【正性肌力作用机制】三方面因素决定着心肌收缩过程,它们是收缩蛋白及其调节蛋白;物质化谢与能量供应;兴奋-收缩偶联的关键物质Ca2+。已证明强心甙对前二方面并无直接影响,却能增加兴奋时心肌细胞内Ca2+量,并认为这是强心甙正性肌力作用的基本机制。
从原发作用部位的亚细胞或分子结构看,强心甙只与细胞膜上Na+-K+-ATP酶相结合并抑制之。已认为Na+-K+-ATP酶就是强心甙的受体,它是一个二聚体,由α和β亚单位组成。α亚单位是催化亚单位,贯穿膜内外两侧,分子量112000D,约含1021个氨基酸残基。β亚单位是一糖蛋白,分子量约35 000D,可能与α亚单位的稳定性有关。
现知α亚单位有8个疏水性跨膜α-螺旋段,H1~H8,分属于N端和C端1/3,所余中央1/3则折叠成巨大的胞溶部结构域,其中包含ATP结合水解部位501位赖氨酸,ATP水解成的磷酸则结合于369位天冬氨酸。
强心甙与酶的结合位点,曾认为在N端H1-H2间的胞外袢上,但未能最后确定,仅知此胞外袢能影响结合过程中的构象变化,使酶活性下降。体内条件下,治疗量强心甙抑制Na+-K+-ATP酶活性约20%,使钠泵失灵,结果是细胞内Na+量增多,K+量减少。胞内Na+量增多后,再通过Na+-Ca2+双向交换机制,或使Na+内流减少,Ca2+外流减少,或使Na+外流增加,Ca2+内流增加。对Ca2+而言,结果是细胞内Ca2+量增加,肌浆网摄取Ca2+也增加,储存增多。另也证实,细胞内Ca2+少量增加时,还能增强Ca2+离子流,使每一动作电位2相内流的Ca2+增多,此Ca2+又能促使肌浆网释放出Ca2+,即“以钙释钙”的过程。这样,在强心甙作用下,心肌细胞内可利用的Ca2+量增加,使收缩加强。
在多种条件下,强心甙的正性肌力与Na+-K+-ATP酶的抑制之间显示了平行关系:如细胞内Na+增加,能使两种作用的发生速率都加快;细胞外K+增加则降低两作用的发生速率;减少细胞外K+使两种作用都能延长;另见强心甙对不同种类动物的这两种作用在强度上也有差异,然二种作用的差异也是相符的。这些平行关系为上述作用机制提供了有力气的支持。
中毒量强心甙严重抑制Na+-K+-ATP酶,使细胞内Na+、Ca2+大量增加,也使细胞内K+量明显减少,后者导致心细胞自律性增高,传导减慢,容易引起心律失常。
【体内过程】常用的地高辛和洋地黄毒甙的作用性质基本相同,但因药代动力学性状有别,使作用程度上有快慢、久暂之分。洋地黄毒甙仅在C14位有一极性基团羟基,其极性低而脂溶性高,所以口服吸收率较高,原形经肾排泄较少。地高辛在C12、C14位各有一羟基,极性略高,所以口服吸收率略差,原形经肾排泄略多。
1.吸收洋地黄毒甙口服吸收稳定完全,其生物利用度高达100%,地高辛生物利用度约60%~80%,个体差异显著。不同片剂产品的吸收率差异更大,变动在20%~80%之间,这与地高辛原料颗粒大小有关。颗粒小溶出度高,吸收率高,反之则低。经改进制备工艺中颗粒体积后,其生物利用度已经提高,差异缩小,中国药典规定地高辛片剂一小时的溶出度不得低于65%。强心甙口服吸收后,部分经肝与胆管排入肠道而被再吸收,形成肝肠循环。洋地黄毒甙肝肠循环较多,与其作用持久有一定关系。
图23-3 Na+-K+-ATP酶结构模式图 α与β亚单位
注:1-8 H1-H8螺旋段;Oua 哇巴因结合位;ATP ATP结合位;
P磷酸化位; Na+ 胞内Na+结合位; K+ 胞外K+结合位。
2.分布强心甙进入血液后可与血浆蛋白发生可逆性结合而分布全身。洋地黄毒甙结合较多,在肾、心、骨骼肌与血清中的浓度比为8.7:5.4:2.9:1。地高辛结合较少,分布于各组织中,以肾内浓度最高,心、骨骼肌中次之。
图23-4 强心甙作用机制示意图
3.代谢转化泮地黄毒甙脂溶性较高,易进入肝细胞,代谢较多。它可经P450氧化脱糖成甙元,再在C3位转为α构型而失效;部分在C12位被羟基化转化成地高辛仍属有效,在人体中此转化约占总代谢量的8%;又有部分甙元的不饱和内酯环被氢化成饱和环而降低效应;代谢产物最终与葡萄糖醛酸或硫酸结合而经肾排泄。地高辛的代谢转化较少,主要被氢化成二氢地高辛,继而再被脱糖,内酯环氢化,与葡萄糖醛酸结合而经肾外排。二氢地高辛的生成有赖于肠道细菌Eubact.lentum的存在,红霉素、四环素等能抑制肠菌,减少二氢地高辛的生成,具有提高地高辛血药浓度的效应。