background image

1

 

 

Pharmacology of respiratory system 

Dr. Jawad Al-Musawi (THI-QAR MEDCAL COLLEGE-IRAQ-) 

The main symptoms of respiratory diseases are:- 

A-Cough 

B-Dyspnea 

C-Nasal congestion 

A.treatment of cough 

1-We must exclude any drugs used by the patients which causing cough 
like ACE INHIBITORS. 

2- Cough reflex is via both the afferent and efferent nerves (i.e. involving 
the central and peripheral nervous systems), as well as the smooth muscles 
of the bronchial tree . 

3- A useful physiological mechanism that serves to clear the respiratory 
tract of foreign materials and excess secretion . 

It should not be suppressed indiscriminately. However, cough at times may 
not serve any useful/ physiological purpose and could therefore be 
pathologic 

* Productive cough should not be suppressed as sputum needs to be 
cleared . 

Drugs

 :

 

I. Antitussives : 

Centrally-acting Antitussives 

a. Narcotics : 

Opiates: Codeine, Pholcodeine, Hydrocodone, Morphine . 

Opioid derivatives: Dextromethorphan, Levopropozyphene, Noscapine. 

b. Non-Narcotics: Benzonatate, first generation Antihistamines e.g. 
Diphenhydramine, having sedative, anticholinergic actions, crossing the 
BBB. 


background image

2

 

 

II. Expectorants (Mucokinetics) 

Make cough more productive by loosening and liquefying bronchial 
secretions . 

Reflexly-acting:               

a.  Ipecacuanha 
b.  Ammonium chloride 
c.  Potassium iodide 

Directly-acting: Guaiphenesin 

 

III. Mucolytics 

Break down thick mucus, making it thinner and easier to cough out. Split 
disulphide bonds in mucoprotein present in sputum and reduces its 
viscosity . 

Acetylcysteine 

Carbocysteine 

Methylcysteine 

IV. Demulcents   

E.g. Liquorice, Glycerin, Lozenges .

    

They provide relief to throat. 

Promote salivation and inhibit impulses from inflamed mucosa. 

B.Treatment of dyspnia 

Dyspnia is the non-desire sign bronchoconstriction as in ASTHMA and 
COPDs 

Causes: Lower respiratory tract disorders include infections, restrictive 
pulmonary disorders, obstructive pulmonary disorders, and lung cancer 

 

 

 


background image

3

 

 

Lower Respiratory Tract Infections 

1- Acute Bronchitis: An infection that is located in the bronchi is called 
bronchitis. Most of the time, it is preceded by a viral URI that led to a 
secondary bacterial infection. Usually, a nonproductive cough turns into a 
deep cough that will expectorate mucus and sometimes pus. 

2- Asthma 

3- (COPD)    

3- Chronic Obstructive Pulmonary Disease 

Cough - this is the most common symptom and is usually dry and 
persistent. Coughing can occur any time, but it is often worsened at night 
and after exercise . 

Wheezing - a high-pitched wind blowing noise, usually heard on breathing 
out . 

Shortness of breath - breathing is fast and shallow. Unable to get enough 
air into the lungs. 

Chest Tightness - The chest feels ‘tight’ and unable to expand freely when 
breathing . 

Asthma may be acute or chronic . 

 

Chronic asthma: individual has intermittent attacks of dyspnoea, 
wheezing and cough .*  

 

acute severe asthma (status asthmaticus): not easily reversed. Often 
fatal and requires prompt and aggressive treatment. Hospitalization is 
necessary. 

Asthma may be intrinsic or extrinsic . 

 

Intrinsic (Type II, Non-allergic reaction): no obvious allergic basis. 
Cold, respiratory tract infection, changes in weather, exercise, stress, etc. 
are precipitating factors and may induce inflammatory reactions. 

It predominates in small children particularly below 5 years and in adults 
over the age of 45 years  

 


background image

4

 

 

The treatment aims to reverse airflow obstruction and reduces asthma 
exacerbations thus improving quality of life. However, long-term use of 
high dose inhaled corticosteroids therapy may lead to detrimental effects, 
such as cataracts, osteoporosis in elderly patients, and stunting of growth in 
children . 

Moreover, the combination therapy may not modify the disease 
progression and are not curative  

*Medications include quick-relief therapies to treat acute symptoms of 
an attack and long-term control medications to prevent further 
exacerbation: 

1-Bronchodilators-sympathomimetics, methylxanthines, anticholinergics 

2-Corticosteroids-systemic, inhalation Leukotriene antagonists 

3-Mediator-antagonists:  Antihistamine   

4-Mast cell stabilizers            

5-Anti-IgE antibody 

The treatment aims to reverse airflow obstruction and reduces asthma 
exacerbations thus improving quality of life. However, long-term use of 
high dose inhaled corticosteroids therapy may lead to detrimental effects, 
such as cataracts, osteoporosis in elderly patients, and stunting of growth in 
children . 

Moreover, the combination therapy may not modify the disease 
progression and are not curative   

1.Bronchodilators 

Are medications that relax the bronchial muscles, making the airway 
larger, and allowing air to pass through easily Thus relieving 
breathlessness, chest tightness, and other acute symptoms of asthma  

 

 

1-Sympathomimetics-β2-receptor agonists 

i. 

Short-acting: salbutamol, pirbuterol, terbutaline 

ii. 

Long-acting: salmeterol, formoterol 


background image

5

 

 

 

Salbutamol 

Mechanism 

Beta adrenoceptors are coupled to a stimulatory G protein, which activates 
adenylyl cyclase to produce the second messenger cAMP. 

In the lung, cAMP decreases Ca++ concentrations within the cells and 
activate myosin light chain phosphatase . 

In addition, there is increased membrane potassium conductance. 

All these culminate into muscle relaxation. 

Side effects: Nervousness, restlessness, tremor, headache, insomnia, chest 
pain, palpitations, angina, hypertension, tachycardia. 

Xanthine derivatives : 

Theophylline :Water insoluble 

Theophylline + Ethylene Di-Amine = Aminophylline  

Mechanism: Theophylline is a competitive nonselective phosphodiesterase 
inhibitor, which raises intracellular cAMP, activates Protein kinase 
A, inhibits TNF- alpha and inhibits leukotriene synthesis, and reduces 
inflammation and innate immunity . 

Nonselective adenosine receptor antagonist. (Adenosine is a 
bronchoconstriction)  

Pharmacological effects: 

•  Bronchial muscle: Bronchodilatation 
•  CNS: cortical stimulation, excitement, insomnia, stimulation of 

medullary respiratory and vomiting centre, reduced mental exhaustion 
and fatigue . 

Side effects of theophylline: Nausea, vomiting, convulsion, arrhythmias, 
anorexia, palpitations 

Therapeutic index is very low        

Indications: Bronchial asthma, COPD, and Apnea . 


background image

6

 

 

Anticholinergic drugs   

Short-acting: ipratropium 

Long-acting: tiotropium  

Anticholinergics prevent the increases in intracellular concentration of 
cyclic guanosine monophosphate (cyclic GMP), most likely, due to actions 
of cGMP on intracellular calcium, this results in decreased contractility of 
smooth muscle in the lung, inhibiting bronchoconstriction and mucous 
secretion . 

2.Corticosteroids   

I. Topical inhalation: 

-  betamethasone 
-  beclomethasone 

II. Systemic  : 

-  oral prednisolone 
-  i.v: hydrocortisone 
-  Methyl prednisolone (Depomedrol) as injection 

Mechanisms of Action : 

1-  Inhibit the formation of cytokines. 
2-  Inhibit the generation of vasodilators PGE2 and PGI2 by inhibiting the 

induction of cyclooxygenase. 

3-  Induce lipocortin (a phospholipase A2 inhibitor) therefore, inhibiting 

LTC4 and LTD4 production . 

4-  Decrease the synthesis of leucocyte chemotaxins LTB4 and PAF, thus 

reducing recruitment and activation of inflammatory cells . 

5-  Inhibition of synthesis of bronchoconstrictor substances e.g. histamine. 
6-  Suppression of enzymatic processes that are triggered by the union of 

antigen with antibody. 

7-  Reduces antibody formation 

 

 

 


background image

7

 

 

Side effects of corticosteroids:   

1-  Adrenal suppression. 
2-  Impairment of wound healing. 
3-  Peptic ulcer. 
4-  Immunosuppression. 
5-  Osteoporosis. 
6-  Hyperglycemia. 
7-  Menstrual irregularities. 
8-  Fluid retention. 
9-  Muscle weakness . 

3.Prophylactic agents in BA: 

1 -Mast-cell stabilizers: 

        i. Cromones:     Na+ cromoglycate, Nedocromil Na 

        ii. Ketotifen 

Mechanism of Action 

- Inhibit release of mediators from mast cells by stabilizing the mast cells . 
- Inhibit several inflammatory cells e.g. neutrophils, macrophages, 

eosinophils. Cromoglycate is poorly absorbed from the gut, so it is only 
effective through inhalation. 

Ketotifen: is both a 5HT and histamine antagonist. Orally active but with a 
slow onset of action. Must be administered regularly for 6-12 weeks before 
any beneficial effect is noticeable . 

2 -Mediator Antagonists: 

i.  Antihistamines: azelastine, cetirizine 
ii. Leukotriene pathway inhibitors : 

•  lipoxygenase enzyme inhibitor: zileuton 
•  leukotriene-receptor antagonists: zafirlukast, montelukast, 

pranlukast

   

 

The End…… (thank you) 




رفعت المحاضرة من قبل: Naba Hussein
المشاهدات: لقد قام 5 أعضاء و 76 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل