神経筋遮断薬
アセチルコリン
サクシニルコリン
デカメトニウム
サクシニルコリン(別名スキサメトニウム)はアセチルコリン2分子をつなげて合成されたもので、デカメトニウム(英語版)と同じ数の重い原子をメトニウム基の間に持っている(デカメトニウムC×10、サクシニルコリンC×8、O×2)。サクシニルコリン、デカメトニウムが有するメトニウム基とは、トリメチル第4級アンモニウム基に挟まれたポリエチレン鎖と柔軟な結合を持つ。これらはすべて脱分極ブロックを示す。
合成されたビス四級アンモニウムのひとつがデカメトニウム(英語版)である。デカメトニウムは、ブロック前の筋肉の反応を増強するという点で従来と異なるブロック効果を示した。また、ツボクラリンの効果はアセチルコリンエステラーゼ阻害剤によって可逆的であることが知られていたが、デカメトニウムのブロックは可逆的ではなかった。デカメトニウムの研究に続いて、1949年、ダニエル・ボベットはアセチルコリン2分子のアセチル末端を結合させたサクシニルコリンも開発した。後に開発されたものも含めて合成筋弛緩薬の多くは、使われなくなったが、サクシニルコリンは2023年現在も用いられている。この発見と開発により、1957年に彼にノーベル生理学・医学賞が授与された。日本では、森岡亨(後の熊本大学医学部麻酔科初代教授)が、1953年にサクシニルコリンを麻酔薬を併用せず、人工呼吸の準備をすることもなく、自らに投与してその効果(筋線維束攣縮に伴う全身の筋痙攣、その後の呼吸停止)を恐怖と共に報告した。
ビス4級ステロイドである別の化合物マルエチンが植物Malouetia bequaertianaから単離され、クラーレ様活性を示した。これが、ビス四級ステロイドの合成薬パンクロニウムにつながり、その後、より優れた薬理学的特性を持つ他の薬物も開発された。これらの分子の研究から、神経細胞と受容体の生理学的知見が深まっていった。
神経繊維
終板
骨格筋
筋原繊維(英語版)
シナプス前神経終末
筋鞘
シナプス小胞
ニコチン性アセチルコリン受容体(英語版)
ミトコンドリア
神経筋遮断薬(しんけいきんしゃだんやく、Neuromuscular blocking agents: NMBAs)は、神経筋接合部(英語版)での神経伝達を遮断し、影響を受けた骨格筋の麻痺を引き起こすものである。これはシナプス後アセチルコリン受容体への作用によって達成される。
臨床では、神経筋遮断薬は全身麻酔下の手術時に、運動麻痺を人為的に起こすために使用される。この麻痺は、第一に声帯を麻痺させて気管挿管を可能にし、第二に自発呼吸を抑制して骨格筋を弛緩させることにより術野を最適化するためである。このような用量の神経筋遮断薬は呼吸に必要な筋肉(横隔膜など)を麻痺させる可能性があるため、適切な換気を維持するために人工呼吸(機械換気)ができるようにしておかねばならない。
このクラスの薬剤は、手術中の患者の体動、呼吸、または人工呼吸器の同期障害(専門用語でファイティングと呼ばれる)を軽減し、腹腔鏡操作中の気腹圧を低くするのに役立つ。集中治療室での使用にも適応がある。気管挿管時の声帯損傷やその後の声のかすれ(嗄声)を軽減するのにも役立つ。さらに、肺機能の低下した患者の機械換気を容易にする上で重要な役割を果たす。
神経筋遮断薬による運動麻痺が起こった後でも、患者は痛みを感じ、意識を持っている可能性がある。したがって術中覚醒を防ぐために、全身麻酔薬および/または鎮痛薬も投与しなければならない。
歴史上、神経筋遮断薬は南米先住民が植物から抽出したエキスであるクラーレを毒矢として用いていたのを起源とする。このクラーレがヨーロッパに持ち込まれ、1942年に有効成分として単離されたのがツボクラリンである。
神経筋遮断薬は、2つの大きなクラスに分類される:
Pachycurares(厚いクラーレ): 非脱分極性の厚みを持つ分子。
Leptocurares(薄いクラーレ): 薄くて柔軟な分子で、脱分極性である。また、下記のような化学構造に基づいて分類することも一般的である。
非脱分極性神経筋遮断薬とは、神経筋遮断薬の一種である。終板(英語版)を脱分極させないタイプの神経筋遮断薬である。
第4級アンモニウム筋弛緩薬はこのクラスに属する。第四級アンモニウム筋弛緩薬は、第四級アンモニウム塩を構造に含む筋弛緩薬で、麻酔に用いられることが多い。手術中に筋肉が自然に動くのを防ぐために必要である。筋弛緩剤は、ニコチン性アセチルコリン受容体(英語版)をブロックすることによって、神経細胞から筋肉への神経伝達を阻害する。これらの薬に共通し、効果を発揮するために必要なのは、構造的に第4級アンモニウム基が存在することで、通常は2つ存在する。自然界に存在するものもあれば、合成された分子もある。
以下は、シナプス後アセチルコリン受容体の部位でアセチルコリンに対する競合的アンタゴニストとして作用する、より一般的な薬剤である。
ツボクラリンは南米の植物パレイラChondrodendron tomentosum(英語版)のクラーレ毒に含まれ、非脱分極性神経筋遮断薬の原型である。作用発現(英語版)が遅く(5分以上)、作用時間が長い(30分)。