碳酸酐酶在睫狀體上皮細胞中催化CO2和H2O生成HCO3,透過腔膜分泌于房水,由于房水中的液體要保持電中性,Na+向房水分泌增加,同時帶動Cl-向房水移動,從而使房水形成高滲壓,于是促進H2O向房水流動;保持房水平衡和正常的pH值。而青光眼病人由于房水回流不暢,引起眼壓升高。CA抑制劑(CAIs)可抑制 CA的活性,使HCO3生成減少而降低眼壓,臨床上主要用于治療青光眼,降低眼壓。
CAIs作為治療青光眼的藥物,按其發展過程和藥理作用分為三代:第一代口服CAIs,第二代局部用CAIs,第三代長效無刺激局部用CAIs。
第一代口服CAIs 乙酰唑胺是首先用于青光眼的口服治療藥物,由于脂溶性低,眼內分布較少,需用較大劑量(1000-2000毫克)才有效,因而白藥濃度較高;長期用藥易出現低血鉀和代謝性酸中毒(高氯血癥性酸中毒),因此臨床應用日漸減少。口服CAIs對非眼組織CA的抑制,會產生嚴重的全身不良反應。用藥初期出現多尿、胃腸不適和疲勞,部分病人發生腎結石,極少數病例發生粒細胞缺乏癥。
第二代局部用CAIs 20世紀90年代初合成了多爾唑胺和布林唑胺。其具有較強的選擇性抑制 CA活性和較高的水溶性與脂溶性,便于配制滴眼液,能透過角膜,使藥物在睫狀體達到有效藥物濃度。1995年,多爾唑胺滴眼液在德國上市,無全身不良反應。但由于水溶液 pH值為5.5,對眼結膜有輕度刺激性。布林唑胺于1998年上市,其水溶性較差,故配制成混懸液。其抑制CA的作用強于多爾唑胺,對眼的刺激較輕。且作用時間短,只能維持2-3個小時,每天需要多次用藥才能保持有效的藥物濃度.
第三代長效無刺激局部用CAIs 科研人員對CAIs化合物的結構進行改造后,獲得兩個強效、作用時間較長(5-6小時)的CAIs,但配制成滴服液的pH值為5.5左右,對眼仍有刺激。為解決pH問題,科研人員將化合物尾部的雙羧基改換為氨基酸,使其滴服液的pH值在6.5-7之間,對眼的刺激基本消除。至此,第三代CAIs的雛形已基本形成。