background image

Sunday 5/ 4 / 2015

 

©Ali Kareem 2014-2015

 

Name

:

______________________________                                                                

Class

:

_______________________________ 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

مكتب اشور لالستنساخ

 

DRUGS ACTING ON 
RESPIRATORY SYSTEM

     

Lecture 6 

 

Total lectures NO. 51 

 

Dr. Ahmed Al-Zohyri

 


background image

Pharmacology 

Drugs of Respiratory system 

 
 

Dr. Ahmed Al-Zohyri 

Lec. 6

 

 

Respiratory system is subjected to a lot of injurers and harms because it is nearly 
the only system which is in continuous contact with the external environment 
during the whole life of human being. As a result respiratory system is subjected to 
pollution smoke, chemicals dust, & microorganism which means it is subjected to 
everything in the environment.  

Drugs that are used for treatment of respiratory problems include  

1.  Drugs & air flow obstruction.  
2.  Oxygen.  
3.  Respiratory stimulants.  
4.  Expectorants & cough suppressant.  

 

Drugs & air flow obstruction  

The aim of treatment in air flow obstruction is to increase ventilation by reducing 
bronchial smooth m. tone with specific agonist & antagonist drugs, by blocking the 
mechanisms of allergic response. 

Drugs used in the treatment of airways obstruction are: 

1.  B

2

 - Adrenoceptors agonist or stimulants:  

The mechanism of action is by increasing cAMP in the bronchial smooth 
muscles and mast cell leading to bronchodilation.  

2.  Theophylline and other xanthine derivatives: they act by blocking the 

enzyme phosphodiesterase leading to increase intracellular cAMP.  

3.  Mast cell membrane stabilizers: as Na cromoglycate [cromolyn], they 

prevent the release of broncho constrictor mediators.  

4.  Corticosteroids: they stabilize  mast cell and improve the pulmonary 

function in extrinsic and intrinsic asthma by other mechanisms not well 
understood.  

5.  Anti-cholinergic drugs: they act by decreasing muscarinic broncho-

constriction.  


background image

Pharmacology 

Drugs of Respiratory system 

 
 

Dr. Ahmed Al-Zohyri 

Lec. 6

 

 

1) B

2

 - Adrenoceptors agonists or stimulants:  

A. Salbutamol:  

Mechanism of action:  

  Agents as salbutamol, terbutaline and fenoterol are selective stimulants of 

B

2

receptors; they act on these receptors in bronchi and small airways and on 

mast cells.  

  They cause fewer side effects on heart than adrenadine or isoprenaline which 

are non-selective (obsolete). 

Action:  

1.  Relaxation of bronchial smooth muscles.  
2.  Stabilization of mast cells.  

Route of administration:  

Salbutamol is best given by inhalation because:  

1.  Itpermits direct delivery of the drug to the site of action.  
2.  It reduces the possibility of general systemic side effect.  
3.  The total dose administered is very small and this furtherlimit the adverse 

effects.  

4.  It provides large surface area for absorption. 
5.  Rapid onset of action.  

Salbutamol has a relativity long duration of action of about 4 hours or even longer.  

Side effect:  

1.  Tremor due to Stimulation of B

2

 receptors.  

2.  Other does-dependent effects resulting from weak activation of B- receptor 

as tachycardia and hypokalemia, these are rare however with higher degree 
of selectivity afforded by aerosol route.  

Note: Dose dependent means occur or increase when increase in dose.  


background image

Pharmacology 

Drugs of Respiratory system 

 
 

Dr. Ahmed Al-Zohyri 

Lec. 6

 

 

Clinical Uses:  

1.  In asthma.  
2.  In chronic obstructive airways disease (long-term treatment and 

prophylactic), or maintenance therapy (aerosol or oral tablets) orin acute 
attacks by nebulizers.  

 

B. Terbutaline & Fenoterol:  

They are selective B

2

 - receptor stimulants (Agonist) with  actions similar to 

salbutamol they are available as oral, parenteral & inhalation preparations and their 
adverse effects and indications are similar to those of salbutamol. 

C. Other selective B

2

 stimulants:  

Isoetharine, rimiterol, and reproterol are either less selective or short acting and 
have no clear advantage over salbutamol and terbutaline.  

Notes:  

• B

2

 agonist given as aerosol inhalation result in symptomatic relief with minimum 

cardiac adverse effects especially in patient with reversible airways obstruction.  

• Response depends on the patient using the aerosol correctly, even with optimal 
use only 10% of the drug is inhaled while the remaining 90% is swallowed or 
metabolized.  

2) Theophylline & other Xanthine derivatives: 

Mechanism of the action:  

By inhibition of phosphodiesterase and thus increasing cAMP cone. by blocking 
the enzyme that breaks down the nucleotide. 

Increased cAMP reduce the tone in bronchial smooth m. and stabilizes mast cell 
membrane. Xanthine may have wide spread effect on s.m. not only in bronchi but 
also in CVS.  


background image

Pharmacology 

Drugs of Respiratory system 

 
 

Dr. Ahmed Al-Zohyri 

Lec. 6

 

 

Kinetics:  

Theophylline is well absorbed from the gut and it is extensively metabolized in the 
liver, difference in the hepatic metabolism are the principle reason for the wide 
variation in kinetics both between individuals and within the same individual 
during the course of illness.  

Average t1/2 in adult is about 8-12hr so it is given 2-3 times daily. 

Adverse effect:  

Tachycardia and palpitation at therapeutic doses. Nausea. vomiting and diarrhea at 
high therapeutic doses and convulsions are associated with plasma level above 
30µg/l.  

Clinical Uses: It is used orally in long term treatment of asthma & Chronic 
obstructive airways diseases (COAD) especially in patient who show response to 
it.  

Aminophylline:  

It consists of theophylline and ethylene diamine in ratio of 2:1 it is used in:  

1.  Severe acute attacks of asthma & status asthmatics.  
2.  Exacerbation of COAD.  
3.  Acute left ventricular failure with pulmonary edema.  

Oral theophylline preparations are useful in long-term treatment of asthma & 
reversible (COAD). A useful bronchodilation response can be often achieved with 
in the therapeutic range & the S/E can be minimized with the aid of plasma level 
measurements.  

3) Mast cell membrane stabilizers:  

  As Na cromoglycate (cromolyn) & Ketotifen.  

  They are not bronchodilators but they prevent bronchoconstriction in patient 

with extrinsic (allergic) asthma which is caused by pollen & allergic agents.  


background image

Pharmacology 

Drugs of Respiratory system 

 
 

Dr. Ahmed Al-Zohyri 

Lec. 6

 

 

  They stabilize sensitized mast cell and inhibit the release if broncho-

constrictor agent like: histamine, SHT (serotonin) & SRS-A (slow reacting 
substances for anaphylaxis) as leukotrines.  

  Mast cell stabilizers are useful in extrinsic (Allergic) asthma particularly in 

children & young adults & can prevent exercise induced asthma.  

  Response in intrinsic asthma is usually disappointing and these agents have 

nothing to offer to patients with (COAD).  

Clinical uses:  

Na Cromoglycate is administered locally to the lung by inhalation as powder or 
from pressurized aerosols or nebulizers.  

Ketotifen:  

• It is a histamine Hl - receptor blocker which may also has some antiasthmatic 
effect.  

But it effect or benefit has not been conclusively demonstrated. In common with 
other anti-histamine it causes drowsiness.  

  Ketotifen is given orally as tablets or capsules.  

  Side effect: sedation & dry mouth that result from additional 

antihistamine..... effect of these drugs.  

 

4) Corticosteroids:  

The actions on the bronchi is not fully understood, their effect are the result of the 
following action:  

a.  Anti-inflammatory (for any reason).  
b.  Reduction of mucosal oedema  increase airflow.  
c.  Modification of immune response & stabilization of mast cells.  
d.  Increase B

2

 - receptor responsiveness to agonist  


background image

Pharmacology 

Drugs of Respiratory system 

 
 

Dr. Ahmed Al-Zohyri 

Lec. 6

 

 

In the management of airway obstruction they are given by inhalation orally and 
IV according to the condition:  

A. Inhalation:  

  Steroid inhalation represent a significant advance in the management of 

bronchospasm because of the adverse effect associated with systemic 
steroid are minimized (steroids are highly toxic drugs).  

  Beclomethasone & betamethasone & administered by aerosol inhalant 

  Adverse effects: they are usually very much less than those of systemic 

agents but infection of pharynx & larynx with candidiasis may occur 
(disadvantage).  

  Aerosol inhalation corticosteroid should replace long term oral 

corticosteroid therapy wherever possible as the benefit can be attained 
without adverse effects of long term systemic steroid treatment  

B. I.V corticosteroids:  

When there is sever unresponsive asthma, especially when there is respiratory 
failure. Hydrocortisone (cortisol) is given I.V. 

 There is a delay in the onset of any steroid induced bronchodilation & this occurs 
because the receptors of steroid are found inside cytoplasm and thus they need 
more time to exert their effectfor this reason Hydrocortisone is not used in case of 
emergency in addition to that other measures should be pursued at the same time.  

C. oral corticosteroid:  

Patients with severe exacerbation of asthma require high doses of prednisolone by 
mouth after I.V hydrocortisone.  

5) Anti-cholinergic drugs: Ipratropium:  

Mechanism of action:  

The parasympathetic cholinergic bronchoconstrictor effect can be blocked by the 
use of atropine like drugs, usually this effect of anticholinergic on airway 
resistance is less than that of sympatheticstimulant agents.  


background image

Pharmacology 

Drugs of Respiratory system 

 
 

Dr. Ahmed Al-Zohyri 

Lec. 6

 

 

Adverse effect:  

The anticholinergic adverse effects of synthetic derivativesipratropium bromide are 
much less than those of atropine itself, it is given by pressurized aerosols or from 
nebulizers.  

 

Oxygen 

  When O2 is given to supplement the amount normally present in the inspired 

airit should be regarded as drug.  

  It is given in tow forms:  

1.  High cone. as possible  
2.  Low cone. (controlled) (24 %-28%)  

1. High O2 cone. :  

It should be given to all hypoxic patients except those with established potential 
narcosis. Any apparatus which provide O2 flow to the oro-nasal area at a rate of 5 
liters/min or more is effective in supplying a high cone. of O2 in the inspired gas.  

Indications:  

a.  Pneumonia.  
b.  Acute pulmonary edema.  
c.  Pulmonary thrombo-embolism.  
d.  Fibrosing alveolitis.  
e.  Status asthmaticus.  
f.  respiratory failure or arrest due to drug over dose.  
g.  Acute circulatory failure.  
h.  Cyanide and CO poisoning.  

2. low O2 cone. :  

  Usually reserved for patients with exacerbation of COPD with respiratory 

failure.  


background image

Pharmacology 

Drugs of Respiratory system 

 
 

Dr. Ahmed Al-Zohyri 

Lec. 6

 

 

  Ventilation is then ineffective because CO

2

 excretion is not maintained in 

spite of the raised PCO

2

 

  The increaser PCO2 lead to less of sensitivity of respiratory centerto CO

2

and. dependence on low arterial PO2 to drive ventilation.  

  High cone. of O2 administered lead to further suppression of ventilation by 

the removal of the hypoxic drive . 

  Further CO

2

accumulate then rapidly produces narcosis & death. Low con. 

May be administered by masks using the ventori principle to supply a 
calibrated inspired O

2

conc. Of 24-28% 

Respiratory stimulant  

Some patients with respiratory failure requires Intubations and artificial 
ventilation.  

The place of respiratory stimulants is controversial. They may occasionally lead to 
improvement in ventilation &obviate the need for assisted respiration.  

Nikethamide:  

  It is a convulsant or analeptic used in sub-convulsive doses.  

  It's central activity is not selective for the respiratory center 

  Its effect is transient lasting about 5 minutes.  

  Adverse effect include vomiting I restlessness and convulsion.  

  It may be used in respiratory depression following lrappropriate O2 therapy.  

\

Doxapram:  

It acts like nikethamide but it is given by continuous IV infusion  

It is used to stimulate respiration in patients who fail to ventilate spontaneously 
after general anesthesia or in chronic respiratory failure with CO2 retention.  

Expectorants & cough suppressant  

These are two other classes of drugs commonly used in respiratory disease; but 
their therapeutic value is doubtful.  


background image

Pharmacology 

Drugs of Respiratory system 

 
 

Dr. Ahmed Al-Zohyri 

Lec. 6

 

 

Expectorants:  

• Difficulty in bringing up sputum is a common complaint, but there is no evidence 
that any agent given by any route specifically promoted expectoration of 
bronchialsecretions.  

• Agents with expectorant properties as ammonium chloride & guaniphesin are 
often included in cough mixtures.  

• Agents claimed to possess a mucolytic properties such as acetyl cysteine haven't 
been conclusively shown to show any important role in the management of airway 
obstruction, their beneficial effect may be attributed to the inhalation of steam or 
water by aerosol rather than the pharmacological properties of theconcerned drugs.  

Cough suppressant (Antitussive):  

• Cough is a frequent complaint or secondary to an upper respiratory tractinfection.  

Chronic persistent cough is often caused by cigarette smoking.  

• In acute respiratory infection, cough is a useful protective mechanism enabling 
the clearing the secretions from trachea and bronchi. Cough usually improves 
spontaneously with treatment of any underlying bacterial infection. Patients with 
terminal lung cancer with bronchial obstruction or tumor involvement of afferent 
(sensory) nerve from the lung and chest wall may develop persistent distressing 
cough this is one of few conditions in which the symptomatic treatment of cough 
can be completely justified.  

 • Cough suppressants are opiate agonists & the suppression of cough reflexes is 
only part of the narcotic induced depression of the CNS.  

• Drugs used of cough suppression are usually given in the form of a sweet syrup 
or linctus, although oral or parental opiate will block cough reflexes justified as 
effective examples are: Diamorphine, Methadone, and Codeine phosphate.  

New Bronchodilotors or leukotriens antagonists:  

They are two classes:  

 


background image

Pharmacology 

Drugs of Respiratory system 

10 

 
 

Dr. Ahmed Al-Zohyri 

Lec. 6

 

 

1) Cysteinylleukotrien receptor antagonist:  

Zafirlucost:  

  A potent competitive antagonist at L TD4 receptor.  

  It prevents aspirin sensitive asthma & antigen induced and exercise induced 

bronchospasm.  

  It relaxes airway in mild asthma with activity of 1/3 than that of salbutamol, 

it is better to be used with B2 receptor agonist (additive effect).  

2) 5-Lipoxygenase inhibitor:  

The act by preventing the production of L TCIY D4, B4 (C4 and D4 are the most 
potent).  

 

Zeleulin:  

  The prototype compound.  

  It blocks antigen & exercise induced broncrospasm & may inhibit or   ' 

reduce late phase inflammation.  

  It is taken orally with low potency and short t1/2, so it is used in large dose 

3-4 times daily.  

 

 

Done by 

Ali Kareem 




رفعت المحاضرة من قبل: Abdalmalik Abdullateef
المشاهدات: لقد قام 15 عضواً و 365 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