薬学生の薬学勉強会コミュの薬理学：ヒスタミン

『腸管でのヒスタミンの作用、定量』

ヒスタミンは生体内で肥満細胞、好塩基球等に不活性な結合体としてヘパリンと共に存在している。ヒスチジンの脱炭酸反応によって生合成される（ヒスチジンデカルボキシラーゼ）。また代謝としてはジアミンオキシダーゼやMAOによって酸化されイミダゾール酢酸になる。抗原抗体反応によって遊離ヒスタミンが増大するとき、アナフィラキシーやアレルギー反応起こす。

★生理作用
・血管拡張作用（H1,H2受容体）
・毛細血管透過性亢進作用→浮腫形成（H1）
・腸管、気管支、子宮平滑筋収縮作用（H1）
・胃酸分泌促進作用（H2）
・ヒスタミン作動性神経終末にヒスタミン遊離を抑制（H3）

＊皮膚の３重反応
→皮膚内注射によって局所発赤。１、直接血管拡張による局所発赤。２、軸索反射による間接的血管拡張による紅潮。３、毛細血管透過性亢進による膨疹。

軸索反射について：反射中枢を介さず、抹消の求心性神経の分枝から遠心性神経の分枝に刺激が伝わり、反射のような効果を示す。皮膚血管が拡張して赤くなるのはこれが原因。

★肥満細胞からの遊離抑制
１、ヒスタミン遊離促進：塩化ツボクラリン、モルヒネ、バンコマイシン（急速静脈注射）
２、ヒスタミン遊離抑制：クロモグリグ酸ナトリウム、トラニラスト、アンレキサノクス、ペミロラスト、タザノラスト、アシタザノラスト、レピリナスト、イブジラスト

抗ヒスタミン薬：ヒスタミンとH1、H2において競合的に拮抗する。
１、H1受容体遮断薬

・ジフェンヒドラミン：エタノールアミン誘導体で抗ヒスタミン作用に加え、中枢抑制作用も強い。
＊中枢作用：中枢を抑制すると鎮静、催眠効果が生じる。乗り物酔いやメニエール病にも適応できる作用。（メニエール病は眩暈を中心とする疾患）
＊抗ヒスタミン作用：気管支・腸管収縮作用や３重反応、アレルギー反応を抑える。ただアレルギーに関してはヒスタミン以外にも因子があるので症状によっては効果が見られないこともある。

・クロルフェニラミン：H1遮断が強力で、中枢抑制作用は弱い。

・クレマスチン：クロルフェニラミンよりH1遮断性が強い。だが中枢抑制作用や抗コリン作用は弱い。

・プロメタジン：強力なH1遮断効果と抗コリン作用を持つ。強力な抗パーキンソン病薬。

・メキタジン：H1遮断効果とヒスタミン遊離抑制作用の両方を持つ。

・シプロヘプタン：抗ヒスタミン作用のほかに抗セロトニン作用も持っている。また視床下部の摂食中枢刺激によって食欲増進を示す。

２、H2受容体遮断薬：胃酸分泌抑制によって、消化性潰瘍の治療に利用。
→シメチジン、ラニチジン、ファモチジン
＊シメチジンはP450遮断も行う。

３、パパベリンの薬理作用
ヒスタミンにパパベリンが併用されると、パパベリンの作用は?細胞内へのCaの流入阻止、?ホスホジエステラーゼ阻害によって平滑筋内のcAMPの増加、などが存在するので平滑筋は拡張する。

★平滑筋
横紋筋ではない。自律神経やオータコイドによる不随意筋である。静止膜電位はー４０〜６０mV程度である。また筋小胞体は横紋筋ほど発達していないので、細胞外から流入するＣａに依存している。

・収縮機構

?受容体に活動電位が伝達される。

?電位依存性のＣａチャネルが開口しＣａ流入。また平滑筋内にはＣａを貯蔵する部分があり、ｃＡＭＰがＣａ貯蔵促進を行う。（ｃＡＭＰはホスホジエステラーゼで分解される）

?Ｃａの平滑筋内の濃度が上昇すると、Ｃａがカルモジュリン（Ｃａｍ）が結合してミオシン軽鎖キナーゼ（ＭＬＣＫ）の活性化が起こる。

?ミオシン軽鎖がリン酸化しＡＴＰａｓｅが活性化する。
?ＡＴＰを分解して滑り込みが起こる。

４、ヒスタミン収縮作用と受容体学説

Ａ：ヒスタミン投与量
Ｒａ：ヒスタミンレセプター単独量

平衡定数Ｋａ＝（〔Ａ〕×〔Ｒａ〕）／〔ＡＲａ〕　・・・?
→受容体学説では、Ｋａは、ＡのＲａから解離する定数である解離定数である。

最大反応（Ｅａｍ）に対する反応率（Ａの結合性）

反応率＝Ｅａ／Ｅａｍ＝〔ＡＲａ〕／〔Ｒａ〕ｔ

Ｅａ：ヒスタミンがレセプターに結合することによって起こる効果
Ｅａｍ：ヒスタミンによる最大の効果
ＡＲａ：ヒスタミンとレセプターが結合したもの
〔Ｒａ〕ｔ：全レセプター数

〔Ｒａ〕ｔ＝〔Ｒａ〕＋〔ＡＲａ〕 　・・・?

?、?の式を利用して反応率の理論値の式を変化すると、

反応率＝（〔Ａ〕／Ｋａ）／（１＋〔Ａ〕／Ｋａ）＝１／（１＋Ｋａ／〔Ａ〕 ）　・・・重要式?

＊ また、反応率５０％の時、Ｋａ＝〔Ａ〕が成り立つ。このときの〔Ａ〕を〔Ａ〕０．５と表す。

実験１

?実測値による用量反応曲線を作成する。

?未知検体のヒスタミン濃度を算出する。

→用量反応曲線より読み取る。未知検体の収縮率から濃度を見る。
∴１．２×１０−７Ｍ（１．３３×１０−８g/ml）

?用量反応曲線から〔Ａ〕０．５を求め、Ｋａを算出する。

→反応率が５０％の時のヒスタミン添加量を読み取る。反応率５０％の時〔Ａ〕０．５＝Ｋａである。
∴３．５×１０−７Ｍ

?算出したＫａを重要式?にあてはめて、反応率理論値を計算する。

→下の図に記入。

?反応率の理論値を用いて、用量反応曲線の理論曲線をグラフに記入。

実験２

★競合的拮抗薬存在下でのヒスタミン収縮作用の用量反応関係

Ａ＋Ｒａ←→ＡＲａ
Ｉ＋Ｒａ←→ＩＲａ

Ｉ：競合的拮抗薬

Ｋａ＝（〔Ａ〕〔Ｒａ〕）／〔ＡＲａ〕　、　Ｋｉ＝（〔Ｉ〕〔Ｒａ〕）／〔ＩＲａ〕

Ｋａ、Ｋｉ：平衡定数

これらより競合的拮抗薬存在下での反応率の理論値は

反応率＝１／{１＋（１＋〔Ｉ〕／Ｋｉ）×（Ｋａ／〔Ａ〕）}　・・・重要式?

＊ジフェンヒドラミン（４×１０−７Ｍ）併用によるヒスタミン効果

? 実測値によるグラフを作成し、Ｓ字曲線が右にシフトする事を確認。

? 拮抗的阻害剤存在下で同じ収縮反応を引き起こすヒスタミンの用量比（Ｘ）を算出する。

用量比（Ｘ）＝拮抗薬併用時の〔Ａ〕０．５／ヒスタミン単独時の〔Ａ〕０．５　・・・重要式?

∴用量比（Ｘ）＝１０．２９


実験３
　実験２で求めた用量比を用いてｋｉを求める。

Ａｏ：添加するヒスタミンの初濃度

重要式?、?より、
（Ｘ〔Ａ〕ｏ／Ｋａ）／｛（１＋〔Ｉ〕／Ｋｉ）＋Ｘ〔Ａ〕ｏ／Ｋａ｝＝（〔Ａ〕ｏ／Ｋａ）／（１＋〔Ａ〕ｏ／Ｋａ）

＊これは同じ添加ヒスタミン初濃度で、拮抗剤存在下と非存在下の反応率を用量比によって等しくしたものである。

式を解くと

Ｘ―１＝〔Ｉ〕／Ｋｉ　・・・重要式?

ここで〔Ｉ〕＝Ａｘとし、対数をとると

ｌｏｇ（Ｘ−１）＝ｌｏｇＡｘ−ｌｏｇＫｉ　・・・重要式?‘
Ｓｃｈｉｌｄプロット：縦軸を（用量比―１）の対数、横軸を（Ａｘ）の対数としてプロットしたもの。

Ｌｏｇ（Ｘ−１）＝０の時、Ｋｉ＝Ａｘ
すなわち、用量比が２の時Ａｘ＝Ｋｉが成り立つ。

?各班の結果をＳｃｈｉｌｄプロットして、（Ｘ−１）＝１のＡｘの外挿値を見る。

このときＡｘ＝Ｋｉなので、Ｋｉ＝０．２×１０−７



?求めたＫｉをもとに反応率理論値を計算。

? 反応率の理論値を用いてヒスタミンの収縮作用をグラフに記入。

実験４

★非拮抗的阻害薬存在下でのヒスタミンの収縮作用の用量反応関係

非拮抗的阻害薬存在下での効果の減弱率を１／Ｎで表すと、

反応率＝（１／Ｎ）／（１＋Ｋａ／〔Ａ〕）　・・・重要式?

?実測値によるグラフを作成し、Ｓ字グラフが下にシフトする事を確認する。

?グラフを書き、非競合的拮抗薬存在下での最大反応を１００％として、このときのＫａ値をグラフから見る。

★生物学的検定法

　生物学的検定法とは、実際の生物を用いて実験する方法で操作は簡単であり複数の薬物の併用による効果も観察できるのでイイ実験法である。また実際の生物なので感度も良い。だが、生物の個体差による実験値の誤差や、大量のマウス・モルモットなどの生物が必要な事などが欠点である。

★Cheng-Prusoffの等式

　A2の値からK2の値を求めるのと逆の方法であり、結合型のみに用いるのはよいが、それ以外に用いると競合的拮抗以外の反応が発現して曖昧な結果になってしまう欠点がある。