1、一、 花生四烯酸代谢与非甾体类抗炎镇痛药花生四烯酸是20个碳的不饱和脂肪酸，绝大多数结合在细胞膜磷脂中，细胞内外游离的AA浓度很低。当细胞膜受到某种刺激（如炎性刺激）时，膜磷脂由磷脂酶A2和磷脂酶C系统催化水解而释放出AA，AA经环氧酶（COX）和脂氧酶（lipoxygenase LOX）两条途径氧化成不同的代谢产物。（一） 脂肪酸环氧（化）酶途径环氧化酶（COX）存在于哺乳动物各种细胞内质网内，具有很高的活性。AA经COX催化后转化为PGG2，再经前列腺素过氧化氢酶降解为PGH2，同时释放氧自由基。PGG2、PGH2不稳定，在不同细胞分别代谢为各种前列腺素和血栓素两大系统。在巨噬细胞、嗜中性
2、粒细胞和淋巴细胞中，PGH2经11-酮异构酶作用转变为PGD2，或经9-酮异构酶作用转变为PGE2，后者经9-酮还原酶作用转变为PGF2。PGH2还可经前列腺素合成酶作用转变为PGI2即前列环素（prostacyclin），PGI2迅速自发水解为6-keto-PGF1。PGH2在血小板中经血栓素合成酶作用生成为血栓素A2（TXA2）。NSAIDs通过抑制COX影响AA代谢，减少了PGs合成，这是其抗炎、镇痛解热作用的主要机制。由于其同时抑制了正常生理需要的PGs，导致其特有的副效应。作为重要的炎性介质，PGs在炎症过程中起诸多方面的作用，如扩张血管、增加毛细血管壁的通透性、增强组胺及缓激肽类的
3、致痛和组织肿胀作用等。因此，抑制PGs生成及其作用的发挥，可有效地抑制炎症。PGs的正常分泌对于维持细胞内环境的稳定以及细胞正常生理功能又是必需的。若PGs分泌减少，可引起胃肠道内碳酸盐水平降低，上皮细胞表面磷脂颗粒减少及粘膜缺血，从而降低粘膜的防御能力。在肾脏，如肾单位PG减少可引起血管收缩、肾血流量及肾小球滤过率下降，致排钠减少而水钠潴留，并导致肾损伤或加重原有的肾脏病变。由于上述副效应的存在，而影响到 NSAIDs的临床应用。由此可见，欲达到治疗目的的 NSAIDs药理作用，不应是抑制PG的产生而应是阻断PG的致炎作用。多年来，临床药理学家通过改变药物结构、给药途径及剂型等减少药物副作用
4、，并已获一定效果。1990年Needleman实验研究人员发现，体外人体单核细胞和体内鼠腹膜巨噬细胞在细菌内毒素激活下，合成一种不同于以往的新的COX，即把原来的COX命名为COX-1，新的COX命名为COX-2。1、COX-1和COX-2的结构与功能 Vane .J.R关于炎症与PGs关系理论的提出，有力地推动了 NSAIDs的发展进程，也促进了对COX的深入研究。1976年首次分离出具有催化活性的COX，现已清楚COX-1是一种结构同型酶，膜结合分子量为71KD的糖蛋白，并经X-射线衍射测出其三维结构。COX结构由三个彼此独立的折叠单位构成，N端类似于生长因子的表面区域、膜结合区和C端酶活
5、性区。COX在细胞膜内分布为单向性，其空间结构呈一长通道，一端插入细胞膜，另一端为活性部位。由于COX活性位点是一狭长的疏水通道，某些NSAIDs如（苯氟布洛芬）可能是通过将AA从通道上端排出而抑制COX活性的。COX-1广泛分布于PG合成细胞的内质网中，为正常细胞的组分蛋白。COX-1催化生成的PGs对维持维持胃肠道及其他组织内环境稳定具有重要作用。COX-1在正常情况下保持稳定水平，但当受到某些激素或生长因子激发时，水平可提高24倍。COX-2是通过酶诱导方式表达的，故在静息细胞中很少甚至不出现。它主要表达在炎症细胞如组织损伤后的内皮细胞、巨噬细胞、滑液纤维细胞、树状细胞、软骨细胞及成骨细
6、胞中。在炎症组织中COX-2可被多种因子诱发表达，其水平急剧增长达810倍之多，促使炎症部位PGE2、PGI2、PGE1的合成增加，增强了炎症反应和组织损伤。研究发现，COX-1和COX-2有60%的氨基酸序列相同，并均有相似的部位与AA或NSAIDs结合， COX-2的活性部位较COX-1广，因此可接受更多的物质作为底物，催化18或20碳脂肪酸；而COX-1只对20碳四烯酸呈特异性，两种酶对AA代谢有类似的Km（酶结合常数）和max（酶的最大反应速度）值。2、NSAIDs对COX-1和COX-2的选择性 COX-1和COX-2有相似的生物化学特点，但因不同的结构引起两种同功酶重要的药理学差异
7、，NSAIDs对COX-1和COX-2作用的选择性，可能是其发挥不同药理作用和引起不良反应的主要原因之一。NSAIDs对炎症的有效治疗作用系源于对COX-2的选择性抑制，而对COX-1的抑制可导致胃肠道、呼吸道、肾脏和中枢神经系统等的不良反应。研究表明，药物对COX-2抑制的选择性越强，诱发胃肠道副作用越小，呈良好的线性关系。阿斯匹林和吲哚美辛之所以引起较严重的胃溃疡，其原因是对COX-2抑制作用较弱，而对COX-1抑制作用较强。故而探寻COX-2选择性抑制剂已成为近年来NSAIDs研究的热点和前沿。NSAIDs对COX-1和COX-2的选择性抑制作用的大小，可用反映它们活性的IC50比值（I
8、C50COX-2/IC50COX-1）表示，即抑制50%酶活性所需的药物浓度。IC50越高的药物其抑制酶活性的能力也就越低，两者比值越小，说明该药对COX-2的选择性抑制作用越大，不良反应较少。表24-1列举了部分NSAIDs的IC50COX-2/IC50COX-1比值。表24-1 NSAIDs的IC50COX-2/IC50COX-1的比值 药物 IC50COX-2/IC50COX-1的比值 吡罗昔康 250 阿斯匹林 173 舒林酸 100 吲哚美辛 60 布洛芬 15.16 扑热息痛 7.5 氟布洛芬 1.24 美洛昔康 0.80 双氯芬酸 0.70 萘普生 0.58 尼美舒利 0.007
9、 （二） 脂氧酶代谢途径AA代谢的另一途径是脂氧酶途径。AA经脂氧酶作用先形成不稳定的过氧化氢二十碳四烯（HPETE）。5-脂氧酶是生成白三烯（leukotrienes，LTs）的主要代谢酶，与环氧酶不同，5-脂氧酶只存在于中性粒细胞、嗜碱粒细胞、嗜酸粒细胞、单核巨噬细胞和某些肥大细胞内。经5-脂氧酶作用形成的5-HPETE首先转化为不稳定的LTA4，然后进一步转化为LTB4或LTC4硫化多肽，后者可经一系列转肽酶逐步代谢为LTD4、LTE4、和LTF4硫化多肽。LTB4主要产生于中性粒细胞，单核细胞和巨噬细胞产生LTB4和LTC4，嗜碱粒细胞、嗜酸粒细胞及某些肥大细胞主要产生白三烯硫化多肽。
10、在血小板中，AA经12-脂氧酶作用形成12-HPETE，进一步分解为12-羟二十碳四烯酸（12-HETE）。另外，15-脂氧酶将AA转化为15-HPETE，再进一步转化为15-HETE及三羟基二十碳四烯酸，即脂氧素（lipoxins）。在脂氧酶代谢途径中产生的许多过氧化氢脂肪酸对环氧酶有很强的激活作用，因而脂氧酶代谢途径间接影响环氧酶途径的代谢。二、 花生四烯酸代谢产物的作用（一）、环氧酶途径代谢产物的作用除红细胞外，哺乳动物的各种细胞都能合成前列腺素（PG）。PG一般不在细胞内贮存，只是在受到某种刺激时才合成和释放。PGE2和PGI2具有较强烈的扩血管作用，降低血管张力；提高血管通透性，加强
11、缓激肽与组胺引起的水肿；刺激白细胞的趋化性；抑制血小板聚集。在AA代谢过程中，生成PG的同时产生各种氧自由基，包括超氧离子、羟自由基、环氧自由基和过氧化氢等，它们都能引起组织损伤。另外，不同PG之间以及PG与TXA2和其他炎性介质之间具有相反的作用，如PGF2提高血管张力和降低血管通透性，PGI2抑制白细胞趋化性，TXA2提高血管张力和血小板聚集能力。PGE1和PG2本身不引起疼痛，但能使痛觉敏感化。（二）、脂氧酶途径代谢产物的作用白三烯增强血管通透性，使炎症部位水肿，LTB4、C4、D4、E4都能引起毛细血管及其后的微静脉渗出增多。LTB4对中性粒细胞、单核细胞和嗜酸粒细胞具有很强的趋化作用
12、，是目前所知的最强的白细胞趋化剂。使白细胞尤其中性粒细胞聚集于炎症部位，促进白细胞粘附于毛细血管和微血管内皮，加速白细胞跨越毛细血管后静脉壁而渗出。 血栓素A2合成酶 TXA2 血小板收缩聚集、 白细胞趋化性强 布洛芬 环氧酶 PGE2 主要作用于微循环，改变通透性， PGG2（PGH2）PGF2 使其他介质引起得疼痛过敏 PGI26-keto-PGF1 吲哚美辛 PGF代谢物 磷脂酶A2 12-脂氧酶 磷脂花生四烯酸 12-HPETE12-HETE 改变细胞的趋活性和趋向性 15-脂氧酶 8.15-LTB4 皮质类固醇 15-HPETE14.15-LTA4 14.15-LTB LTC4 改变
13、通透性和 . 平滑肌收缩 5-脂氧酶 LTA4合成酶 5-HPETE LTA LTD4 LTB4 调节白细胞功能， 二乙碳酰嗪 影响趋活性和趋化性 5HETE 图24-1 AA代谢物及其生理活性上述AA的代谢产物都具有广泛的生理活性（图24-1）。尽管NSAIDs抑制环氧酶是其主要作用机制，但并非唯一的机制。例如NSAIDs也能抑制磷酸二脂酶而提高细胞内cAMP浓度，高浓度cAMP可稳定中性白细胞的溶酶体膜，使溶酶体内酶不易释放。第2节 非甾体类抗炎镇痛药的药理作用属于NSAIDs的药物繁多，美国食品医药管理局（FDA）确认的NSAIDs分成三类：即乙酰水杨酸盐类，包括阿斯匹林；非乙酰基水杨酸类，包括水杨酸镁、氟苯水杨酸等；非水杨酸盐类，包括布洛芬、消炎痛等。有的根据药物半衰期长短进行分类。它们多数具有解热、镇痛、消炎、抗风湿等作用。一、 解热作用NSAIDs类药物解热效果好、可靠而迅速；其主要作用是增强机体的散热，而不抑制其产热过程。在治疗剂量下，只能使升高
