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围手术期用药对气管平滑肌张力的影响及作用机制

2022-07-29
来源:求医网
围手术期用药对气管平滑肌的影响对气道高反应患者来说至关重要,本文就近10年来数10种药物对气管平滑肌的影响及其作用机制作一综述。

气道平滑肌张力调节主要作用机制气道平滑肌收缩的胞内信号传导主要有IP/Ca信号传导系统和DAG/PKC信号传导系统,激动剂如乙酰胆碱(Ach)作用于受体可开启受体依赖性钙通道(RDC)和电压依赖性钙通道(VDC)使外钙内流,还可通过细胞膜上磷酸肌醇水解,产生肌醇三磷酸(IP)和甘油二酯(DAG),IP可使内钙释放,DAG激活蛋白激酶C(PKC)通过蛋白质磷酸化、增加细胞内钙离子浓度及增加细胞器对钙离子的敏感性等途径使平滑肌收缩[1]。IP/信号传导系统在平滑肌收缩的发起(即一相收缩)中占有重要地位,但在那些持续的刺激、持续的收缩中,胞内Ca的增加是短暂的,信号在产生之初即可被自身调节系统和其他信号传导系统下降调控,因而具有瞬时性,Rasmussen等提出了一个信号的“时空模型”来解释持续反应,即信使要和其他信使如DAG一起通过激活PKC等激酶,完成持续反应[2,3]。外钙内流在平滑肌收缩的发起和维持中只占有一定的辅助地位,其证据有在无钙环境或给予非选择性钙通道阻滞剂维拉帕米(verapamil)的情况下,细胞内钙离子浓度虽然下降至基线,但只能使平滑肌的一相和二相收缩有部分下降,而不能完全抑制[4]。其他可影响气管平滑肌张力的因素有钾通道开启的状态,细胞内cAMP、cGMP的含量等,药物对平滑肌张力的影响主要通过以上一条或几条途径而发挥作用。

静脉麻醉药对气管平滑肌张力的影响大多常用静脉麻醉药如异丙酚[5~8]、依托咪酯[8]、氯胺酮[5,6,9,10]、γ-OH[10]对气管平滑肌均有不同程度的舒张作用。在活体身上氯胺酮在临床血药浓度下有直接舒张作用,和其较低的血浆蛋白结合率有关[6],而异丙酚和依托咪酯均在大于临床血药浓度下才具有舒张作用,可能和它们有较高的血浆蛋白结合率有关,也可能和气管平滑肌上没有其特殊结合受体有关[6,8]。在高于临床血药浓度情况下硫喷妥钠、异丙酚、依托咪酯、氯胺酮对电压依赖性钙通道均有抑制作用,异丙酚、依托咪酯还有抑制内钙释放的作用[5,8]。但硫喷妥钠却使乙酰胆碱诱发的人离体支气管平滑肌收缩力增加[8]。在活体实验动物身上,硫喷妥钠/芬太尼静脉麻醉对静息状态下气管平滑肌张力无影响,但也不能抑制组胺等诱发的气管平滑肌收缩,因此对哮喘患者无明显益处,应避免使用[7]。异丙酚虽然在动物身上有和硫喷妥钠相似的结果,但有资料报道在活体人身上,静注2mg/kg的异丙酚可使机械通气的患者气管平滑肌张力下降,估计和间接的神经反射有关而非直接的作用,因此优于硫喷妥钠[6]。氯胺酮在临床剂量下舒张气道平滑肌的作用和抑制外钙内流关系不大[5,6],而可能主要是抑制了内钙释放或PKC信号传导系统。内皮素是目前已知的最强的气管和支气管平滑肌收缩剂,已经证明在哮喘患者的支气管上皮细胞、血浆和支气管肺泡灌洗液中内皮素的含量明显增高,在某些疾病和理化因素影响下,内皮素的表达和释放增加,并参与哮喘等多种呼吸系统疾病的形成。有资料表明氯胺酮可显著抑制内皮素诱导的气管平滑肌收缩,为有内皮素表达释放增加的手术患者选用静脉麻醉药物提供了理论依据。氯胺酮抑制内皮素收缩气管平滑肌的作用机制尚不完全清楚,但不依赖于上皮,可能和抑制外钙内流和内钙释放有关[9]

吸入麻醉药对气管平滑肌张力的影响和静脉麻醉药不同,氟烷、安氟醚、异氟醚、七氟醚、地氟醚等吸入麻醉药在临床有效血药浓度下即有舒张气管平滑肌的作用,其强度为地氟醚>氟烷>异氟醚>安氟醚>七氟醚,对远端小气道平滑肌的抑制作用大于近端大气道平滑肌,因此适用于哮喘等气道高反应性患者,其作用机制涉及到依赖上皮的舒张作用、抑制电压依赖性钙通道、抑制细胞内钙池中钙离子的释放、抑制细胞膜上PKC的活性、降低收缩器对钙的敏感性等几个方面,能否激活钾通道尚有待于进一步研究[4,11~15]

镇静安定药对气管平滑肌张力的影响安定、咪唑安定、氟哌啶、氯丙嗪、异丙嗪均有舒张气管平滑肌的作用。中枢性苯二氮受体阻滞剂氟马西尼、外周性苯二氮受体阻滞剂PK11195和β受体阻滞剂心得安均不能影响安定和咪唑安定对气管平滑肌的舒张作用,因此其作用机制和中枢苯二氮受体、外周性苯二氮受体及β受体无关,但和抑制外钙内流和内钙释放有关,单纯使用氟马西尼对气管平滑肌张力也无明显影响,因此可安全地用于拮抗苯二氮类的中枢作用而不影响其抑制气管平滑肌的作用,咪唑安定不影响收缩器对钙离子的敏感性,安定、咪唑安定抑制离体气管平滑肌收缩的浓度相似于其临床有效血药浓度,但由于安定、咪唑安定均有较高的血浆蛋白结合率,因此在临床使用中,游离状态下的安定、咪唑安定能否起到舒张气管平滑肌的作用尚未有定论[6,16~18]。氟哌啶、氯丙嗪、异丙嗪可抑制电脉冲诱发的气管平滑肌收缩[19],作用机制不清楚,可能也和抑制外钙内流、内钙释放及PKC信号传导有关。

镇痛药对气管平滑肌张力的影响吗啡可直接作用于气管,引起其收缩力增强,此效应可被纳洛酮逆转。在气道平滑肌上可能存在特异性吗啡受体,该受体兴奋可引起气道平滑肌收缩,吗啡与之结合可能是引起气道平滑肌兴奋性增强的主要机制之一。芬太尼和哌替啶可抑制气管平滑肌的收缩,作用机制不明,可能和抑制气管平滑肌上某些兴奋性受体及兴奋平滑肌上某些抑制性受体有关[20]。使用选择性阿片μ受体激动剂DAMGO对静息状态下或乙酰胆碱诱发的气管平滑肌收缩均无影响,但可加强异丙肾上腺素的舒张作用,作用机制和增加细胞内cAMP的浓度有关[21]。对气道高反应性患者,应避免使用吗啡,改用哌替啶,但应与阿托品同用。芬太尼虽可抑制气管兴奋性,但在整个动物则有拟副交感作用及α-肾上腺能受体兴奋作用,气道高反应病人患者应慎用,必要时可与阿托品、氟哌啶同用。在吗啡等引起的支气管痉挛中,可用纳络酮治疗[20]

肌松药对气管平滑肌张力的影响气道平滑肌上突触后膜M受体兴奋引起平滑肌收缩,突触前膜M受体兴奋可抑制神经末梢囊泡内乙酰胆碱(Ach)的释放,具有负反馈作用。潘库溴铵、美维松对M、M受体均有拮抗作用,哌库溴铵对M受体有拮抗作用,但对M受体无拮抗作用,杜什库铵对M和M受体均无拮抗作用,在小于临床血药浓度下,潘库溴铵对M受体的抑制作用起主导作用,因此可加强迷走神经刺激诱发的平滑肌收缩,在临床剂量下此作用不明显,在大于临床剂量下对M受体的抑制起主导作用,因此可舒张气管平滑肌,哌库溴铵尽管有加强迷走神经诱发气管平滑肌收缩的作用,但只发生在大于临床浓度情况下,美维松在小于临床剂量下有加强迷走神经收缩气管平滑肌作用,但在临床范围内对M的抑制作用大于对M的抑制作用,因此有舒张气管平滑肌的作用,杜什库铵对气管平滑肌张力无影响[22,23]。琥珀胆碱、氨酰胆碱、及三碘季铵酚均有松弛气管平滑肌的作用[24]

其他类药物对气管平滑肌张力的影响利多卡因、呋喃苯胺酸、布美他尼、尼莫地平、地塞米松、异丙肾上腺素、硝普钠、硝酸甘油、肝素等均有舒张气管平滑肌的作用。利多卡因的作用机制和抑制外钙内流、内钙释放,抑制PKC的活性,降低收缩器对钙的敏感性有关[25]。呋喃苯胺酸、布美他尼、尼莫地平和地塞米松均可抑制、乙酰胆碱、组胺、前列腺素F2a引起的离体气管平滑肌收缩,作用机制尚不完全清楚[26~29]。异丙肾上腺素[30]作用于β受体,增加细胞内cAMP的含量,cAMP可降低钙调蛋白和肌球蛋白轻链的结合力,可使钙离子移入钙池,或泵出膜外,激活cAMP依赖的钾通道以抑制电压依赖性钙通道的开放,抑制受体调节性钙通道的开放。硝普钠和硝酸甘油可激活大电导钙激活性钾通道(large c onductance -activated K channel),此作用可能通过提高细胞内cAMP来实现的,但对小电导钙激活性钾通道和ATP敏感的钾通道无激活作用,此外还可通过抑制电<