background image

Sunday 2 / 11 / 2014

 

@Ali Kareem 2014-2015

 

Name

:

______________________________                                                                

Class

:

_______________________________ 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

"Pharmacology

 

مكتب اشور لالستنساخ

 

Adrenergic System      

                                         
                                         

   Lec 6

 

ADRENERGIC SYSTEM

 

Lecture 6 

 

Total lectures NO. 12 

 

Dr. Haidar Al-Sharkachi

 


background image

Adrenergic System                                                                                           Lec 6

 

 

 

Page 2

 

 

Classification of beta-blockers: 

♣  According to the pharmacokinetic properties: 

The solubility of beta-blockers varies, some are either lipid soluble or water soluble, 
others are intermediate. 

1. 

 Lipid Soluble: 

  Are extensively metabolized by the liver. They're subject to extensive 

hepatic first pass metabolism after oral administration. 

  Plasma concentrations vary greatly between subjects . 
  They readily cross cell membranes so have a high apparent volume of 

distribution (aVd). 

  They readily enter the CNS. 
  They have a shorter  t1/2 (about 3 hours). 
  Examples: propranolol and metoprolol. 

2. 

Water Soluble: 

  Excreted unchanged by the kidney. 
  They're less subject to hepatic first pass metabolism so they show more 

predictable plasma concentrations. 

  These agents are less widely distributed and may have lower incidence 

of effects attributed to penetration of the CNS. 

   They have a longer  t1/2 ( about 9 hours). 
  Examples: atenolol and nadolol 

♣  According to selectivity: 

Among the beta-receptor blocking drugs, relative affinities for beta

1

 and beta

2

 

receptor varies. 

1)  Non-selective beta blockers act at both beta

1

 and beta

receptors. 

2)  Beta

1

 selective ( cardio-selective) beta blockers have a higher affinity (50-100 

times) for beta

1

 than for beta

2

 receptors.  

Examples: atenolol, acebutolol and metoprolol.                                            
Note:Butoxamine is a selective beta

2

 blocking drug with no obvious clinical 

application.                                                                                                                    
The clinical advantages of selective beta-blockers are: 


background image

Adrenergic System                                                                                           Lec 6

 

 

 

Page 3

 

 

1)  In diabetics: where beta

2

 receptors mediate both the symptoms of 

hypoglycemia (except sweating) and the counter-regulatory  metabolic 
responses that reverse the hypoglycemia. 

2)  In asthma: there's less likelihood of causing bronchoconstriction, however, 

none of the available beta

1

 blockers is sufficiently selective to be safely 

used in asthma. 

3)  In peripheral vascular disease: and when cold extremities is a troublesome 

side effect. Since selective beta-blockers have less effect on peripheral 
vascular beta

2

 receptors, cold extremities is less frequent.Cold extremeties 

is due to decreased cardiac output and reduced peripheral blood flow. 

♣  According to other non-blocking effects: 

1. Partial agonist action (PAA) [Intrinsic sympathomimetic activity]    (ISA) 

   Most β-blocking drugs are pure antagonists (i.e. cause no activation of the 
receptor).However, some are partial agonists (cause partial activation of the 
receptor).This is sometimes described as having intrinsic sympathomimetic activity 
(ISA). Examples:  pindolol and acebutolol.These agents differ from the pure 
antagonists in the following: 

1)  They cause less fall in resting heart rate than do the pure antagonists, and 

may be less effective in severe angina pectoris. 

2)  There is also less fall in cardiac output and possibly fewer patients experience 

unpleasantly cold extremities. 

3)  Abrupt withdrawal may be less likely to lead to a rebound effect if there is 

some partial agonist action, since upregulation of receptors, may not have 
occurred. 

4)  They cause minimal disturbance in lipid and carbohydrate metabolism. 
5)  They are claimed to have increased safety in patients with airway disease.  

2. Membrane stabilizing [quinidine-like or local anesthetic] effect or action (MSA): 

   It is a prominent effect of several β-blockers. This action is the result of typical 
local anesthetic blockade of sodium channels. These drugs are not used topically on 
the eye for glaucoma, where local anesthesia of the cornea would be highly 
undesirable e.g. propranolol and acebutolol.  


background image

Adrenergic System                                                                                           Lec 6

 

 

 

Page 4

 

 

Group  Non-selective β-blockers 

ISA 

MSA 

Elimination 
half life 

Solubility 

G I 

Oxprenolol 

 

 

G II 

Propranolol 

4-6 hours 

L.S. 

G III 

Pindolol 

 

 

G IV 

Sotalol* 

 

W.S. 

Timolol 

 

 

Nadolol 

14-24 hours 

W.S. 

 

Group  β1-selective blockers 

ISA 

MSA 

Elimination 
half life 

Solublity 

G I 

Acebutolol 

 

 

G III 

Esmolol 

 

 

10 min 

 

G IV 

Atenolol, Nebivolol 

 

W.S.(At.) 

Metoprolol, Betaxolol 

 

L.S.(Me.) 

Bisoprolol, Celiprolol 

 

 

 

Group   Non-selective β-blockers + 

α1-blockers 

ISA 

MSA 

Elimination 
half life 

solubility 

G II 

Carvedilol 

 

 

 

 

G IV 

Labetalol 

 

 

 

L.S. 

Notes: 

1) Nadolol: has the longest elimination half life. 

2) Esmolol: has a very short half life due to metabolism of an ester linkage.It is only 
given I.V. if required during surgery or diagnostic procedures. 

3)Sotalol: It is a β

1

-selective blocker and  is a class III  anti-arrhythmic drug(beta 

blockers are class II antiarrythmics). 

 4) Carvedilol: The receptor affinity is     beta

= beta

2

 > alpha

1

 > alpha

2

    which 

means it is a non selective β-blocker that also blocks the α

1

 receptors.Carvedilol and 

labetalol contrast with the other beta blockers that produce peripheral 
vasoconstriction. 

- Carvedilol has clinical benefits in congestive heart failure.It also decreases lipid 
peroxidation and vascular wall thickening,effects that have benefit in heart failure. 


background image

Adrenergic System                                                                                           Lec 6

 

 

 

Page 5

 

 

(Clinical trials have shown clinical benefits of carvedilol as well as metoprolol and 
bisoprolol in patients with stable chronic heart failure.) 

5)Labetalol: May be employed as an alternative to methyldopa in the treatment of 
pregnancy induced hypertension.Intravenous labetalol is also used to treat 
hypertensive emergencies. 

6)Nebivolol: also has vasodilator properties mediated by nitric oxide. 

 

Therapeutic uses of β-receptor blocking drugs:- 

A) Cardiovascular uses: 

1. Angina pectoris: Beta adrenoceptors blockers reduce the frequency of anginal 
episodes and improve exercise tolerance in many patients with angina. These 
actions are related to decreased cardiac work and reducion in oxygen demand. 

2. Hypertension: 

Β-blockers given chronically lower blood pressure in patients with hypertension. 

The factors involved may include: 

  Reduction in cardiac output 
  Lowering of total peripheral resistance,  
  Inhibition of rennin release and  
  CNS effects. 

For acute or emergency treatment of hypertension β-blockers are not used (may 
increase diastolic pressure). Labetalol, a competitive α and β antagonist, is 
effective. 

3.Cardiac tachyarrhythmias: 

Β-blockers are class II anti-arrhythmics. They depress automaticity and increase the 
AV nodal refractory period. They are especially effective for treatment of 
supraventricular arrhythmias.Sotalol is a non selective β-receptor antagonist that 
has marked class III anti arrhythmic effect reflecting potassium channel blockade. It 
causes lengthening of the refractory period of the cardiac cells. 


background image

Adrenergic System                                                                                           Lec 6

 

 

 

Page 6

 

 

4.Myocardial infarction: 

Β-blocker has a cardioprotective effect in: 

  a. Early use within 6-12 hours of infarction and for 3-4 weeks results in the 
reduction in the infracted size and protection against cardiac rupture. 

  b. Late use between 4 days-4 weeks after onset of infraction and is continued for 
at least 2 years. Useful for secondary prevention from another M.I. 

5. Hypertrophic obstructive cardiomyopathy or (hypertrophic subaortic stenosis) 
and tetralogy of Fallot (TOF): β-blockers decrease outflow resistance and increase 
stroke volume.                                                                                                                        

6. Hepatic portal hypertension & esophageal variceal bleeding: 

Βeta-blockers cause reduction of portal pressure. 

7. Aortic dissection & after subarachnoid hemorrhage:  

Βeta-blockers reduce force and speed of systolic ejection (contractility) and blood 
pressure. 

B) Endocrine uses: 

1.  Hyperthyroidism:  

Beta-blockers reduce the unpleasant symptoms of sympathetic over-activity; there 
may  also be an effect on the metabolism of thyroxine. 

2.  Pheochromocytoma:   

Beta-blockers may be required after α receptor blockade has been instituted to 
reverse the cardiac effects of excessive catecholamines.Beta-antagonists  should 
NOT be employed PRIOR to establishing effective α receptor blockade,since 
unopposed beta receptor blockade could cause blood pressure elevation from 
increased vasoconstriction. 

C) CNS uses: 

   1. Anxiety with somatic symptoms. 


background image

Adrenergic System                                                                                           Lec 6

 

 

 

Page 7

 

 

   2. Essential tremor: The tremor may respond to standard doses of selective or 
non-selective blockers. Dysfunction of β1 receptor has been implicated in some 
cases. 

   3. Migraine headache prophylaxis: Ssome β-blockers e.g. propranolol show a 
beneficial effect in reducing the frequency and intensity of migraine headache. The 
mechanism is not known. 

   4. Alcohol and opioids acute withdrawl symptoms. 

D) Eye uses: 

   Glaucoma: Topical administration of a β-blocking drug with no MSA e.g. timolol 
reduces intraocular pressure (IOP). The mechanism appears to involve reduced 
production of aqueous humor by the ciliary body. 

 

Adverse effects of β-receptor blocking drugs: 

A.  Adverse reactions due to beta-adrenoceptor block: 

1.  Cardiac failure: 

B-receptor blockade depresses myocardial contractility. In patients with 
abnormal myocardial function, cardiac output may be dependent on 
sympathetic derive. If this stimulus is removed, cardiac decompensation 
may result. 

2.  Bronchoconstriction: 

B2- receptor blockade associated with the use of non selective agents 
commonly causes worsening of pre existing asthma and other forms of 
airway obstruction.While B

1

- selective drugs may have less effect on 

airways,they are not totally selective and may precipitate asthma. 

3.  Hypotension: When the drug is given after myocardial infarction. 
4.  Bradycardia and heart block: 
5.  Hypoglycemia: It occurs especially with non selective members in 

diabetes, due to impairment of the normal sympathetic- mediated 
homeostatic mechanisms for maintaining blood glucose. i.e: the recovery 
from hypoglycemia is delayed. 
In addition symptoms of hypoglycemia will not occur.  


background image

Adrenergic System                                                                                           Lec 6

 

 

 

Page 8

 

 

 

6.  Cold extremities: it’s due to reduced peripheral blood flow especially with 

non- selective drugs. 
*B-blockers (1) reduce cardiac output. 
                       (2) block peripheral vascular B2 receptors. 

7.  Withdrawal phenomenon: 

Abrupt withdrawal of therapy can be dangerous in angina pectoris and 
after myocardial infarction.It probably occurs due to upregulation of B-
receptors and appears to be least common with partial agonists. 

8.  Intrauterine growth retardation: 

B-blockers administered during pregnancy decrease placental blood flow 
and may retard growth of the fetus. They also produce neonatal 
bradycardia and neonatal hypoglycemia. 

9.  Hyperlipidemia: 

B-blockers cause decrease of HDL/ LDL ratio which is in a direction adverse 
for coronary heart disease. These changes are minimal with parial 
agonists. 

10. Impotence: 

Interference of sexual function is unusual . 
 

B.  Adverse reactions not certainly due to beta-receptor blockade: 

1.  CNS side effects: include sedation, fatigue, nightmares and depression. B-

blockers with low lipid solubility are associated with a lower incidence of 
CNS adverse effects. 

2.  Hyper sensitivity reactions:  skin rash. 
3.  Oculomuco cutaneous syndrome: 

It occured with chronic use of practolol (now obsolete). 
 

Contraindications: 

1.  Heart failure. 
2.  Asthma. 
3.  Sick sinus syndrome or heart block. 
4.  Bradycardia & hypotension.       
5.  Diabetes.  
6.  Peripheral vascular disease.                      




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 9 أعضاء و 148 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