Perifera nervsystemet Parasympatiska nervsystemet Parasympatiska nervsystemet, vid sidan om sympatiska, utgår från mera kraniella och kaudala delar av ryggmärgen. Omkoppling i ganglier nära eller i mottagarorganet. Rang & Dale Fig 12.2 Rang & Dale Fig 12.1 Parasympatiska nervsystemet Ryggmärg Signalsubstans: Acetylkolin Receptorer: muskarintyp acetylkolinreceptorer. Aktiveras av muskarin (agonist) från Amanita muscaria, röd flugsvamp. Fem olika muskarintyp receptorer, M 1 -M 5. M 2 receptorer i hjärtat, övriga perifera effekter medieras huvudsakligen av M 3 receptorer. Acetylkolinesteras http://www.freenaturepictures.com Paraympatiska nervsystemet Organiserat för lokaliserad aktivitet. Har bla till uppgift att spara på och återuppbygga kroppens energiförråd snarare än att spendera energi. Viktiga effekter vid tex matsmältning. Några effekter på kroppen: - Kontraherar pupillen (m. sphincter pupillae, cirkulär muskel) - Ackommoderar ögat (ställer in ögat för närseende, kontraherar ciliarmuskeln) Ögat Ögat Musculus sphincter pupillae kontraheras av parasympatikus, muskarinreceptorer. www.dartmouth.edu Musculus dilator pupillae, en radiell muskel, kontraheras av sympatikus, alfa 1 - receptorer. Rang & Dale Fig 13.5 Pupillkonstriktion underlättar avflöde av kammarvätskan vid trångvinkelglaukom. Ciliarmuskeln kontraheras av parasympatikus, muskarinreceptorer, ställer in linsen för närseende (ackommodation). 1
Parasympatiska nervsystemet Några effekter på kroppen (forts.): - Ökar sekretion (tårar, saliv, slem i bronker, magsaft, tarmsekret). - Minskar hjärtats slagfrekvens. - Ökar motoriken i GI-kanalen, kontraherar gallblåsa. - Kontraktion av bronker. Urinblåsan Detrusor muskel (hela blåsväggen) kontraheras av parasympatikus, muskarinreceptorer. Sfinktermuskel, kontraheras av sympatikus, alfa 1 - receptorer. - Kontraktion av urinblåsan för miktion (kissa). www.alexandria.healthlibrary.ca Kolinerg synaps Muskarinreceptoragonister Rang & Dale Fig 13.2 Bilden visar en synaps med nikotinreceptorer (ganglier, skelettmuskel, CNS). I parasympatiska nervsystemet (och CNS) är receptorerna av muskarintyp. Frisatt acetylkolin inaktiveras genom att det bryts ner av acetylkolinesteras i synapsklyftan. Acetylkolin används inte som läkemedel. Elimineras mycket snabbt av esteraser i plasma. Karbakol (Miostat) används för att kontrahera pupillen vid ögonkirurgi. Pilokarpin (Isopto-Pilokarpin) används mot glaukom (kontraktion av ciliarmuskel och konstriktion av pupillen underlättar avflöde av kammarvätskan) och för att stimulera salivsekretion (Salagen) tex efter strålskador av salivkörtlar eller vid Sjögrens syndrom (pilokarpin ger även ökad tårvätskeproduktion). Antikolinergika är synonymt med antagonister på muskarinreceptorer. Exempel: Atropin, racemiskt hyoscyamin Atropin och liknande substanser ursprungligen från: Atropa belladonna (galnebär) (-)-hyoscyamin (Egazil) Skopolamin (Scopoderm), eller hyoscin, ett epoxidderivat Hyoscyamus niger, bolmört (trullkål, galneört, hjärnbrylla) Datura stramonium, spikklubba linnaeus.nrm.se/flora 2
Namnet atropin kommer från Atropa belladonna. Atropos var den grekiska gudinnan som klipper av livstråden. Förgiftningar med antikolinergika kan vara livshotande. Behandlas med acetylkolinesterashämmare som passerar blod-hjärn-barriären (fysostigmin). Effekter av atropinliknande substanser på hjärnan inkluderar hallucinationer. Växter som innehåller atropin och likartade substanser (Belladonna, Bolmört, Spikklubba) anses ha använts av häxor. Kanske ligger de hallucinationer som dessa växter kan orsaka bakom historierna om att häxor kan flyga. Bolmört kallades under antiken Herba Apollinaris, guden Apollons ört. Örtmedicin och växtmagi, Det Bästa, 1983 Atropin används tex för att vidga pupillen (belladonna), för kramplösande effekt på glatt muskel i tex mag-tarmkanalen, mot bradykardi (låg puls). Används även som antidot vid förgiftning med acetylkolinesterashämmare. (-)-hyoscyamin (Egazil) används för relaxation av glatt muskel i tarm och gallvägar. används även mot urininkontinens, tex oxybutinin (Ditropan, Kentera), tolterodin (Detrusitol), solifenacin (Vesicare), darifenacin (Emselex), fesoterodin (Toviaz). Viss selektivitet för M 3 -receptorer för åtminstone en del av preparaten. Skopolamin (Scopoderm) används profylaktiskt mot rörelsesjuka. Kvartära antikolinergika: Ipratropium (Atrovent, Ipraxa), inhalation mot KOL (kronisk obstruktiv lungsjukdom), astma. Kvartära antikolinergika (forts): Butylskopolamin (Buscopan), injektionsvätska mot spasm i glatt muskel (mag-tarmkanal, gallvägar etc.) Tiotropium (Spiriva) mot KOL. R = C 4 H 9 Kvartära föreningar är laddade och absorberas därför dåligt från mag-tarmkanalen och passerar inte blodhjärn-barriären. 3
Övriga antikolinergika (för CNS-effekter): Biperiden (Akineton), används mot Parkinsons sjukdom och mot extrapyramidala symptom (akut dystoni, dyskinesi) orsakade av tex neuroleptika (antipsykotiska läkemedel). Många läkemedel har antikolinerga biverkningar, tex tricykliska antidepressiva, vissa antipsykotika och vissa antihistaminika. Trihexyfenidyl (Pargitan), används som ovan samt mot spastiska tillstånd hos barn. Karakteristiska biverkningar av antikolinergika: - muntorrhet (risk för karies) - torrhet i ögonen (problemm med kontaktlinser) - pupilldilatation (problem vid glaukom = grön starr) - lässvårigheter (ackommodationspares) - takykardi (problem vid hjärtsjukdom) - förstoppning - urinretention (problem vid prostatahypertrofi) - minskad svettning (atropinfeber), ger hudrodnad - förvirring (speciellt äldre) Små barn speciellt känsliga för förgiftning med antikolinergika. Antidot vid förgiftning: fysostigmin, en kolinesterashämmare som passerar blod-hjärn-barriären. Höga doser kan ge excitation, kramper, hallucinationer, medvetslöshet. Fysostigmin Hämning av acetylkolinesteras är ett sätt att öka aktiviteten i kolinerga synapser, ett alternativ till att använda kolinerga agonister. Används för behandling av Alzheimers sjukdom, tex donepezil (Aricept), rivastigmin (Exelon, Nimvastid), galantamin (Reminyl). Fysostigmin används som antidot mot atropinförgiftning. Från Physostigma venenosum Calabar-bönan, dödligt giftig, har använts som oskuldsprov. Effekter från parasympatiska nervsystemet och CNS. 4
Laddade kolinesterashämmare (kvartära kväveföreningar) används för perifera effekter tex mot Myastenia Gravis (muskelsvaghet pga antikroppar mot acetylkolinreceptorer i skelettmuskel). Exempel: Ambenon (Mytelase), pyridostigmin (Mestinon). Pyridostigmin används även mot tarmatoni. Låg biologisk tillgänglighet (<20% för pyridostigmin), elimineras huvudsakligen via urinen. Vissa organiska fosforföreningar är irreversibla acetylkolinesterashämmare och används som insektsbekämpningsmedel och som nervgaser. Exempel: paration, malation, sarin, tabun. Malation (Prioderm) används även mot huvudlöss och flatlöss. Symptom vid förgiftning med acetylkolinesterashämmare: - Kraftig salivsekretion och bronksekretion (livshotande) - Bronkkonstriktion - Bradykardi - Pupillkonstriktion, ackommodation - Kramp i mag-tarmkanal, avföring - Urinavgång - Muskelryckningar, senare paralys - Från CNS: excitation, kramper, medvetslöshet Behandling av förgiftning med kolinesterashämmare: atropin (stora doser, kompetitiv antagonist) samt mot irreversibla hämmare en reaktivator, tex pralidoxim. Rang & Dale Fig 13.8 Rang & Dale Fig 13.9 5
Nervsystemet Somatomotoriska nervsystemet http://linnaeus.nrm.se Signalsubstans: Acetylkolin (Ach). Receptorer: nikotintyp acetylkolinreceptor (aktiveras av nikotin från Nicotiana tabacum som dock har viktigare effekter i hjärnan). Rang & Dale Fig 12.2 Neuromuskulär synaps Somatomotoriska nervsystemet Frisatt acetylkolin aktiverar nikotinreceptorn, en jonkanal för natriumjoner. Inflödet av Na + leder till en lokal depolarisering i ändplatteregionen, den del av muskelfibern som har hög koncentration av receptorer för acetylkolin. Rang & Dale Fig 13.2 Somatomotoriska nervsystemet Den lokala depolariseringen i ändplatteregionen aktiverar spänningskänsliga natriumkanaler. De spänningskänsliga natriumkanalerna genererar en aktionspotential som sprider sig över muskelfibern och leder till kalciumfrisättning i muskelfibern vilket i sin tur leder till muskelkontraktion. Somatomotoriska nervsystemet Bildningen av en aktionspotential är allt eller inget, antingen genereras en aktionspotential i muskelfibern eller inte, det finns inga mellanting. Det som avgör om en aktionspotential ska genereras eller inte är ändplattepotentialens storlek. Om ändplattepotentialen når över tröskelvärdet för aktivering av spänningskänsliga natriumkanaler uppkommer en aktionspotential. Om ändplattepotentialen inte når tröskeln (tex pga blockerade receptorer) blir det ingen aktionspotential och muskelkontraktionen uteblir. 6
Myastenia gravis Myastenia gravis (allvarlig muskelsvaghet) är en autoimmun sjukdom med antikroppar riktade mot skelettmuskelns acetylkolinreceptorer. Karakteriseras av onormal uttröttbarhet i skelettmuskler. Behandlas med hjälp av acetylkolinesterashämmare med perifer verkan (laddade, kan ej passera blod-hjärnbarriären), ambenon (Mytelase), pyridostigmin (Mestinon). Muskelrelaxerande medel Används för muskelrelaxation vid operationer. Icke-depolariserande muskelrelaxerande medel, curareliknande medel. Depolariserande muskelrelaxerande medel, suxameton (succinylkolin, Celocurin). Curare (pilgift) Gift från sydamerikanska växter tex Chondrodendron tomentosum, kompetitiv antagonist på skelettmuskelns nikotinreceptorer. Curareliknande medel Icke-depolariserande muskelrelaxerande medel, kompetitiva antagonister på skelettmuskelns nikotinreceptorer, atrakurium, mivakurium (Mivacron), pankuron (Pavulon), rokuron (Esmeron), vekuron (Norcuron). Varierar i verkningstid, mivakurium spjälkas av esteraser och har kortvarig effekt (minuter). Effekten av rokuron och vekuron kan reverseras av sugammadex (Bridion) som bildar komplex med rokuron respektive vekuron i plasma, minskar mängden blockare vid neuromuskulära synapser. Curareliknande medel Effekten av alla curareliknande medel kan reverseras med hjälp av en acetylkolinesterashämmare. Den ökade halten acetylkolin i synapsen tränger undan de kompetitiva antagonisterna. Alla curareliknande medel är laddade, når ej CNS, därför är det lämpligt att även använda en laddad kolinesterashämmare som inte heller når CNS. Muskelrelaxerande medel Depolariserande muskelrelaxerande medel, suxameton (succinylkolin, Celocurin). Är liksom acetylkolin en agonist på skelettmuskelns nikotinreceptorer. Bryts ner av esteraser i blodet med halveringstid vanligen 3-4 minuter. Ges som infusion för långvarig muskelrelaxation. Kontinuerlig stimulering av receptorn ger depolarisationsblock. 7
Depolarisationsblock Spänningskänsliga natriumkanaler Depolarisationsblock uppkommer då agonisten håller receptorernas jonkanaler öppna en längre tid vilket ger en kontinuerlig depolarisering av ändplatteregionen. Viloform (stängd) depolarisering Aktiverad (öppen) Detta orsakar en aktionspotential i muskelfibern men ytterligare aktionspotentialer kan inte genereras eftersom de spänningskänsliga natriumkanalerna är refraktära. repolarisering till vilopotential automatiskt Inaktiverad (stängd, refraktär) Depolarisationsblock Botulinum toxin Gift från bakterien Clostridium botulinum, blockerar frisättning av acetylkolin, giftet har enzymatisk aktivitet och spjälkar proteiner som behövs för fusion av synaptiska vesikler med cellmembranet. Botulinum toxin En mängd olika preparat med botulinum toxin (Azzalure, BoTox, Dysport, NeuroBloc, Vistabel, Xeomin) används lokalt för att ta bort rynkor, motverka spastiska kontraktioner i muskler (tex vid cerebral pares eller efter stroke) och för att minska svettning från armhållor. Boron & Boulpaep: Medical Physiology 8