Identifizierung von psychoaktiven Substanzen natürlichen Ursprungs

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Jul 6, 2021
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Die Verwendung psychoaktiver Substanzen hat weltweit stark zugenommen. Es gibt eine große Klasse von Substanzen natürlichen Ursprungs, bestehend aus Pilzen und Pflanzen, die eine Vielzahl von Alkaloiden enthalten, die entspannende, stimulierende und halluzinogene Wirkungen haben. Die Einnahme einiger dieser Substanzen ist durch religiöse Überzeugungen und kulturelle Aspekte bedingt, was die Rechtslage sehr unsicher und manchmal auch unklar macht. Der Missbrauch dieser Substanzen kann jedoch ein hohes Gesundheitsrisiko darstellen, da ihr Stoffwechsel und ihre Wirkung noch nicht vollständig erforscht sind. Darüber hinaus sind psychoaktive Substanzen natürlichen Ursprungs sowohl im Darknet als auch im Clearnet weit verbreitet und tauchen schnell auf, was die Entwicklung komplexer Analysemodelle erfordert, die in der Lage sind, diese Substanzen aufzuspüren und ihren Konsum gründlich zu kontrollieren. In der vorliegenden Studie werden ihre wichtigsten toxikologischen Aspekte, ihre traditionelle Anwendung und ihr therapeutisches Potenzial sowie die Entwicklung von Analysemethoden für die Untersuchung verschiedener Pflanzenproben in biologischen Matrices erörtert: Areca catechu, Argyreia nervosa, Lophophora williamsii, Catha edulis, Ayahuasca, Datura stramonium, Mitragyna speciosa, Piper methystirum. In den Ländern der Europäischen Union geben etwa 96 Millionen Menschen zu, Drogen konsumiert zu haben. Am häufigsten wurde Cannabis konsumiert (etwa 27,4 %), gefolgt von Kokain (5,4 %), Ecstasy (4,1 %) und Amphetaminen (3,7 %).

In letzter Zeit ist eine starke Tendenz zum Konsum neuer psychoaktiver Substanzen festzustellen. Die Europäische Beobachtungsstelle für Drogen und Drogensucht (EBDD) definiert eine neue psychoaktive Substanz als "eine neue narkotische oder psychotrope Droge in reiner Form oder in einer Zubereitung, die nicht durch die Drogenübereinkommen der Vereinten Nationen kontrolliert wird, die aber eine vergleichbare Gefahr für die öffentliche Gesundheit darstellen kann wie die in diesen Übereinkommen aufgeführten Substanzen". Diese Drogen sind sehr beliebt, da sie am schnellsten synthetisiert werden können, kostengünstig sind und eine starke psychoaktive Wirkung haben, aber auch ein hohes Risikopotenzial aufweisen und kaum kontrolliert werden. Das ständige Auftauchen neuer psychoaktiver Substanzen aufgrund veränderter Synthesewege und Molekülvariationen ist ein Grund zur Sorge für die Kontrolle der Kommerzialisierung, was das Büro der Vereinten Nationen für Drogen- und Verbrechensbekämpfung (UNODC) dazu veranlasste, ein Frühwarnsystem zur Erkennung dieser Substanzen zu entwickeln und umzusetzen. Neue psychoaktive Substanzen (NPS) können sowohl synthetischen als auch natürlichen Ursprungs sein. Die bekanntesten synthetischen Substanzen sind synthetische Cannabinoide, Cathinone und Opioide, Piperazine, Phenylethylamine, bestimmte Benzodiazepine, Indolalkylamine und Arylcyclohexylamine. NPS natürlichen Ursprungs bestehen hauptsächlich aus Alkaloiden, die in der Regel in Pflanzen und Pilzen vorkommen. Diese Pflanzen kommen vor allem in Südamerika, Asien sowie in Afrika vor und verursachen je nach ihren Bestandteilen entsprechende Wirkungen. Der Stoffwechsel dieser Substanzen ist noch nicht vollständig erforscht, so dass die entstehenden Metaboliten und ihre möglichen Konzentrationen unbekannt sind. Außerdem ist es wichtig, diese Frage im Hinblick auf die Ermittlung der (akuten und chronischen) Toxizität zu untersuchen, die für viele dieser Stoffe unbekannt ist. Daher ist die Entwicklung von Analysemethoden für die Identifizierung und Quantifizierung von potenziell gefährlichen Verbindungen in Naturprodukten von großem Wert.

Areca catechu (Betel Quid).
Diese Pflanzenart ist in Afrika, Europa und Amerika am weitesten verbreitet, ihr Hauptursprung ist jedoch Asien (Sri Lanka und Malaysia). Die Areca-Nuss ist die Frucht dieser Pflanze, die seit vielen Jahrhunderten als traditionelles Mittel zur Durchführung von Ritualen verwendet wird. In der Regel wurde sie gekaut oder zusammen mit Getränken verzehrt (in einem Mörser gemahlen). Statistiken zufolge ist die Areca-Nuss die am vierthäufigsten verwendete natürliche Droge, da sie unter anderem auch als Aphrodisiakum verwendet wird. Arecolin ist die wichtigste psychoaktive Verbindung, die in den Früchten von A. catechu enthalten ist. Es handelt sich um ein Alkaloid, dessen pharmakodynamisches Profil eine Hemmung der Gamma-Aminobuttersäure (GABA) und einen nicht-selektiven Agonismus der Nikotin- und Muskarinsäure beinhaltet. Wenn es in den Körper gelangt, passiert Arecolin schnell die Blut-Hirn-Schranke und wirkt auf das parasympathische Nervensystem. Diese Frucht verursacht eine schnelle Abhängigkeit und viele Nebenwirkungen, zum Beispiel von Seiten des Verdauungssystems (Übelkeit oder Erbrechen, funktionelle dyspeptische Störungen, Verstopfung mit dynamischem Darmverschluss, außerdem gibt es ein ausgeprägtes Entzugssyndrom, das sich durch Schlaflosigkeit, Stimmungsschwankungen, Reizbarkeit und Angstzustände äußert). Andere Nebenwirkungen, die auftreten, wenn es in großen Mengen konsumiert wird, oder wenn es in langfristigen verwendet wird, sind selten, aber gefährlich und bestehen aus extrapyramidalen Syndrom, Asthma, Myokardinfarkt oder akutes Koronarsyndrom.

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Die Verwendung dieser Frucht zu medizinischen Zwecken wurde jedoch schon im Altertum von den Buddhisten beschrieben, so А. Der Verzehr von Catechu wird mit einem Gefühl der Zufriedenheit, einer schwachen psychostimulierenden Wirkung, dem Abbau von Stress und Ängsten, der Stärkung des Zahnfleischs und der Erleichterung der Atmung in Verbindung gebracht. Außerdem wurde er früher bei der Behandlung von Malaria, Fieber, Bluthochdruck, Urolithiasis sowie bei der Behandlung von Erkrankungen des Verdauungssystems eingesetzt. Es gibt eine Reihe spezifischer Studien, die gezeigt haben, dass die Verwendung von Areca-Nüssen mit einer antimikrobiellen Wirkung sowie mit einer positiven Wirkung auf die Funktion des Herz-Kreislauf-Systems verbunden ist.

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A. catechu gilt nicht als kontrollierte Substanz, so dass es in den USA und der Europäischen Union keine Rechtsvorschriften für ihre Verwendung gibt. Diese Tatsache hängt mit der Entwicklung mehrerer Analysemethoden zusammen, die die Identifizierung dieser Substanzen ermöglichen. Herkömmliche Proben, wie Blut, werden heute zum Nachweis der häufigsten Substanzen verwendet. Für die quantitative Bestimmung von Arecolin mittels LC-MS/MS wird beispielsweise 1 ml Blut mit einer Nachweisgrenze (LOD) von 0,02 ng/ml und einer quantitativen Bestimmungsgrenze (LOQ) von 0,5 ng/ml verwendet. Urin ist ebenfalls eine weitere biologische Matrix, die zum Nachweis von Arecolin verwendet wird. Pichini und al. entwickelten eine Analysemethode unter Verwendung von HPLC-MC-Geräten, bei der 1 ml Urin in Proben von 1 Gramm Mekonium und Nabelschnurserum (1 ml) verwendet wird. Darüber hinaus gibt es alternative Methoden zum Nachweis von Arecolin unter Verwendung von Zahnnitrat und Muttermilch.

Argyreia nervosa (Adhoguda).
Diese Klasse natürlicher psychoaktiver Substanzen ist in Indien beheimatet, aber sowohl in Europa als auch in Afrika weit verbreitet. Diese Pflanze wird auch unter anderen Namen genannt: Adhoguda, Vidhara, Elefantenkriechpflanze, Rivea corymbosa, Hawaiianische Holzrose oder Morgenlatte, Ipomoea violacea. Sie enthält psychoaktive Alkaloide in ihren Samen. Isoergin und Lysergamid sind Verbindungen, die mit den halluzinogenen Eigenschaften dieser Pflanze in Verbindung gebracht werden. Sie verursachen Wirkungen, die denen von LSD ähneln, sich aber je nach subjektiver Meinung der Nutzer unterscheiden. In den Samen von A. nervosa liegt der Gehalt an Ergolinalkaloiden zwischen 0,5 und 0,9 %, davon 0,19 % Isoergin und 0,14 % LSA. Die Wirkung des ersteren besteht in der Bindung an die Dopamin-D2-Rezeptoren, gefolgt von einer Hemmung der Adenylatzyklase und einem Rückgang der cAMP-Produktion. Die Pflanze wird in der Medizin auch als Diuretikum und Aphrodisiakum verwendet, und einige Forscher haben analgetische, entzündungshemmende, immunmodulierende und hepatoprotektive Eigenschaften beschrieben. Die Wurzeln von A. nervosa werden bei der Behandlung von Erkrankungen des zentralen Nervensystems, Rheuma, Gonorrhö und chronischen Magengeschwüren eingesetzt. Andererseits wurde die antimikrobielle Aktivität mit den Blättern der Pflanze in Verbindung gebracht, die neben den oben genannten noch andere Alkaloide enthalten: Erginin, Ergometrin, Lysergol, Peniclavin, Chanoclavin I, Chanoclavin II, Ergometrinin, Elimoclavin im Besonderen. Ihre Wirkungen sind jedoch noch nicht untersucht worden.

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LSА ist in einigen europäischen Ländern, insbesondere in Großbritannien und Italien, eine kontrollierte Substanz. Auch in den USA gilt sie als kontrollierte Substanz; die Pflanze selbst und ihre Samen werden jedoch ohne Einschränkungen verkauft. Derzeit gibt es einige Analysemethoden, die zur Identifizierung von LSA verwendet werden können. Paulke u. a. beschreiben eine Technik, bei der 1 ml Serum und Urin zur Quantifizierung von LSA verwendet werden. Die Analyten werden mit der SPE-Methode extrahiert und mit HPLC-FLD-Geräten mit Nachweis- und Quantifizierungsgrenzen von 0,05-0,15 ng/ml bzw. 0,17 ng/ml quantifiziert. Die prozentuale Wiederfindung schwankt zwischen 69,4 % und 78,8 %.

Ayahuasca ("Hoasca").
Ayahuasca - das Wort Quechua setzt sich offensichtlich aus zwei Begriffen zusammen, die "Seele" und "Rebe" bedeuten, aber das Getränk ist auch als caapi, daime, hoasca, yage, natema bekannt. Es handelt sich um ein psychoaktives Getränk, das traditionell in Südamerika verwendet wird. In letzter Zeit wurde es jedoch auch in andere Länder Europas und Asiens exportiert. Es besteht aus einer braunen, dickflüssigen und öligen Flüssigkeit, die durch Verbrennen von Spänen aus dem Stamm von Banisteriopsis caapi und Blättern von Psychotria viridis gewonnen wird. Es gibt noch andere Pflanzen, die bei der Herstellung von Ayahuasca eine Rolle spielen, z. B. Brugmansia suaveolens, Psychotria carthagenensis, Nicotiana tabacum, Tabernaemontana spp., Brunfelsia spp., Datura suaveolens, Iochroma fuchsioides, Malouetia tamarquina, Juanulloa spp. und Peganum harmala, die ebenfalls bestimmte Wirkungen auf das physische und psychische System haben und die klinischen Effekte eines Rausches hervorrufen.

Die Wirkung dieser psychoaktiven Substanz wird durch das synergetische Potenzial von N,N-Dimethyltryptamin (DMT), den halluzinogenen Verbindungen von P. Viridis und C. edulis, die hauptsächlich in einigen Ländern Westafrikas vorkommen, sowie von Garmin, Garmalin und Tetrahydroharmin (THH), die im Jemen, in Äthiopien und auf der arabischen Halbinsel vorkommen, verursacht. Diese Pflanze wird häufig als Arzneimittel verwendet, ihre β-Carbolin-Alkaloide sind in B. Caapi enthalten. DMT ist ein Tryptamin, das häufig missbraucht wird, weil es die Wirkung von synthetischen Cathinonen simulieren kann, jedoch mit einem geringeren Risiko, als Agonist von Serotoninrezeptoren (5-HT1A/2A/2C) zu wirken. Im Falle einer Vergiftung mit dieser Substanz sind bisher keine Todesfälle gemeldet worden. C. edulis wird auch in der Freizeit verwendet. Wenn es eingenommen wird, wird es durch die periphere Monoaminoxidase A metabolisiert und normalerweise in einem inaktiven Zustand konsumiert. DMT gelangt zusammen mit β-Carbolin-Alkaloiden durch das Kauen der Blätter in den Körper. Darüber hinaus hemmt THH auch die Serotonin-Wiederaufnahme, wodurch die Wirkung von Phenylpropanolamin verstärkt wird.

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Die Wirkungen können unterschiedlich sein und umfassen visuelle Halluzinationen, Hyperthermie, Mydriasis, verschiedene Veränderungen des endokrinen Systems, des Herz-Kreislauf-Systems und des Immunsystems. Auch Nebenwirkungen wie Erbrechen, Unruhe, Bluthochdruck, Paranoia, Angstzustände und Depressionen sind beschrieben worden. Mehrere Studien haben jedoch über das therapeutische Potenzial dieser Pflanze berichtet: antimikrobielle und antioxidative Wirkung sowie eine positive Wirkung auf die Zellen der dopaminergen Neuronen. Nach einmaliger Einnahme von Ayahuasca werden die Symptome von Depressionen deutlich reduziert. Andere Studien zeigen, dass die Einnahme dieses Absuds Angst und Panik sowie das negative Suchtpotenzial, das mit dem Konsum von Alkohol und anderen Drogen verbunden ist, deutlich reduziert, körperliche Schmerzen, Aufmerksamkeits- und Konzentrationsprobleme, Müdigkeit, Schlaflosigkeit, Reizbarkeit und Zwangsgedanken lindert.

Ayahuasca wird seit vielen Jahrhunderten als Teil religiöser Rituale im Amazonasgebiet verwendet, und in jüngster Zeit wird es auch von religiösen Organisationen wie der União do Vegetal (UDV) und der Santo Daime genutzt. DMT-haltige Substanzen stehen in den USA und einigen europäischen Ländern unter Kontrolle. Die Verwendung von B. viridis und B. Caapi wird jedoch in keiner Weise kontrolliert, und die Verwendung von Ayahuasca ist in den USA und Brasilien legal. Derzeit gibt es mehrere Analyseverfahren, die den Nachweis und die Quantifizierung von Ayahuasca-Verbindungen und ihren Metaboliten ermöglichen. Pichini führte eine Studie durch, bei der er nur 25 mg Haar verwendete, das er mit einem M3-Reagenz hydrolysierte, und identifizierte DMT quantitativ mit LOD-Werten von 0,01-0,02 ng/mg und LOQ-Werten von 0,03-0,05 ng/mg, bei einer Wiederfindung von 76,6% bis 97,4%.
Datura stramonium (Stechapfel).
D. stramonium ist hauptsächlich in den USA beheimatet und ist ein saisonales Gras, das unter natürlichen Bedingungen wächst. Diese Pflanzenart ist als Stechapfel bekannt und wurde traditionell von den Pueblo-Indianern wegen ihrer schmerzstillenden Eigenschaften verwendet. In der westlichen Medizin wurde das Himbeergras auch zur Behandlung von Asthma eingesetzt. Diese Pflanze wird in der Regel durch den Verzehr der Samen oder Blüten in ihrer reinen Form ohne Vorbehandlung verwendet. Es werden jedoch auch Tinkturen hergestellt. Blätter, Blüten und Samen werden nach einer kleinen Hochtemperaturbehandlung verzehrt oder in Form eines "Asthmador"-Pulvers inhaliert. Zu den klinischen Wirkungen gehören Halluzinationen, die durch die Alkaloide Scopolamin und Atropin verursacht werden. Da sie zu den tertiären Aminen gehören, passieren sie leicht die Blut-Hirn-Schranke. In Anbetracht der Hauptwirkung von Scopolamin (antimuskarinische Wirkung) werden häufig typische Nebenwirkungen registriert: Tachypnoe, Delirium, psychomotorische Unruhe, Mydriasis, verschwommenes Sehen und Photophobie sowie periphere Vasodilatation, Wärmeregulationsstörung, Erbrechen, Verstopfung und Störungen beim Wasserlassen. Bei hohen Dosen können ein akutes Koronarsyndrom, Krämpfe und eine ausgeprägte indirekte Atemdepression auftreten.

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Lophophora williamsii (Peyote).
L. williamsii, bekannt als Peyote, ist ein Kaktus, der in Nordmexiko und den USA heimisch ist. Diese Pflanze wurde von den indigenen Völkern traditionell bei religiösen Ritualen gegessen. In der Regel wird das Fruchtfleisch des frischen Kaktus als Nahrungsmittel verwendet, es kann aber auch in getrockneter Form konsumiert werden (indem man Tee oder andere Getränke daraus brüht). L. Williamsii enthält eine Verbindung namens Meskalin [2-(3,4,5-Trimethylphenyl)ethanamin], die der Grund für seine halluzinogenen Eigenschaften ist. Es wird auch als Pulver verkauft. Nach der Einnahme gelangt Meskalin in das zentrale Nervensystem und wirkt auf die serotonergen Rezeptoren 5-HT2A, 5-HT2B und 5-HT2C. Zu den Wirkungen gehören Zwang, Paranoia, Parästhesien, Veränderungen der Farbwahrnehmung, Kopfschmerzen, Mydriasis und psychomotorische Unruhe. Außerdem gibt es weitere leichte Auswirkungen auf das Verdauungs-, Harn- und Herz-Kreislauf-System: Bluthochdruck, Tachykardie, Erbrechen und eine Abnahme der Filtrationsrate im glomerulären Apparat der Nieren. Es werden jedoch auch positive Wirkungen beschrieben: Forscher verbinden die Verwendung dieser Pflanzenart mit positiven Effekten bei der komplexen Behandlung von Rheuma, infizierten Wunden, Verbrennungen und Schlangenbissen. Eine andere Studie zeigt, dass diese Pflanze antimikrobielle Eigenschaften gegen Staphylococcus aureus besitzt. Heutzutage sind alle Substanzen, die Meskalin enthalten, in Anhang I des Drogenübereinkommens der Vereinten Nationen von 1967 aufgenommen. Mit der UHPLC-MS/MS-Methode unter Verwendung von 25 mg Haar ist es möglich, diese Verbindung quantitativ zu identifizieren mit einem LOD von 0,01-0,02 ng/ml, einem LOQ von 0,03-0,05 ng/mg und einer Wiederfindung von 79,6%-97,4%.

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Mitragyna speciosa (Kratom).
M. speciosa, auch bekannt als Kratom, ist auf dem asiatischen Kontinent (Biak, Malaysia und Thailand) entstanden, aber derzeit ist es bereits in vielen Teilen der Welt verbreitet. Seit einigen Jahren wird es von asiatischen Landarbeitern zur Verringerung von Müdigkeit und zur Steigerung der Arbeitsproduktivität sowie bei verschiedenen Schmerzsyndromen, Durchfall, Bluthochdruck und Diabetes mellitus verwendet. Erst seit kurzem wird es auch für Freizeitzwecke verwendet. Kratom-Blätter wurden als Opium-Ersatz bei der Behandlung des Morphin-Entzugssyndroms verwendet. Die bevorzugte Methode des Kratom-Konsums ist das Kauen frischer Blätter; manche Menschen trocknen die Blätter jedoch und rauchen sie, oder sie brühen sie auf und trinken sie in Form von Tee und Tinkturen. Zurzeit sind Kapseln, Pulver und Getränke erhältlich, die Kratom enthalten. Die psychoaktive Wirkung wird durch etwa 40 verschiedene Alkaloide hervorgerufen. Diese Verbindungen machen nur 0,5-1,5 % des Gesamtvolumens der Moleküle aus, und ihre Konzentration hängt von der Erntezeit, dem Alter der Pflanze und dem geografischen Standort ab.

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Die am häufigsten vorkommende psychoaktive Substanz ist Mitragynin, das 66,2 % des Alkaloidgehalts ausmacht. In malasischen Pflanzen beträgt sein Anteil jedoch nicht mehr als 10 %. Es gibt auch andere Alkaloide mit pharmakologischer Wirkung: 7-Hydroxmitraginin, Corinantheidin, Corinantheidin, Specioginin und Paynanthein. Die in M. Speciosa enthaltenen Alkaloide haben eine hohe Lipophilie und passieren leicht die Blut-Hirn-Schranke. Sie wirken als Inhibitoren von k- und μ-Opioidrezeptoren. Darüber hinaus bindet Mitragynin an δ-Opioidrezeptoren und hat dadurch eine analgetische Wirkung. Die Bindung an Ca-Kanäle führt außerdem zu deren unvollständiger Blockierung und beeinträchtigt die Freisetzung von Neurotransmittern. Carlier und al. verwenden die Methode der Identifizierung durch UHPLC-MS mit enzymatischer Hydrolyse über SPE und bestimmen den Metaboliten im Urin mit LC-Q/TOF-MS, wobei LOD = 0,25-1 ng/ml und LOQ = 0,5-1 ng/ml.

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Piper methysticum Forst (Kava).
Die Wurzeln und Stängel von P. Methtysticum werden zur Herstellung von Kava verwendet - einem psychotropen Getränk aus dem Pazifikraum. Es wurde aufgrund seiner therapeutischen Eigenschaften verwendet: Verringerung von Müdigkeit und Angst, Linderung von Schmerzen und Stabilisierung des Schlafs. Die Verwendung dieser Substanz ist jedoch mit einer hepatotoxischen Wirkung verbunden. Die pharmakologische Wirkung ist auf die Kavalaktone zurückzuführen: Kavain und Iangonin, auch Desmethoxy-Iangonin, 7,8-Dihydrokavain, Methysticin und 7,8-Dihydromethysticin, auf die Derivate der Zimtsäure, Flavanone und Chalkone. Diese Verbindungen wirken als Inhibitoren der Monoaminoxidase B und bewirken durch Wechselwirkung mit der Gamma-Aminobuttersäure einen Abbau von Noradrenalin und Dopamin. Der Verkauf von P. Methysticum wird in den Niederlanden, der Schweiz und Frankreich kontrolliert, im Vereinigten Königreich und in Polen ist es ebenfalls verboten, aber in den meisten Ländern wird es nicht durch die Gesetzgebung bearbeitet und ist insgesamt legal. Kavaina kann mittels GC-MS in Haaren nachgewiesen werden, wobei der LOD 30 ng/l und der LOQ etwa 100 ng/g beträgt.

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