Nitroprusydek sodu - Sodium nitroprusside

Nitroprusydek sodu
Nitroprusyd sodu-2D.png
Próbka-nitroprusydku sodu.jpg
Struktura molekularna tego związku (na górze) i zdjęcie próbki (na dole).
Dane kliniczne
Nazwy handlowe Nipride, Nitropress, inne
Inne nazwy SNP
AHFS / Drugs.com Monografia
Dane licencyjne

Kategoria ciąży
Drogi
administracji
dożylny
Kod ATC
Status prawny
Status prawny
Dane farmakokinetyczne
Biodostępność 100% (dożylnie)
Metabolizm W wyniku przekształcania hemoglobiny w cyjanometaemoglobinę i jony cyjankowe
Początek akcji prawie natychmiast
Okres półtrwania eliminacji <2 minuty (3 dni dla metabolitu tiocyjanianu)
Czas trwania działania 1 do 10 minut
Wydalanie nerka (100%; w postaci rodanku)
Identyfikatory
  • Pentacyjano(nitrozo)żelazian(II) sodu
Numer CAS
Identyfikator klienta PubChem
DrugBank
ChemSpider
UNII
CHEMBL
Pulpit nawigacyjny CompTox ( EPA )
Karta informacyjna ECHA 100.119.126 Edytuj to na Wikidata
Dane chemiczne i fizyczne
Formuła C 5 Fe N 6 Na 2 O
Masa cząsteczkowa 261,918 g·mol -1
Model 3D ( JSmol )
Gęstość 1,72 g / cm 3
Rozpuszczalność w wodzie 100 mg/ml (20 °C)
  • [Na+].[Na+].O=N[Fe--](C#N)(C#N)(C#N)(C#N)C#N
  • InChI=1S/5CN.Fe.NO.2Na/c5*1-2;;1-2;;/q;;;;;2*-1;2*+1
  • Klucz:FPWUWQVZUNFZQM-UHFFFAOYSA-N

Nitroprusydek sodu ( SNP ), sprzedawany m.in. pod marką Nitropress , to lek stosowany w celu obniżenia ciśnienia krwi . Można to zrobić, jeśli ciśnienie krwi jest bardzo wysokie i powoduje objawy , w niektórych rodzajach niewydolności serca oraz podczas zabiegu chirurgicznego w celu zmniejszenia krwawienia . Stosuje się go w postaci ciągłego wstrzykiwania do żyły . Początek jest zwykle natychmiastowy, a efekty utrzymują się do dziesięciu minut.

Częste działania niepożądane to niskie ciśnienie krwi i toksyczność cyjanku . Inne poważne skutki uboczne to methemoglobinemia . Zasadniczo nie jest zalecany w czasie ciąży ze względu na obawy o skutki uboczne. Wysokie dawki nie są zalecane dłużej niż dziesięć minut. Działa poprzez zwiększenie poziomu tlenku azotu we krwi, co zwiększa poziom cGMP w komórkach i powoduje rozszerzenie naczyń krwionośnych .

Nitroprusydek sodu został odkryty już w 1850 roku i okazał się przydatny w medycynie w 1928 roku. Znajduje się on na Liście Leków Podstawowych Światowej Organizacji Zdrowia , najbezpieczniejszych i najskuteczniejszych leków potrzebnych w systemie opieki zdrowotnej .

Zastosowanie medyczne

Nitroprusydek sodu podaje się dożylnie w przypadku ostrych kryzysów nadciśnieniowych . Jego efekty są zwykle widoczne w ciągu kilku minut.

Tlenek azotu zmniejsza zarówno całkowity opór obwodowy, jak i powrót żylny, zmniejszając w ten sposób zarówno obciążenie wstępne, jak i następcze . Tak więc może być stosowany w ciężkiej zastoinowej niewydolności serca, gdzie ta kombinacja efektów może działać w celu zwiększenia pojemności minutowej serca . W sytuacjach, gdy pojemność minutowa serca jest prawidłowa, efektem jest obniżenie ciśnienia krwi . Czasami jest również używany do wywołania hipotonii (w celu zmniejszenia krwawienia) podczas zabiegów chirurgicznych (dla których jest również oznakowany przez FDA , TGA i MHRA ).

Związek ten był również stosowany w leczeniu zwężenia zastawki aortalnej , żylaków przełyku , zawału mięśnia sercowego , nadciśnienia płucnego , zespołu niewydolności oddechowej u noworodków , wstrząsu i zatrucia sporyszem .

Niekorzystne skutki

Działania niepożądane według częstości występowania i nasilenia

Pospolity

Nieznana częstotliwość

  • Mdłości
  • Wymioty
  • Lęk
  • Dyskomfort w klatce piersiowej
  • Ciepło paraestezjologiczne
  • Ból brzucha
  • Niedociśnienie ortostatyczne
  • Zmiany EKG
  • Podrażnienie skóry
  • Płukanie
  • Rumień w miejscu wstrzyknięcia
  • Smugi w miejscu wstrzyknięcia

Poważny

Przeciwwskazania

Nitroprusydek sodu nie powinien być stosowany w nadciśnieniu wyrównawczym (np. z powodu stentu tętniczo-żylnego lub koarktacji aorty). Nie należy go stosować u pacjentów z niewydolnym krążeniem mózgowym lub u pacjentów, którzy są bliscy śmierci. Nie powinien być stosowany u pacjentów z witaminą B 12 niedoboru, niedokrwistość, ciężką chorobą nerek lub hipowolemii. Pacjenci ze schorzeniami związanymi z wyższym stosunkiem cyjanków do tiocyjanianów (np. wrodzony zanik nerwu wzrokowego (Lebera), niedowidzenie tytoniowe) powinni być leczeni wyłącznie nitroprusydkiem sodu z dużą ostrożnością. Nie zaleca się również jego stosowania u pacjentów z ostrą zastoinową niewydolnością serca związaną ze zmniejszonym oporem obwodowym. Nie zaleca się również jego stosowania u osób z zaburzeniami czynności wątroby, podobnie jak w przypadku wcześniej istniejącej niedoczynności tarczycy .

Odradza się jego stosowanie u kobiet w ciąży, chociaż dostępne dowody sugerują, że może być bezpieczny, pod warunkiem ścisłego monitorowania pH matki i poziomu cyjanku. Niektóre dowody sugerują, że stosowanie nitroprusydku sodu u dzieci w stanie krytycznym może być bezpieczne, nawet bez monitorowania poziomu cyjanków .

Interakcje

Jedyne znane interakcje leków mają charakter farmakodynamiczny , co oznacza, że ​​inne leki hipotensyjne mogą obniżać próg do zaobserwowania niebezpiecznego działania hipotensyjnego.

Przedawkować

Przedawkowanie ze względu na jego cyjanogenny charakter może być szczególnie niebezpieczne. Leczenie przedawkowania nitroprusydku sodu obejmuje:

  • Przerwanie podawania nitroprusydku sodu
  • Buforowanie cyjanku za pomocą azotynu sodu w celu przekształcenia hemoglobiny w methemoglobinę na tyle, na ile pacjent może bezpiecznie tolerować
  • Infuzja tiosiarczanu sodu w celu przekształcenia cyjanku w tiocyjanian.

Hemodializa jest nieskuteczna w usuwaniu cyjanku z organizmu, ale może być stosowana do usunięcia większości tiocyjanianu wytworzonego w powyższej procedurze.

Toksykologia

Cyjanek można odtruć w reakcji z donorem siarki, takim jak tiosiarczan , katalizowanej przez enzym rodan . W przypadku braku wystarczającej ilości tiosiarczanów jony cyjankowe mogą szybko osiągnąć poziom toksyczny.

Gatunek LD 50 (mg/kg) do podawania doustnego LD 50 (mg / kg) IV podaniu LD 50 (mg/kg) do podawania na skórę
Mysz 43 8.4 ?
Szczur 300 11.2 >2000
Królik ? 2,8 ?
Pies ? 5 ?

Mechanizm akcji

W wyniku rozkładu do tlenku azotu (NO) nitroprusydek sodu ma silne działanie rozszerzające naczynia krwionośne na tętniczki i żyłki (tętnicze bardziej niż żylne), podczas gdy inne azotany wykazują większą selektywność względem żył (np. nitrogliceryna ).

Nitroprusydek sodu rozkłada się w obiegu, uwalniając tlenek azotu (NO). Odbywa się to poprzez wiązanie się z oksyhemoglobiną w celu uwolnienia cyjanku, methemoglobiny i tlenku azotu. NO aktywuje cyklazę guanylową w mięśniach gładkich naczyń i zwiększa wewnątrzkomórkową produkcję cGMP . cGMP aktywuje kinazę białkową G, która aktywuje fosfatazy dezaktywujące lekkie łańcuchy miozyny. Łańcuchy lekkie miozyny biorą udział w skurczu mięśni. Efektem końcowym jest rozluźnienie mięśni gładkich naczyń krwionośnych, co pozwala na rozszerzenie naczyń. Mechanizm ten jest podobny do działania inhibitorów fosfodiesterazy 5 (PDE5), takich jak sildenafil (Viagra) i tadalafil (Cialis), które podnoszą stężenie cGMP poprzez hamowanie jego degradacji przez PDE5.

Rola NO w różnych powszechnych zaburzeniach psychicznych, w tym schizofrenii , zaburzeniu afektywnym dwubiegunowym i zaburzeniu depresyjnym, została zaproponowana i poparta kilkoma odkryciami klinicznymi. Odkrycia te mogą również wskazywać na potencjał leków, które zmieniają sygnalizację NO, takich jak SNP, w ich leczeniu. Taką rolę potwierdzają również wyniki niedawnego badania klinicznego SNP.

Struktura i właściwości

Struktura nitroprusydku sodu w stanie stałym uzyskana metodą dyfrakcji neutronów
Model wypełniania przestrzeni nitroprusydku sodu

Nitroprusydek jest związkiem nieorganicznym o wzorze Na 2 [Fe(CN) 5 NO], zwykle spotykanym jako dihydrat Na 2 [Fe(CN) 5 NO]·2H 2 O. Ta czerwona sól sodowa rozpuszcza się w wodzie lub etanol z otrzymaniem roztworów zawierających wolny kompleks dianionów [Fe(CN) 5 NO] 2− .

Nitroprusside jest anionem złożonym z oktaedrycznym centrum żelaza(II) otoczonym pięcioma ściśle związanymi ligandami cyjankowymi i jednym liniowym ligandem tlenku azotu (kąt Fe-NO = 176,2°). Anion posiada wyidealizowany ç 4v symetrii .

Ze względu na liniowy kąt Fe-NO, stosunkowo krótką odległość NO wynoszącą 113 µm i stosunkowo wysoką częstotliwość rozciągania 1947 cm- 1 , kompleks formułuje się jako zawierający ligand NO + . W konsekwencji żelazu przypisuje się stopień utlenienia 2+. Centrum żelazowym ma diamagnetycznego niskiej wirowanie d 6 elektronów konfiguracji, choć paramagnetyczny długotrwałe stan metastabilny zaobserwowano w spektroskopii EPR .

Reakcje chemiczne nitroprusydku sodu są głównie związane z ligandem NO. Na przykład dodanie jonu S 2− do [Fe(CN) 5 (NO)] 2− daje fioletowy kolor jonu [Fe(CN) 5 (NOS)] 4− , który jest podstawą czułego testu dla S 2− jony. Analogiczna reakcja zachodzi również z jonami OH , dając [Fe(CN) 5 (NO 2 )] 4- . Czerwona sól Roussina (K 2 [Fe 2 S 2 (NO) 4 ]) i czarna sól Roussina (NaFe 4 S 3 (NO) 7 ) są pokrewnymi kompleksami nitrozylowymi żelaza. Pierwszy z nich został po raz pierwszy przygotowany przez potraktowanie nitroprusydku siarką.

Przygotowanie

Nitroprusydek sodu można zsyntetyzować przez trawienie roztworu żelazocyjanku potasu w wodzie kwasem azotowym , a następnie neutralizację węglanem sodu :

Alternatywnie, ligand nitrozylowy można wprowadzić za pomocą azotynu :

Inne zastosowania

Widmo nitroprusydku sodu służy do kalibracji spektrometrów mössbauerowskich

Nitroprusydek sodu jest często używany jako związek odniesienia do kalibracji spektrometrów mössbauerowskich . Kryształy nitroprusydku sodu są również interesujące dla przechowywania optycznego. W tym zastosowaniu nitroprusydek sodu może być odwracalnie promowany do metastabilnego stanu wzbudzonego przez niebiesko-zielone światło i dezaktywowany przez ciepło lub światło czerwone.

W badaniach fizjologicznych nitroprusydek sodu jest często używany do testowania niezależnego od śródbłonka rozszerzenia naczyń. Na przykład jonoforeza umożliwia miejscowe podawanie leku, zapobiegając działaniom ogólnoustrojowym wymienionym powyżej, ale nadal wywołując miejscowe rozszerzenie naczyń mikrokrążenia. Nitroprusydek sodu jest również stosowany w mikrobiologii, gdzie powiązano go z dyspersją biofilmów Pseudomonas aeruginosa , działając jako dawca tlenku azotu.

Odczynnik analityczny

Nitroprusydek sodu jest również używany jako odczynnik analityczny pod nazwą nitrożelazicyjanek sodu do wykrywania ketonów metylowych , amin i tioli. Jest również stosowany jako katalizator w ilościowym oznaczaniu amoniaku w próbkach wody metodą fenolową.

Ketony

Reakcja nitroprusydku służy do identyfikacji ketonów w badaniu moczu. W 1882 r. stwierdzono, że nitroprusydek sodu reaguje z acetonem lub kreatyną w warunkach zasadowych. Rothera udoskonalił tę metodę, stosując amoniak zamiast wodorotlenku sodu lub potasu. Reakcja była teraz specyficzna dla ketonów metylowych. Dodanie soli amonowych (np. siarczanu amonu) również poprawiło czułość testu.

W tym teście, znany jako test Rothera jest metyl ketony (CH 3 C (= O) -) w warunkach zasadowych daje jasny czerwone zabarwienie (patrz iodoform testu ). Test Rothery był początkowo stosowany do wykrywania ketonurii (objawu cukrzycy ) w próbkach moczu. Ta reakcja jest obecnie wykorzystywana w postaci pasków testowych moczu (np. „Ketostix”).

Tiole i cysteina

Reakcji nitroprusydek jest badanej substancji stosuje się do wykrywania obecności tiolowymi grupami cysteiny w białkach. Białka z wolną grupą tiolową dają czerwone zabarwienie po dodaniu do roztworu nitroprusydku sodu w wodnym amoniaku . Niektóre białka po denaturacji dają wynik pozytywny, co wskazuje na uwolnienie grup tiolowych.

Nitroprusydek sodu jest używany w oddzielnym teście analizy moczu znanym jako test nitroprusydku cyjanku lub test Branda. W tym teście cyjanek sodu dodaje się najpierw do moczu i odstawia na około 10 minut. W tym czasie wiązania dwusiarczkowe zostaną zerwane przez uwolniony cyjanek. Zniszczenie wiązań dwusiarczkowych uwalnia cysteinę z cystyny oraz homocysteinę z homocystyny . Następnie do roztworu dodaje się nitroprusydek sodu, który reaguje z nowo uwolnionymi grupami sulfhydrylowymi . Test zmieni kolor na czerwono-fioletowy, jeśli wynik będzie pozytywny, co wskazuje na obecność znacznych ilości aminokwasów w moczu ( aminoacyduria ). Podczas wykonywania tego testu cysteina, cystyna, homocysteina i homocystyna reagują, gdy są obecne w moczu. Test ten może wskazywać na wrodzone błędy transporterów aminokwasów, takie jak cystynuria , które wynikają z patologii w transporcie aminokwasów dwuzasadowych.

Aminy

Nitroprusydek sodu jest również używany do wykrywania amin , w tym zawartych w nielegalnych narkotykach. Związek ten jest zatem stosowany jako barwnik wskazujący aminy w chromatografii cienkowarstwowej . Nitroprusydek sodu jest podobnie stosowany jako wstępny test na obecność alkaloidów ( produktów naturalnych zawierających aminy ) powszechnych w nielegalnych substancjach. Test, zwany testem Simona , przeprowadza się przez dodanie 1 objętości roztworu nitroprusydku sodu i aldehydu octowego w wodzie dejonizowanej do podejrzanego leku, a następnie dodanie 2 objętości wodnego roztworu węglanu sodu. W przypadku niektórych amin drugorzędowych test zmienia kolor na niebieski . Najczęstsze aminy drugorzędowe spotykane w chemii sądowej to 3,4-metylenodioksymetamfetamina ( MDMA , główny składnik Ecstasy) i fenetyloaminy, takie jak metamfetamina . Nitroprusydek sodu jest również przydatny w identyfikacji merkaptanów (grup tiolowych) w reakcji nitroprusydku.

Historia

Nitroprusydek sodu jest przede wszystkim stosowany jako środek rozszerzający naczynia krwionośne. Po raz pierwszy zastosowano go w medycynie człowieka w 1928 r. Do 1955 r . dostępne stały się dane dotyczące jego bezpieczeństwa podczas krótkotrwałego stosowania u osób z ciężkim nadciśnieniem . Mimo to, ze względu na trudności w przygotowaniu chemicznym, nie został ostatecznie zatwierdzony przez amerykańską FDA do 1974 roku do leczenia ciężkiego nadciśnienia. W 1993 roku jego popularność wzrosła tak, że całkowita sprzedaż w USA miał wyniosła US $ 2 miliony dolarów.

Bibliografia