布托啡诺属于什么药 布托啡诺耐药性的研究进展

　　[摘要]阿片类镇痛药物布托啡诺是阿片受体激动-拮抗剂,其药物的滥用引发了许多的社会问题。布托啡诺能与三个主要的阿片受体μ、δ、κ阿片受体结合,其亲和力之比是1:4:25。体内实验表明布托啡诺与κ阿片受体的结合能调控其药物耐受性和交叉耐受性,调控脑内阿片受体效应系统的代偿性改变。当前的研究热点在于明确κ阿片受体亚型的功能和长期应用布托啡诺后脑内磷酸化蛋白的表达。
　　[关键词]布托啡诺; κ-阿片受体; 依赖性
　　[中图分类号]R971+.1[文献标识码]A [文章编号] 1005-0515(2010)-7-010-02
　　[Abstract]The opioid analgesic,butorphanol is a agonist-antagonist,opioidagent whose abuse has been the cause of many social problems. Butorphanol can bind to the three major opioid receptor μ, δ, κ with the affinity ratio 1:4:25..A body of evidence has developed butorphanol on theκ-opioid receptor mediates drug tolerance and cross -tolerance brain compensatory changes of opioid receptor. The current researchs focus on the functions of κ-opioid receptor and the expression of protein phosphorylation in brain following chronic treatment with butorphanol.
　　[Keywords]butorphanol;κ-opioid receptor;dependence
　　
　　阿片类镇痛药物酒石酸布托啡诺最早出现于1973年,其最初生产的目的是作为一种麻醉药物产生的致幻副作用的拮抗剂[1]。在正常治疗剂量范围内布托啡诺可以产生麻醉性镇痛作用,但是其产生药物滥用和依赖性的所需剂量比吗啡要低[2,3]。虽然布托啡诺药物依赖性发生的现象已经在实验动物[5,6,7,8]和人体[9,10,11]上都有报道,但因为它的药理作用明确,故在临床上布托啡诺仍然具有使用价值。另外,自从1991年以来,医院内布托啡诺的药物滥用的原因多半由于是医学治疗方面的目的[12,13],所以酒石酸布托啡诺的滥用和成瘾的报道也就越来越多[14,15],人们对布托啡诺的认识也因此聚焦于其成瘾性这样副作用。
　　布托啡诺的药理学作用非常广泛。人工合成的布托啡诺是一种阿片类镇痛药物的部分激动-拮抗剂[16],其与阿片受体的亚型μ、δ、κ阿片受体都有亲和力[17,18],越来越多的研究的重点放在阿片受体的这三个亚型上,已经证明,在大鼠体内,布托啡诺的镇痛作用和成瘾性的发生都与κ受体有密切的关系[19]。实际上,阐述由布托啡诺引起的动物躯体依赖性有关的:阿片表面受体、受体效应器、阿片受体基因表达这些方面所获得的数据都是由持续注射布托啡诺实验获得的,具体方法是持续地向啮齿类动物的侧脑室和脊髓蛛网膜下腔注射布托啡诺和类似药物[20]。
　　阿片受体之间内在的生理学和药理学关系是目前研究的热点,而布托啡诺由于与μ、δ、κ阿片受体都明确结合,所以是推动这一研究的恰当的研究对象。为了明确阿片受体激动剂对于药物依赖性发生的机制,有必要关注反复或者慢性接触阿片因子例如布托啡诺的组织和细胞,关注方法最好的是目前的研究:布托啡诺对于κ受体的调节和运输做出评价。
　　1 κ受体的调节和运输
　　κ阿片受体是G蛋白偶联受体超家族的一员,在对于人类、大鼠、小鼠、豚鼠的结果显示,它是单基因产物。其产物长度有将近380个氨基酸,近百分之九十的物种同源性,在细胞外N-端和2至3个双硫键结合半胱氨酸环处有两个一致的N-连接糖基化结合位点,而在第三个细胞外环的第297个氨基酸处有一谷氨酸残基,该残基被认为是能与高选择性κ阿片受体特异性结合的关键部位。早期的研究证实细胞外的第二和第三个环是决定该蛋白与选择性的受体结合的位点,这与现在的研究是一致的。N-末端胞外域是非选择性拮抗剂纳洛酮的重要结合。
　　受体的胞内面包含两个络氨酸残基:Tyr87和Tyr157,那是络氨酸激酶的磷酸化作用靶点。这些络氨酸残基的磷酸化对于G蛋白的GTP结合形式蛋白的亲和力有不同作用,并且能调节κ阿片受体的信号传递。另外的磷酸化位点位于C末端的丝氨酸残基Ser369。丝氨酸磷酸化和G蛋白偶联受体激酶:GRK3或者GRK5的共同表达与κ阿片受体脱敏作用有关。
　　尽管缺乏分子水平的多样性,药理学和放射配体结合的研究已经揭示了三个κ阿片受体亚型的区别。κ1亚型阿片受体和诺丙托啡有很高的亲和力,而κ2亚型阿片受体优先结合布马佐辛,其与诺丙托啡的结合力只有κ1亚型阿片受体的百分之一,κ3亚型阿片受体优先结合苯甲酰海帕乌头原碱。在中枢神经系统内κ1亚型阿片受体和κ2亚型阿片受体的结合位点是不一样的。有研究使用基因敲除小鼠制出去除阿片受体的模型,得出了这样一个结果即κ2亚型阿片受体不是一个特别基因的产物,而是μ、δ、κ阿片受体的混合代表产物。然而,也有可能是代表κ2亚型阿片受体特异性结合物质的布马佐辛能结合μ-δ、μ-κ蛋白的二聚体。
　　布托啡诺能与三个主要的阿片受体μ、δ、κ阿片受体结合,其亲和力之比是1:4:25,但是与吗啡相比,它们的亲和力分别为吗啡的1/3、1/10、1/30。大量的药理学和受体结合研究证实布托啡诺对于μ阿片受体是一个部分激动剂,对于κ阿片受体是一个完全激动剂,但是对于δ阿片受体是一个绝对的拮抗剂。没有证据表明布托啡诺和κ阿片受体亚型有选择性的亲和力。布托啡诺与C6神经胶质细胞的κ阿片受体亚型的结合可以在人类和小鼠的实验中得到证实。在人类的精神运动性行为和负性自觉效果的损害方面,布托啡诺强于其它阿片药物如吗啡、喷他佐辛、纳布啡等,原因可能是布托啡诺可以激动κ阿片受体。然而,在对鸽子的研究发现,当使用κ阿片受体拮抗剂螺朵林和U50488,可以部分拮抗布托啡诺的药理作用,布托啡诺可以表现的药理作用就仅仅局限于μ阿片受体了。Walsh用μ阿片受体激动剂二氢吗啡酮和κ阿片受体激动剂依那多林进行实验验证布托啡诺这两种受体亚型的表达,得出布托啡诺基本上表达μ阿片受体的作用而很少表达κ阿片受体的药理作用。在对恒河猴的实验发现只有在封闭了μ阿片受体后,布托啡诺才表现κ阿片受体的药理学作用。
　　布托啡诺耐受性的实验在大鼠和小鼠的体内都进行过,虽然用布托啡诺处理的动物其耐受性远不如吗啡处理的动物。吗啡和κ阿片受体激动剂U50488有交叉耐受性,也有实验表明布托啡诺和吗啡以及U50488也有交叉耐受性。所以可以说布托啡诺药物耐受性是通过μ阿片受体和κ阿片受体介导的。Khotib认为κ阿片受体激动剂U50488有关的药物耐受性在小鼠体内与脑膜GTP结合蛋白有关,也与选择性的μ阿片受体和κ阿片受体有关,U50488的药物耐受性归因于G蛋白受体激酶介导的丝蛋白369的磷酸化。布托啡诺的药物耐受性可能与布托啡诺作用受体的激动或者拮抗的功能有关。
　　以上数据证实布托啡诺能通过激动κ阿片受体起药理作用,但是实际上布托啡诺通过μ阿片受体起的作用常常覆盖通过κ阿片受体所起的作用。但是在小鼠模型中,布托啡诺的药物耐受性主要还是通过κ阿片受体介导的。特别值得注意的是,与吗啡通过μ阿片受体介导细胞和分子耐受性的机制不同,布托啡诺相对的κ阿片受体药理作用是目前研究的热点。
　　布托啡诺耐受引起的膜受体的改变、细胞内信号级联反应、基因表达越来越引起人们的关注。对于长时间接触布托啡诺的动物,κ阿片受体的变化可以代表细胞内的改变,布托啡诺引起的这种改变与其余κ阿片受体激动剂引起的变化一样,长时间注入布托啡诺的小鼠脑组织的κ阿片受体的构型会发生明显变化:即前皮层和纹状体组织会发生κ阿片受体的脱敏变化,具体表现为受体表达下调和对κ阿片受体拮抗剂的不敏感。这些现象提示布托啡诺引起耐受的同时κ阿片受体的构象发生了改变。有趣的是,在小鼠脑组织长期暴露在κ阿片受体激动剂U50488的作用下,脑组织特定和κ阿片受体高亲和力的位置的表达下降了,这与μ阿片受体和δ阿片受体强力激动剂布马佐辛的作用效果一致。腹腔注射U50488后即时,小鼠的一些特定脑组织如室旁的下丘脑核和髓质的肾上腺素能的细胞群的即早基因产物Fos的表达上调,但是经过5天的U50488腹腔注射对于上述部位的Fos基因以及行为学都没有检测到有统计学意义的变化,提示布托啡诺的药物耐受性不是通过U50488发生的,至少不是通过κ阿片受体而产生的。这样的结果与以前的行为学和神经化学的研究结果即耐受性是通过κ阿片受体产生的不一致。
　　关于布托啡诺产生耐药性有关的κ阿片受体变化和蛋白水平的改变还有实验已经证明了,方法是制造一种持续注射布托啡诺的小鼠模型,停药后用纳洛酮引出戒断反应,检测脑组织中的κ1阿片受体,发现在前层皮质、后基底外侧杏仁核、丘脑下部、后室旁丘脑核、海马、腹侧被盖区κ1阿片受体表达上调。但是这种改变在吗啡引起的戒断反应实验中没有观察到,该实验只观察到了μ阿片受体的表达下降,反而布托啡诺实验没有这种发现。建立布托啡诺耐受模型和耐受后戒断反应模型,分别检测κ1阿片受体、κ2阿片受体和总κ阿片受体的水平,发现耐受后戒断反应组的三种受体的表达均明显增加,而耐受组只稍稍增加,而在海马两组的κ2阿片受体的表达减少。结果提示κ阿片受体是布托啡诺引起耐受反应的唯一介质。然而,μ阿片受体激动剂吗啡慢性作用后β2肾上腺能受体的的增加也与μ阿片受体的变化有关联。这个结果提示受体表面数目上的增加不代表功能受体的增加,也反映了细胞内受体的解偶联致使受体表达增加,并不是膜嵌入受体蛋白的增加。用免疫印迹的方法也证实了布托啡诺引起的耐受性和耐受后戒断反应的动物其κ阿片受体蛋白的含量是增加的,但是吗啡实验的结果并不如此。
　　2 布托啡诺和信号转导
　　很多实验已经证明长期注射布托啡诺后的动物其脑组织会发生细胞结构和分子结构的改变。有研究发现κ阿片受体激动剂能引起κ阿片受体磷酸化、脱敏、细胞内摄取、表达下调,κ阿片受体的脱敏和下调可以在活体组织细胞和克隆受体中出现,但是人类的κ阿片受体和克隆小鼠的κ阿片受体表达变化还是有区别的。
　　大量数据证实布托啡诺引起的耐受个体不论是细胞膜信号传导和细胞内信号转导都将发生改变,组织也会发生相应变化。细胞内的第一个变化就是κ阿片受体数目、结构、功能的改变,包括κ阿片受体从它们相应的G蛋白上的解偶联。正如上所述,κ1阿片受体在布托啡诺耐受后增加的机制仍然不清楚。事实上,κ1阿片受体数目的增加也许是其没有嵌入浆膜成为活性受体的证据。这些受体也许代表没有被摄入突触前膜而被储存或者被蛋白分泌途径传导的,直至受体定位的神经元发出信号。突触前膜的κ1阿片受体的定位特点和其数目的增加与阿片药物戒断反应引起的蓝斑核的神经元的高兴奋性有关。在啮齿类动物模型中,布托啡诺引起的耐受戒断反应可以检测到兴奋性神经递质谷氨酸浓度的增加,此外,突触后NMDA受体浓度的增加会大大提高神经元的兴奋性,而且布托啡诺的耐受性也与麻醉拮抗剂引起的阿片受体的超敏有关。上述结果的机制仍然不明确,但是可以明确麻醉拮抗剂能够引发戒断反应。Κ阿片受体和细胞内信号转导机制的联系,包括GTP酶活性的调节、腺苷酸环化酶的调节、电压门控钾钙通道的调节、蛋白激酶和转录蛋白及其相应的基因改变都和布托啡诺引起的戒断反应有联系,以上可以和布托啡诺治疗后引起的长时程的分子和行为学的可塑性相联系,需要用实验证实。Kim验证了小鼠布托啡诺耐受模型中磷酸化蛋白的表达,双向电泳分离p-Tyr蛋白,进行质谱分析,对照组和布托啡诺耐受组的前额皮质都发现了65个蛋白条带,但是耐受组有更高的染色密度。另外,涉及神经胶质和突触传递的蛋白也被发现,提示布托啡诺可以改变神经元和神经胶质细胞的结构。
　　3 结论
　　综上所述,虽然目前对布托啡诺药理作用的研究仍然有争议,但是其作为一种麻醉镇痛剂还在临床上大量使用。在实验室的研究也是基于布托啡诺的部分激动-拮抗阿片受体这一特性而展开的,布托啡诺对于阿片受体不同亚型的药理作用的研究将是未来研究的焦点。大量的研究已经证实布托啡诺对κ阿片受体的激活决定了其药物的耐受性和交叉耐受性,决定了布托啡诺引起的脑内阿片系统的代偿改变。在此方面的研究大有作为。
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