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在药物的研发史中,相当多的药物研发与自然界中的动物和植物有密切关系。ACEI的研发与一种剧毒的生物——巴西蝮蛇相关。
1933年,Maurício Rocha e Silva教授发现蛇毒可使血压顽固性降低。他对蛇毒中能使血压降低的成分产生了浓厚兴趣。1948年,Silva教授从蛇毒中提取出降压物质,并将其命名为缓激肽。
1965年,另一位科学家Sergio Ferreira教授从蛇毒中提取出抑制缓激肽降解的物质。
1968年,诺贝尔奖获得者、著名科学家John Robert Van教授安排两位著名的药理学专家Miguel Ondetti 和 David Cushman继续研制ACEI。1971年,两位药理学教授从蛇毒中提取出了替普罗肽,这是一种静脉制剂,由于在高血压患者中不方便使用,并未进一步临床研究。两位药理学家继续努力探索,1976年,化学合成物卡托普利研制成功。
1977年,卡托普利临床试验全面开启。1981年,卡托普利正式上市。1985年,第二种ACEI依那普利研发成功。此后,贝那普利、福辛普利、赖诺普利、咪哒普利、雷米普利相继上市,开创了高血压领域和心衰领域ACEI治疗的新纪元。
正是由于对ACEI药物研发的卓越贡献,两位药理学家David Cushman和Miguel Ondetti获得了1999年阿尔伯特·拉斯克临床医学研究奖(Albert Lasker),该奖仅次于诺贝尔奖。
ARB的出现晚于ACEI,第一种ARB氯沙坦于1994年上市。1996-2002年,缬沙坦、替米沙坦、厄贝沙坦和奥美沙坦先后上市,为高血压及心衰的治疗增添了更多选择。
肾素血管紧张素醛固酮系统(RAAS)主要由两个酶(肾素和血管紧张素转化酶)及一个底物(血管紧张素原)和若干产物组成。RAAS是人体心血管活动的主要体液调节系统,肾素主要由肾脏近球小动脉的近球细胞分泌,催化来自肝脏的血管紧张素原转化为血管紧张素Ⅰ,血管紧张素Ⅰ被血浆或者组织中的血管紧张素转换酶降解为血管紧张素Ⅱ,血管紧张素Ⅱ及其产物刺激肾上腺皮质球状带合成并分泌醛固酮。RAAS不仅在维持水、电解质平衡中有显著作用,也是循环血压以及各脏器血液循环的重要调节系统。如RAAS组成示意图所示,血管紧张素Ⅱ可被血管紧张素转换酶2(ACE2)降解成血管紧张素1-7(Ang 1-7),对于激活的RAAS起到反调节作用。
图1 RAAS的组成以及该系统的主要药理激活剂和抑制剂
在众多血管紧张素家族成员中,血管紧张素Ⅱ的作用最为重要,其主要生理作用包括循环系统中的作用、心脏内局部RAAS的作用以及血管内局部RAAS的作用。
在循环系统中,AngⅡ的生理作用几乎都是通过血管紧张素受体AT1产生,主要生理作用包括①缩血管作用;②促进交感神经末梢释放递质;③通过中枢和外周机制,使外周血管阻力增加,血压升高。引起或增强渴觉,导致饮水行为;④促进醛固酮的合成和释放;⑤对内皮祖细胞的刺激。
在心脏内局部,RAAS的主要作用包括①正性变力作用;②致心肌肥厚作用,促进成纤维细胞的增生;③调节冠状动脉阻力,引起冠状动脉收缩,阻力增加;④抑制心肌细胞生长、促进细胞凋亡AngⅡ作用于AT2受体时,起到此种作用。但此种作用只有在AT1受体被拮抗后才可以实现。
在血管内局部,RAAS的主要作用包括:①舒缩血管作用;②导致血管平滑肌细胞肥大、增殖、分化和迁移;③促进血栓的形成
血管紧张素Ⅱ的生理作用给心力衰竭患者带来诸多有害结果,包括提高交感神经活性和降低副交感神经活性使血管张力升高;增加心肌耗氧量;加重心血管系统负荷;引起醛固酮分泌增多,导致水钠潴留和循环血量增加;促进心肌间质、胶原成分和平滑肌增生、重构;诱发心肌细胞、平滑肌细胞凋亡。以上有害结果最终使心脏功能走向衰竭。心衰患者在疾病早期,通过对神经内分泌系统激活使心血管系统进入代偿期,然而,这种过度激活则将会使心衰进一步恶化,从而进入失代偿期。
ACE2/Ang 1-7则对激活的RASS起反调节作用。
ACEI的主要作用是抑制血管紧张素转换酶,从而减少血管紧张素Ⅱ的生成,具体包括:减少AngⅡ对心血管的毒性作用;减少对缓激肽的降解,提高缓激肽和前列环素水平,保护内皮,扩张血管;提高缓激肽和前列环素水平;提高ACE2活性和Ang 1-7水平。
ARB的主要作用机制包括:阻断AT1 受体;阻断所有途径产生的AngⅡ通过 AT1受体对心血管的毒性作用。ARB对缓激肽代谢的影响小,这也是ARB引起咳嗽的不良反应较小的原因。
ACEI/ARB的药理学作用主要分为两部分,一方面是对全身血流动力学的作用,另一方面是对器官的生物学效应。血流动力学方面的作用主要为扩张小动脉和小静脉,减少水钠潴留,降低血压,降低心脏前负荷和后负荷,改善心功能,降低交感神经活性的作用。
在生物学效应方面,对于心脏和血管,ACEI/ARB能逆转心脏和血管重构,逆转心房重构,改变心房的电重构,减轻压力对血管的机械损伤、改善内皮功能、恢复血管弹性;对于肾脏,ACEI/ARB能降低肾血管阻力,增加肾脏血流,促进钠和水的排泄,降低蛋白尿,延缓肾功能损害。ACEI和ARB在药理学作用方面的区别如表1所示。
表1 ACEI和ARB的药理学作用区别
目前已经上市的ACEI主要包括卡托普利、依那普利、贝那普利、雷米普利、赖诺普利、培哚普利、福辛普利。其中,卡托普利的起效时间最快,仅15分钟,半衰期较短,作用持续时间短,其他几种普利的作用时间可达24小时,作用持续时间较长。除卡托普利外,其他几种普利可每日1~2次给药。
临床上使用的ARB种类主要包括厄贝沙坦、氯沙坦、缬沙坦、替米沙坦和坎地沙坦。ARB类药物一般起效较快,维持时间可达24小时以上,每日1次给药。
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