Сердечный гликозид - Cardiac glycoside

Сердечный гликозид
Класс препарата
Идентификаторы класса
ИспользоватьХроническая сердечная недостаточность
Код УВДC01A
Биологическая мишеньNa+
/ К+
-ATPase
внешняя ссылка
MeSHD002301
В Викиданных

Сердечные гликозиды представляют собой класс органических соединений, которые увеличивают выходную силу сердца и снижают скорость его сокращений, воздействуя на клеточные натрий-калиевый насос АТФазы.[1] Их полезное медицинское использование - это лечение хроническая сердечная недостаточность и сердечные аритмии; однако их относительная токсичность не позволяет им широко использовать.[2] Чаще всего встречается как вторичные метаболиты на нескольких заводах, таких как растения наперстянки эти соединения, тем не менее, обладают разнообразным биохимическим действием в отношении функции сердечных клеток и также были предложены для использования при лечении рака.[3]

Классификация

Общая структура

На этом изображении представлена ​​общая структура молекулы сердечного гликозида.

Общая структура сердечного гликозида состоит из стероидный препарат молекула, прикрепленная к сахару (гликозид ) и группа R.[4] Стероидное ядро ​​состоит из четырех слитых колец, с которыми другие функциональные группы, такие как метил, гидроксил, и альдегид группы могут быть присоединены, чтобы влиять на общую биологическую активность молекулы.[4] Сердечные гликозиды также различаются по группам, прикрепленным к любому концу стероида. В частности, различные сахарные группы, присоединенные к сахарному концу стероида, могут изменять растворимость и кинетику молекулы; Тем не менее лактон фрагмент на конце группы R выполняет только структурную функцию.[5]

В частности, структура кольца, присоединенного к R-концу молекулы, позволяет классифицировать его как карденолид или буфадиенолид. Карденолиды отличаться от буфадиенолиды из-за наличия «енолида», пятичленного кольца с одинарной двойной связью на лактоновом конце. Буфадиенолиды, с другой стороны, содержат «диенолид», шестичленное кольцо с двумя двойными связями на лактоновом конце.[5] В то время как соединения обеих групп могут использоваться для воздействия на сердечный выброс сердца, карденолиды чаще используются в медицине, в первую очередь из-за широкой доступности растений, из которых они получены.

Классификация

Сердечные гликозиды можно более конкретно классифицировать в зависимости от растений, из которых они получены, как в следующем списке. Например, карденолиды в основном были получены из растений наперстянки. Наперстянка пурпурная и Дигиталис ланата, в то время как буфадиенолиды были получены из яда тростниковой жабы Буфо маринус, от которого они получают часть своего имени «bufo».[6] Ниже приведен список организмов, из которых могут быть получены сердечные гликозиды.

Пример химической структуры олеандрин, мощный токсичный сердечный гликозид, извлеченный из Олеандр куст.

Растения, из которых могут быть получены карденолиды

Организмы, из которых могут быть получены карденолиды

  • некоторые виды Жуки-хризолины, включая Chrysolina coerulans, имеют сердечные гликозиды (в том числе Ксилоза ) в их защитных железах.[9]

Организмы, из которых могут быть получены буфадиенолиды

Механизм действия

Сердечные гликозиды влияют на натрий-калиевый насос АТФазы в клетки сердечной мышцы чтобы изменить их функцию.[1] Обычно эти натрий-калиевые насосы перемещают ионы калия внутрь и ионы натрия. Сердечные гликозиды, однако, подавляют этот насос, стабилизируя его в переходном состоянии E2-P, так что натрий не может быть экструдирован: поэтому внутриклеточная концентрация натрия увеличивается. Что касается движения ионов калия, поскольку сердечные гликозиды и калий конкурируют за связывание с насосом АТФазы, изменения во внеклеточной концентрации калия могут потенциально привести к изменению эффективности лекарственного средства.[11] Тем не менее, если тщательно контролировать дозировку, таких побочных эффектов можно избежать. Продолжая работать с этим механизмом, повышенные уровни внутриклеточного натрия подавляют функцию второго мембранного ионообменника, NCX, который отвечает за откачку ионов кальция из клетки и ионов натрия в соотношении 3Na+
/Ca2+
. Таким образом, ионы кальция также не вытесняются и также начнут накапливаться внутри клетки.[12][13]

Нарушение гомеостаза кальция и повышение концентрации кальция в цитоплазме вызывают повышенное поглощение кальция в организме. саркоплазматический ретикулум (SR) через транспортер SERCA2. Повышенные запасы кальция в SR обеспечивают большее высвобождение кальция при стимуляции, поэтому миоцит может добиться более быстрого и мощного сокращения за счет поперечного мостика.[1] Рефрактерный период AV узел увеличивается, поэтому сердечные гликозиды также снижают частоту сердечных сокращений. Например, прием дигоксина приводит к увеличению сердечного выброса и снижению частоты сердечных сокращений без значительных изменений артериального давления; это качество позволяет широко использовать его в медицине для лечения сердечных аритмий.[1]

Клиническое значение

Сердечные гликозиды долгое время служили основным средством лечения хроническая сердечная недостаточность и аритмия сердца из-за их эффектов увеличения силы сокращения мышц при одновременном снижении частоты сердечных сокращений. Сердечная недостаточность характеризуется неспособностью перекачивать достаточно крови для поддержки тела, возможно, из-за уменьшения объема крови или ее сократительной силы.[14] Таким образом, лечение этого состояния сосредоточено на снижении артериальное давление, так что сердцу не нужно прилагать столько усилий для перекачивания крови или напрямую увеличивать сократительную силу сердца, чтобы сердце могло преодолевать повышенное кровяное давление. Сердечные гликозиды, такие как обычно используемые дигоксин и дигитоксин, борются с последним из-за их положительного инотропный Мероприятия. С другой стороны, сердечная аритмия - это изменение частоты сердечных сокращений, будь то более быстрое (тахикардия ) или медленнее (брадикардия ). Медикаментозное лечение этого состояния в первую очередь помогает противодействовать тахикардия или же мерцательная аритмия за счет снижения частоты сердечных сокращений, как это делают сердечные гликозиды.[11]

Тем не менее, из-за вопросов токсичности и дозировки сердечные гликозиды были заменены синтетическими препаратами, такими как Ингибиторы АПФ и бета-блокаторы и больше не используются в качестве основного лечения таких состояний. Однако, в зависимости от тяжести состояния, они могут использоваться в сочетании с другими методами лечения.[11]

Токсичность

С древних времен люди использовали растения, содержащие сердечные гликозиды, и их неочищенные экстракты в качестве покрытий для стрел, средств для убийства или самоубийства, ядов для крыс, сердечных тоников, мочегонных и рвотных средств, в основном из-за токсической природы этих соединений.[6] Таким образом, хотя сердечные гликозиды использовались для выполнения их лечебных функций, их токсичность также должна быть признана. Например, в 2008 году токсикологические центры США сообщили о 2632 случаях отравления дигоксином и 17 случаях смертельных исходов, связанных с дигоксином.[15] Поскольку сердечные гликозиды влияют на сердечно-сосудистую, неврологическую и желудочно-кишечную системы, эти три системы можно использовать для определения эффектов токсичности. Влияние этих соединений на сердечно-сосудистую систему является поводом для беспокойства, так как они могут напрямую влиять на работу сердца через свои инотропные и хронотропные эффекты. Что касается инотропной активности, чрезмерная доза сердечных гликозидов приводит к сердечным сокращениям с большей силой, поскольку дальнейшее высвобождение кальция из SR клеток сердечной мышцы. Токсичность также приводит к изменениям хронотропной активности сердца, что приводит к множественным видам аритмии и потенциально смертельному исходу. вентрикулярная тахикардия. Эти аритмии являются следствием притока натрия и снижения порога мембранного потенциала покоя в клетках сердечной мышцы. При приеме за пределы узкого диапазона доз, специфичного для каждого конкретного сердечного гликозида, эти соединения могут быстро стать опасными. В общем, они мешают фундаментальным процессам, регулирующим мембранный потенциал. Они токсичны для сердца, мозга и кишечника в несложных дозах. В сердце наиболее частым негативным воздействием является Преждевременное сокращение желудочков.[6][16]

Рекомендации

  1. ^ а б c d Патель, Сима (01.12.2016). «Сердечные гликозиды растительного происхождения: роль в лечении сердечных заболеваний и рака». Биомедицина и фармакотерапия. 84: 1036–1041. Дои:10.1016 / j.biopha.2016.10.030. ISSN  1950-6007. PMID  27780131.
  2. ^ Амбрози, Эндрю П .; Батлер, Джавед; Ахмед, Али; Вадуганатан, Мутиа; van Veldhuisen, Dirk J .; Colucci, Wilson S .; Георгиаде, Михай (13 мая 2014 г.). «Использование дигоксина у пациентов с обострением хронической сердечной недостаточности: пересмотр старого препарата для уменьшения количества госпитализаций». Журнал Американского колледжа кардиологии. 63 (18): 1823–1832. Дои:10.1016 / j.jacc.2014.01.051. ISSN  1558-3597. PMID  24613328.
  3. ^ Riganti, C .; Campia, I .; Kopecka, J .; Gazzano, E .; Doublier, S .; Aldieri, E .; Bosia, A .; Гиго, Д. (01.01.2011). «Плейотропные эффекты кардиоактивных гликозидов». Современная лекарственная химия. 18 (6): 872–885. Дои:10.2174/092986711794927685. ISSN  1875–533X. PMID  21182478.
  4. ^ а б «Сердечные гликозиды». www.people.vcu.edu. Получено 2017-05-25.
  5. ^ а б Чик, Питер Р. (1989-07-31). Токсиканты растительного происхождения: гликозиды. CRC Press. ISBN  9780849369919.
  6. ^ а б c «Отравление растениями сердечными гликозидами: основы практики, патофизиология, этиология». 2017-05-05. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  7. ^ а б "Фармакогнозия 2 | Библиотека электронных учебников". www.tankonyvtar.hu. Получено 2017-06-08.
  8. ^ Цюст, Тобиас; Стриклер, Сьюзан Р .; Пауэлл, Адриан Ф .; Mabry, Makenzie E .; Ань, Хонг; Мирзаи, Махдиех; Йорк, Томас; Голландия, Синтия К .; Кумар, Паван; Эрб, Маттиас; Петченко, Георг (2019-09-08). «Быстрая и независимая эволюция предковых и новых защит в роде токсичных растений (Erysimum, Brassicaceae)». bioRxiv: 761569. Дои:10.1101/761569.
  9. ^ Э. Дэвид Морган Биосинтез у насекомых (2004), п. 112, в Google Книги
  10. ^ Ватанабэ, Кадзуки; Мимаки, Ёсихиро; Сакагами, Хироши; Сашида, Ютака (01.02.2003). «Буфадиенолид и спиростанол гликозиды из корневищ Helleborus orientalis». Журнал натуральных продуктов. 66 (2): 236–241. Дои:10.1021 / np0203638. ISSN  0163-3864. PMID  12608856.
  11. ^ а б c Баллок, Шейн; Маниас, Элизабет (2013-10-15). Основы фармакологии. Высшее образование Пирсона, Австралия. ISBN  9781442564411.
  12. ^ Бабула, Петр; Масарик, Михал; Адам, Войтех; Провазник, Иво; Кизек, Рене (01.09.2013). «От Na + / K + -АТФазы и сердечных гликозидов до цитотоксичности и лечения рака». Противораковые средства в медицинской химии. 13 (7): 1069–1087. Дои:10.2174/18715206113139990304. PMID  23537048. S2CID  1537056.
  13. ^ "CV Фармакология | Сердечные гликозиды (соединения наперстянки)". cvpharmacology.com. Получено 2017-06-08.
  14. ^ «Как лечат сердечную недостаточность? - NHLBI, NIH». www.nhlbi.nih.gov. Получено 2017-06-08.
  15. ^ Бронштейн, Элвин С .; Spyker, Daniel OiA .; Cantilena, Louis R .; Грин, Джоди Л .; Румак, Барри Х .; Гиффин, Сандра Л. (2009-12-01). «Годовой отчет Национальной системы данных по ядам (NPDS) Американской ассоциации центров по контролю за отравлениями за 2008 год: 26-й годовой отчет». Клиническая токсикология. 47 (10): 911–1084. Дои:10.3109/15563650903438566. ISSN  1556-9519. PMID  20028214.
  16. ^ Кандзи (салмаан); Маклин, Роберт Д. (01.10.2012). «Токсичность сердечных гликозидов: более 200 лет и их количество». Клиники интенсивной терапии. 28 (4): 527–535. Дои:10.1016 / j.ccc.2012.07.005. PMID  22998989.

внешняя ссылка