神経筋遮断薬
第4級アンモニウム基を保つ筋弛緩薬はニコチン性アセチルコリン受容体(英語版)に結合し、アセチルコリンの受容体への結合と作用を、阻害または干渉する。それぞれのアセチルコリン受容体には2つの結合部位があり、受容体を活性化するにはその両方に結合する必要がある。それぞれの結合部位は、受容体の2つのαサブユニットのうちの1つに位置している。各結合部位には2つのサブサイトがあり、カチオン性アンモニウム基に結合するアニオン性部位と、水素結合を供与して筋弛緩薬に結合する部位である。
可逆的コリンエステラーゼ阻害薬の一種、ネオスチグミンの構造式
スガマデクスの構造式
非脱分極性神経筋遮断薬の効果は、アセチルコリンエステラーゼ阻害薬である、ネオスチグミンやエドロホニウムなどを用いて逆転することができる(麻酔科領域ではリバース、拮抗と呼ばれる)。これらのうち、エドロホニウムはネオスチグミンよりも作用発現(英語版)が速いが、深い神経筋ブロックのリバースに用いる場合には信頼性に欠ける。アセチルコリンエステラーゼ阻害薬は神経筋接合部のアセチルコリン量を増加させるだけなので、その効果を発揮するためには神経筋ブロックが完全でないことが前提条件となる。なぜなら、全てのアセチルコリン受容体が遮断されていれば、アセチルコリンがどれだけ存在していても意味が無いからである。
スガマデクスは、全身麻酔におけるロクロニウムとベクロニウムによる神経筋ブロックを逆転させる新しい薬剤である。日本では2010年にシェリング・プラウから発売された。最初の選択的筋弛緩薬結合薬(SRBA)である。ロクロニウムやベクロニウムに直接結合して不活性化するという点で従来のリバース薬と根本的に作用機序が異なる。本剤とロクロニウムを組み合わせる事で、筋弛緩作用の調節性が劇的に高まった。気道確保の安全性向上に大きく貢献している薬剤である。麻酔科学上のインパクトは"ゲームチャンジャー"とすら称される。
神経筋遮断薬のコンフォーメーション(立体配座)研究は比較的新しく、発展途上にある。従来の構造活性相関(英語版)研究では、分子の環境因子は特定されていない。コンピューターによるコンフォーメーション検索は、分子が真空中にあることを前提としているが、生体内ではそうではない。溶媒和モデルは、分子のコンフォメーションに対する溶媒の影響を考慮したものである。しかし、溶媒和のシステムは、体内の複雑な流体組成の影響を模倣することはできない。
筋弛緩薬を硬質と非硬質とに分けるのは、せいぜい定性的なものである。コンフォメーション変化に必要なエネルギーは、より正確で定量的なイメージを与えるかもしれない。長い筋弛緩薬分子鎖の第4級アンモニウム基の距離を縮めるのに必要なエネルギーは、筋弛緩薬の受容体結合部位を曲げて適合させる能力を定量化できる可能性がある。コンピューターを用いると、最もエネルギーの低い状態のコンフォーマーを計算することが可能であり、その結果、最も一般的で、最もよく分子を表現している。この状態はグローバルミニマムと呼ばれる。いくつかの単純な分子のグローバルミニマムは、非常に簡単に確実に発見することができる。例えば、デカメトニウム(英語版)のように、直線のコンフォーマーが明らかに最もエネルギーの低い状態である。一方、回転可能な結合が多く、グローバルミニマムは近似的にしか求められない分子もある。
テトラサイクリン、アミノグリコシド、ポリミキシン(英語版)およびクリンダマイシンは、アセチルコリンの放出阻害またはシナプス後アセチルコリン受容体のアセチルコリンへの脱感作(英語版)によって神経筋遮断を増強する。この相互作用は主に麻酔維持中に起こる。通常、抗生物質は神経筋遮断薬とよく併用されるため、神経筋遮断薬を再投与する際にはこの相互作用を考慮する必要がある。