祛痰药物的作用机制包括：①改善痰液的理化特性，降低痰液黏滞度；②恢复气道上皮黏液层的正常结构，促进纤毛清除功能；③抑制黏蛋白产生和分泌，破坏痰液中的黏性结构，降低痰液黏滞度；④抗炎性损伤或加强抗菌效果。许多祛痰药物都是通过上述一种或多种途径综合作用促进黏液清除。根据以上作用机制，祛痰药物的分类如下：
1.刺激性祛痰剂
这些药物大多数具有挥发性，对呼吸道黏膜具有温和刺激作用，促进局部血液循环，同时能湿化气道，使痰液黏稠度降低。此外，这些挥发性药物对呼吸道还有微弱的抗菌消炎作用。
常用的药物包括桉油、安息香酊、愈创木酚等，使用时需要稀释后加热，蒸汽吸入。应注意防止呼吸道黏膜烫伤，同时避免因药物浓度过高而刺激鼻、眼、咽喉，引起局部疼痛、流泪、流涕、咳嗽等。由于这类药物使用不便，其他类祛痰药物广泛应用，目前临床上很少吸入此类药物，部分已改良为口服剂型。
2.恶心祛痰药
口服后能刺激胃黏膜迷走神经传入纤维，引起轻度恶心，反射性兴奋支配气管、支气管黏膜腺体的迷走神经传出支，促进腺体分泌，使痰液稀释，改善黏液清除功能。此外，腺体分泌的黏液也可覆盖于气道黏膜表面，使黏膜下咳嗽感受器及神经末梢所受刺激减少，缓解咳嗽。
这类药物主要包括愈创木酚醚、氯化铵、碘化钾，吐根、远志、桔梗及竹沥也属于以恶心反射作用为主的祛痰药物。剂量过大时可能会引起明显的恶心和呕吐反应。这类药物目前临床应用逐渐减少。
3.黏液溶解剂
痰液黏稠度与多种因素有关。其中，酸性糖蛋白起主要作用，其含量多少直接影响痰液的黏稠度。酸性糖蛋白分子由二硫键及电荷键交叉连接形成凝胶网。痰液中还包含来自死亡细胞和细菌的DNA，DNA可通过钙离子与糖蛋白交联，融入到凝胶网中，抑制内源性蛋白水解酶的活性，使痰液黏稠度增加。另外，痰液的pH值以及钙离子也在一定程度上影响其黏稠度。
因此，目前常用的黏液溶解剂可从以下几个方面降低痰液黏稠度，促进痰液的排出，按其作用机制不同可分以下3类：
1.蛋白分解酶：
使糖蛋白的蛋白质部分裂解，直接使痰液黏稠度降低。糜蛋白酶是最常用的一种蛋白分解剂，对氨基酸羟基肽键具有分解作用，能使痰液稀释，对脓性或非脓性痰均有效，多用于呼吸道化脓性炎症时的祛痰治疗。
使用雾化吸入治疗，以1～2 ml的0.05%溶液雾化吸入，每天2～4次，由于治疗中存在过敏反应的风险，目前临床应用逐渐减少，严重肝脏疾患及凝血功能异常者禁用。另外，链道酶和舍雷肽酶两种药物需要稀释后雾化吸入，不便临床应用，因此，目前应用少。
2.酸性糖蛋白溶解剂：
这类药物可使痰液中的酸性糖蛋白的纤维裂解，从而降低痰液黏稠度，代表性的药物是链激酶、溴己新及氨溴索等。溴己新及氨溴索还具有一定镇咳作用。
(1)溴己新：
又称必嗽平，其有效成分为鸭嘴花碱衍生物，作用于分泌细胞内的黏液形成阶段，破坏类黏蛋白的酸性黏多糖结构，同时还具有一定的恶心、祛痰作用。溴己新对胃黏膜具有刺激性，可引起恶心、胃部不适等不良反应，故溃疡病患者慎用。此外，偶尔可以引起转氨酶短时升高。
(2)氨溴索：
为溴已新的衍生物，其作用较溴已新更强。氨溴索可以增加浆液腺分泌，调节支气管腺体分泌，从而降低痰液黏稠度，还可刺激Ⅱ型肺泡上皮细胞分泌表面活性物质，促进支气管上皮修复，改善纤毛上皮黏液层的转运功能，增加抗菌药物的局部渗透性，不良反应为偶见轻微胃肠道反应和皮疹。
3.二硫键裂解剂：
此类药物结构中具有含巯基的氨基酸，通过巯基与黏蛋白的二硫键互换作用使黏蛋白分子裂解，同时对脱氧核糖核酸纤维有一定裂解作用，从而降低痰液的黏稠度，代表性药物有乙烯半胱氨酸、羧甲基半胱氨酸，此外，这类药物的机制还可能包括抗炎性损伤和抗脂质过氧化作用。
(1)乙烯半胱氨酸：
可应用于慢性阻塞性肺疾病、支气管扩张等。此类药物具有特殊的硫磺气味，对呼吸道有刺激性，可引起恶心呕吐和呛咳等，有时会导致支气管痉挛，所以，支气管哮喘患者应慎用这类药物。其产品有片剂、颗粒剂和泡腾片等。
(2)羧甲司坦：
作用与乙酰半胱氨酸相似，但不良反应相对较少，用于多种疾病引起的痰液黏稠及咳痰困难。国内研究证实预防性口服羧甲司坦能够减少慢性阻塞性肺疾病的急性加重，明显改善患者生命质量，适合于发展中国家慢性阻塞性肺疾病患者长期应用。
(3)厄多司坦：
其结构中含有封闭的巯基，在体内可被代谢成为具有活性的游离巯基衍生物而发挥作用，同样具有黏液调节和黏液溶解作用，并能明显提高抗菌药物的局部浓度，增加抗菌活性及局部作用，广泛应用于急、慢性支气管炎、支气管扩张、肺炎和手术后。由于其能够清除自由基活性，因此对吸烟者的自由基损伤具有抑制作用。
(4)福多司坦：
属于祛痰药物中的黏液溶解剂，是L－半胱氨酸类的衍生物，分子中含有巯基，祛痰作用全面而显著，具有以下特点：①控痰：抑制杯状细胞过度增生，避免黏液高分泌；②化痰：属于半胱氨酸衍生物，含有巯基可直接溶解黏液；③排痰：增加纤毛摆动，增强排痰效果；④稀痰：稀释痰液。
临床研究显示福多司坦对多种气道疾病如慢性支气管炎、支气管哮喘等均有很好的祛痰效果，此外最新研究结果还显示，福多司坦具备高效的抗氧化性和抗炎性，在慢性阻塞性肺疾病的治疗中是一种具有应用前景的药物。
4.其他祛痰药物
挥发性植物油也是祛痰药物的一类，代表性药物为稀化黏素，系桃金娘科树叶的标准提取物，又称桃金娘油。其可通过多种机制促进排痰：①调节气道分泌，增加浆液比例，改善黏液清除功能；②调整黏液pH值，降低黏稠度；③促进纤毛运动，加快黏液运送；④具有一定抗炎和杀菌作用。主要不良反应为消化道不良反应。
将常用祛痰药物的作用机制归纳为下表所示。
临床医生在应用祛痰药物时不仅应当了解各种呼吸疾病发生排痰障碍和咳痰增多的机制，还应当熟悉各种祛痰药物的作用机制和特点，有的放矢地选用各种祛痰药物，使之各尽所长，达到最佳疗效。
