «Тримедоксим», «Дипироксим». Если артериальное давление повышено, симптоматически назначают гипотензивные препараты. Предпочтение стоит отдавать тем, которые не затрагивают ЦНС. При ослаблении самостоятельного дыхания показана искусственная вентиляция легких и дача кислорода.