Chapter 12: Cholinergic Drugs Affecting

Overview of the CNS: and PNS    CNS  →  brain and spinal cord    PNS  →  motor and sensory neurons  →     Motor neurons  →  somatic and autonomic nervous system    Autonomic nervous system  →  sympathetic and parasympathetic division    Sympathetic   →   adrenergic receptors   →  alpha/beta    Parasympathetic   →   cholinergic receptors  →  muscarinic    Sympathetic is  FIGHT OR FLIGHT     Parasympathetic is  REST AND DIGEST     Sympathetic and parasympathetic do not always produce opposite effects.   EX: constriction of arterioles is controlled by sympathetic branch. Sympathetic stimulation causes constriction of arterioles and lack causes vasodilation.    Sweat glands and controlled by sympathetic nerves.    For info to be transmitted thru the NS , neurons have to communicate w each other, muscles and glands.    In ANS communication involves 2 neurons – pre synaptic and post synaptic    Synapse- separates a neuron from another neuron- its OUTSIDE THE CNS hence its name  ganglionic  synapse    Preganglionic neurons- nerves carrying impulses exiting the spinal cord    Postganglionic neurons- nerves on the other side of the ganglionic synapse, waiting to receive impulses    Second synapse- comes after the second neuron and  terminates AT THE TARGET ORGANS     Autonomic drugs are not given to CORRECT physiologic defects,they are given to either STIMULATE  or INHIBIT TARGET ORGANS (heart, lungs, glands, digestive tract) ***   Ach (Acetylcholine) & norepinephrine (NE)   →  2MAIN NEUROTRANSMITTERS OF ANS   Ach →  parasympathetic    NE →  sympathetic    CHOLINERGIC NERVES - are nerves that  release ACH    2 types of  CHOLINERGIC RECEPTORS  →  NICOTINIC & MUSCARINIC     Nicotinic →  located  at the ganglionic synapse (the 1 st  one ) in both parasympathetic and sympathetic  

Muscarinic →  located on target tissues affected by postganglionic neurons (2 nd  synapse) in the  parasympathetic side ONLY!   Remember for  parasympathetic - ACH is released at both synapses     Drugs that affect nicotinic receptors cause effects in both autonomic and somatic NS    ACTIVATION OF CHOLINERGIC RECEPTORS CAUSES  →  tachy, HTN, increase tone and mobility of  digestive tract    Nicotinic receptor blockers (ganglionic blockers) - produce controlled hypotension during sx or HTN emergencies   ACH receptors affected by the 2 nd  synapse= classic s/s of parasympathetic stimulation (pupil constrict,  salivation increase, low bp, low hr, gallbladder stimulation, GI stimulation, bronchiole constricts, stimulates erection in med, lubrication in female)    Little more on ACH →  synthesized by Acetyl coA and choline →  stored in vesicles in presynaptic neuron  waiting for an action potential →  once action potential gets there it fuses w the axon terminal  membrane →  ACH is released into the synaptic cleft →  diffuses across to find nicotinic/muscarinic  receptors →  ACH in the synaptic clef that is not bound to receptor is destroyed by ACHE  (acetylcholinesterase)  →  choline in ACH is reused , taken up by presynaptic neuron to make more ACH →   CYCLE REPEATS.    Drugs affecting parasympathetic NS:  parasympathomimetics and anticholinergics     Parasympathomimetics- aka CHOLINERGIC   DRUGS  →   produce s/s of rest-digest response  –  STIMULATE  PARASYMPATHETIC NS    Anticholinergics-  aka  cholinergic blocking drugs   →   produce actions opposite those of the cholinergic  drugs –  INHIBIT THE PARASYMPATHETIC NS    Remember autonomic system drugs don’t correct, they will only INHIBIT action or STIMULATE IT     Parasympathomimetics divided into 2 classes →     1)   DIRECT ACTING  (muscarinic receptor agonists)    2)   INDIRECT ACTING  (cholinesterase inhibitors/indirect inhibitors of ACHE enzyme)    Direct acting parasympathomimetic/cholinergics:    BIND DIRECTLY TO MUSCARINIC RECEPTORS- hence their name muscarinic receptor agonists.     EX  Bethanechol  –  BIND to cholinergic receptors to produce rest and digest response  and s/s; BC they  are resistant to AChE , they have a  LONGER DURATION OF ACTION      Cholinergic drugs – poorly absorbed in GI and DO NOT cross BBB   Have little effect on ACH receptors in ganglia- moderately selective to muscarinic receptors ONLY  ,  which is why AKA as MUSCARINIC RECEPTOR AGONISTS.   

Indirect acting parasympathomimetics/cholinesterase inhibitors :    Note: almost all drugs in this class have “stigma/stigmine” in the name. + donepezil(Aricept) and galantamine (razadyne)    Ex:  neostigmine (Prostigmin)     INHIBIT ACTIONS OF AChE  which =  < destruction of Ach   →  =  longer duration of Ach    That’s why these drugs  AKA as cholinesterase inhibitors     They are  non-selective -  AFFECT ALL Ach SITES:  ganglia, muscarinic receptors, skeletal muscle, ach sites  in CNS.   (other) EX: Physostigma (Antilirium)    ______________________________   Parasympathomimetics Have  HIGH potential for serious A/E   →   so not widely used     Some used for ophthalmology  →  to  reduce intraocular pressure  in pts w glaucoma ( PILOCARPINE  [isopto carpine/Salagen] )   Others used for stimulation on smooth muscle of B/B   AChE inhibitors also have other functions b/c on their nonspecificity – they have actions on skeletal and CNS   Galantamine (Reminyl), donepezil (Aricept) , rivastigmine (Exelon)  →  GDR meds tx ALZHEIMERS   – used  to tx Alzheimer’s by  increasing amt of Ach in cholinergic synapses of the brain which = IMPROVED  MEMORY AND COGNITIVE FUNCTION    Myasthenic Gravis- characterized by destroyed nicotinic receptors in skeletal muscles. Tx with  pyridostigmine (mestinon/ Regonol) or neostigmtine (Prostigmin) STIMULATES MUSCLE CONTRACTION AND HELPS REVERSE SEVERE MUSCLE WEAKENESS    TOO MUCH cholinergic meds →  NOT GOOD   Can lead to  CHOLINEERGIC CRISIS   →  s/s  include hypersalivation, small pupils, muscle twitching,  unusual paleness, sweating, muscle weakness, diff breathing.    TX includes →  ATROPINE ADMIN       BETHANECHOL (Urecholine)    Direct acting parasympathomemtic  –  interacts w muscarinic receptors to stimulate PARASYMPATHETIC    Most  effects evident in GI and GU   

Stimulates smooth muscle contraction   Stimulates smooth muscle tone and GI after anesthesia    Txts urinary retention in NONOBSTRUCTIVE cases-  only in cases d/t lack of muscle tone    PO  admin    Can also be given  SQ-  5mg 3-4x/day    Monitor BP,HR,RR BEFORE admit **    Pregnancy cat C    Use w caution in pts w disorders that cant handle increased contractions of digestive tract  →  ex:  suspected obstruction. Active ulcer, inflammatory disease , urinary obstruction, or COPD    s/e  – salivation, sweating, abd cramping, hypotension, that could  →  fainting (PARASYMPATHETIC effects)   contraindicated: pts w asthma , epilepsy, seizures, parkinsons, PUD, and hyperthyroidism – can worsen or exacerbate these conditions *    effects increased if taken w cholinesterase inhibitors    decreased effects if taken w procainamide(heart med), quinidine (heart med), atropine, epi    MONITOR LIVER FUNCTION LABS  : ALT/AST/ALP & Bilirubin    Effects can be increased by angels trumpet, jimson weed and scopolia (herbs/food)    TX overdose: ATROPINE SQ or IV (for emergencies)      PHYSOSTIGMINE (Antilirium)    Antidote for anticholinergic toxicity /  acetylcholinesterase inhibitor    An  indirect acting parasympathomimetic  – i nhibitis destruction of Ach by AChE (remember meds in  indirect acting parasympathomimetic class have “stigma/stigmine” in the name” )  →  physo STIGMINE   Works in neuromuscular junction (At target organ)   + at central and peripheral locations where Ach is  the neurotransmitter    REVERSES toxic life threatening delirium  caused by atropine, diphenhydramine, dimenhydramine,  atropa belladonna ( Deadly nightshade) or Jimson Weed.    Admin –  IM OR IV  –  SLOWLY over 5 mins to avoid SEIZURES and RESP DISTRESS   No continuous infusions !!*    Monitor BP, HR, RR, for hypersalivation    Pregnancy CAT C   

S/E:  bradycardia, asystole,  restlessness, nervousness,  seizures,  salivation, urinary freq, muscle twitching,  resp paralysis     use w caution in pts w asthma(b/c of r/o resp paralysis), epilepsy (b/c of r/o seizures), cardiovascular disease( b/c of r/o brady and heart block) , brady    DC med for excess sweating, diarrhea, freq urination    Increased effects if given w cholinergics, beta blockers    Meds levels increased by systemic corticosteroids    May decrease effects of neuromuscular blocking agents    MONITOR LIVER FUNCTION TESTS:  ALT/ASL/AST and BILIRUBIN    Gingko balboa- increases toxic effects   TX OVERDOSE: ATROPINE      Pharmacotherapy w cholinergic meds :    Continue assessment for  therapeutic effects  →  tol adls, musculoskeletal strength , improvement in  droopy eyelid, or double vision, improved chewing and swallowing    Monitor B/b if drugs are given post op-  will be present if drug is effective ( onset 60mins, urination first  →  peristalsis.)    THESE DRUGS NOT GIVEN FOR DECREASED URINE OUPUT DUE TO O B S T R U C T I O N (EX:BPH)    Make sure pts have RSTRMS available near, reg toileting schedule   Home safety assessment  for r/o falls r/t HYPOTENSION    Rest periods  - > fatigue can lead to cholinergic or a myasthenic crisis in patients    Monitor for s/s of excessive ANS , notify md for  HR <60 , < BP, tremors, palpitations, urinary retention,  dizziness, abd pain, changes in loc, confusion, depression, drowsiness .    Orthostatic hypotension precautions    Monitor  muscle weakness. IF w/in 1 hr →  could indicate OVERDOSE    IF w/in 3 hrs →  could indicate UNDERDOSAGE/DRUG RESISTANCE or MYASTHENIC CRISIS    Check for subtle changes in muscle strength- voice quality, slurred speech .    Monitor LIVER FUNCTION TESTS , ALT, AST, ASL, Bilirubin    Provide  EYE COMFORT d/t MIOSIS  ( eye constriction—think MI-osis →  MINI- eyes ) +  nightlight ,  advise  not to drive at night for safety      

      ANTICHOLINERGIC DRUGS – CHOLINERGIC BLOCKING DRUGS    Block action of Ach ,  aka anticholinergics, cholinergic blockers, muscarinic antagonists,  parasympatholytics,.    At therapeutic doses,  drugs are selective for muscarinic receptors and have little effect on Ach Nicotinic  receptors.   Anticholinergics act by  COMPETING w Ach for BINDING SITES on MUSCARINIC RECEPTORS   →   blocking  cholinergic responses at effector organs which  →  > sympathetic NS actions     Therapeutic uses:  mydriasis ( dilation of pupil )  , >HR ,  dry glandular secretions ,  relax bronchi  (Asthma tX)    Other main therapeutic uses for anticholinergics are    GI disorders  – PUD ,  slow GI mobility  ,  < cramping and diarrhea  r/t IBS    Ophthalmic procedures-  cause  mydriasis (Dialtion)  or  cyclopegia  ( paralysis of ciliary muscle of eye)   during eye procedures   Cardiac rhythm abnormalities - to  > HR  in pts w brady   Anesthesia adjuncts-  to  reverse anesthesia s/e , <RR, < HR  . etc   Asthma - to  open airways  –  dilate bronchi   Overactive bladder - to tx overactive bladder    Parkinsons- to tx tremors      Anticholinergics  may have serious s/e :  tachy, CNS stimulation, urinary retention in men w prostate  disorders, dry mouth, dry eyes, hyperthermia (d/t inhibition of sweat glands- unable to release heat ) ,  photophobia d/t inability to constrict pupil.     CHOLINERGIC CRISIS S/S : fever, visual changes, diff swallowing, psychomotor agitation, hallucinations.    (HOT AS HADES, BLIND AS A BAT, DRY AS A BONE, MAD AS A HATTER)        ATROPINE (ATRO-PEN)   Antidote for anticholinesterase poisoning /  muscarinic cholinergic receptor blocker    

Occupies muscarinic receptors →   blocking parasympathetic actions   of Ach →   inducing SYMAPTHETIC  FIGHT OR FLIGHT RESPONSE S/S    It  > HR , bronchodilation, < GI motility, mydriasis, < secretions from glands   HAS NO EFFECT ON NICOTINIC RECEPTORS IN GANGLIA OR ON SKELETAL MUSCLE    Use has declined d/t newer and safer alternative meds   May be used to tx hypermotility diseases of GI  →  IBS   To suppress secretions during sx   To > HR  in someone w brady   Dilate pupils  during eye exams   For the  tx of reflexive brady in infants and infantile hypertrophiv pyloric stenosis     Oral and SQ  injections not interchangeable    Monitor bp, hr, rr before admit and 1 hr after    s/e:  dry mouth, constipation, urinary retention, > HR  (sympathetic effects)     CNS excitement  can progress to delirium or COMA     PTS W GLAUCOMA CANNOT TAKE THIS MED - will  increase intraocular pressure     Don’t give to pts w GI obstruction, BPH, myasthenia gravis, cardiac insufficiency or acute hemorrhage   Interacts w antihistamines, TCAS, quinidine, procainamide - > effects    < effects of levodopa    TX OVERDOSE  : poisoning occurs when kids eat colorful purple berries of the deadly shade and mistake  them for cherries.    S/S of poisoning: intense PARASYMPATHETIC STIMULATION    Can cause  CNS stimulation or depression     Admin short acting barbiturate or diazepam to control convulsions.    PHYSOSTIGMINE is ANTIDOTE  , QUICKLY REVERSES COMA caused by large doses of atropine        Pharmacotherapy w anticholinergic drugs:    Assess for therapeutic effects: HR, BP, RR WNL    GI motility and cramping <   

Proper positioning for dyspnea – raise HOB   Sips of water, ice chips, hard candies can help w mouth dryness. + alcohol free rinses (ones w alcohol in them will further dry the mouth)    Monitor for  s/s of excess ANS stimulation →  drowsiness, blurred vision, tachy, dry mouth , urinary  hesitancy, < sweating    ANTICHOLINERGICS ARE CONTRAINDICATED IN PTS W ACUTE OR NARROW ANGLE GLAUCOMA- Can > INTRAOCULAR PRESSURE    Cardiac monitoring for HR and BP . if HR too > can = dysrhythmias    Monitor for  abd distention, and listen for bowel sounds   Palpate bladder and monitor output    Increase fluids and fiber * to prevent constipation d/t decreased GI mobility and bowel movements    Minimal exposure to heat and strenuous exercise d/t inhibition of sweat glands , can lead to heat stroke bc body unable to rid heat.  →  Atropine fever.. + also avoid hot showers    S/S of heatstroke →   dizziness, change in loc, pale skin, muscle cramping, nausea.    Provide  eye comfort d/t mydriasis (eye dilation)   →  dark room, soft cloth over eyes, sunglasses.