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這些藥物藉著對中樞神經產生鎮靜作用而達到解除焦慮的效果。臨床上，這些藥物除了當做焦慮解除劑外，另外也當做鎮靜－安眠藥。不論是巴比妥鹽類或是benzodiazepines，作用的機制為增加中樞神經系統γ－胺基丁酸性神經元（GABA Receptor）的傳導。因為γ－胺基丁酸為抑制性的傳訊物質，所以這些藥物的作用為降低中樞神經元的興奮性。

Ⅰ、巴比妥鹽類（barbiturates）

此類在1950年代被廣泛應用的藥物，目前只剩下二個藥還在臨床使用；其中thiopental當做靜脈麻醉誘導劑（已在前面討論），而phenobarbital則用於治療癲癇。

在臨床劑量，巴比妥鹽類與γ－胺基丁酸受體結合，增強γ－胺基丁酸的作用，延長氯離子管道開放的時間。在沒有γ－胺基丁酸的存在下，臨床劑量的巴比妥鹽類並不會產生作用；但高劑量的巴比妥鹽類則不需要γ－胺基丁酸即可打開氯離子管道，抑制神經元的活生，此為高劑量巴比妥鹽致死的原因。

長期使用巴比妥鹽會引起耐藥性（tolerance），其機制為藥物動力學的改變，也就是長期使用可增加微粒體細胞色素P450的活性，而增加巴比妥鹽的代謝。被同樣細胞色素P450代謝的藥物，其代謝速率也會因長期使用巴比妥鹽而增加。巴比妥鹽類與其它的鎮靜－安眠藥會產生交叉耐藥性。

長期濫用巴比妥鹽可導致心理和生理依賴性（psychological and physical dependence）。前者指病人有強迫性的心理要使用藥物以減少焦慮不安，後者是指戒斷後會有戒斷症侯群（withdrawal syndrome）出現。這些症狀包括不安、震顫、反射增加，以及癲癇發作。這些較易在短效的巴比妥鹽發生，如secobarbital（紅中）和amytal（青發）。

巴比妥鹽類和其它的鎮靜－安眠藥對中樞的抑制有相加的作用；它也與含酒精的飲料、抗組織胺類、抗精神病藥物、類鴉片鎮...