5.12
المحفزات ذات التأثير الكولينجي غير المباشرة هي عوامل تتفاعل مع إنزيم أسيتيل كولين استريز في المحفز الفجوي الجيبي ، مما يمنع تحلل الأسيتيل كولين إلى ال…
ترتبط ناهضات اتروبين غير مباشرة المفعول بإنزيمات AChE عند الشق المشبكي وتمنع التحلل المائي ACh. وهذا يؤدي إلى زيادة تركيز ACh في المشبك ، مما يعزز بشكل غير مباشر العمل اتروبيني.
بشكل عام ، يتم تصنيفها على أنها مثبطات قابلة للعكس أو لا رجعة فيها بناء على مدة عملها.
المثبطات القابلة للانعكاس هي عوامل قصيرة المفعول ومتوسطة المفعول.
العوامل قصيرة المفعول هي كحول بسيط يحمل مجموعات الأمونيوم الرباعية مثل الإيدروفونيوم.
تشمل العوامل ذات المفعول الوسيط استرات الكربامية مثل نيوستيجمين وفيزوستيجمين.
Neostigmine هو كربامات تحمل مجموعة الأمونيوم الرباعية ، في حين أن فيزوستيجمين هو كربامات تحدث بشكل طبيعي مع مجموعة أمين من الدرجة الثالثة.
تشمل المثبطات التي لا رجعة فيها الفوسفات العضوي. إنها مشتقات حمض الفوسفوريك ذات بدائل متعددة ، حيث يعمل أحد البدائل كمجموعة قابلة للتغيير.
على سبيل المثال ، يتكون صدى الصدى من مجموعتين من الألكوكسي ومجموعة ثيوكولين واحدة. يحتوي السارين ، وهو غاز عصبي ، على ألكوكسي واحد ، وواحد ألكيل ، ومجموعة هالوجين واحدة. هنا ، الثيوكولين والهالوجين عبارة عن مجموعات قابلة للتقلب.
View the full transcript and gain access to JoVE Core videos
Q1: How do indirect-acting cholinergic agonists increase acetylcholine levels at the synapse?
Indirect-acting cholinergic agonists bind to acetylcholinesterase (AChE) enzymes at the synaptic cleft and inhibit the breakdown of acetylcholine into choline and acetate. By preventing ACh hydrolysis, these agents allow acetylcholine to accumulate in the synapse, indirectly enhancing cholinergic neurotransmission without directly activating cholinergic receptors.
Q2: What is the difference between reversible and irreversible cholinesterase inhibitors?
Reversible inhibitors are short- and intermediate-acting agents that temporarily bind to acetylcholinesterase, allowing enzyme recovery. Irreversible inhibitors, such as organophosphates, permanently inactivate the enzyme through covalent bonding. Reversible agents like neostigmine and physostigmine have predictable durations of action, while irreversible inhibitors produce prolonged effects.
Q3: What structural features distinguish short-acting reversible cholinesterase inhibitors?
Short-acting reversible inhibitors are simple alcohols bearing quaternary ammonium groups, exemplified by edrophonium. The quaternary ammonium moiety provides positive charge, enhancing binding to the negatively charged active site of acetylcholinesterase. This structural feature enables rapid, reversible enzyme inhibition with brief duration of action.
Q4: How do intermediate-acting agents like neostigmine and physostigmine differ structurally?
Both neostigmine and physostigmine are carbamic esters, but they differ in amine groups and origin. Neostigmine is a synthetic carbamate with a quaternary ammonium group, while physostigmine is a naturally occurring carbamate containing a tertiary amine group. These structural differences affect their pharmacokinetic properties and tissue penetration.
Q5: What makes organophosphates irreversible cholinesterase inhibitors?
Organophosphates are phosphoric acid derivatives containing multiple substituents, including a labile group that forms a covalent bond with acetylcholinesterase. Echothiophate contains two alkoxy groups and a thiocholine labile group, while sarin contains an alkoxy group, alkyl group, and halogen labile group. This covalent modification permanently inactivates the enzyme.
Q6: Why are quaternary ammonium groups important in cholinesterase inhibitor design?
Quaternary ammonium groups provide permanent positive charge, enabling strong electrostatic interactions with the negatively charged active site of acetylcholinesterase. This structural feature enhances binding affinity and specificity for the enzyme. Agents like edrophonium and neostigmine utilize quaternary ammonium moieties to achieve potent cholinesterase inhibition.
Q7: How do the labile groups in organophosphates contribute to their irreversible action?
Labile groups in organophosphates, such as the thiocholine in echothiophate or the halogen in sarin, are readily displaced during enzyme binding. This displacement allows the phosphorus atom to form a stable covalent bond with a serine residue in the acetylcholinesterase active site. The resulting phosphorylated enzyme cannot hydrolyze acetylcholine, producing irreversible inhibition.