background image

Adrenergic Agonists

 

 

Department of Pharmacology

 

 College of Medicine- University of 

Kirkuk

 

2016-2017

 


background image

Adrenergic Agonists

 

The adrenergic drugs affect receptors that are 
stimulated by norepinephrine or epinephrine
Some adrenergic drugs act directly on the 
adrenergic receptor (adrenoceptor) by activating 
it and are said to be sympathomimetic. 
block the action of the neurotransmitters at the 
receptors (sympatholytics), 

 


background image

THE ADRENERGIC NEURON 

Adrenergic  neurons  release  norepinephrine 
as the primary neurotransmitter. 

These  neurons  are  found  in  the  central 
nervous  system  (CNS)  and  also  in  the 
sympathetic  nervous  system  where  they 
serve  as  links  between  ganglia  and  the 
neuroeffector tissues. 

The  adrenergic  neurons  and  receptors, 
located  either  presynaptically  on  the  neuron 
or  postsynaptically  on  the  effector  organ,  are 
the sites of action of the adrenergic drugs. 


background image

Neurotransmission at adrenergic 
neurons

 

Neurotransmission in adrenergic neurons 
closely resembles that already described for the 
cholinergic neurons. except that 

norepinephrine is the neurotransmitter instead of 
acetylcholine.  

The process involves five steps: 

 Synthesis 
 Storage 
 Release 
 Receptor binding of Norepinephrine 
 Removal of the neurotransmitter from the synaptic gap.

   


background image

Synthesis of norepinephrine:

 

Tyrosine is transported by a Na+- linked carrier into 
the axoplasm of the adrenergic neuron, where 

it is hydroxylated to dihydroxyphenylalanine (DOPA) 
by tyrosine hydroxylase 

This is the rate-limiting step in the formation of 
norepinephrine. 

DOPA is then decarboxylated by the enzyme dopa 
decarboxylase (aromatic l-amino acid decarboxylase) 
to form dopamine in the cytoplasm of the presynaptic 
neuron. 


background image

background image

Storage of norepinephrine in vesicles:

 

Dopamine  is  then  transported  into  synaptic  vesicles 
by an amine transporter system that is also involved 
in the reuptake of preformed norepinephrine. 

This  carrier  system  is  blocked  by  reserpine 
Dopamine 
is hydroxylated to form norepinephrine by 
the enzyme, dopamine 

β-hydroxylase. 

Synaptic 

vesicles 

contain 

dopamine 

or 

norepinephrine  plus  adenosine  triphosphate  (ATP) 
and b-hydroxylase as well as other co transmitters 

In the adrenal medulla, norepinephrine is methylated 
to  yield  epinephrine,  which  is  stored  in  chromaffin 
cells along with norepinephrine. 


background image

Release of norepinephrine

 

An  action  potential  arriving  at  the  nerve 
junction triggers an influx of calcium ions from 
the extracellular fluid into the cytoplasm of the 
neuron. 

The  increase  in  calcium  causes  vesicles 
inside  the  neuron  to  fuse  with  the  cell 
membrane  and  expel  (exocytose)  their 
contents into the synapse

Drugs  such  as  guanethidine  block  this 
release. 


background image

Binding to receptors

 

Norepinephrine released from the synaptic vesicles diffuses 
across  the  synaptic  space  and  binds  to  either  postsynaptic 
receptors  on  the  effector  organ  or  to  presynaptic  receptors 
on the nerve ending. 

The  recognition  of  norepinephrine  by  the  membrane 
receptors  triggers  a  cascade  of  events  within  the  cell, 
resulting in 

the formation of intracellular second messengers that act as 
links  (transducers)  in  the  communication  between  the 
neurotransmitter and the action generated within the effector 
cell. 

Adrenergic 

receptors 

use 

both 

(cAMP) 

and 

phosphatidylinositol  cycle  to  transduce  the  signal  into  an 
effect. 

Norepinephrine  also  binds  to  presynaptic  receptors  that 
modulate the release of the neurotransmitter. 
 


background image

Removal of norepinephrine

 

Norepinephrine may: 

  diffuse out of the synaptic space and enter the general 

circulation 

 be metabolized to O-methylated derivatives by 

postsynaptic cell membrane

–associated catechol O-

methyltransferase (COMT) in the synaptic space and 
oxidized by MAO
 

 be recaptured by an uptake system that pumps the 

norepinephrine back into the neuron. 

 The uptake by the neuronal membrane involves a 

sodium- or potassium-activated ATPase that can be 
inhibited by tricyclic antidepressants, such as 
imipramine, or by cocaine  

 Uptake of norepinephrine into the presynaptic neuron is 

the primary mechanism for termination of 

norepinephrine’s effects. 


background image

Adrenergic receptors (adrenoceptors)

 

several classes of adrenoceptors can be 
distinguished pharmacologically. 

 Two families of receptors: 

α and β, were initially identified on the basis of their 
responses to the adrenergic agonists epinephrine
norepinephrine, and isoproterenol

 A number of receptor subtypes

 α1 and α2 Receptors: The α-adrenoceptors show a 
weak response to the synthetic agonist isoproterenol, but 
they are responsive to the naturally occurring 
catecholamines epinephrine and norepinephrine 


background image

For α receptors, the rank order of potency is 
epinephrine 

≥ norepinephrine >> 

isoproterenol

The α-adrenoceptors are subdivided into two 

subgroups, α1 and α2, based on their 

affinities for α agonists and blocking drugs. 

For example, the α1 receptors have a higher 
affinity for phenylephrine 

than do the α2 

receptors. 

Conversely, the drug clonidine selectively 

binds to α2 receptors and has less effect on 

α1 receptors. 


background image

Type of adrenergic Receptors

 


background image

α1 Receptors

 

1-These receptors are present on the 
postsynaptic membrane of the effector organs 
and mediate many of the classic effects, 

originally designated as α adrenergic, involving 
constriction of smooth muscle. 

Activation of α1 receptors initiates a series of 
reactions through the G protein activation, 
resulting in the generation of (IP3) &(DAG) 
from phosphatidylinositol 


background image

α2 Receptors

 

located primarily on: 

presynaptic nerve endings 

on other cells, such as the b cell of the pancreas 

on certain vascular smooth muscle cells 

 
*Control adrenergic neuromediator and insulin output, respectively. 
These are Further subdivided into: 

Alpha 1  A, B,C, and D 

Alpha 2  A, B and C 

Alpha 1 Adrenoceptors: 

They're present on postsynaptic membrane of effecter organ. 

 This extended classification is necessary for understanding the selectivity of 
some drugs. 

 For example, tamsulosin 

is a selective α1A antagonist that is used to treat 

benign prostate hyperplasia. 

 

drug is clinically useful because it targets α1A receptors found primarily in 

the urinary tract and prostate gland. 
 

 


background image

Their function:

 

On 

Vessels: 

cause 

smooth 

muscle 

contraction 

so 

there 

will 

be 

Vasoconstriction of blood vessels found in 
skin,  splanchnic  vessels  and  skeletal 
muscles, this will cause pallor and increase 
peripheral vascular resistance. 

On  Eyes:  contraction  of  radial  muscles  of 
the iris
 this will lead to dilation of the pupil  
Mydriasis. 

   

contraction of smooth muscles of Vas 

Deferens and seminal vesicle  ejaculation 


background image

Pregnant  uterus  contraction                  low 
placental blood flow. 

 

Skin:  contraction  of  Pilo  erector  muscle  
goose flesh skin  erection of hair. 

 

Sweat glands: are of two types: 

  Apocrine  gland:  stimulation  of  this  gland 
leads to increased secretion 

  Acrine  gland  or  thermoregulatory  gland  has 

muscarinic  receptor  even  though 

they’re 

innervated by adrenergic nerves. 

 


background image

 

Metabolic functions: the effect on the liver  

 stimulation of  lipolysis 
 Gluconeogenesis 
 Glycogenolysis 
  K+ release 
 
• Heart:  increase force of contraction ( not so 

important). 

 


background image

Mechanism of Activation of alpha 

receptors:

 

 

Stimulation of alpha 1 receptor  

Activation of a G-coupling protein  

Activation of phospholipase C  

It acts on phosphotidyl inositol biphosphate  

 The release of : 

  *Diacylglycerol (DAG) 

  *Inositol triphosphate (IP3) 

 

 


background image

Major effects mediated by α1adrenoceptors 

Vasoconstriction 

Increased peripheral resistance 

Increased blood pressure 

Mydriasis 

Increased closure of internal sphincter 
of the bladder 


background image

Alpha 2 Adrenoceptors:

 

 

Location

 

1-Presynaptic receptor on adrenergic nerve 
terminal (auto receptor)

 

Function

 

 

1-They inhibit the release of noradrenaline 

 

2-Presynaptic receptor are present on cholinergic 
nerve 

terminal, 

they 

are 

called 

“Hetero 

receptors

 

On GIT

 

The relaxation of GIT smooth muscles is probably 
due 

to 

Presynaptic 

inhibition 

of 

parasympathetic  activity  (because  of  the 
presence  on  alpha  2  receptors  on  cholinergic 

terminal on GIT)

 


background image

3

- Postsynaptic CNS adrenoceptors are present in 

the brain, e.g.: brain stem vasomotor center 
Decrease sympathetic stimulation. 

Some drugs used as Antihypertensive act on 

these receptors for example “Clonidine” 

4-On the beta cells of pancreas 
Alpha 2 receptors are inhibitory, they decrease 

the insulin release.  

5-On platelets  
They produce aggregation 
 
6-On vascular smooth muscles
  
Contraction 
7-On fat cells 
Inhibition of lipolysis 


background image

Mechanism of Activation of alpha 2 

receptors:

 

Alpha 2 receptors (with the help of inhibitory 
regulatory G protein)  inhibit adenyl cyclase 
enzyme activity  causing decrease in 
intracellular cAMP. 

In addition there are other mechanisms 
include: 

Activation of Potassium channels. 

 Closing of Calcium channel 

 


background image

Major effects mediated by α2 

adrenoceptors

 

Inhibition of norepinephrine release 

 Inhibition of acetylcholine release 

Inhibition of insulin release 


background image

β Receptors

 

β Receptors: exhibit a set of responses different from those of the α  

receptors. These are characterized by a strong response to Isoproternol
with less sensitivity to epinephrine and norepinephrine. 
 

 

β1 receptors have approximately equal affinities for epinephrine and 

norepinephrine 

 

whereas β2 receptors have a higher affinity for epinephrine than for 

norepinephrine. 
 

 Thus, tissues with a predominance of β2 receptors (such as the 

vasculature of skeletal muscle) are particularly responsive to the 
hormonal effects of circulating epinephrine released by the adrenal 
medulla 
 

 Binding of a neurotransmitter at any of the three β receptors results in 

activation of adenylyl cyclase and, therefore, increased concentrations of 
cAMP within the cell. 

 For β receptors, the rank order of potency is isoproterenol epinephrine 

> norepinephrine. 


background image

Major effects mediated by β1 

adrenoceptors.

 

Tachycardia 

Increased lipolysis 

Increased myocardial contractility 

Increased release of renin 

 


background image

receptors:

Beta

 

 

Location 

Heart

: increased Automaticity of SA node with 

increased heart rate (i.e. positive chronotropic 
effect).  

Increased conductivity (velocity) in conducting 
tissues including AV node (i.e. positive 
dromotropic effect). 

Increased excitability of AV node and muscles. 

predisposing to arythmias. 

and increased Oxygen consumption. 

Decreased Refractory Period. 

 


background image

Kidney:Stimulation of Beta1 receptors on 
juxtaglomerular cells will increase Renin 
release (Renin converts Angiotensinogen 
into Angiotensin I ) 

 Nerves: Presynaptic adrenergic and 
cholinergic terminals. 

 

 


background image

Receptors:

Beta

 

 

Distribution of receptors: Adrenergically 
innervated organs and tissues tend to have a 
predominance of one type of receptor. For 
example, tissues such as the vasculature to 

skeletal muscle have both α1 and β2 

receptors, but the β2 receptors predominate. 

 Other tissues may have one type of receptor 
exclusively, with practically no significant 
numbers of other types of adrenergic 
receptors. For example, the heart contains 

predominantly β1 receptors. 


background image

Major effects mediated by β2 
adrenoceptors

 

Vasodilatation 

 Decreased peripheral resistance 

Bronchodilation 

Increased muscle and liver 
Glycogenolysis 

Relaxed uterine smooth muscle 

Increased release of glucagons 


background image

Location&Action 

 Blood Vessels

: Vasodilation of skeletal muscles, renal 

and visceral vessels. Decreased total peripheral 
resistance (TPR). 

  Lung:Bronchodilation 
  GIT: Smooth muscles in the intestinal wall are relaxed 
  Genitourinary system: Relaxation of Bladder wall.  
Pregnant uterus relaxation  delay of premature labour 
  Skeletal muscles:Activation of Beta2 receptors  

Tremor and increased K+ by skeletal muscles  
Hypokalemia 

  Mast Cells: Decreased Histamine release.  
  Liver: Increased Gluconeogenesis and 

GlycogenolysisThis will lead to Hyperglycemia. 

  Pancreas: Increase release of Glucagon lead to 

Hyperglycemia 

  Heart: has beta2 but much lesser than other organs. 

 
 


background image

Mechanism of Activation of Beta 
Receptors:

 

 

Activation of all subtypes of Beta receptors          activation of 
adenyl cyclase
             increased conversion of ATP to cAMP, 
both are mediated by protein Gs (stimulatory). 

cAMP is the major 2nd messenger of beta receptor activation 

In the heart, the activation of beta receptors  increased influx of 
calcium across cell membrane and its sequestration from 
sarcoplasmic reticulum inside the cell. 

Relaxation of smooth muscle may involve the Phosphorylation 
(inactivation) of myosin light chain kinase. 

Beta activation  increase cAMP  Phosphorylation of myosin 
light chain
 kinase  inactive form  vasodilation and relaxation 

Nitrate  increase cGMP  dephosphorylation of myosin light 
chain kinase  inactive form  relaxation. 

     


background image

background image

Dopamine Receptors:

 

 

They're of 5 subtypes arranged in two 
families: 

Family (1) :D1 and D5 

Family (2) :D2, D3 and D4 

 

Stimulation of  D1 family  stimulation of adenyl 
cyclase  smooth muscle relaxation  renal 
vessels dilation  

Stimulation of D2 family  inhibit adenylyl 
cyclaes and open potassium channels  
modulate transmitter release 

 


background image

background image

background image

background image

Desensitization of receptors:

 

rolonged exposure to the catecholamines 
reduces the responsiveness of these receptors, 
a phenomenon known as desensitization. 

Three mechanisms have been suggested: 

    1-sequestration of the receptors 
   2-down-regulation 
   3-inability to couple to G protein, because  the 

receptor has been phosphorylated on the 
cytoplasmic side by eitherof protein kinase A or 
beta adrenergic receptor kinase (BARK). 

 


background image

Supersensitivity:occure when there is:

 

 

Depletion of Noradrenaline in synaptic cleft 
by receptors 

Cut off adrenergic nerve supply (de 
innervation) 

Up-regulation: increase the no. of receptors 
to that drug then when suddenly he stops 
using that drug the effect will be much greater 
than before even before he began to use the 
drug. 

Note:To avoid such cases we're "Tapering" 

the drug. I.e. gradually decrease the doses 
till stopping the drug. 

 


background image

Adrenergic Agonists

 


background image

Adrenergic Agonists:

 

 

According to chemical structure. 

According to receptor sensitivity. 

According to their mode of action. 

According to chemical structure: 

Catecholamine:  

They're sympathomimitic amine that contains 

3,4-dihydroxybenzene group like adrenaline, 

Noradrenaline, dopamine, Dobutamine and 

Isoprenaline. 

 

 


background image

Both Dobutamine and Isoprenaline are 
synthetic 

Characteristics: 

*Show the highest potency 
*Shortest half-life in pharmacology (2 min) 
*Do not readily penetrate into CNS 
*Metabolized by COMT (postsynaptically and 

in the gut wall), MAO (intraneuronally and 
in the mitochondria of liver cells and gut 
wall cells). 

They're ineffective if given orally except 
Isoprenaline. 

 


background image

Catecholamine:

-

Non

 

 

They're phenylisopropylamines compounds lack the 
catechol hydroxyl groups, They include: 

 phenylphrine,  

ephedrine and  

amphetamine group. 

Characteristics:  

Not metabolized by COMT and they're poor substrates for MAO 
so they are given ORALLY. 

Have prolonged duration of action. 

Have increased lipid solubility 

Have greater access to CNS due to lipid solubility and they may 
act indirectly producing unwanted side effects. 

 


background image

According to receptor sensitivity:

 

 

Alpha-agonist 

Beta-agonist 

 
According to their mode of action: 

1- Direct acting agonists. Ex: (catecholamine and 
phenylephrine). 

2- Indirectly acting agonists. Ex: (Amphetamine, 
Tyramine).           It interacts with MAO inhibitors causing 
hypertensive crisis. 

These drugs are taken up into Presynaptic neurons and 
cause the release of NA
  

3-Mixed action  some agonist have both modes of action, 
they can directly stimulate Adrenoceptors and release NA 
from adrenergic
 neurons (indirect action). Ex: Ephedrine 
(mainly direct) Metaraminol (mainly indirect) 

 


background image

 

Effect of Adrenergic Agonists: 
depends on:

 

 

Selectivity of drug or Affinity of the 
receptor 

Dose of the drug. 

Homeostatic reflexes: The most important 
one is the baroreceptors reflex which is 
mediated by the stretch receptors located 
in the carotid sinus, aortic arch and atrium. 

 


background image

Catecholamine:

 

 

 

Noradrenaline: 

Mainly affects alpha receptors. 

Has weak effect on Beta1 receptors 

Has no effect on Beta2 receptors. 

So action on alpha1 = alpha2  and beta1 >> beta2

 

Adrenaline:Interacts with both alpha and beta 

receptors 

At low doses: Beta effect (vasodilation) on the vascular 

system predominates. 

At Higher doses:Alpha effect (vasoconstriction) is 

strongest. 

So action on alpha1 = alpha2 and beta1 = beta2 

 

 


background image

Isoprenaline:

 

 

Predominantly stimulated beta adrenergic receptors, it's 
action on alpha receptors is insignificant. 

So; beta1 = beta2 >>>>>>>> alpha 

Comparison of effect of Noradrenaline, adrenaline and 

Isoprenaline: 

Heart rate : 

*Adrenaline  & Isoprenaline  increase heart rate 
*Noradrenaline decreases heart rate due to increased 

blood pressure by stimulating the baroreceptors and 
due to intense vasoconsitriction. 

*If atropine is given before Noradrenaline, or the vagas is 

cut ,or the patient is in shock then there will be 
tachycardia. 

Note: the Baroreceptors reflex predominates over 

noradrenaline effects.  

 


background image

Force of contraction: 

(   contractility   

 S↑ ) 

Noradrenaline, Adrenaline and Isoprenaline 
increase contractility and stroke volume. 

The reflex compensation doesn't affect the 
positive entropic effect of Noradrenaline 

Cardiac output : 

Adrenaline and Isoprenaline  increase 
cardiac output . 

Noradrenaline has little or no effect on 
cardiac output (due to weak beta1 effect)
 


background image

Myocardial oxygen consumption : 

Increase with all (least with Noradrenaline). 

Conductivity : 

Increased by all and may cause arrhythmias. 

Blood vessels of skeletal muscles : 

Noradrenaline causes constriction (i.e. increase 

total peripheral resistance TPR) through αlpha  

action . 

Adrenaline & Isoprenaline dilate vessels going to 
the skeletal muscles & liver also  . the effect, 
therefore, is a decreasing in total peripheral 

resistance more evident with Iso. (β

΍

 action). 

 


background image

Skin blood vessels: 

Noradrenaline & Adrenaline constrict  skin and mucus 

membrane arterioles (αlpha action). 

Isoprenaline has no effect because ?? 

 

 Renal  blood vessels :The same of the skin. 

Veins : 

Adrenaline & Noradrenaline  produce  venoconstriction 
which leads to increased venous return . 

Isoprenaline produces dilation of veins which leads to 
decreased venous return. 

 

↑eins contain α and β

΍

 receptors (alpha are more than 

beta). 


background image

Blood pressure : 

 Noradrenaline increases systolic and diastolic blood 
pressure (alpha action). 

 Adrenaline increases systolic blood pressure 
(Beta1) with slight decrease in diastolic blood 
pressure (Beta2  vasodilation). 

 The mean blood pressure (MBP) = 

(2 x diastolic + 

systolic blood pressure  ⁄3 )

 may be slightly 

increased because the increase in systolic pressure 
is much more than the  decrease in diastolic 
pressure. So Adrenaline increases the mean blood 
pressure but the increase is less with Noradrenaline.  

 Isoprenaline may increase systolic pressure slightly 
but it greatly reduces the diastolic pressure & the 
mean arterial pressure. 


background image

 Capillaries: 

  Adrenaline reduces capillary permeability due 
to widening of the endothelial cells that 
decreases the pores. 

  Noradrenaline and Isoprenaline have no effect. 

 

Bronchiolar smooth muscle : 

Adrenaline and Isoprenaline cause powerful 

bronchiodilation (β

΍

 effect). 

 Noradrenaline has no effect, because?? 

Gastrointestinal Tract: 

 

Noradrenaline (αlpha

΍

 action) , Adrenaline (alpha

΍

 

and beta

΍

 

action) and Isoprenaline  (βeta

΍

 action) 

cause relaxation . 

 

 


background image

Pregnancy  uterus : 

  Noradrenaline (alpha action ) causes 
contraction. 

  Adrenaline and Isoprenaline (beta

΍

 action) 

causes relaxation. 

Radial muscles of the iris : 

  Adrenaline (alpha

Ό

 action) causes contraction 

of radial muscles (mydriasis). 

  Noradrenaline has little effect because it is not 
absorbed (causes severe vasoconstriction). 

  Isoprenaline has no effect. 

 


background image

Blood glucose: (increased by all) 

Adrenaline has significant hyperglycemic effect 
because it : 

increases  glycogenolysis in the liver (beta

΍

 effect) 

increases the release of glucagon (beta

΍

 effect)  

Decreases the insulin (alpha

΍

 effect on Beta cells of 

Pancreas). 

Iso. cause increase in blood sugar (β

΍

 effect). 

 Nor. may increase blood sugar. 

Lipolysis: 

  Adrenaline initiates Lipolysis (through its agonist 
activity on B

Ύ

 receptors). 

 The increased Lipolysis induced by Isoprenaline is not 
clinically significant. 

 Lipolysis is least increased by Noradrenaline.  

   

 

 


background image

Serum pottasium k: 

 Adrenaline & Isoprenaline lead to hypokalemia because 
the biochemical pump that shifts k

+

 into the cells is 

activated by beta

΍

 agonists. 

However Noradreanline may cause hyperkalemia 
through alpha

Ό effect. 

Release of mediators from mast cells : 

 The release is inhibited by Adrenaline & Isoprenaline 
(beta

΍

 effect) 

 Noradrenaline has no effect. 

Muscle tremor : 

 Adrenaline & Isoprenaline cause muscle tremor (beta

΍

 

effect) while it less with Noradrenaline. 

Note: Adrenaline constricts skin blood vessels and dilates 

skeletal muscle blood vessels. 

 


background image

:

Therapeutic uses of Noradrenaline

 

 

To treat shocks: 

  To treat Hypovolemic shock because it increases 

vascular  resistance  which  leads  to  increased 
blood pressure ,but it cause decrease blood flow 
to the kidney
. *dopamine is better   

* Nor. is given by I.V. infusion 2- 4 

mg⁄min . 

As a local vasoconstrictor: 

Mixed with local anesthetic to prolong its action 

because it delays its absorption into the blood 
stream. However Adrenaline is preferred. 

Noradrenaline is not used as nasal decongestant 
because it is not absorbed (it  causes  severe 
vasoconstriction). 

 


background image

:

Therapeutic uses of Adrenaline

 

 

Anaphylactic shock :  

 

(Type І) hypersensitivity reaction in response to 

allergens that cross-link IgE fixed to mast cells and 
basophiles leading to degeneration and release of 
histamine and other mediators. 

Adrenaline is the drug of choice in anaphylactic attacks. 

500 micrograms of adrenaline (epinephrine) injection (0.5 ml of the 1 in 1000 
solution) should be given i.m. to raise the blood pressure and to dilate the 
bronchi (vasoconstriction renders the s.c. route less effective). 

 Up to 10% of patients may need a second injection 10-20 min later and 
subsequent injections may be given until the patient improves

. 

Adrenaline is given intramuscularly or intravenously . 

It acts as physiological antagonist to histamine. 

Note:Drugs of Anaphylactic Shock: (Adrenaline, 

Corticosteroids and anti-histamines). 

 


background image

Acute asthma : 

In the presence of bronchoconstriction, the 

respiratory exchange is greatly improved within 
few minutes after subcutaneous administration 
of Adrenaline (beta

΍

 action). 

 Glaucoma : 

  Adrenaline solution may be used topically to 
reduce
(IOP) in open angle glaucoma. 

 It reduces the production of aqueous humor by 
vasoconstriction of the ciliary body blood 
vessels and by enhanced outflow of aqueous 
humor. 

 In closed angle glaucoma mydriasis (including 
Adrenaline)are contraindicated . 

 


background image

acute angle glaucoma

 


background image

 with Local anesthetics :  

 Local anesthetic solution usually contains 

1:100,000 adrenaline.  

The effect is to greatly increase the duration of 

local anesthesia by producing vasoconstriction 
at the site of injection. 

Adrenaline controls bleeding during 

surgery(Vasoconstriction as in dental 
extraction). 

  Epistaxis: very weak solution of Adrenaline 

can also be used topically to vasoconstrict 
mucus membranes to control oozing of 
capillary blood. 

 Cardiac arrest: Adrenaline is given by 

intracardiac injection. 


background image

 


background image

Therapeutic uses of Isoprenaline:

 

 

 

Complete heart block : (Stokes 

–Adams attack) 

refers to a sudden, transient episode of syncope 

Beta blockers poisoning  : Isoprenaline is used 
as an antidote.
  

 Acute asthma: Isoprenaline is now rarely used 
as bronchodilator because it's not selective and 
has side effects. 

 


background image

Pharmacokinetics:

 

 

Catecholamines have a t½ of 2 minutes 
(very short) because they are rapidly 
metabolized by MAO & COMT; 
therefore, they are given in continuous 
I.V. infusion. 


background image

Common adverse effects of 
catecholamine :

 

 

 CNS disturbances: anxiety, insomnia, 

headache and tremor. 

 Cardiovascular disturbances: palpitation, 

cardiac arrhythmias, pulmonary edema, 
hypertension & sometimes cerebral 
hemorrhage. 

 Isoprenaline causes hypotension , 

Noradrenaline may cause tissue necrosis.  

 


background image

Contra indication of Adrenaline and 
Isoprenaline:

 

 

Angina pectoris (due to increased O2 
consumption). 

Cardiac arrhythmias. 

Thyrotoxicosis 

With halogenated general anesthetics 
because they sensitize the heart to 
catecholamine. 

Patients taking tricyclic antidepressant 
TCA. 


background image

:

Dopamine

 

Dopamine activates D

Ό

 receptors in peripheral 

mesenteric and renal vascular beds, which leads to 
Vasodilation. 

The activation of Presynaptic D

΍

 receptors on adrenergic 

neurons , which suppresses Nor. release, contributes to 
these effect (renal Vasodilation) . 

A continuous I.V. infusion of dopamine 2-5 

mg⁄kg⁄min 

causes increased renal blood flow,  by activation of 
dopaminergic receptors (mainly D

Ό

). 

As the dose raises 5-15 

mg⁄kg⁄min, dopamine activates 

beta receptors in the heart with tachycardia and 
increased contractility and cardiac output. It causes 
slight reduction in total peripheral resistance. 

Higher doses more than 15 

mg ⁄kg⁄min can cause 

vasoconstriction and hypertension by activating alpha 
receptors 


background image

Therapeutic uses of dopamine:

 

 

  1- Shocks : dopamine is the drug of 

choice for shock (hypovolemic) because:  

 it raises blood pressure by stimulating the heart 
(beta

Ό

 action). 

 it enhances perfusion of the kidney and Splanchnic 
areas, enhances GFR and causes Na+ diuresis. 

 

2.  Congestive  heart  failure:  is  an  inability 

of  the  heart  to  provide  sufficient  pump 
action  to  distribute  blood  flow  to  meet  the 
needs of the body. 


background image

 

Adverse effects :

 

 

tachycardia  

Angina worsening  

arrhythmia  

Vomiting (because of the stimulation of 
chemoreceptors triggers
  

Tissue necrosis (subcutaneous leakage) 


background image

(works on heart more 

Dobutamine : 
than vessels).

 

 

 It's a synthetic direct acting catecholamine, that 

is the beta

Ό

 receptors agonist. 

 It's available as racemic mixture. 

 It stimulates the heart with few vascular effects 

(beta

Ό

 action). 

  side effect: increases cardiac output with little 

tachycardia  and doesn't significantly elevate O

΍

 

consumption of myocardium  


background image

Therapeutic uses of Dobutamine :

 

 

Congestive heart failure. 

Shock: in patient with ischemic heart 
diseases
 ?? 


background image

 

Ephedrine:

 

 

 

Non catecholamine, mixed action (mainly indirect). It is a 
plant alkaloid , now it is made synthetically. 

It differs from adrenaline in the following :

 

  It is a mixed action adrenergic agent.  

 release stored noradrenaline from nerve endings (indirect)  

  stimulate alpha & beta receptors (direct). 

It is about 100 times less potent than adrenaline. 

Has along duration of action?  (t½ = 4 hours). 

 Excellent absorption orally  

Penetrates to CNS causing mild stimulation (   alertness 

, fatigue). 

Raises both systolic and diastolic blood pressure. (like Nor.) 

 

→hile adrenaline   systolic &   diastolic (slightly). 

 Tachyphylaxis occurs. 


background image

Therapeutic uses :

 

As a presser agent (to raise blood pressure). 

As a nasal decongestant.(while Nor. is not) 

As a mydriatic agent. (alpha

Ό action) 

Chronic treatment of asthma ).(it is used only in 
chronic cases 

due to its slow action). acute  

Subcutaneous admininistration of Adrenaline. 

Incontinence by alpha

Ό receptors. 

 Heart block thus enhances contractility. (beta action) 

 Myasthenia gravis : ephedrine improves motor 
function?? 


background image

Adverse effects :

 

 

Tachycardia 

 Arrhythmia 

 Hypertension  

 Worsening angina 

 Tremor 

 Hyperglycemia 


background image

Metaraminol

 

Mixed action (but direct is more) adrenergic 
drug with action similar to noradrenaline. 
This agent has been used in treatment of 
shock and acute hypotension  


background image

Amphetamine

 

(non catecholamine, indirect action) 
Action and adverse effects 
1- CNS : it has a marked central stimulatory 

action leads to ↑ alertness (euphoria), ↓ 

fatigue , depress appetite and insomnia 

it may causes weakness , delirium , tremor , 

dizziness , panic states and suicidal 
tendencies 

 In higher doses it causes convulsions .  

Chronic use produces a state of psychosis 

resembles an acute schizophrenic attack. 


background image

2- Sympathetic nervous system 

It  acts indirectly through noradrenaline 

release causing: 

A)

Hypertension (from α effect on 

vasculature “↑PR” & β effect on heart 

“↑CO” ). 

B)

Cardiac arrhythmias 

C)

Anginal pains 

D)

Headache 

E)

Excessive sweating 

 


background image

Therapeutic uses :

 

 

Factors that limit the therapeutic usefulness 
of amphetamine include: 

 psychological and physical dependence  

and development of tolerance to euphoric and 

anorectic effects with chronic use 

attention deficit syndrome  

Narcolepsy 

  Anorexiant 

  Depression  


background image

Note: there are three drugs similar to 
amphetamine: 

  Methamphetamine (very similar to Amphetamine). 

Methylphenidate : (Amphetamine derivative)used 

in children with attention deficit syndrome. 

 Hydroxyamphetamine : used to differentiate 

between preganglionic and postganglionic lesions 
(

Horner΄s  syndrome : loss of sympathetic 

stimulation due to destruction of the superior 
cervical sympathetic ganglion).  


background image

Anorexigenic drugs: 

Amphetamine : has temporary effect , it causes 

tolerance and antagonizes  antihypertensive  drugs. 

 fenfluramine and dexfenfluramine : it causes 

serotonin release and inhibited reuptake and also 
stimulated (5-

HT) receptors.   serotonin acts on 

satiety center . 

 unfortunately, this drug induces pulmonary 

hypertension and valvular lesion were reported. 

 


background image

background image

agonist :

-

β

 

 

1.non-selective agonist: e.g.: adrenaline , 
ephedrine, Isoprenaline. 

 2.slective agonist: 

either βΌ or  β΍ agonist. 

Selective β

Ό

 agonist : 2 drugs: 

1.dobutamine : mentioned before. 

2.xamoterol :it is a partial agonist 

at βΌ Adrenoceptor. 

Note:  Partial agonist : means that it acts as agonist 

or  antagonist  according  to  certain  circumstances 
particularly  the  level  of  sympathetic  autonomic 
activity present. 

 


background image

At  low level of sympathetic activity, it acts as 

agonist     heart rate, contractility..it may 
benefit: 

 1-mild chronic heart failure: it is likely to worsen 

moderate and sever heart failure. 

 2- chronic orthostatic hypotension: 

 blood pressure

 

suddenly falls when standing up or stretching. 

 


background image

β

΍

 agonists

 

Vasodilators : they are used in peripheral vascular 
diseases e.g. Isoxsuprine,  nylidrine. 

Uterine relaxants : they relax the pregnant uterus 
and are used in premature labour to delay it e.g. 
Ritodrine, terbutaline. 

Bronchodilators (in bronchial asthma ): e.g. 
salbutamol & terbutaline (both t½ = 3 hours), 
ferometerol (t½ =12 hours) are adminstrated orally 
(chronic cases) or may be inhaled (acute cases )or 
IV (in status asthmaticus). 

Others are albuterol, salmeterol,metaproterenol. 

 


background image

Side effect is minimal by inhalation route : 
headache (due to vasodilation), anxiety , 
tremor,  tachycardia and hypotension. 

 


background image

agonists :

-

α

 

 

αΌ-agonists : mainly used as vasoconstrictors. They include: 

1

.phenylephrine (αΌ & slightly βΌ effect ) 

 2

.methoxamine (only αΌ effect ) 

 3

. metaraminol (direct αΌ & some indirect sympathomimetic effect). 

Therapeutic uses : 

 Nasal decongestant  

 To raise the blood pressure  

 Open angle glaucoma  

 Mydriatic agent for ophthalmological examination of the eye. 

 Supraventricular tachycardia treatment  

 

it causes marked vasoconstriction & lead to raise B.P.   a reflex 

vagal discharge is evoked that may convert the arrhythmia to sinus 
rhythm. 


background image

Nasal decongestants : 

 Common cold. 

 Allergy 

 Sinusitis:  enhance drainage of sinus. 

 

Prevent otitic barotrauma to open eustachian 
tube  

 

 


background image

Mode of adminstration :

 

 

Nasal drops. 

 Sprays 

 Tubes 

 Oral preparations ; there are different types of oral 
preparation: 

 Short acting (2 hrs.) : phenylephrine,  phenylpropanolamine. 

 Intermediate acting : ephedrine ,  pseudoephedrine. 

 Long acting (8-12 

hrs)  “imidazoline group”  : 

oxymetazolines , imidazolines ,  xylometazoline.(e.g. of 
imidazoline is naphezoline ) 

 


background image

Adverse effect : 

 

 

Local ischemia :if used more than 3-hourly & for above 3 
weeks the mucous membrane is likely to be damaged. 

 Lipoid pneumonia : oily drops or sprays , used frequently & 
long term may enter the lungs. 

 Allergy (with prolonged use). 

Interaction with antihypertensive drugs leading to failure of 
therapy. 

Interaction with MAO inhibitors (so it may cause 
hypertension). 

Hypotension with imidazolines..especially : naphezoline  as 

it enters the CNS & acts on α΍ receptors suppressing the 

sympathetic outflow. 

It should never be used in children (this is general for 

imidazolines           “ especially  naphezolines “  ). 
 


background image

Chronic orthostatic hypotension :It occurs most commonly with age , 
in primary progrssive autonomic failure & secondary to other diseases as 
parkinsonism and diabetes. 

Treatment : 

Using  elastic support stocking to reduce venous pooling. 

Increasing sodium intake. 

Using sodium retaining adrenocortical steroids (fludrocortisones). 

βΌ - adrenocepters agonist e.g. ↓amoterol to   cardiac output. 

Ephedrine to   Na release by nerve endings ( indirect sympathomimetic). 

Intake of tyramine rich food e.g. cheese. Some of the tyramine escapes 
the destruction by MAO in the intestine. 

α΍ - receptor blocker.e.g.Yohimbine. 

Dopamine (D

΍) receptor blocker . e.g. Metoclopramide. 

Caffeine  

 

 


background image

α

΍

-agonists :

 

 

they  have  an  important  ability  to  decrease  blood 
pressure  through  actions  in  CNS  e.g.  Clonidine  & 
Methyldopa 

are 

useful 

in 

treatment 

of 

hypertension. 

Apraclonidine: lower intraocular pressure and are 
approved for use in glaucoma. Topical: 0.5, 1% 
solutions 

 After  intravenous  injection,  clonidine  produces  a 
brief  rise  in  blood  pressure  followed  by  more 
prolonged 

hypotension. 

Clonidine 

reduces 

sympathetic  and  increases  parasympathetic  tone, 
resulting 

in 

blood 

pressure 

lowering 

and 

bradycardia. 
 




رفعت المحاضرة من قبل: Ismail AL Jarrah
المشاهدات: لقد قام 6 أعضاء و 168 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