Autonomní (vegetativní) nervový systém 2016

NERVOVÝ SYSTÉM PERIFERNÍ N.S. CNS VEGETATIVNÍ N.S. SOMATICKÝ N.S. AFERENTNÍ ČÁST EFERENTNÍ ČÁST AFERENTNÍ ČÁST EFERENTNÍ ČÁST (motorická) SYMPATIKUS PARASYMPATIKUS KOSTERNÍ SVAL ORGÁNY

ANS - obecně Funkce bez kontroly vůlí Sympatická a parasympatická část Většinou protichůdná akce ve tkáních Srdce, GIT Výjimky - Slinné žlázy, metabolické funkce Orgány pouze se sympatickou inervací dřeň nadledvin, ledviny, pilomotorické svaly, potní žlázy Sympatikus “útěk obrana” – ergotrofický – mobilizace energie Aktivace jako celek Parasympatikus “Odpočinek zažívání” – trofotrofický – ukládání energie Selektivní aktivace dle tkání – vetšinou dominuje GIT Pl. myentericus (Auerbachi) pl. submucosus (Meisneri) Částečně autonomní – lokální stimulace

postganglionic neurons may innervate more than one organ postganglionic neurons are not branched, but are directed to a specific organ postganglionic neurons may innervate more than one organ

Anatomie Eferentní část: sympatikus x parasympatikus pre- x postgangliová vlákna Aferentní neurony – carotic sinus, oblouk aorty... Anatomie VNS Eferentní (motorické) dráhy VNS tvoří 2 neurony, které se interpolují ve vegetativních gangliích - podle pozice se rozlišují neurony pregangliové a postgangliové. Mezi sympatikem a parasympatikem jsou značné rozdíly v uspořádání těchto drah (Obr. 1 a 2): Aferentní vlákna jsou většinou nemyelinizovaná – transmitter uplně neznámý – patrně substance P…. Pregangliove jsou myelinozovana, postgangliova u obou systemu jsou myelinizovana

Eferentní neurony pregangliové postgangliové Eferentní neurony vegetativního systému Mozkový kmen nebo mícha buněčné tělo neuronu Eferentní neurony pregangliové buněčná těla umístěna v CNS vystupují z mozkového kmene nebo míchy končí v gangliích myelinizovaná postgangliové těla vláken umístěna v gangliích končí v efektorových orgánech nemyelinizovaná často tvoří rozsáhlé pleteně (plexy) → překrývání oblastí inervovaných z určitého segmentu (přerušení vegetativní inervace nemusí vést ke ztrátě funkce) somatické motorické nervy – jediný motoneuron 1 Pregangliový neuron Gangliový přenašeč ganglion 2 Postgangliový neuron Neuroefektorový přenašeč Efektorový orgán

Anatomie Sympatikus Těla pregangliových neuronů sympatiku se nachází v postranních rozích šedé hmoty míšní v oblasti hrudních a bederních segmentů. Axony těchto neuronů opouští míchu v odpovídajících segmentech, proto je sympatikus označován jako systém torako-lumbální. Vegetativní ganglia sympatiku jsou dobře organizovaná a tvoří dva paravertebrální řetězce podél páteře. Vzruchy pro břišní a pánevní orgány jsou interpolovány v gangliích uložených prevertebrálně. Z uvedeného vyplývá, že axony pregangliových neuronů jsou mnohem kratší než axony postgangliových neuronů. Parasympatikus Pregangliová vlákna parasympatiku opouštějí CNS prostřednictvím některých hlavových nervů (n. III, VII, IX a X) a předních rohů míšních v oblasti sakrálních segmentů (S2-S4) - parasympatikus je proto označován jako systém kranio-sakrální. Vegetativní ganglia parasympatiku se nacházejí převážně ve stěně efektorových orgánů, pregangliová vlákna jsou proto mnohem delší než axony postgangliových neuronů. Až na výjimky (ggl. cilliare, submandibulare a pelvická ganglia) nejsou ganglia parasympatiku přesně organizovaná a spoje mezi pre- a postganglionárními neurony jsou ve stěně efektorových orgánů spíše difúzně rozptýlené.

Vegetativní nervový systém eferentní neurony Parasympatický systém pregangliová vlákna opouští prodlouženou míchu s hlavovými nervy (III, VII, IX a X) a v křížové oblasti (2. až 4. segment) ganglia obvykle umístěna v blízkosti např. ganglion ciliare, ganglion submandibulare, některá ganglia v pánevní pleteni nebo přímo v orgánech Sympatický systém pregangliová vlákna vystupují z postranních rohů míšních předními míšními kořeny – hrudní - bederní buněčná těla axonů umístěna v šedé hmotě hrudní a bederní části páteřní míchy pregangliová vlákna končí v párových paravertebrálních gangliích nebo nepárových prevertebrálních gangliích (pro viscerální orgány) postgangliová vlákna končí v inervovaných orgánech krátká pregangliová vlákna a dlouhá postgangliová vlákna opačně u parasympatiku pregangliová vlákna v kontaktu s gangliovými buňkami několika sympatickými ganglií Enterický systém

Functions Často proti sobě Vasokonstrikční účinky katecholaminů nejsou výrazné v cévách na srdci a v mozku

Functions voiding

Funkce VNS Cevy mozku reaguji – po krvaceni kontrakce – nutno kalciovy blokator nimodipin

Funkce VNS

Heart - b1 Sympathetic Control PKA https://droualb.faculty.mjc.edu/Course%20Materials/Physiology%20101/Chapter%20Notes/Fall%202011/chapter_13%20Fall%202011.htm

Heart – M2 Parasympathetic Control M2 receptory aktivace draslíkových kanálů v srdci → zvýšený vstup draslíku přes membránu kardiomyocytu → hyperpolarizace a stabilizace membrány nervového zakončení

Ventricular contractility 1. Phosphorylation of calcium channels in the plasma membrane causes the calcium channels to remain open longer during action potentials. 2. Phosphorylation of proteins in the sarcoplasmic reticulum enhances release of calcium from the sarcoplasmic reticulum.  3. Phosphorylation of myosin increases the rate of myosin ATPase which increases the speed of crossbridge cycling.  4. Phosphorylation of calcium pumps in the sarcoplasmic reticulum increases the speed of calcium re-uptake which increases the rate of relaxation. 

https://droualb. faculty. mjc https://droualb.faculty.mjc.edu/Course%20Materials/Physiology%20101/Chapter%20Notes/Fall%202011/chapter_13%20Fall%202011.htm

Stimulace b1 v srdci

Oko

Funkce VNS

Neurotransmitery VNS

The main contransmitters at postganglionic parasympathetic and sympathetic neurons Parasympathetic Sympathetic Rapid response Intermediate Slow Tissue response VIP NO ACh NPY NA ATP + Neuropeptid Y podporuje vasokonstrikci navozenou noradrenalinem (according to Rang HP, Dale MM et al.: Pharmacology, 2003)

Regulace Regulace – a) dalšími transmittery a kotransmittery přes jich receptory (většina blokuje další uvolňování ale např AGII potencuje další výdej noradrenalinu z nervového zakončení) b) Autoreceptory typu alfa2

Regulace přenosu vzruchu Presynaptická modulace heteroreceptory - mediátory z okolních neuronů – Ach vs NA – se obvykle tlumí navzájem (NO, ATP atd.) AT1 rec – AGII zvyšuje sekreci NoA...ACEI autoreceptory – a2-receptory

Regulace přenosu vzruchu vznik tolerance při opakovaném podání Postsynaptická modulace kotransmitery – ATP, neuropeptid Y Denervační hypersenzitivita - antagonisté up-regulace - zmnožení postsynaptických receptorů Např. b-lytika, a2-mimetika, deprese - antidepresiva Desenzitizace - agonisté Internalizace, fosforylace down-regulace - snížení počtu receptorů při zvýšené stimulaci např. nadbytek dopaminu u nemocných se schizofrenií změna struktury receptoru např. účinek depolarizujících myorelaxancií

Non-noradrenergní non-cholinergní transmittery Modifikují efekt primárních transmitterů (Ach, Noa) jako kotransmittery - tj. uvolněny do synaptické štěrbiny společně s primárním mediátorem nebo jako Jako primární transmitery na samostatných synapsích. postgangliové neurony NoA - ATP, neuropeptid Y (potencuje vasokonstrikci) Ach - vazoaktivní intestinální peptid VIP, a NO, Mění permeabilitu Ca2+ a K+ kanálů pregangliové neurony substance P, serotonin, GABA a dopamin.

Cholinomimetika Aktivují M a N receptory Přímá nepřímá

Cholinergní transmise Receptor Type Lacation M1 Parietal cells, CNS M2 Heart M3 Glands, smooth muscle, endothelium M4 Eye, CNS M5 CNS NN Neuromuscular End plate NM Ganglion receptor G protein Postreceptor Mechanisms Gq  IP3, DAG cascade Gi  cAMP production  cAMP None Na+/K+ inflow Na, K inflow M4 – oko (tropikamid),CNS; M5 - CNS

Cholinergní transmise 1. syntéza a ukládání ACh syntetizován v nervových zakončení z acetyl-CoA (tvořen v mitochondriích) a cholinu (aktivně transportován přes membránu) pomocí cholinacetyltransferasy transport cholinu lze inhibovat hemicholiniem ACh aktivně transportován do zásobních vezikul inhibice pomocí vesamikolu 2. uvolnění ACh ukotvení vezikul k terminální membráně, vstup Ca2+ do cytoplazmy nervového zakončení → fúze membrány vezikul se synaptickou membránou → otevření póru a uvolnění uskladněného ACh do synaptické štěrbiny na základě akčního potenciálu inhibice uvolňování pomocí botulotoxinu 3. ukončení účinku ACh metabolismus pomocí enzymu acetylcholinesterasy v synaptické štěrbině uvolnění cholinu (zpětně recyklován) a krátkodobá acetylace enzymu, který se rychle spontánně hydrolyzuje

Muskarinové receptory - GPCR M1, M3 a (M5) receptory aktivují G protein a stimulují fosfolipasu C → uvolňuje sekundární posly DAG a IP3 → zvyšuje se nitrobuněčná koncentrace Ca2+ a dochází k excitačním projevům DAG moduluje aktivaci kalcium senzitivní PKC IP3 vede k k uvolnění Ca2+ z nitrobuněčných zásob → aktivace kalcium dependentní protein kinasy M2 (a M4) receptory snižují aktivitu adenylylcyklasy → konverze ATP na cAMP M2 receptory aktivace draslíkových kanálů v srdci → zvýšený vstup draslíku přes membránu kardiomyocytu → hyperpolarizace a stabilizace membrány nervového zakončení IP3 – inositol triphosphate, DAG - diacylglycerol

Heart – M2 Parasympathetic Control

M3 -Regulace kontrakce hladkého svalu An increase in free intracellular calcium can result from either increased flux of calcium into the cell through calcium channels or by release of calcium from internal stores (e.g., sarcoplasmic reticulum; SR).  The free calcium binds to a special calcium binding protein called calmodulin.  Calcium-calmodulin activates myosin light chain kinase (MLCK), an enzyme that is capable of phosphorylating myosin light chains (MLC) in the presence of ATP.  Myosin light chains are 20-kD regulatory subunits found on the myosin heads. MLC phosphorylation leads to cross-bridge formation between the myosin heads and the actin filaments, and hence, smooth muscle contraction. MLCK – myosin light chain kinase MLCP – myosin light chain phosphatase http://cvphysiology.com/Blood%20Pressure/BP026.htm

Přímo působící cholinomimetika Nikotinové receptory spřažené s iontovým kanálem selektivní pro Na+ a K+ agonisté vedou k otevření kanálu → vstup Na+ do buněk vede k excitačnímu postsynaptickému potenciálu → depolarizace membrány sympatických a parasympatických ganglií nebo nervosvalové ploténky

Přímá cholinomimetika Alkaloidy – rozpustné v tucích – penetrace po lokálním podání Nikotin, lobelin, pilokarpin Exkrece ledvinami – acidifikace moče urychluje eliminaci Muskarin – kvartérní – nižší BAV po per os podání

Bladder* and GI hypotonia Muscarinic agonists Drug Structure Receptor specificity Hydrolysis by AChE Clinical uses Musc Nic Acetylcholine +++ +++ +++ None Carbachol ++ +++ - Methacholine +++ + ++ Bethanechol +++ - Bladder* and GI hypotonia Muscarine None+ Pilocarpine ++ - Glaucoma Oxotremorine ++ - ARECOLINE Areca catechu (betel) - both M and N effect, stimulatory effects on CNS. methylation reduces afinity to nicotinic receptors Esters of carbamic acid resists to hydrolysis by ACHE (according to Rang HP, Dale MM et al.: Pharmacology, 2003)

Přímo působící cholinomimetika účinky 1. Oko kontrakce sfinkteru duhovky – mióza kontrakce vláken m. ciliaris – akomodace do blízka, usnadnění odtoku nitrokomorové vody snížení nitroočního tlaku

Cholinomimetika – KV systém Srdce - aktivace M2 receptorů snížení aktivity sympatiku vliv na SA uzel, AV uzel a srdeční síně negativně chronotropní - zpomalení srdeční frekvence, SA uzel negativně dromotropní - zpomalení rychlosti vedení, síně a AV uzel negativní inotropní účinek - snížení síly kontrakce síně a slabě komory minimálně efektivní dávky systémově - ACh - vasodilatace ze sníženého krevního tlaku doprovázena reflexním zvýšením srdeční frekvence (reflektorická aktivace sympatiku) vyšší dávky ACh: bradykardie, snížení vedení v AV uzlu, hypotenze minimální přímý účinek na hladké svalstvo cév není přítomna cholinergní inervace s výjimkou koronárního řečiště M3 receptory na endotelových buňkách parasympatomimetika uvolňují NO z endotelových buněk → aktivace guanylylcyklasy a zvýšení cGMP vede k relaxaci

Proteinkinaza G vede k sekvestraci kalcia do ER – jednak přímým vlivem na ER a hlavně uzavřením kalciových kanálu a vstupu Ca 2+ do buňky hladkého svalu http://symmetrydirectbuy.com/symmetry-cardio-5000-nutritional-facts-and-review-before-purchase/

Katzung 2011

Cholinomimetika - účinky 3. Respirační systém M3 receptory kontrakce hladkého svalu bronchů (bronchokonstrikce) stimulace žlázové sekrece v průdušnicích a bronších oba účinky se mohou vyvolat symptomy astmatu

Cholinomimetika - účinky 4. Gastrointestinální trakt především M3 receptory zvýšení sekreční aktivity slinné žlázy výrazně kyselá sekrece v žaludku středně stimulována méně ovlivněna sekrece pankreatu a intestinálních žláz zvýšená peristaltická aktivita relaxace většiny sfinkterů

Přímo působící cholinomimetika účinky 5. Urogenitální trakt M3 receptory stimulace detrusoru močového měchýře relaxace svalů trigona a sfinkterů močového měchýře → usnadnění močení děloha není výrazněna ovlivněna 6. Různé sekreční žlázy stimulace sekrece v termoregulačních – adrenergní inervace

Přímo působící cholinomimetika účinky 7. CNS obsahuje muskarinové (převaha v mozku) a nikotinové (převaha v míše) receptory komplexní stimulační účinek 8. CNS – vegetativní ganglia Stimulace NN receptoru – efektorové tkáně dle dominantního systému

Přímo působící cholinomimetika účinky 10. Neuromuskulární ploténka Fascikulace samovolné záškuby svalových vláken) a svalový spasmus depolarizující látky Které nejsou rychle hydrolyzovány (stejně jako nikotin) způsobují rychlý rozvoj depolarizační blokády pokud není membrána repolarizována manifestuje se paralýza kosterního svalstva

M-účinky Kardiotropní vliv cholinomimetik závisí na rovnováze mezi účinkem zprostředkovaným M receptory (bradykardie) a reflexem zprostředkovaným baroreceptory (tachykardie) reagujícími na pokles TK.

N-účinky Závisí na převládající inervaci daného orgánu. Cévy (arterioly) inervovány zejména sympatikem, stimulace N receptorů v gangliích vede k aktivaci α1 zvýšení TK Srdce (síně) a GIT Převládá parasympatikus, dráždění N receptorů ganglií - aktivace M receptorů Bradykardie - udržování klidové frekvence 60-80/min a zvýšení peristaltiky v GIT.

N-účinky neuromuskulární ploténka CNS kontrakce příčně pruhovaného svalu - N receptory při extenzivní stimulaci až k záškubům a křečím příčně pruhovaného svalu Excesivní stimulace – depolarizační blokáda - paralýza CNS Stimulace až excitace

Klinické použití přímých agonistů Pilocarpin eye gel – therapy of glaucoma with closed angle Carbachol intraocular administration to induce complete miosis for intraocular surgery effect lasts 24 hours AE: systemic parasympatomimetic effect caution in patients with heart failure, GIT a GU spasms betanechol – GIT - not registered in CR Karbachol KOI u hyperthyreosis

Nikotin větší afinita k neuronálním NN než NM CNS – zlepšení nálady, koncentrace, uklidnění, závislost vyšší koncentrace – třes, zvracení, stimulace respir centra -----křeče, kóma neselektivní stimulace ganglií – dominující systém? Stimulován parasympatickus i sympatikus úvodní projevy jsou často současnou odpovědí obou systémů kardiovaskulární systém cévy – vasokonstrikce, srdce – udržení klidová frekvence – 60/min GIT a GU převážně parasympatomimetický nauzea, zvracení, průjem, močení

Nepřímá cholinomimetika inhibují acetylcholinesterázu (ACHE) Váží se na ACHE a podléhají rychlé hydrolýze Alkoholová část se z enzymu rychle uvolňuje kyselá část zůstává vázána déle. Dokud se zbytek molekuly z enzymu neuvolní, působí jako inhibitor (I) zvyšují koncentraci ACH v blízkosti cholinergních receptorů Neselektivní stimulace M a N Aktivace zejména pasy + Ganglia, CNS, kosterní svaly Dokud se zbytek molekuly z enzymu neuvolní, působí jako inhibitor (I a enzym není dostupný pro hydrolyzu endogenního ACH.

Action of anticholinesterase drugs Reversible anticholinesterase Irreversible anticholinesterase Active enzyme N O N+ Neostigmine HO COO- Histidine Catylytic site Anionic Serine Glutamate Carbamyl transfered to serine ― OH Carbamyl-serine hydrolysed (slow) P OPr F Dyflos Phosphorylated enzyme No spontaneous hydrolysis Pralidoxime Reactivation PrO Phosphate transferred to ―NOH Enzyme reactivated OH (according to Rang HP, Dale MM et al.: Pharmacology, 2003)

Nepřímá cholinomimetika reverzibilní (hod) x ireverzibilní (dny-týdny) Ireverzibilní kovalentní vazba Délka blokády určuje trvání účinku Reverzibilní dáno T1/2 léčiva

Účinky CNS

Inhibitory acetylcholinesterasy alkoholy s kvarterní aminoskupinou edrofonium estery kyseliny karbamové (karbamáty) s terciární aminoskupinou - fysostigmin s kvarterní aminoskupinou - neostigmin, pyridostigmin organické deriváty kyseliny fosforečné (organofosfáty) echothiofát insekticidy - parathion, malathion nervové plyny - soman, sarin, tabun, VX látka ambenonium

Nepřímo působící cholinomimetika absorpce, distribuce a metabolismus Kvarterní karbamáty relativně nerozpustné v lipidech špatná absorpce ze spojivkového vaku, GIT, plic i přes kůži zanedbatelná distribuce do CNS s výjimkou fysostigminu (terciární amin) – dobře absorbuje ze všech míst, distribuuje do CNS, více toxických účinků metabolismus nespecifickými esterasami nebo cholinesterasami vliv na trvání účinku

Nepřímá cholinomimetika - reverzibilní Organofosfáty Echothiofát M,N Vyšší rozpustnost v tucích trvání účinku 2-7 dny Parathion Vysoká rozpustnost v tucích trvání účinku 7-30 dnů

Irreversible ACHE block On March 20, 1995, a doomsday cult Aum Shinrikyo’s performed sarin attack on the Tokyo subway system, which killed 13 people and left more than 6,000 sick or injured Japan on Friday commemorated the 20th anniversary of doomsday cult Aum Shinrikyo’s sarin attack on the Tokyo subway system, which killed 13 people and left more than 6,000 sick or injured.

Nepřímá cholinomimetika - ireverzibilní Organofosfátové inhibitory acetylcholinesterasy výjimka echothiofát – 2-7 dnů částečně až vysoce rozpustné v tucích velmi dobře absorbovány přes kůži, z plic, GIT a spojivkového vaku relativně málo stabilní ve vodě limitace jejich poločasu v životním prostředí používá se jako insekticidy distribuce do všech částí těla, včetně CNS insekticidy (parathion, malathion a další) proléčiva - aktivace v těle konverzí na kyslíkové analogy malathion na malaoxon, parathion na paraoxon malathion je rychle metabolizován na neaktivní metabolit u ptáků a savců, nikoliv u hmyzu a ryb

Nepřímá cholinomimetika – ireverzibilní - organofosfáty Kovalentně se vážou s ACHE organofosfáty, tj. estery kyseliny fosforečné E + PX  EPX  EP zpočátku vzniklý komplex organofosfát – ACHE (EPX) má reverzibilní charakter, enzym může být regenerován desítky sekund pak aging AGING Dealkylace – další propojení s ACHE Regenerace nemožná

Action of anticholinesterase drugs Reversible anticholinesterase Irreversible anticholinesterase Active enzyme N O N+ Neostigmine HO COO- Histidine Catylytic site Anionic Serine Glutamate Carbamyl transfered to serine ― OH Carbamyl-serine hydrolysed (slow) P OPr F Dyflos Phosphorylated enzyme No spontaneous hydrolysis Pralidoxime Reactivation PrO Phosphate transferred to ―NOH Enzyme reactivated OH (according to Rang HP, Dale MM et al.: Pharmacology, 2003)

Nepřímá cholinomimetika - ireverzibilní Využití pro farmakoterapii spíše vzácnější: u glaukomu (echothiofát), a např. scabies (malathion). Důležitá toxikologie častěji se užívají jako pesticidy (prostředky proti hlodavcům), insekticidy (proti hmyzu) a herbicidy (proti plevelům). bojové chemické prostředky tabun, sarin, soman, VX nervově paralytické látky

Intoxikace organofosfáty probíhá ve dvou fázích 1. fáze bezprostředně po zasažení se projevuje nikotinovými zmatenost, halucinace, svalový třes, až křeče poté paralýza smrt udušením i muskarinovými účinky - DUMPELS dyspnoe, porucha akomodace, průjem, hypersekrece Závažnost příznaků závisí na stupni inhibice ACHE. Silná intoxikace se projeví při inhibici více než 70% enzymu. 2. fáze nastává o 1-2 týdny později podstatou je degenerace nervů a chabá paréza svalů prognóza je špatná. DUMPELS – diarhea, urination, miosis, paralysis, excitation, lacrimation, salivation S   salivation L   lacrimation U   urination D   diaphoresis & defaecation (diaphoresis means to sweat excessively) (defaecation means to poo) G   gastrointestinal motility E   emesis (emesis means to vomit) Bláto/kal

Léčba intoxikace organofosfáty v časné fázi podání reaktivátorů acetylcholinesterázy (desítky sec) obidoxim, (pralidoxim, trimedoxin) Reaktivátor se naváže na fosforylovanou část molekuly enzymu a vede k rozpojení komplexu za plné regenerace enzymu. symptomatická atropin proti M účinkům ve vysokých dávkách. PANPAL – benaktyzin (antichol. úč.), trihexyfenidyl a pyridostigmin diazepam - křeče fysostigmin – kompetitivní ochrana

Cholinomimetika klinické použití Oko léčba glaukomu ke snížení nitroočního tlaku pomocí kontrakce ciliárního tělesa a usnadněného odtoku komorové tekutiny přímý agonisté – pilokarpin + timolol, karbachol inhibitory AChE - fysostigmin, - nyní neregistrován u chronického glaukomu do značné míry nahrazeny topickými β blokátory a deriváty prostaglandinu u akutního glaukomu s uzavřeným úhlem iniciální léčba před korekční chirurgií - kombinace přímého muskarinového agonisty a inhibitoru acetylcholinesterasy (pilokarpin a fysostigmin) akomodační esotropie strabismus způsobený akomodační chybou u hypermetropického oka u malých dětí

Cholinomimetika klinické použití Gastrointestinální a močový trakt snížení aktivity hladkého svalstva bez obstrukce pooperační ileus atonie nebo paralýza žaludku nebo střev po chirurgickém zákroku Neostigmin, pyridostigmin, bethanechol vrozené megakolon paralytická retence moči pooperační nebo poporodní nebo v důsledku sekundárního poranění míchy nebo nemoci = neurogenní močový měchýř bethanechol, neostigmin refluxní ezofagitida pro zvýšení tonu dolního jícnového svěrače bethanechol perorálně zvýšení sekrece slin pilokarpin, Cevimelin – nyní ex

Cholinomimetika klinické použití Nervosvalová ploténka myasthenia gravis Neostigminine, pyridostigmine, ambenonium autoimunologické onemocnění postihující nervosvalovou ploténku kosterního svalstva protilátky proti NM receptorům, zkrácení jejich životnosti) ptóza, diplopie, obtíže při mluvení a polykání, slabost v končetinách, může zasáhnout všechny svaly inhibitory acetylcholinesterasy v kombinaci s imunosupresivy kortikoidy, cyklosporin, azathioprin, popř. plasmaferesou edrofonium k diagnóze myasthenie k odlišení myasthenické krize od cholinergní krize u pacientů s tímto onemocněním ukončení účinku nedepolarizujících periferních myorelaxancií na konci chirurgické anestézie neostigmin, edrofonium

Cholinomimetika klinické použití Intoxikace parasympatolytiky intoxikace atropinem mydriáza, tachykardie, poruchy řeči a polykání, retence moči, únava, bolesti hlavy, hypertermie, ve vyšších dávkách poruchy vědomí, halucinace, delirium a kóma potenciálně letální u dětí (spíše náhodná otrava) předávkování s tricyklickými antidepresivy fysostigmin prostupuje do CNS antagonizování blokády centrálních i periferních muskarinových účinků nebezpečné centrální účinky → používá se pouze u hospitalizovaných pacientů s nebezpečně zvýšenou tělesnou teplotou a supraventrikulární tachykardií

Cholinomimetika klinické použití 5. Centrální nervový systém léčba Alzheimerovy nemoci prototypová látka takrin (není používán z důvodu hepatotoxicity) donepezil, galantamin a rivastigmin více selektivní inhibitory acetylcholinesterasy zpomalení progrese nemoci, nikoliv její zastavení NÚ – hlavně GIT

Užití – schválené indikace neostigmin tablety (SYNTOSTIGMIN) Terapie myasthenia gravis Terapie hypoaktivity detruzoru neurogenního i non-neurogenního původu neostigmin – injekce Útlum střevní peristaltiky až paralytický ileus, pooperační atonie močového měchýře, myasthenia gravis, bulbární syndromy různé etiologie, retence moči po tymolepticích, antidotum myorelaxačního účinku tubokurarinu pyridostigmin tablety Myasthenia gravis, centrální a periferní parézy, střevní atonie, atonická obstipace, pooperační retence moči. fysostigmin (ANTICHOLINUM) Léčba akutních otrav doprovázených těžkým centrálním anticholinergním syndromem. Bulbární syndrom je onemocnění z oboustranné léze IX−XII. hlavových nervů nebo jejich jader. dysartrie, dysfágie, pokles měkkého patra (příznak opony) snížený nebo vyhaslý dávivý reflex, atrofie jazyka, fascikulace jazyka. Při progresi může dojít k postižení žvýkacího a mimického svalstva inervovaného z V., respektive VII. hlavového nervu. Dále to mohou být poruchy dýchání a srdeční činnosti při postižení center v prodloužené míše nebo X. hlavového nervu.

Cholinomimetika Klinické použití Přímo působící agonisté Bethanechol Postoperační a neurogenní ileus Retence moči Karbachol Glaukom Pilokarpin Sjöngrenův syndrom (pro zvýšení sekrece) Nepřímo působící agonisté Edrofonium Antagonizování účinků kompetitivních myorelaxancií Diagnóza myasthenia gravis Neostigmin Pooperační atonie GIT a močových cest Ukončení účinků nedepolarizujících periferních myorelaxancií Léčba myasthenia gravis Pyridostigmin Fysostigmin Léčba intoxikace atropinem nebo látkami s antimuskarinovým působením Echothiofát Rivastigmin Galantamin Donepezil Alzheimerova nemoc

Otrava houbami Muskarinový syndrom Houby: Vláknice, strmělky Toxin – muskarin Latence < 2 hodiny Sy – aktivace parasympatiku Hlavně žlázy – slznění, slinění pocení, mióza …. Th: výplach žaludku, atropin Inocybe geophylla − Vláknice zemní Clitocybe rivulosa − Strmělka potůčková

Otrava houbami Psylocibinový syndrom Houby: lysohlávka Toxin – psilocybin, psilocin Latence < 2 hodiny Sy – halucinace Th: sedace, diazepam Psilocybe bohemica − Lysohlávka česká

Otrava houbami Syndrom mykoatropinový-neurotoxický (muskarinový) Amanita muscaria − Muchomůrka tygrovaná Otrava houbami Syndrom mykoatropinový-neurotoxický (muskarinový) Houby: muchomůrka červená a tygrovaná Toxin – muscimol, kyselina ibotenová Latence < 3 hodiny Sy – zpočátku muskarinové poté anticholinergní jako atropin Th: žaludeční výplach, aktivní uhlí, symptomatická terapie, Amanita muscaria − Muchomůrka červená poznámka: nepodávat diazepam, atropin, barbituráty,

Otrava houbami Syndrom faloidní-hepatorenální Amanita phalloides − Muchomůrka zelená Otrava houbami Syndrom faloidní-hepatorenální Houby: muchomůrka zelená a jarní Toxin – amatoxiny (termostabilní cyklické oktapeptidy) amanitin a phaloidín Latence – 6-24 hodin Hromadí se v hepatocytech - v buňkách se váží na RNA polymerázu- zastaví proteosyntézu Th: zvracení, výplach žaludku, masivní dávky carbo animalis, hemodialýza, silibin…až transplantace jater Muchomůrka jarní prognóza: špatná (smrt asi do týdne na cirkulační selhání nebo septický šok), přežití 10−20 %, poznámka: 85 % amatoxinů se vylučuje nezměněno ledvinami, poškození ledvin je spíše podmíněno dehydratací (i při terapii nutno dbát na udržení vodní a elektrolytové rovnováhy),,

Nikotin – akutní toxicita méně významná než chronická forma spojená s kouřením fatální dávka nikotinu - 40 mg množství ve dvou cigaretách; část nikotinu se zničí spálením nebo unikne vedlejším kouřem), nikotin používá jako insekticid nikotin se relativně rychle metabolizuje a exkretuje pro přežití důležité první 4 h CNS - křeče, potenciálně ke kóma a zástavě dechu Možná depolarizační blokáda a paralýzu dýchacích svalů hypertenze a srdeční arytmie terapie stimulace M receptorů - atropin centrální stimulace - parenterálně antikonvulsiva (diazepam) neuromuskulární blokáda - potřeba mechanické ventilace

Chronická toxicita nikotinu zvýšené riziko vaskulárních onemocnění včetně náhlé srdeční smrti vředová choroba vysoký výskyt recidiv u kuřáků nikotinová léčba k odvykání kouření žvýkačky, transdermální náplasti, nosní sprej nádorová onemocnění močový měchýř, SCLC, GIST ----to vyplývá z polyaromátů

Anticholinergika, parasympatolytika

Rozdělení Parasympatolytika, antimuskarinika cholinolytika Kompetitivní antagonisté dle afinity vůči M a N receptorům. Parasympatolytika, antimuskarinika látky blokující jenom M receptor (např. atropin) cholinolytika látky ovlivňující jak M, tak i N receptory (např. látky s kvartérním dusíkem v molekule) Ganglioplegika blokátory NN receptorů – trimetafan, hexamethonium receptory sympatických a parasympatických ganglií Blokátory na nervosvalové ploténce blokátory NM receptorů v kosterním svalu periferní myorelaxancia zde říct něco o otázce vegetativní ganglia

Parasympatolytika klasifikace Dle jejich selektivity k M receptorům neselektivní (všechny podtypy M receptorů) selektivní (M1-M4 receptor) Dle jejich původu přírodní atropin alkaloid s terciární aminoskupinou, ester kyseliny tropové Atropa belladonna (Rulík zlomocný) a Datura stramonium (Durman obecný) skopolamin (hyoscin) alkaloid s terciární aminoskupinou v Hyosciamus niger (Blín černý) semisyntetické a syntetické

Antimuskarinika semisyntetické a syntetické deriváty Terciární aminy homatropin, cyklopentolát, tropikamid, ...oxybutynin, darifenacin, solifenadin, propiverin, tolterodin, ...biperiden, procyklidin účinek na oko i CNS (antihistaminika, neuroleptika, antidepresiva) Kvarterní aminy ipratropium, tioproprium, butylskopolamin, trospium, otilonium více periferních účinků a méně CNS účinků baze kyselina tropová Amonium – N4 – trospium, otilonium Propiverin e jediným spasmolytikem, které má dva mechanizmy účinku Účinkuje jednak tím, že působí jako blokátor kalciových kanálů a brání tak přísunu kalciových iontů do svalové buňky, jednak obsazuje M3 -receptory pro acetylcholin a blokuje tak cestu jeho působení

Scopolamine N-butyl bromide Otilonium bromide Atropine Tropicamide Pitofenone (ALGIFEN) Scopolamine N-butyl bromide Tolterodine tartrate Atropin Ind: při otravě inhibitory acetylcholinesterázy, premedikace před celkovou anestézií, při akutním infarktu k zvládnutí bradykardicko-hypotenzního syndromu, fibrilace a flutter předsíní s pomalou komorovou odpovědí, bradykardie a bradykardické arytmie jako následek parasympatotonie nebo předávkování beta-sympatolytiky. Pomocný lék při bradyarytmiích vyvolaných předávkováním digitálisovými glykozidy. Akutní extrapyramidové dyskinezy na začátku léčby neuroleptiky. Používá se v kombinaci se spazmoanalgetiky a papaverinem. Fenpiverinium Solifenacin Trospium Ipratropium

Antimuskarinika farmakokinetika - absorpce Atropin a terciární aminy relativně rozpustné v tucích dobrá absorpce z GIT a dalšími membránami ze spojivkového vaku skopolamin ve vhodném vehikulu se vstřebává přes kůži - transdermální podání Kvarterní aminy nízká rozpustnost v tucích snaha o snížení centrálních účinků vyvolaných terciárními aminy za současného zvýšení terapeutického účinku pouze 10-30% perorálně podané dávky je absorbováno z GIT preference parenterálního podání

Antimuskarinika farmakokinetika - distribuce Terciární aminy široce distribuovány do celého těla signifikantní hladiny v CNS během 30-60 min může limitovat dávku podanou pro navození požadovaného periferního účinku skopolamin je rychle a ve velkém rozsahu distribuován do CNS výraznější CNS účinky v porovnání s ostatními antimuskariniky (již v nízkých dávkách) schopnost pronikat do oka přes spojivkovou sliznici při lokální podání Kvarterní aminy téměř nepronikají do oka a CNS relativně bez CNS účinků (při nízkých dávkách)

Antimuskarinika farmakokinetika - metabolismus a exkrece Atropin eliminace probíhá ve dvou fázích t1/2 v rychlé fázi je cca 2 h t1/2 v pomalé fázi je cca 13 h trvání účinku cca 4-8 h 50 % z podané dávky je eliminováno v nezměněné podobě močí, částečně metabolickou přeměnou v játrech Parasympatický účinek rychle klesá ve všech orgánech s výjimkou oka účinek na duhovku a ciliární sval přetrvává 72 h anebo déle (atropin) Ostatní zástupci eliminace močí v podobě metabolitů

Účinky parasympatolytik v závislosti na podané dávce různá citlivost jednotlivých tkání Nejcitlivější k atropinu - slinné, bronchiální a potní žlázy. méně citlivé . HCl parietální buňky pankreatické velmi málo Hladká svalovina a srdce jsou svou citlivostí uprostřed.

Účinky parasympatolytik/použití CNS: antiemeticky u kinetóz Skopolamin - poruchy vestibulárního aparátu Sedace - v toxických dávkách dochází naopak k excitaci CNS. Nižší dávky neklid, hyperreaktivita.....halucinace koma Atropin stimuluje CNS od nízkých dávek !!! Parkinsonova nemoc potlačení třesu – biperiden, procyklidin SA a AV uzel Nízké dávky atropinu bradykardie - stimulace vagových center v míše, Tachykardie Farmakologická dávka - přímým antimuskarinový účinek bez vlivu na TK atria jsou silně inervována parasympatickými nervovými (vagovými) vlákny (rr. retardantes). Po přechodné výše zmíněné bradykardii (iniciální stimulace n.vagus v prodloužené míše) vagová blokáda může zrychlovat AV vedení a zkracovat efektivní refrakterní fázi AV uzlu

Basal ganglia

Účinky parasympatolytik/použití cévy arteriální krevní tlak neovlivněn většina odporových cév bez přímé cholinergní inervace Výrazné antinikotinové účinky kvartérních – ortostatická hypotenze, při hypotenzi a1-mimetika blokáda vasodilatace dilatace koronárních tepen způsobená parasympatickou stimulací vasodilatace v krevním řečišti zásobující kosterní svalstvo způsobená sympatickými cholinergními nervy vasodilatace vyvolaná endotelovými muskarinovými receptory (M3) při toxických dávkách - vasodilatace kožních cév, zejména v horní části těla

Účinky parasympatolytik Oko: Mydriáza blokáda m. sphincter pupillae převládne aktivita m. dilatator pupillae CAVE - nebezpečné u Pc s glaukomem - možnost vyvolání akutního glaukomatózního záchvatu (viz dále) Cykloplegie paralýza m. ciliaris oko ztrácí schopnost akomodovat na blízko, vidění se stává neostré. Snížení sekrece slz Pc vnímá jako „suché oči“ lokálním podáním s terciárním dusíkem Belladonna - krasna

Účinky parasympatolytik Dýchací systém Bronchodilatace, Snížení sekrece Ind.astma, CHOPN, prevence laryngospasmu před celkovou anestezii Termoregulace atropin významně potlačuje pocení U dospělých osob zvýšení tělesné teploty pouze u po vysokých dávkách U dětí „atropinová horečka“ může již po dávkách nižších. sekreční žlázy v bronchiální sliznici i hladká svalovina stěny bronchů jsou inervovány prostřednictvím n. vagus a obsahují M receptory. Po podání atropinu proto dochází k a snížení sekrece.

Účinky parasympatolytik GIT snížení motility GIT – M3 - obstipace Relaxace stěn Vyprazdňování žaludku je zpomaleno Intestinal transit time prodloužen. Zvýšení tonu sfinkterů Obnovení peristaltiky za 1-3 dny. žaludeční sekrece – M1 potlačena až vlivem vyšších dávek snížení motility GIT, méně pak sekreci žláz. na rozdíl od sekrece slinných žláz je relaxace žlučových cest

Účinky parasympatolytik - atropin

Intoxikace atropinem citlivé zejména děti periferní účinky suchost kůže a sliznic, tachykardie, mydriáza a cyklopegie Kůže je příznačně teplá, suchá a šarlatově červená kapilarotoxicita, zejména v horní části trupu Zvýšená tělesná teplota Výrazná stimulace až excitace CNS halucinace, obluzenost, křeče až koma Terapie je symptomatická prevence šoku, proti křečím diazepam antipyretika, ochlazování

Antimuskarinika klinické použití 1. Onemocnění CNS Vestibulární poruchy - kinetózy Skopolamin, H1-lytika 1.generace - moxastin blok vagového reflexu i centrálního cholinergního účinku parenterálně, orálně, transdermálně běžně používané dávky způsobují sucho v ústech a sedaci Parkinsonova choroba biperiden, procyklidin, benzatropin léčba extrapyramidových nežádoucích účinků některých psychofarmak chlorpromazin, haloperidol doplňková léčba u některých pacientů NÚ – typicky parasympatolytické

Antimuskarinika klinické použití 2. Oftalmologie přesné měření refrakčních vad u nespolupracujících pacientů paralýza ciliárního svalu (cykloplegie) krátkodobé vyřazení schopnosti zaostřit nablízko (akomodace) oftalmoskopické vyšetření očního pozadí diagnostická mydriáza topicky v podobě očních kapek nebo mastí terciární aminoskupina zajišťuje dobrou penetraci při aplikaci do spojivkového vaku atropin (> 72 h), homatropin (24 h), cyklopentolát (2-12 h) a tropikamid (0,5-4 h) prevence vzniku synechií (adhezí) při uveitidě a iritidě terapeutická mydriáza homatropin (dlouhopůsobící, 24 h)

Indikace parasympato- a cholinolytik 3. Bronchy terapie astma bronchiale a CHOBPN - kvarterní Inhalační podání – malé systémové NÚ – Pomalý systémový průnik - rychlý mtb bronchodilatace a snížení sekrece v bronchiálním systému SAMA - ipratropium, oxytropium, LAMA – thiotropium, aclidinium menší pravděpodobnost vyvolání tachykardie a srdečních arytmií u citlivých pacientů (v porovnání s β agonisty - ICHS premedikace před narkózou prevence stimulace n.vagus pro nebezpečí laryngospasmu, bronchospasmu, bronchiální hypersekrece a následné pooperační atelektázy. vzniká riziko retence moče, střevní hypomotility, arytmie 3. Respirační onemocnění premedikace před celkovou anestézií injekčně atropin nebo skopolamin blokáda reflexů vyvolaných aktivací parasympatiku – bradykardie, srdeční zástava, bronchokonstrikce, laryngospasmus, zvýšení žlázové sekrece po operaci mohou přispět k retenci moči a střevní hypomotilitě žádoucí vedlejší účinek skopolaminu - významná amnézie omezené použití s moderními narkotiky pomocné bronchodilatans u astmatu ipratropium molekula s kvarterním dusíkem blokující všechny muskarinové receptory inhalační podání pro snížení výskytu systémových účinků neovlivňuje nepříznivě funkci řasinkového epitelu a hromadění bronchiálního sekretu (nesnižuje bronchodilatační účinek β agonistů) menší pravděpodobnost vyvolání tachykardie a srdečních arytmií u citlivých pacientů (v porovnání s β agonisty) chronická obstrukční plicní choroba ipratropium, tiotropium (delší trvání účinku, především blokáda M1 a M3 receptorů)

Antimuskarinika klinické použití 4. Kardiovaskulární onemocnění parenterálně atropin léčba symptomatické bradykardie u akutního infarktu myokardu (vasovagový atak) - výhodnější než katecholaminy a srdeční zástava z aktivace vagového reflexu předávkování s digoxinem nebo β blokátory orálně ipratropium léčba bradykardií před implantací pacemakeru Nadměrné pocení

Antimuskarinika klinické použití GIT léčba peptického vředu Málo účinná – nutné vyšší dávky Antimuskarinové NÚ pirenzepin – M1-selektivní spasmolytika GIT/GUS především kvarterní amoniové báze – i NN receptory butylskopolamin, Fenpiverin(ium) - parenterálně - koliky ucholelithiazy, urolithiázy. Společně s pitofenonem/kodeinem Otilonium – kapky, tablety – dráždivý tračník Hypermotilita u průjmu, hypertonie atropin s difenoxylátem u průjmu cestovatelů), zde je zřejmě nejsilnější protiprůjmovou kombinací parasympatolytikum s opiátem. (př. atropin s difenoxylátem [REASEC], což je neanalgetický opiový derivát) [REASEC], což je neanalgetický opiový derivát)

Antimuskarinika klinické použití 6. Onemocnění močového systému léčbě hyperaktivního močového měchýře oxybutynin selektivní k M3 receptoru při spasmech močového měchýře po urologických operacích (prostatektomii) snížení samovolnému močení u pacientů s neurologickým onemocněním trospium (neselektivní antagonista) darifenacin a solifenacin (větší selektivita k M3 receptorům než oxybutynin) tolterodin a fesoterodin (M3 selektivní antagonista, při inkontinenci moči) propiverin u urolitiázy k potlačení bolestivých spasmů hladkého svalstva močovodu způsobených přítomností kamene propiverin kombinovana M blokada a blokada vápnikových kanálů

Terapie inkontinence Hyperaktivní měchýř Myotropní – Ca2+ propiverin Neurotropní – selektivní antagonisté M3-rec Více specifické k receptorům v močovém měchýři než ve žlázách terciární - tolterodin, fesoterodin, solifenacin, darifenacin, oxybutinin Trospium (neselektivní) Kvarterní N ale bez N účinku Neurotropní – selektivní b3 agonista Mirabegrone – zvýšení cAMP – relaxace detrusoru Neovlivní mikci zprostředkovanou M3 a M2 receptory

Antimuskarinika klinické použití Otravy inhibitory ACHE - organofosfáty Atropin ve vysokých dávkách 1-2 mg i.v. po 5-15 min. dokud se neobjeví známky antimuskarinového účinku (sucho v ústech, mydriáza, tachykardie). Viz také oximy.

Kontraindikace parasympato- a cholinolytik Glaukom zejména typ s uzavřeným úhlem. Hypertrofie prostaty zesílené nebezpečí retence moče) paralytický ileus, obstipace

Antimuskarinika nežádoucí účinky intoxikace s kvarterními parasympatolytiky příznaky periferní blokády parasympatiku, omezené nebo žádné centrální účinky atropinu projevy blokády ve vegetativních gangliích významná ortostatická hypotenze blok posturálních reflexů) léčba s kvarterními cholinesterasovými inhibitory (např. neostigmin), kontrola hypotenze pomocí α sympatomimetik (fenylefrin)

Anticholinergní farmaka s účinky antimuskarinovými a antinikotinovými v GITu a GUS působí spazmolyticky na veškerou hladkou svalovinu včetně sfinkterů butylbromid skopolaminu, oxyfenonium,, otilonium, ipratropium, trospium, Genitourinary system

Anticholinergní farmaka indikována k symptomatologické léčbě bolesti vycházející z hypertonie (koliky), hyperkineze nebo dyskineze hladké svaloviny GIT. Samostatně nebo spasmoanalgetické směsy společně s analgetiky a dalšími spazmolytiky ze skupiny papaverinu pitofenon + fenpiverin - SPASMOPAN pitofenon + fenpiverin + metamizol - ALGIFEN

Antimuskarinika nežádoucí účinky Vystupňované projevy blokády parasympatiku v závislosti na podané dávce časté nežádoucí účinky sucho v ústech, zácpa, retence moči a rozmazané vidění nepredikovatelné účinky CNS a kardiovaskulární účinky

Intoxikace anticholinergiky Akcentace periferních anti.M účinků Minimální ovlivnění CNS. Účinky antinikotinové mohou se projevit ortostatickou hypotenzí. Léčba Symptomatická – life support Neostigmin - inhibitor ACHE s kvarterním dusíkem Zvládnutí hypotenze může vyžadovat sympatomimetikum např. fenylefrin.

Nežádoucí účinky přímých cholinomimetik podle afinity k receptorům excitace M receptorů stimulace CNS, mióza, akomodace do blízka, dyspnoe (bronchokonstrikce, hypersekrece bronchiálních žlaz), průjem (hypermotilita a hypersekrece v GIT), sklon k hypotenzi (vazodilatace), bradykardie excitace N receptorů CNS ve vyšších koncentracích – generalizované křeče, útlum CNS, kóma a zástava dechu svalové záškuby/křeče - paralýza zvýšení TK – při vysokých dávkách inhibitorů AChE – bradykardie, pokles MSV - hypotenze