Pharmacology Notes

26
1. CH 1 Pharmacokinetics a. kinetics: what the body does to the drug. b. dynamics:What the drug does to the body c. Pharmacokinetic properties: i. Absorption ii. Distrobution iii. Metabolism iv. Elimination d. Factors affecting Absoprtion i. pH on absorption 1. weak acids transport best protinated (HA). Weak bases transport best as unprotinated (B). 2. pKa is a measure of protination. a. pH < pKa the protinated forms predominate b. pH > pKa the unprotinated forms predominate ii. Pglycoprotein 1. A transmembrane protein that actively pumps drugs out of cells a. Liver: transports into bile b. kidneys: transports into urine c. placenta:: transports into maternal blood d. intestines:: transports into intestinal lumen (out of circulation) e. brain capillaries:: transports into blood and away from brain 2. The higher the expression of Pglycoprotein the harder the drug is to absorb. iii. Bioavailability: 1. fraction of administered drug that gets to circulation 2. Area under curve of oral / Area under curve of IV administration iv. Bioequivalence 1. two drugs are bioequivalent if the have similar bioavailability and times to peak concentrations v. Therapeutic equivalence 1. same safety and effects e. Factors on Distribution i. Blood flow ii. Capillary permeability iii. Binding of drugs to plasma proteins 1. plasma proteins reduce serum concentrations of drugs (malnourished need less drug to get a similar serum concentration as a well nourished) 2. binding to tissue proteins some drugs accumulate in certain tissues iv. Volume of distribution 1. dose/Co = Vd 2. Is the apparent volume of water that the drug was distributed into. So the total amount of drug administered / serum concentration. at time zero 3. A large Vd means the drug distributes into the plasma, insterstial fluid and intercellular fluid well. A small Vd means the drug stays in the plasma. f. Factors on Metabolism i. Zero & first order kinetics 1. At low doses drugs are first order (i.e. there are halflives of drugs)

description

lkjnpuhpu

Transcript of Pharmacology Notes

Page 1: Pharmacology Notes

1.  CH 1 Pharmacokinetics a. ­kinetics: what the body does to the drug. b. ­dynamics:What the drug does to the body c. Pharmacokinetic properties: 

i. Absorption ii. Distrobution iii. Metabolism iv. Elimination 

d. Factors affecting Absoprtion i. pH on absorption 

1. weak acids transport best protinated (HA). Weak bases transport best as unprotinated (B). 

2. pKa is a measure of protination. a. pH < pKa the protinated forms predominate b. pH > pKa the unprotinated forms predominate 

ii. P­glycoprotein 1. A transmembrane protein that actively pumps drugs out of cells 

a. Liver: transports into bile b. kidneys: transports into urine c. placenta:: transports into maternal blood d. intestines:: transports into intestinal lumen (out of circulation) e. brain capillaries:: transports into blood and away from brain 

2. The higher the expression of P­glycoprotein the harder the drug is to absorb. iii. Bioavailability: 

1. fraction of administered drug that gets to circulation 2. Area under curve of oral / Area under curve of IV administration  

iv. Bioequivalence 1. two drugs are bioequivalent if the have similar bioavailability and times to peak 

concentrations v. Therapeutic equivalence 

1. same safety and effects e. Factors on Distribution 

i. Blood flow ii. Capillary permeability iii. Binding of drugs to plasma proteins 

1. plasma proteins reduce serum concentrations of drugs (malnourished need less drug to get a similar serum concentration as a well nourished) 

2. binding to tissue proteins some drugs accumulate in certain tissues iv. Volume of distribution 

1. dose/Co = Vd 2. Is the apparent volume of water that the drug was distributed into.  So the total 

amount of drug administered / serum concentration. at time zero 3. A large Vd means the drug distributes into the plasma, insterstial fluid and 

intercellular fluid well. A small Vd means the drug stays in the plasma. f. Factors on Metabolism 

i. Zero & first order kinetics 1. At low doses drugs are first order (i.e. there are half­lives of drugs) 

Page 2: Pharmacology Notes

2. at high doses drugs are zero order (there is a constant amount dropped...10 mg every hour) 

ii. Drug metabolism (by liver) 1. lipophilic drugs need to be processed to become more hydrophillic by the liver. 2. phase 1: make lipophillic to more polar Oxidation, Reduction, Hydrolysis 3. Phase 2: Conjugation 

iii. Drug clearance by kidney 1. decreased bloodflow to kidney will decrease drug clearanec 2. drugs enter renal tubules by 

a. glomerular filtrate b. active secretion into proximal tubule c. passive reabsorption by distal tubule 

iv. Dosing 1. a drug reaches it’s steady state in about 3.3 half­lives 2. a loading dose can reach stead state immediately (Vd*steady state)/bioavailibity 

2. Ch 2 Drug­Receptor Interactions and Pharmacodynamics a. Signal transduction: 

i. often drugs act on a receptor which triggers many down stream effects ii. these are mediated by “second messagners” who carry out these down stream effects 

b. receptor families i. Ligand­gated ion channels: changes membrane potential or ionic concentration in cell 

1. quickest Seconds and last only minutes ii. G protein­coupled receptors: binding causes g­protein changes 

1. G protein is a three subunit (alpha, beta, and gamma) protein whose alpha subunit interfaces with GDP.  Alpha breaks off from the beta and gamma subunits when GTP charges till it interacts with something else 

a. adenylyl cyclase is turned on by Alpha­GTP.  This then interacts with cAMP (cyclc adenosine monophosphate 

iii. Enzyme­linked receptors: receptor is an enzyme iv. Intracellular receptors: diffuse into cell interact with internal receptors 

1. typically target RNA and DNA 2. must be lipophilic and small to diffuse through membrane 3. the slowest since they need to wait for protein production  

c. Signal transduction i. signal amplification 

1. one ligand might have 200 G proteins in it  ii. Desnsitization 

1. tachyphylaxis repeat stimulation will yield quick down regulation. d. Dose­response relationships 

i. potency: The concentration of drug needed to produce an effect that is 50% maximum effect. 

ii. Efficacy: the ability of a drug to elicit an effect when interacting with a receptor. e. Agonists 

i. Full agonist: produces complete activation of a reptor ii. partial agonist: produces less that 100% activation of a receptor even at high 

concentrations iii. Inverse agonist: reduce the intrinsic activity of a receptor. 

f. Antagonists 

Page 3: Pharmacology Notes

i. competiive: bind to the reptor site ii. non­competetive: bind to areas other than the receptor site iii. irreversible: remove the receptor from use permanently 

3. Ch 3 The Autonomic Nervous System a. CNS is brain and spinal cord b. PNS is everything else 

i. afferent PNS: sensory input ii. effereent PNS: the action side 

1. Somatic: skeletal muscle contractions a. single neuron origionating in CNS without ganglionic synapse 

2. Autonomic: non­voluntary a. sympathetic 

i. thoracolumbar synapse with ganglionic chain ii. short preganglia and long post­ganglia iii. extensive pregangionic branching 

b. parasympathetic i. Craniosacral (CN III, VII, IX, X) ii. ganglia are near the targets iii. long preganglia and short post­ganglia iv. usually a 1:1 ratio of pre and post ganglia 

c. enteric i. independent of CNS ii. “gut­brain” iii. modulated by both sympathetic and parasympathetic NS. 

c. Chemical signaling between cells i. types of neurotransmitters 

1. acetylcholine is releasesd by all pre­ganglionic and somatic fibers to nicotinic receptors (acetylcholine­­nicotinic) Cholinergic **muscarinic receptors for post ganglionic aceteylcholine of parasympathetic (Muscarinic­­parasympathetic) 

2. norepinephrine is relased by post­ganglionic sympathetics to adrenergic receptors (norepinephrine­­adrenergic sympathetic) 

4. Ch 4 Cholinergic Agonists a. Neurotransmission at cholinergic neurons 

i. synthesis 1. choline is always charged and can’t diffuse 2. rate limiting step in ACh synthesis 

ii. storage 1. ACh is stored in presynaptic vesicles 2. there are usually cotransporters stored with ACh to modulate effect of ACh 

iii. release 1. Influx of calcium causes vesicles to bind with cell membranes 2. botulinum toxin inhibits this 3. black widow venom causes all ACh to be released at once. 

iv. binding of ACh to receptor 1. either on the post­synaptic cell, or pre­synaptic cell or other other targeted 

pre­synaptic receptors. v. degredation in synapse 

1. AcetylCholinesterase cleaves ACh into choline and acetate 

Page 4: Pharmacology Notes

vi. recycling of choline and acetate 1. choline is uptaken by active transport with sodium coupled transporters. 

b. Cholinergic Receptors i. Muscarinnic 

1. G­protein coupled receptors 2. 5 subclasses (M1 through M5) 

a. M1 gastric parietal cells b. M2 Cardiac and smooth muscle cells c. M3 Bladder and smooth muscle 

ii. Nicotinic 1. ligand gated ion channel 2. 2 subtypes 

a. at neurmuscular junction (blocked by tubocurarine) b. others (blocked by hexamethonium) 

iii. Direct­Acting Cholinergic agents 1. Choline esters 

a. Acetylcholine (charged) i. Diffuse effects because used by many neurorecptors ii. works on both muscarinic and nicotinic recptors iii. decreases HR and inotropy (like ACh from vagus n.) iv. Indirectly vasodilates (causes Smooth muscle to produce nitric 

oxide) v. cause miosis due to contraction of cilliary mmuscle 

b. Bethanechol (charged) i. not hydrolized by AChE ii. No nicotinic action iii. works on smooth muscles of bladder and GI iv. relaxes trigone and and sphincter of bladder and contracts 

detrussor c. Carbachol (charged) 

i. Both muscarinic and nicotinic ii. not hydrolized by AChE iii. used as a mitotic agent 

2. Alkaloids a. Pilocarpine 

i. least potent direct­acting cholinergic agent, but will penetrate CNS ii. muscarinic activity iii. used as a mitotic agent iv. used as a pro­salivation and pro­lacrimation agent (Sjogren’s 

disease) v. used in emergent glaucoma (both wide and narrow angle) 

iv. Indirect­actin Cholinergic agonists (acetylcholineserase inhibitors) 1. reversible AChE inhibitors can be classified as short and long acting 2. Edrophonium (short acting AChE inhibitor) 

a. renal elimination b. limited to periphery (charged amine) c. Used in diagnosis of Myasthenia Gravis (when given results in rapid 

increase in strength). MG is antibodies to Nicotinic recptors at NMJ 

Page 5: Pharmacology Notes

3. Physostigmine a. intermediate acting agent b. can stimulate CNS c. AE: convulsions, bradycardia, hypotension. 

4. Neostigmine a. absorbed poorly in GI tract b. greater effect on Skeletal muscles c. no CNS effects d. Don’t use if bladder obstruction 

v. Indirect­acting cholinergic agonists (anticholinesterases irreversible) 1. organophosphates can be used as insectacides 2. Many were developed as nerve agents for war 3. Echothiophate 

a. limited window where Pralidoxime will reverse it’s binding to AChE. b. causes miosis and is last line agent in glaucoma 

vi. Toxicology of Acetylcholinesesterase inhibitors 1. Pralidoxime can’t enter CNS 

a. can not overcome reversible inhibitors of AChE 2. atropine reduces muscarinic effects 3. Diazepam reduces convulsions 

5. Ch 5 Cholinergic Antagonists a. Work at the cholinoreceptors b. Antimuscarinic agents  

i. Atropine 1. competitive inhibitor for ACh at muscarinic receptors 2. Myadriasis, Antispasmotic in GI, urinary retention, tachycardia (at low dose 

bradycardia) 3. enters CNS (good for cholinergic overdoses) 

ii. Scopolamine 1. good for motion sickness 2. Enters CSN 3. Amnesia and sedation 

iii. Ipratropium and tiotropium 1. bronchodialators 2. do not enter CNS 

c. Antinicotinic (ganglionic Blockers) i. Nicotine 

1. depolarizes autonomic ganglia 2. release of neurotransmitters 

d. Neuromuscular­Blocking drugs i. either act as antagonists to at NMJ receptors (non­depolarizing) or antagonists 

(depolarizing) ii. Non­depolarizing 

1. close ion gated channels by blocking NMJ nicotinic receptors 2. can be overcome by increasing ACh 3. Vecuronium and rocuronium appear mainly in bile 4. others are excreted in urine. 5. must be IV, structure allows for little oral absorption 

Page 6: Pharmacology Notes

iii. Depolarizing agents 1. Succinylcholine 

a. causes opening of sodium chanels (phase 1) depolarizing (tremors) b. continued binding at NMJ creates an absolute refractory period. (phase 2) c. AE: hyperthermia, apnea, hyperkalemia 

6. Ch 6 Adrenergic Agonists a. Sending a single signal involves: 

i. snythesis:Tyrosine is imported into the cell where it’s converted to DOPA and finally to dopamine 

ii. storage: A carrier protein transports and stores dopamine (and reuptaken NORepi). reesrpine blocks this action. Here Dopamine is changed to NORepi (then to EPI in cromaffin cells in adrenal medulla) 

iii. release: still requires a voltage gated influx of Ca2+ to release payload (guanethidine blocks this part) 

iv. receptor binding: binds to cell protiens that can have many secondary messagners v. removal 

1. diffuse out 2. be metabolized by COMT 3. recaptured by reuptake system (inhibited by SSRI, SNRI and TCAs 

vi. Fate of NORepi 1. reused 2. held 3. degraded by MAO 

b. Adrenoceptors i. determined by binding to EPI, NORepi and Isoproterenol 

1. Alpha 1: higher afinity for phenylephrin. located post­synaptically work via G protein and inositol to increase cytoplasmic Ca2+ 

2. Alpha 2: higher afinity for clonidine Located pre­synaptically causes feedback inhibition to stop the release of NORepi.  Also found on presynaptic parasypathetic neurons and will stop the release of ACh.  Work via inhibition of adenylyl cyclase and fall of cAMP levels 

ii. Beta receptors 1. strong response to isoproterenol and less to epi and NORepi binding to the 

receptor increases cAMP levels in cells 2. three subdivisions: 

a. Beta 1: equal for epi and norepi b. Beta 2: epi> than norepi c. Beta 3: involved in lypolysis 

c. Characteristics of Adrenergic agonists: i. Catecholamines 

1. Epi, NORepi, isoproterenol, dobutamine and dopamine share high potency for activating alpha and beta receptors. Rapid inactivation by COMPT interneurally and MAO intraneurally.  Poor CNS penetration because polar. 

ii. Non­catecholamines 1. lack the 3­4 dihydroxybenzene group and can not  be innactivated by COMT. 

These are also poor substrates for MAO. non­polar and therefore has greater penetration into the CNS 

iii. Substitutions on th amine nitrogen 

Page 7: Pharmacology Notes

1. As the groups added to the amine nitrogen get bigger the afinity for beta receptors increases. 

iv. Sites of action 1. Direct­acting agonists: Directly activates the receptor 2. Indirect­acting agonists: does not act directly on he receptor 3. Mixed­action agonists: have both. 

d. Direct­Acting Adrenergic Agonists i. Epinephrine 

1. synthesied in the adrenal medulla and released into the blood stream. interacts with both Alpha and beta receptors. At low doses the beta effects predominate (vasodilation on the vascular system) at higher doses the alpha effects are strongest on blood stream (vasoconstriction). 

2. Cardio(beta 1): increased contractilty of myocardium, increased rate. 3. resp: brochodilation (beta 2). 4. Hyperglycemia: has hyperglycemic effect since it incresees glycogenolysis in 

liver, releases glucagon, and drecreases insulin. 5. lypolysis 6. broken down by COMT and MAO and metabolytes are found in urine\ 7. therapeutic uses: bronchospasm, anaphylactic shck (type 1 sensitivity), cardiac 

arrest, mixed with anesthetics to incease local effects of lido 8. Rapid onset but brief duration.  May be given IM, IV, aerosol, sub cut (not orally) 9. AE: anxiety fear HA, may induce cerebral hemorrhage, arrhythmias, pulmonary 

oedemea 10. Interactions: enhanced cardiac effects in hyperthyroidism, cocaine, DM, with 

Beta blockers the epi will overwhealm Alpha receptors, inhaled anesthetics sensitize the heart to epi. 

ii. Norepinephrine 1. At therapeutic doses the alpha effects predominate. 2. CV: increased vasoconstriction with minimal effect on heart 3. Therapeutic uses: treates shock, only given IV 4. AE: similar to EPI with sloughing of skin along vein 

iii. Isoproterenol 1. Stimulates the betas 2. because it has little activity against alphas and solely beta it causes a huge 

increase in HR, dialates skeltal arteriores so you see a widening of the BP and and a dropping in the SVR 

3. Use: only used to stimulate heart in Emergency situations. iv. Dopamine 

1. immediate precurser to NORepi activates both alpha and betas. Acts on D1 and D2 receptors that exist in the peripheral renal and meseneteric vascular beds and produces vasodilation. 

2. at low doses the beta1 effects predominate (increase HR etc) at higher doses it starts to vasoconstrict.  In the renal vasuclar beds it can decrease VR due to dialation 

3. Dopamine dialates renal and splanchnic arterioles. 4. DOC for cardiogenic and septic shock 

v. Fenoldopam 1. Agonists of D1 receptors and moderate afinity for alpha 2 

Page 8: Pharmacology Notes

2. a rapid acting vasodilator for severe hypertension 3. HA flushing dizziness, etc might be observed. 

vi. Dobutamine 1. B1 receptor agonist 2. increase CO and does not elevate O2 demand in myocardium 3. Caution in Atrial fib.  This increases AV conduction, similar AE to epi. 

vii. Oxymetazoline 1. Alpha 1 and alpha 2 receptors in eye and nose for vasoconstriction. Used in any 

OTC decongestant long term use can produce rebound congestion viii. Phenylephrine 

1. binds to alpha 1s 2. Not a catecholamine therefore not degraded by COMT raises BP so you get 

reflex bradycardia ix. Clonidine 

1. alpha 2 agonist. Works in CNS to lower BP.  Works centrally to reduce sympathetic outflow (because alpha 2s are inhibitiory) 

x. metaproterenol 1. Similar to isoproterenol but not a catecholamine (no COMT metabolism).  There 

are better longer acting B2 agonists. xi. Albuterol and terbutaline 

1. Short acting B2 agonists (bronchodialation).  Caution if pt is one MAOi since it can produce unwanted cardiovascular stimulation. 

xii. Salmeterol and formoterol 1. delayed action B2 agonists but much longer duration.  Great for nocturnal 

asthma. e. Indirect­Acting Adrenergic Agonists 

i. All  either cause release of or inhibit the reuptake of NORepi ii. Amphetamine 

1. CNS stimulation and A1 agonist (huge uptick in BP) and beta effects on heart. Blocks NORepi reuptake 

iii. Tyramine 1. Found in fermented foods.  Oxidized by MAO, but if pt is on MAOi this act by 

causes NORepi release. iv. Cocaine 

1. Blocks the Na/K ATPase required for reuptake of NORepi. 2. Increases BP by alpha 1 and beta stimulation. 

f. Mixed­Action Adrenergic Agonists i. Induce the release of NORepi and activate adrenergic receptors ii. Ephedrine and Pseudophedrine 

1. Similar action to epinephrine. 2. Poorly metabolized by COMT and MAO 3. Ephedrine enters CNS pseudopedrine poorly does 4. ephedrine is elminiated by kidney 5. pseudo is metabolized by liver then elminated by kidney 6. ephedrine can be used for it’s alertness properties 7. pseudo is used for it decongestant properties 

7. Adrenergic Antagonists a. Alpha adrenergic blocking agents 

Page 9: Pharmacology Notes

i. Huge decreases to SVR and therefore can see reflex tachycardia and hypotension ii. Phenoxybenzamine 

1. Hits both Alpha 1 and 2s.  Irreversible and non­competetive.Must synthesize new receptors. 

2. reflex tachycardia. 3. If Epinephine is co administered the B effects will further the hypotension since 

epi can not work on the alpha receptors. 4. Only use is for pheochromocytomas prior to surgery (when manipulation of tissue 

could cause HTN. iii. Pentolamine 

1. blocks both Alpha 1 and 2s 2. can also cause epi reversal. 3. also used for short term management of pheochromocytomas 4. used to prevent dermal necrosis with NOR epi use 5. treats HTN crises from withdrawal of clonidine and eating cheese when on MAOi 

iv. Prazosin, terazosin, doxazosin, tamsulosisn, alfuzosin 1. pra, tera and doxa can be used for treatment of HTN. 2. TAmsulosin and alfuzosin are used for BPH 3. All are excreted in urine except Doxazosin which is feces. with minimal changes 

to CO 4. Tamsulosin has least effect on BP, since selective for alpha 1s of urethra, but 

can have retrograde ejaculation 5. NB: Tamsulosin is selective for alpha 1s on urethra and can take 2­4 weeks for 

full effects.  The 5alpha reductase inhibitors (finasteride dutasteride) reduce the size of the prostate and testosterone conversion but take 6 months for peak effect. 

v. Yohimbine 1. selective competittive alpha 2 blocker.  has CNS effects to increase the 

sympathetic outflow. can be used to counter Raynaud constriction.  Caution with Cardiac and CNS issues. 

b. Beta Adrenergic Blocking Agents i. All are competitive angtagonists.  Nonselective include both B1 and B2. Cardioselective 

are B1.  There are no clinically useful B2 blockers. Less postural hypotension because alph blockers are intact. 

ii. Propranolol: A nonselective Beta antagonist 1. Blocks beta 1 and beta equally.  Sustained release are good for once a day 

dosing. 2. negative inotropic and chronotropic effects. 3. Directly depresses SA and AV nodes 4. stops B2 vasodilation 5. causes bronchoconstriction (not used in COPD or Asthma) 6. Increases Na retention due to decreased perfusion of kidneys 7. Can attenuate normal responses to hypoglycemia 8. Blocks the action of propranolol. 9. 100% oral absorption. large Volume of distrobution, crosses blood­brain barrier. 10. USE: 

a. HTN: will reduce bp but not in normotensive people. b. Migrain: can be used prophylactically for migraines 

Page 10: Pharmacology Notes

c. Hyperthyroidism: blunts the sympathetic stimulation in hyperthyroidism d. Great for decreasing O2 needs during angina. e. MI: protective effect on myocardium. 

11. AEs: a. Bronchoconstrition b. Arrhythmias: this drug can not be D/C immediately must taper off c. Sexual dysfunction d. Metabolic distubances: hypoglycemia, blocks symptoms of hypoglycemia e. CNS effects like depression, hallucinations, insomnia f. many drugs change the metabolism of propranolol 

iii. Timolol and nadolol: nonselective Beta antagonists 1. More potent than propranolol. 2. Nadolol has very long duration 3. timolol reduces aquaeous humor production in eyes. (Tx for open angle 

glaucoma). 4. glaucoma 

a. B­blockers are good for chronic tx b. Pilocarpine is DOC for Acute glaucoma 

iv. Acebutolol, atenolol, metoprolol, bisoprolol, betaxolol, nebivolol, and esmolol: selective B1 antagonists 

1. cardioselectivity is most pronounced at low doses, but lost at high doses. v. Pindolol and acebutolol: Antagonists with partial agonists activity 

1. ace is selective and pin is not. 2. mixed because they stimulate B1 and B2 as agonists, but only weakly so  (less 

antagonism than a full antagonist vi. Labetalol and carvedilol: Antagonism of both Alpha and beta adrenoceptors 

1. block alpha 1 so these are useful in patient for whom we do not want vasoconstriction (incease in SVR) 

c. Drugs affecting Neurotransmitter release or uptake i. Reserpine 

1. blocks Mg/ATP transport of amines, NORepi and Dopamine, and serotonin from cytosol to vescicles in adrenergic nerves.  These is a decreased storage of NORepi and therefore a decreased release. 

ii. Guanethidine 1. blocks the release of stored NORepi from vesciles.   

iii. Cocaine 1. blockaide of reuptake of NORepi, epi, sero, dopa). 2. can create cycle of depression (due to decreased dopa stores) that is only 

releaved by cocaine use. 8. Neurodegenerative Diseases 

a. Neurotransmitters in the CNS i. Unlike the PNS, the CNS has powerful inhibitory neurons. Uses as many as 50 

neurotransmitters. b. Synaptic Potentials 

i. Most recptors control ion gated channels ii. Excitatory receptors create  depolarization iii. inhibitory receptors create hyperpolarization 

c. Overview of Parkinson Disease 

Page 11: Pharmacology Notes

i. Characterized by muscle rigidity and bradykinesia ii. Correlated with Dopaminergic neurons in the substantia nigra not likely genetics iii. Subtantia nigra extrapyramidal source of dopaminergic neruons and fire tonically iv. Neostriatum connected to substantia nigra and emit inhibitary GABA.  And the SN emits 

dopamine which is inhibatory to Neo. Between the two there is a ACh stimulating neuron that is inhibitied by DA and emits ACh to stimulate GABA.  In Parkinson’s There is no DA from the SN, there is an increase in ACh and then an increse in GABA. 

v. Therapy is either to restor DA or antagonize the excessive ACh d. Drugs used in Parkinson Disease 

i. Levopa and Carbidopa 1. levodopa is a precurser to DA and can be converted by the remaining 

dopaminergic neurons in the SN. Early on in disease it works, but as the number of dopaminergic cells decreases the effects wear off. 

2. Carbidopa is  dop decrboxylase inibitor that dose not cross the blood­brain barrier 

3. MOA a. DA does not cross the BBB, but the precurser Levodopa can. Large 

doses of levodopa are converted in the periphery and can result in nusea vomiting cardiac arrhythmias and hypotension. 

b. Carbidopa deminishes the metabolism of levodopa in the GI and peripheral tissues.  Lowers the dose of Levodopa neded. 

4. These must be taken before  meal since proteins compete with levodopa for absorption sites. 

5. AE a. anorexia, nuasea vomiting. Cardiac effects due to DA in periphery b. CNS: hallucinations, psychosis 

6. Interactions a. Vitamin B6 breaks down levodopa b. MAOi will cause hypertensive crisis due to increased catecholamines c. caution in psychotic patients (may exacerbate symptoms d. CA in cardiac PTs may cause arrhthmias 

ii. Selegiline and Rasagiline 1. Selegiline inhibitis MAO type B (which metabolizes DA). 

a. metabolized to amphetamine and may cuase insomnia 2. Rasagiline is 5x as potent as selegiline. irreversible inhibition of MAO type B. 

a. NOT metabolized to amphetamine iii. Catechol­O­methyltransferase inhibitors 

1. when Carbidop inhibits levodopa peripherally COMT will make too much 3­O­Methyldopa, which competes with levodopa for absorption into the CNS. 

2. entacapone/tolcapone inhibits COMT from making 3­O­methyldopa 3. May be taken with food. 4. Highly protein bound. 5. Tolcapone crosses the BBB 6. AE: 

a. Diarrhea, nausea, anorexia, hallucinations b. hepatic necrosis with Tolcapone 

iv. Dopamine­receptor Agonists 1. These are not effective in patients who have not responded to levodop 

Page 12: Pharmacology Notes

2. Bromocriptine an ergot with many side effects.  caridiac problems, vasospasm, ulcers and pulmonary fibrosis 

3. Apomorphine, pramipexole, ropinirole, rotigotine a. nonergot b. Apomorphine is uesd durring ‘off’ times c. no vasospasm, no fibrosis d. AE: hypotension e. pramipexole is dependent on renal function f. Ropinirole has a huge Vd and therefore larger doses 

v. Amantadine 1. increases dopaine, is n anticholinergic, NMDA inhibition 2. less side effects than levodopa, but will burn out sooner. 

vi. Antimuscarinic agents 1. Only adjuvants. 2. contraindicated in glaucoma, BPH, pyloric stenosis. 

e. Drugs used in Alzheimer Disease i. Only palliative ii. Alzheimer’s characterized by beta­amyloid plaques, formation of neurofibrillary tangles, 

loss of cortical neurons (chollingeric ones). iii. AChE inhibitors 

1. donepezil, galantamine, rivastigmine, tacrine 2. galantamine is the only competetive inhibitor of AChE 3. rivastigmine has not CYP metabolism 4. tacrine is hepatotoxic 5. AE: N, V, D, anorexia, tremors, brdycadia 

iv. NMDA­receptor antagonist 1. stimulation of glutamate receptors is needed for memory formation.  Antagonism 

of NMDA will prevent neuronal apoptosis 2. Memantine blocks the NMDA ion channel 3. confusion is AE 

f. Drugs used in Multiple Sclerosis i. Autoimmune inflammatory demyelinating disease of CNS. ii. corticosteroids are used in acute attacks iii. Other agents used are chemotherapeutic iv. Interferon B1a and b are immunomodulators of the T­helper cells. v. Mitoxantrone: Kills T cells. AE: depression, infusion rections, hepatic enzyme increases, 

flu symptoms and leukopenia vi. Fingolimod: alters lymphocyte migrtion.  keeps them in lymph nodes. AE: of infections vii. Dalfampridine: K­channel blocker. Improes walking speeds. viii. Glatiramer: synthetic myelin protein. Might act as decoy. ix. natalizumab (monoclonal) for MS that has failed other therapies. 

g. Drugs in amyotrophic lateral sclerosis i. Riluzole is a NMDA­receptor antagonist. it might delay ventilator time. 

9. Anxiolytic and Hypnotic Drugs a. Benzodiazepines 

i. MOA 1. Bind to GABA receptors and open of a chloride channel.  Binding will cause 

increased affinity for benzos and GABA 

Page 13: Pharmacology Notes

ii. Action: 1. NO ANTIPSYCHOTIC, ANALGESIC, or AUTONOMIC activity 2. Reduction of anxiety.  Enhances GABAergic transmission 3. Sedative and hypnotic actions 4. Anterograde amnesia 5. Anticonvulsant 6. Muscle relaxant: increases pre­synaptic inhibition by GABA at spinal cord. 

Baclofen is thought to work at the level of the spinal cord. iii. Therapeutic Use 

1. Anxiety disorders: reserved for continued and severe strees. ONly in short bursts since they are addictive.  Long acting agents (clonazepam, lorazepam and diazepam) are preferred for long term use.  Alprazolam is preffered for those with panic disorders 

2. Muscular disorders: Diazepam for skeletal muscle spasm. 3. Amnesia: Used before anxiety inducing procedures Midazolam is prefererred. 4. Seizures: lorazepam is preffered for acute termination of status epilepticus 5. Sleep disorders: Need to balance the sedative effects and the post­usage 

hangover effects of drug usage. a. Flurazepam: long acting, can be used for upto 4 weeks b. Temazepam: good for people who experience mid sleep awakening take 

1­2 hrs before HS. c. Triazolam: causes reboud insomnia doesn’t work daily wy use it. 

iv. Pharmacokinetics 1. Absorption and distribution: lipophillic, rapid and complete oral absorption.  Large 

distributed throughout the body. 2. Duration: short, intermediate and long acting durations.  The pharm durations 

and clincial durations do not always match. 3. Hepatic metabolism, excreted in urine, cross placental barrier and present in 

breast milk. v. Dependence 

1. High doses, prolonged periods of time.  Abrupt discontinuation of Benzos will give withdrawal, confustion anxiety… Long duration BZD will cause slow withdrawal.  Short will cause strong withdrawal symptoms 

vi. Adverse effects 1. Drowsiness and confusion 2. Precautions with liver disease, narrow angle glaucoma,  

b. Benzodiazepine antagonist i. Flumazenil: Gaba receptor antagonis.  can percipitate withdrawal and seizures. 

c. Other Anxiolytic Agents i. Antidepressant: SSRI and SNRI have been shown to be effective for GAD.  May take 4 

weeks for medication to work.  Mostlikely a class effect and not a FDA approval effect. ii. Buspirone: Not good for acute or PRN usage, but good for chronic management.  Some 

affinity for Serotonin and DA receptors.  No anticonvulsant or muscler relaxant properties, minimal sedation low dependence, slow onset of action.  Good for geriatrics, and alcoholics since it does not potentiate with alcohol. 

d. Barbiturates i. Formerly Tx for anxiety, but had tolerance and coma. ii. Mechanism of Action: GABAergic. Also block glutamate 

Page 14: Pharmacology Notes

iii. Actions: durations (long, short and ultra­short) 1. Depression of CNS: from sedation of hypnosis, coma, death 2. Respiratory depression: depress CO2 response 3. Enzyme Induction: turns on CYP450 

iv. Therapeutic Uses: 1. Anesthesia 2. Anticonvulsant: phenobarbital is DOC for recurrent pediatric fevers.  3. Anxiety: most have been relpaced by benzos. 

v. Pharmacokinetics: oral, and wide distrobution starts at brain and ends in fat.  Cross placenta, metabolized in liver, and excreted in urine. 

vi. Adverse effects 1. CNS: drowsiness concentration and sluggishness syngerizes with EtOH 2. Drug hangover:  3. Precautions: make increase porphyrin synthesis and should be used cautiously in 

patients with intermittent porphyria (on and off ab pain with complete revoery) 4. Physical dependence: more severe than opiates 5. Poisoning: respiratory depression leads to death.  No specific antagonist. 

Intubate, alkinize urine, and hemodialysis. e. Other Hypnotic Agents 

i. Zolpidem: Not a BNZ but acts as a subset. lacks anticonvulsant or muscle­relaxing properties Minimal rebound or tolerance.  hepatic metabolism rifampin interacts.  AE: Nightmares, HA.  No alteration of sleep cycles like benzos (which make you fall asleep but not necessarily get good sleep) 

ii. Zaleplon: fewer effects on psychomotor.  Better for elderly?? iii. Eszopiclone: good for upto 6 mo. Metabolized by liver excreted by urine. iv. Ramelteon: Melatonin agonist.  May increase prolactin levels. v. Antihistamines: only good for mildest forms of insomnia.  AE: include anticholinergic 

effects. vi. Ethanol: toxic potiential outweighs benefits 

f. Drugs to treat Alcohol dependence i. Disulfiram: blocks oxidation of aldehyde to acetic acid.   ii. Naltrexone: reduces the desire for EtOH iii. Acamprostate: poorly understood drug 

10. CNS Stimulants a. Psychomotor Stimulants 

i. Methylxanthines 1. Caffeine (coffee), Theobromine (chocolate), Theyophylline (tea) 2. MOA: Probable blockade of adenosine receptors 3. Actions: 

a. CNS: Caffeine­­1­2 cups gives awakefullness, 12­15 tremrors an anxiety. b. Cardiovascular system: +inotropic and chronotropic effects, PVCs c. Diruetic effects d. Increased acid production by gastric mucosa 

4. Therapeutic uses: previously were used to relax bronchioles 5. Pharmacokinetics: distrobute through body and brain, placenta and breast milk 6. AE: withdrawal HA 

ii. Nicotine 1. MOA: ganglionic stimulation, at high doses, respiratory depression. 

Page 15: Pharmacology Notes

2. Action: a. CNS: euphoria and relaxation,  b. Peripheral effects: increased bp and hr. 

3. Pharmacokinetics: crosses mucosa and lungs, GI and skin. metabolized in lung, liver. 

4. AE: irritability, tremors, cramps, diarrhea. increased metabolism of other drugs iii. Varenicline 

1. Partial nicotinic agonist.  Used to augment nicotine quitting.  Monitor for nightmares and mood changes. 

iv. Cocaine 1. MOA: blocks reuptake of NORepi, serotonin, and DA by inhibition of MOA 

reuptake. Chronic use can deplete DA and lead to strong cravings. 2. Actions: 

a. CNS: stimulations of cortex and brainstem.  Euphoria to tremors at high doses 

b. Sympathetic nervous system: peripherally potentiates action of NORepi c. Hyperthermia: even seen in small nasal doses. 

3. Therapeutic use: EENT surgery as topical anaesthetic.  Only local anesthetic to produce vasoconstrition (and septal necrosis) 

4. Pharmacokinetics: high lasts 1.5 hours.  can be detected in urine. 5. Adverse effects: 

a. Anxiety: HTN, tachycardia, paranoia b. Depression: stimulant that is followed by CNS depression c. toxic effects: can induce seizures and arrhythmias.  No markers for MI 

risk when taking cocaine (you never know…) unrelated to dose. v. Amphetamine 

1. MOA: like cocaine it’s indirectly elevates catecholamines.  Amphetamine causes a release of all catecholamine stores. 

2. Action: a. CNS: alertness, depressed appetite, insomnia. b. Sympathetic nerous system: indirectly stimulates adrenergic system 

3. Therapeutic uses: a. ADHD: used to stimulate the CNS to focus more.  Lisdexamfetamine is 

the prodrug of dextroamphetamine.  Atomoxetine is a nonstimulatent that can be used (not for those on MAOi) Methylphenidate blocks DA reuptake, atomoxetine blocks NORepi reuptake (not habit forming) 

b. Narcolepsy: stimulants or modafinil which promotes wakefulness (by adrenergic and dopaminergic systems. Hepatic metabolism 

4. Pharmacokinetics: 100% absorption in GI, metabolized by liver and excreted in urine. 

5. AE:  a. CNS:ninsomnia, confusion, OD’s are treated with chlorpromazine or 

haloperidol. b. CV: palpitations  c. GI: anorexia, nausa, vomiting, diarrhea.  d. Contraindicated with HTN, CV hyperthyroidism or glaucoma. 

vi. Methylphenidate 

Page 16: Pharmacology Notes

1. MOA: ADHD might produce weak DA signals.  Methylphenidate DA transport inhibitor.   

2. Therapeutic Use: ADHD 6­16. 3. Pharmacokinetics: oral absorption is good. excreted in urine 4. AE: GI, abdominal pain, nausea, fever, seizures if with antidepressant. 

b. Hallucinogens i. Lysergic acid diethylamide 

1. 5­HT agonist at presynaptic midbrain, and 5­HT recepotr agonist. Haloperidol aborts hallucinations. 

ii. Tetrahydrocannabinol 1. THC repceptors found on cabanoid receptors.  lipophillic, elminiation via biliary 

route.   iii. Phencyclidine 

1. inhibits reuptake of DA, 5­HT and Norepi. anticholingric actibity, but causes hypersalivation. 

11. Anesthetics a. Anesthesia is: 

i. Sedation and reduction of anxiety ii. Lack of awareness and amnesia iii. Skeletal muscle relaxation (facilitate intubation) iv. Suppression of undesireable reflexes v. Analgesia 

b. No single agent provides all of the above, so you have to use multiples. c. Patient factors in selection of anesthesia 

i. Status of organ systems 1. CV: halothane may sensitize heart to anrrhythmogenic effects of 

sympathomimetic agents. 2. Lung: Inhaled anesthetics depress the respiratory stystem and act as 

bronchodialators. 3. Liver and kidney: Need to evaluate for L/K disease to handle metabolites 4. Nerous: neuro disorders can change our selection or watch for malignant 

hyperthermia 5. Pregnancy: early pregnancy is a concern.  Nitrous oxide can cause aplastic 

anemia in unborn. Benzos cause cleft palet. ii. Concomitatnt use of drugs 

1. Multiple adjuct agents: a. H2 blocker to reduce acidity b. BZD: for anxiolytic c. opioids: analgesia d. antihistamines: prevent allergic reations e. antiemetics: anti­nausea f. anticholinergics (glycopyrrolate) to prevent bradycardia. 

2. Concomitant use of additional nonanesthetic drugs: EtOH users might have eleveated hepatic enzyme fx. 

iii. Stages and depth of anesthesia 1. Stages 

a. Induction: administration to surgical anesthesia. i. often propofol and skeletal muscle relaxants. 

Page 17: Pharmacology Notes

b. Maintence: sustained anesthesia i. inhaled anesthetics are used often with opioids for pain control 

c. Recovery: discontinuation to return of consciousness i. sometimes reversal agents are used, other times we wait for them 

to wash out. 2. Depth of anesthesia 

a. 4 sequential stages i. Analgesia: interference with sensory transmition in sipinothalamic 

tract. ii. Excitement: delirium, combative behavior.  irregular BP, 

laryngospasm. Propofol is used to eliminate or shorten this stage. 

iii. Surgical anesthesia: loss of spontaneous movement. iv. Medullary paralysis: inhibition of these centers to maintain bp and 

hr. iv. Inhalation Anesthetics 

1. used for maintenance of anesthesia post­IV use.  Steep dose response curves and narrow therapuetic indexs.  Most pass through recirculating systems to scrub and reuse any wasted anesthetic 

2. Common features of inhalation anesthetic a. there are both volitile and non­volitlie anesthetics. b. Decrease cerebrovascular resistance and increase perfusion to brain. c. bronchodilation, and reduce pulmonary vascular resistence. 

3. Potency a. Minimum Alveolar Concentration (MAC) end­tidal vonventration of 

anesthetic gas needed to eliminate movment in 50% of patients. i. A high MAC %= low poentency. ii. Factors increasing MAC: 

1. hyperthermia 2. drugs that increase CNS catecholamines 3. Chronic ethanol abuse 

iii. Factors decreasing MAC 1. age 2. hypothermia 3. pregnancy sepsis 4. acute ethanol intoxication 5. IV anesthetics 6. alpha­2 adrenergic receptor agonists (clonidine and 

dexmedetomidine 4. Uptake and distribution of inhalation anesthetics 

a. Alveolar wash­in: replacement of NL lung gases with inspired anesthetics.  b. Anesthetic uptake:  

i. Solubility in blood: the ratio of anesthetic in blood to anesthetic in alveoli.  A higher number equals more in blood. 

1. anesthetics with high solubility take longer to induce and longer to wash out  (since blood just sponges them up). 

2. Lower solubility drugs take less time to induce and less time to wash out, but you might not be able to get as deep 

Page 18: Pharmacology Notes

of anthesthisa since there’s less ablilty to ramp up the gas concentrations in blood. 

3. Blood solubility is ranked as follows: halothane> isoflurane > sevoflurante > nitrous oxide > desflurane 

ii. Cardiac Output: 1. higher CO removes anesthetic to peripheral tissues (where 

it has no effect.  It will take longer to get drug to alveolar steady state. 

iii. Alveolar to venous partial pressure gradient of the anesthetic 1. Venous partial pressure increases, the gas wil redistribute 

back to alveolae. c. Effect of different tissue types on anesthetic uptake 

i. Brain heart liver kidney and endocrine glands: perfused and rapidly attain a steady state 

ii. Skeletal muscle: poorly perfused during anesthetisa, large volume and require a long time to reach steady state. 

iii. Fat: poorly perfused, but highly lipophillic.  very long time to reach steady state 

iv. Bone, ligament and cartilage: low capacity to store anesthetic  d. Washout: 

i. gases with low affinity for blood pass into alveoli fastest.  Drugs that take the least to wash­in, take the least to wash­out. 

5. Mechanism of Action a. There is no specific mechanism identified, but probably some sort of 

affinity for many receptors. 6. Halothane 

a. Prototype to which newer anesthetics are compared. b. anesthetic state quickly and rapid wash out. c. Therapeutic use: weak analgesic.  Potent bronchodialator. not 

hepatotoxic in peds, but is in adults. Induces uterine relaxation. d. Pharmacokinetics: Females can have reations to toxic metabolities (fever, 

anorexia, nausea, vomiting, hepatitis.  Incedence is low, but 50% die. e. Adverse effects: 

i. cardiac: vagomimetic atropine­sensitive bradycardia. Can produce hypotension. Counter with direct acting vasoconstrictor phenylephrine. 

ii. Malignant hyperthermia: increase in skeletal muscle oxidative metabolism. 

7. Isoflurane a. Stable, non­toxic to liver or kidneys. Non­arryhtmogenic.  Can produce 

hypotension.  Pungent odor and can not be used for inhaled induction. Typically replaced by sevo. or des., since isohave higher blood solubility and therefore takes longer to induce and washout. 

8. Desflurane a. rapid onset and recovery because of lower blood solubility.  Low volitility 

and need to use a heated vaporizer. Very expensive so not used for maintence anesthesia. 

9. Sevoflurane 

Page 19: Pharmacology Notes

a. Low pungency­good for inhalation induction and peds.  rapid onset and recovery (low blood solubility). metabolized by liver. Compounds formed by anesthesia can be nephrotoxic. 

10. Nitrous oxide a. Potent analgesic, but weak general.  Because it has such fast uptake it 

can concentrate halogenated gases in the alveoli.  Can increase in closed body campartments 

b. The speed of its movment slows O2 uptake during recovery.  Must makes recover with High concnetration O2 

d. Intravenous Anesthetics i. Very rapid induction of anesthesia, which is then maintained by inhalation anesthetics. ii. Induction: Pecentage is bound to plasma proteins but rest is free. Since 70% of CO goes 

to brain, liver and kidney a large part reaches the brain. Unbound, lipid­soluble, non­ionizing, molecule cross the BBB easiest. 

iii. Recovery: Later drug diffuses out to other tissues and reduces plasma concentration. Drug flows out due to concentration gradient.  Adipose takes little of induction, but with maintence becomes a large resovoir of drug. 

iv. Effect of reduced CO: when cardiac compromise blood is shunted to brain and prolonged circulation time.  Therefore less drug is needed in reduced CO situations to induce and the drug will be along longer (less is needed for maintence. 

v. Propofol 1. First choice for anesthesia 2. Onset: 30­40 seconds after administration.  prolonged metabolism by liver and 

kidney, but not too much change untill sever imparement. 3. Action: CNS depression, little analgesia. Hypotension without effect on 

myocardium vi. Fospropofol: water soluble drug only for sedation. takes about 4 min to lose 

consciousness. vii. Barbituruates: Thiopental ultrashort acting barbiturate. rapid distrobution to CNS and 

then rapid out. Can cause bronchospasm. Don’t use in porphyrias viii. Benzodiazepines: sedation, metabolism by liver. ix. Opioids: Can be used in many ways to induce or prolong analgesia. x. Etomidate: hypnotic, but non­analgesic. rapid but short acting.  Good for cardiac 

compromised patients.  metabolized by liver. Not for maintenence since it suppresses cortisol and aldosterone. 

xi. Ketamine: short acting, non­barbiturate anesthetic. Dissociated states, no pain. N­methyl­D­aspartate receptor.  Increases sympathetic outflow.  Good when hypovolemic or shocky.  metabolized in liver, mainly in children and eldery for short procedures. causes hallucinations in adults 

xii. Dexmedetomidine: ICU and anesthesiologists.  sedation without respiratory compromise. LIke clonidine Alpha 2 receport agonist 

e. Paralytics/ Neuromuscular blockers: abolish reflexes and facilitate intubation.  block nicotinic acetylcholine Cisatracurium, pancuronum, rocuronium, succinylcholine, vecuronium. 

f. Local Anesthetics i. block sensory trasmission. Each has an amide or ester linkage. Bupivacaine has 

cardiotoxicity, mepivavatine shouldn’t be used in OB because toxic to neonates. ii. Metabolism: Amides are metabolized in liver.  Prilocaine is metabolised in plasma and 

kidneys.  Esters are done in the plasma. 

Page 20: Pharmacology Notes

iii. Onset and duration: Varries by drug and location.  As pH drops (ie. puss) they work less. iv. Actions: vasodialation, often mixed with epi to prevent this. v. Allergy: one ester allergy rules out other esters, but one amide allergy does not rule out 

other amides. vi. Administration to children and elderly: calculate maxium does to prevent local toxicity. vii. Systemic local anesthetic toxicity: aspiration before injection is needed to prevent 

systemic spread.  20% lipid emulsion might be reversal therapy for locals viii. Esters: Procaine, tetracaine, cocaine, chloroprocaine. ix. Amides: Lidocaine, mepivacaine, bupivacaine, prilocaine, rapivacaine. 

12. Antidepressants a. Mechanism of antidepressant drugs 

i. Potentiate actions of 5­HT or norepi in brain b. Selective Serotonin Reuptake inhibitors 

i. inhibit serotonin reuptake instead of TCAs which have no selectivity for 5­TH or NORepi reuptake channels. 

ii. Little blocking of DA reuptake, muscarinic A­adrenergic, histamine receptors (so no drymouth or sedation like TCAs) 

iii. Actions: Take 2­8 weeks to work. ~40% of patients do not respond to first agents, but nearly all will respond to at least one. 

iv. Therapuetic use: Depression, OCD, PTSD, Social anxiety disorder, premenstrual dysphoric disorder, bulima nervosa 

v. Pharmacokinetics 1. Food has little effect except for sertraline: food increases absorption 2. Sertraline ONLY has first pass metabolism. CYP450 dependent  3. Fluoxetine much longer halflife and available in once weekly dosing. Metabolite 

S­norfluoxetine is as potent as parent drug. 4. Fluoxetine and paroxetine are inhibitors of CYP2D6 (~7% of caucasians lack this 

enzyme). 5. Excretion is via kidneys except paroxetine adn sertraline (fecal)\ 

vi. Adverse efects 1. Sleep disturbances 

a. Paroxetine and fluvoxamine are sedating b. Fluoxetine and sertraline are activating 

2. Sexual dysfunction a. bupropion and mirtazapine have fewer sexual side effects. b. Tx with viagra ect might work 

3. Use in kids a. 1 in 50 kids report suicidal ideation at start.  Fluoxetine is approved to 

treat pediatric depression. 4. Seizures 

a. Lowers thershhold for seizures.  Risk of serotonin syndrome. Give long washout period when switching meds. 

5. Discontinuation syndrome: a. shorter half lives risk of withdrawal after abrupt stop 

c. Serotonin/Norepinephrine reuptake inhibitors i. Might be helpful if patient is SSRI resistant.  And might be good for pts with chronic pain 

(SSRI wont work here).  Good when chronic pain and depression are together. ii. Venlafaxine and desvenlafaxine 

Page 21: Pharmacology Notes

1. at lower doses acts as SSRI, medium and higher doses inhibits Norepi and DA ruptake 

2. minimal CYP450 inhibition. iii. Duloxetine 

1. SNRI at all doese metabolized by liver extensively (not for liver dz) excreted in urine (not for renal dz either). 

2. food delays absorption. 3. sexual dysfunction. 4. moderate inhibitor of CYP2D6 and 3A4 

d. Atypical Antidepressants i. Bupropion 

1. Weak DA and NORepi reuptake inhibitor. 2. will require QD dosing. 3. Good to stop nicotine cravings 4. low incident of sexual dysfunction. 5. not for pts with seizures or bulimia 

ii. Mirtazapine 1. Enhances 5­HT and NORepi transmission. 2. sedative due to antihistaminic activity (but no antimuscarinic effects) no sexual 

dysfunction. 3. Weight gain 

iii. Nefazodone and trazodone 1. 5­HT ruptake inhibitor. 2. sedating due to H1 blocking 3. priapism with trazodone 4. nefazodone has hepatotoxicity. 5. orthostasis and tacycardia 

e. Tricyclic Antidepressants i. TCAs are secondary and tertiary amines that block the reuptake of 5­HT and NORepi ii. MOA 

1. Block the reuptake of 5­HT and NORepi.  Maprotiline and desipramine are realtively selective for NORepi. 

2. Also block serotonergic, alpha­adrengeric, histaminica dn muscarinic receptors. Amoxapine blocks 5­HT2 and D2 receptors 

iii. Action: work in 50­70% of patients with MDD.  Do not commonly produce mood elevation.  Withdrawal with abrupt discontinuation. 

iv. Therapeutic uses 1. For moderate to severe depression 2. Imipramine for bed wetting children 3. Amitriptyline used for headaches and chronic pain. 

v. Pharmacokinetics 1. well absorbed due to lipophillic nature 2. Varriable ½ life.  due to first pass metabolism low bioavailability. 3. Hepatic metabolism 4. renal excretion. 

vi. Adverse effects 1. muscarinic blockade: blurried vision, xerostomia, urinary retention, tachycardia, 

constipation, narrow­angle glaucoma 

Page 22: Pharmacology Notes

2. Alpha­adrenergic blockade: orthostatic hypotension, hypotension. 3. imipramine most likely to cause orthostatic Hypo, nortriptyline least likely. 4. Precautions:in bipolar pateints caution usage of TCAs since when switching to 

manic they’ll be super crazy. f. Monoamine Oxdase Inhibitors 

i. MAO inactivates excess 5­HT, NOR­epi, DA.  MAO is in mitochondria in presynaptic fibers. 

ii. 4 on the market now: selegiline, phenelzine, tranylcypromine, isocarboxazid. iii. Limited use due to complex dietary restrictions. iv. MOA 

1. formes stable complexes with MAO to prevent oxidation of catecholamines 2. because MAO eats a lot of toxins (like tyramine) that are in a lot of foods. 

v. Action: MAO is fully inhibited after 3­5 days of treatment, but still requires 4­8 weeks to before antidepressant effects are seen. Selegiline and tranylcypromine are stimulating 

vi. Therapeutic use: MAOi are good for patients don’t do well on TCAs .  Good for phobias. Might be better for atypical depressio (labile mood, rejection sensitivitiy, appetite disorder). Last line agents. 

vii. Pharmacokinetics: Good oral absorption, several weeks of MAO regeneration after D/Cing drug.  MAOi are metabolized and excreted by kidney 

viii. Adverse effects: drug­drug, drug­food interactions.  Unmetabolized tyramine (due to no MAO) can cause catecholamine release==>Hypertensive crisis (phentolamine and prazosin are good to use for HTN crisis). 

g. Treatment of Mania and Bipolar Disorder i. Lithium: prophylaxis for manic­depressive patients.  Unknown MOA.  Excreted by kidney. 

As safe as digoxin.  HA, dry mouth, diz/fatigue. ataxia tremors can suggest OD.  Monitor Thyroid. 

ii. Benzos used in acute.  antiepileptics for prophylaxis. 13. Antipsychotic Drugs 

a. Schizophrenia: delusions, hallucinations, thought and speech distrubances. b. Antipsychotic Drugs 

i. First­Generation Antipsychotics 1. competitive inhibitors by blocking D2 receptors.  Mostlikely to have movement 

disorders of the strong 1st gen antipsychotics (Fluphenazine, haloperidol, pimozide, thiothixene).   

ii. Second­Generation antipsychotics 1. few extrapyramidal issues, but higher risk of metabolic issues (DM, dyslipidemia, 

weight gain).  Block 5­HT, DA and others 2. Drug selection: Not interchangeable.  Each is tailor crafted based on particular 

needs 3. Refractory patients: 20% are refractory to both 1st and 2nd gen.  Clozapine is 

best here, due to serious side effects.  (clozapine ae’s: marrow suppression, seizure, CV sideffects, agranulocytosis). 

iii. MOA: 1. DA receptor blocking activity in brain 2. 5­HT receptor blocking activity in brain: most 2nd gen also block 5­HT.   

iv. Actions: 

Page 23: Pharmacology Notes

1. Most alleviate postive symptoms (halluctions, delusions), but don’t do much for negative symtpom (anhedonia, blunted affect, apathy, impaired attention, cognitive impairment)­­especially not the 1st gens.  Do not depress intellectual functioning like a barbituate 

2. Extrapyramidal effects: probably caused by blocking DA 3. Antiemetic effects: other than aripiprazole antiemetic effects are mediated by 

D2­antagonism 4. Anticholinergic effects: blurred vision, dry mout.   5. Orhtostatic hypotension, hypotension, changes in prolacting. 

v. Therapeutic use: 1. Treatment of schizophrenia: First gen treat positve symptoms, second get 

negative. 2. treatment of powerful nausea (prochlorperazine. 

vi. Absorption and metabolism 1. varriable absorption 2. unaffected by food (ziprasidone and paliperidone are increased with food) 3. metabolized by CYP2D6, 1A2, 3A4. 4. some long acting versions used over a week. 

vii. Adverse effects 1. Extrapyramidal: become more permanent with time 2. if anticholinergics are used, movements are reduced. 3. Tardive Dyskinesia: can be irreversible 4. Antipsychotic malignant syndrome: fever AMS stupor, dantrolene or 

bromocriptine might be helpful. 5. Drowsiness, confusion, weight gain, galactorrhea 

14. Opioids a. neurologic pain responds best to anticonvulsants TCA, SNRI b. arthritic pain responds best to NSAIDS c. Acute/Chronic pain repsonds to opiods d. Opioid receptors 

i. major effects are mediated by 3 main receptors Mu, kappa, delta. ii. Mu is mainly the analgesic properties iii. kappa has some analgesic effect (nalbuphine and butorphanol) iv. All impede neuron firing by hyperpolarization (increased K efflux and reduced Ca influx). 

e. Strong Agonists i. Morphine 

1. is the opioid prototype 2. Actions 

a. Reduces sensation of pain b. Euphoria c. Respiratory depression: tolerance arrives quickly d. Depression of cough e. Miosis: Caused by use of morphine f. Emesis: can directly stimulate vomiting centers g. GI: decreases motility, increases sphincter of Odii contractions for biliary 

stasis h. Histamine release: causes itching, urticaria, sweating, vaodilation, 

bronchoconstriction 

Page 24: Pharmacology Notes

i. May increase urinary retention and prolong labor times 3. Therapeutic Use 

a. Analgesia: produces good pain control with hypnotic effects b. tincture of opium for diarrhea c. cough supression d. treatment of pulmonary edema, possibly by vasodilatory effects 

4. Pharmacokinetics a. Significant first pass metabolism. b. Quickly passes into all tissues. c. Conjugated by liver ½ of metabolites are active 

5. Adverse effects a. respiratory exchange decrease, ICP,  

6. Tolerance: tends to develop 7. drug interactions enhanced by hypnotics, MAOi, decreased by TCAs and 

atnipsychotics ii. Meperidine 

1. Synthetic opioid works on mu and kappa 2. Actions: Depresses respiratory drive, but no Cardiovascular effects when given 

orally.  IV decreases PVR.  does not cause pinpoint pupils, causes dialation due to anticholinergic effects 

3. Therapeutic uses: Not used long term since metabolites are neurotoxic. Not useful for tx of diarrhea or cough. 

4. Good GI absorption.  Shorter duration than morphine.  metabolized in liver and excreted in urine 

5. Adverse effects: anticholinergic effects, with antipsychotics it can percipitate depression.  Caution in MAOi. Not good for renal patients. 

iii. Methadone 1. Methadone long duration and less euphoria 2. MOA: mu and NMDA recptors, and neurogenic pain 3. Action: great oral absorption  Increases biliary pressure but less than morphine 4. Therapeutic uses: good for nocieptic and neurgogenic pain. great oral absorption. 

Good for treating withdrawal symptoms. 5. Pharmacokinetics: transformed in liver and excreted entirely in feces. 

Accumulates in fat, and slow release.   6. Adverse effects: can causes torsades, long half life requires proper titration 

guidelines iv. Fetanyl 

1. Very potent.  Short IV duration, long duration of action in derm preps.  Used in cardiac since it has little CV effects. Renal elimination.  Causes pupilary constriction. 

v. Sufentanil, alfentanil and remifentanil: Potency: Sufentanil > fentanyl > alfetanil > remifentanil potency. 

vi. Heroin: better lipophilicity crosses BBB faster than morphine.  euphoria. vii. Oxycodone and oxymorphone: metabolized by CP450 2d6 and 3A4.  excretion is via 

kidney.  viii. Hydromorphone and hydrocodone: hydromorphone is more potent than morphine. 

Good for renal dz since less metabolites.  Hydrocodone: much weaker than hydromorphone (~as strong as morphine)  Hydrocodone is metabolized in liver. 

Page 25: Pharmacology Notes

f. Moderate/Low agonist i. Codeine: Weaker than morphine (~30%), has antitussive effects.  Typically replaced by 

detromethorphan the just supresses cough. g. Mixed agonists­antagonist and partial agonists 

i. Effects depend on prior opiod exposure, in naive patients they are analgesics.  In opioid dependent these can percipitate withdrawal. 

ii. Pentazocine: agonist at kappa and weak antagonist at mu and delta.  less euphoria than morphine, increases stress on heart and decreases plasma flow.  Little effect on respiratory system. Caution in opioid abuse. 

iii. Buprenorphine: agonist at mu.  good for opiate detoxification.  less severe withdrawal compared to methadone.  mixed with naloxone orally to prevent IV abuse.  metabolized in liver and excreted in bile and urine.  respiratory depression that can not be reversed with naloxone. 

iv. Nalbuphine and butorphanol: IV only, psychomimetic .  Nalbuphine does not cause change in heart. 

h. Other Analgesics i. Tramadol: centrally acting mu receptor agonist.  a weak SNRI. anaphylaxis and SSRI 

toxicity.  Do not use if on MAOi ii. Tapentadol: centrally acting m­agonist.  drug­drug interactions.  not good in mild renal 

impairment.  NO if on MAOi. i. Antagonist 

i. Antagonism of opioids can reverse the respiratory depression effects. 1. Naloxone: rapidly displaces all receptor­bound opioids. Competative antagonist 

at mu, kappa and delta receptors.  No effet in normal folk, but will cause withdrawal in opioid abusers. 

2. Naltrexone: longer duration of action than naloxone, can be combined with clonidine for rapid opioid detoxification.  Might be helpful in treating chronic alcoholism.  Can lead to hepatotoxicity. 

15. Epilepsy a. Idiopathy and symptomatic seizres 

i. Idiopathy epilepsy: no anatomic cause, or neoplasm noted. most cases ii. Symptomatic pilepsy: drugs, tumor, injury, hypoglycemia, infection withdrawal.  Once two 

or more the pt has secondary epilepsy. b. Classification of seizures 

i. Partial: 1. loss of only a portion of the brain’s fuctioning Consciousness is presevrved. May 

progress to become tonic­clonic 2. Simple partial: hyperactive neurons confined to a single location in the brain. 

and do not spread. 3. Complex paritial: partial seizures that may spread to become generalized. 

ii. Generalized 1. Consciousness is lost 2. Tonic­clonic: Classic arching and shaking seizures. 3. Absence: 3­5 y/o and last typically untill puberty.  stares, eye­blinking, spacing 

out. 4. Myoclonic: muscle contractions that may reoccurre for several minutes. 5. Febrile seizure: familial, short duration of tonic­clonic. 

Page 26: Pharmacology Notes

6. Status epilepticus: two or more seizures in a row without recovery of full consciousness between. 

iii. Mechanism of action of antiepileptic drugs 1. blocking Na or Ca channels, enhancing GABA, or interferering with GABA.   

iv. Drug Choice 1. Goal is to be seizure free and on montherapy since side­effects greatly increase 

with multiple. v. Primary antiepileptic drugs 

1. Benzodiazepines: Really only used for emergent presentations 2. Carbamazepine: blocks Na channels, partial, general. Can be used for 

Trigeminal neuralgia and bipolar.  Autoinduction for 3A4, caution with UGT inhibiting drug, not good for elderly, Hyponatremia, Rash, avoid in absence seizures.  Finicky oral absorption and between generics 

3. Ethosuximide: inhibition of T­type Ca channels.  Good for absence seizures. Narrow spectrum of effectiveness. 

4. FElbamate: Na channel block, NDMA competetion, Ca channel block, and GABA induction. 2C19 metabolism, and 3A4 induction aplastic anemia, hepatic failure 

5. Gabapentin: analog of GABA, adjuct for partial seizures, no plasma protein binding, and excreted unchanged by kidney. little drug interactions. 

6. Lacosamide: Na channels, abjunctive tx for partial seizures, euphoria. 7. Lamotrigine: Good for all types of seizures, metabolism is metabolism can be 

induced with drugs like carbamazepine and phenytoin and inhibited with valproate., low and slow titration. 

8. Levetiracetam: adjunctive tx of partial, myoclonic and genearlized seuzures.   9. Oxcarbazepine: less potent inducer than carbamazepine 10. Phenobarbital: increases GABA big gun 11. Phenytoin and fosphenytoin: Na channel blockaid (Ca at high concentrations), 

small increases can cause hughe changes in in concentrations. Fos: is the prodrug metabolized in blood. gingival hyperplasia 

12. Pregabalin: renal elimination 13. Rufinamide: acts at Na channel, food increases absorption, QT shortening check 

for familial shortened QT. 14. Tiagabine: GABA reuptake inhibitor,partial, binds to albumin,  15. Topiramate: Na channel block, Cl channel opening, decreased Ca channels, 

eleminated renally, caution with OBCPs, renal stones, 16. Valproic acid and divalproex: both converted to valproate in GI, increased GABA 

concentrations by GABA trasaminase blockade, Ca channel.  Highly bound to albumin, interacts with other protein bound drugs, hepatic toxicity (must monitor), teratogenicity 

17. Vigabatrin: reduces gaba metabolism, visal field canges. Must be registered to prescibe. 

18. Zonisaminde: Na and Ca channel blockaide, approved for partial epilepsy, renal stones 

vi. Vagal Nerve Stimulation: Good for severe refractory seisures vii. Deep Brain stimulation: can aslo treat Parkinson and essential tremor viii. Epilepsy in Pregnancy: Must plann pregnancy, No valproic or barbituates. 

16. Heart Failure a.