Identificazione delle sostanze psicoattive di origine naturale

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Jul 6, 2021
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L'uso di sostanze psicoattive è in rapida crescita in tutto il mondo. Esiste un'enorme classe di sostanze di origine naturale, costituita da funghi e piante contenenti una vasta gamma di alcaloidi che provocano effetti rilassanti, stimolanti e allucinogeni. L'assunzione di alcune di queste sostanze è condizionata da credenze religiose e aspetti culturali, il che rende la legge molto incerta e, a volte, ambigua. Tuttavia, l'abuso di queste sostanze può rappresentare un rischio elevato per la salute, poiché il loro metabolismo e la loro azione non sono ancora stati studiati a fondo. Inoltre, le sostanze psicoattive di origine naturale sono diffuse sia nella dark net che nella clearnet, compaiono rapidamente e ciò richiede lo sviluppo di modelli analitici complessi, in grado di rilevare queste sostanze e di controllarne l'uso in modo approfondito. Nel presente studio vengono discussi i loro principali aspetti tossicologici, le applicazioni tradizionali e il potenziale terapeutico, nonché lo sviluppo di metodi analitici per lo studio di diversi campioni vegetali in matrici biologiche: Areca catechu, Argyreia nervosa, Lophophora williamsii, Catha edulis, Ayahuasca, Datura stramonium, Mitragyna speciosa, Piper methystirum. Nei Paesi dell'Unione Europea circa 96 milioni di persone ammettono di aver fatto uso di droghe. La più utilizzata è la cannabis (circa il 27,4%), poi la cocaina (5,4%), l'ecstasy (4,1%) e le anfetamine (3,7%).

Recentemente, si è registrata un'elevata tendenza all'uso di nuove sostanze psicoattive. L'Osservatorio europeo delle droghe e delle tossicodipendenze (OEDT) definisce una nuova sostanza psicoattiva come "un nuovo stupefacente o psicotropo, in forma pura o preparata, che non è controllato dalle Convenzioni delle Nazioni Unite sulle droghe, ma che può rappresentare una minaccia per la salute pubblica paragonabile a quella rappresentata dalle sostanze elencate in tali convenzioni". Queste droghe sono popolari per il fatto che possono essere sintetizzate più rapidamente, hanno un basso costo e intensi effetti psicoattivi, ma hanno anche un potenziale di rischio elevato e un basso controllo. La costante comparsa di nuove sostanze psicoattive, dovuta ai cambiamenti nelle modalità di sintesi e alle variazioni delle molecole, è un argomento di preoccupazione per il controllo della commercializzazione, che ha costretto l'Ufficio delle Nazioni Unite contro la Droga e il Crimine (UNODC) a sviluppare e implementare un sistema di allerta precoce per l'individuazione di questi composti. Le nuove sostanze psicoattive (NPS) possono essere sia di origine sintetica che naturale. Le sostanze sintetiche più conosciute sono i cannabinoidi sintetici, i catinoni e gli oppioidi, le piperazine, le feniletilamine, le benzodiazepine designate, le indolalchilamine e le arilcicloesilamine. Le NPS di origine naturale consistono principalmente in alcaloidi, di norma presenti in piante e funghi. Queste piante si trovano più spesso in Sud America, in Asia e in Africa e, a seconda dei loro componenti, provocano effetti corrispondenti. Il metabolismo di queste sostanze non è stato studiato a fondo e, pertanto, i metaboliti risultanti e le loro potenziali concentrazioni sono sconosciuti. Inoltre, è importante studiare questo aspetto in termini di identificazione della tossicità (sia acuta che cronica), che è sconosciuta per molte di queste sostanze. Pertanto, lo sviluppo di metodi analitici è di grande valore per l'identificazione e la quantificazione dei composti potenzialmente pericolosi presenti nei prodotti naturali.

Areca catechu (Betel Quid).
Questa specie vegetale è diffusa soprattutto in Africa, Europa e America, oltre alla sua origine principale - l'Asia (Sri Lanka e Malesia). La noce di Areca è il frutto di questa pianta, che per molti secoli è stata utilizzata come mezzo tradizionale per l'esecuzione di rituali. Di solito veniva masticata o consumata insieme ad alcune bevande (macinate in un mortaio). Secondo le statistiche, la noce di Areca è la quarta droga naturale più diffusa e utilizzata per i suoi effetti, tra cui quello di afrodisiaco. L'arecolina è il principale composto psicoattivo, presente nei frutti di A.catechu. Questo composto è un alcaloide, il suo profilo farmacodinamico prevede l'inibizione dell'acido gamma-aminobutirrico (GABA) e l'agonismo non selettivo degli acidi nicotinici e muscarinici. Una volta entrata nell'organismo, l'arecolina passa rapidamente la barriera emato-encefalica, colpendo il sistema nervoso parasimpatico. Questo frutto provoca una rapida dipendenza e molti effetti collaterali, ad esempio a livello dell'apparato digerente (nausea o vomito, disturbi funzionali dispeptici, stipsi con ostruzione intestinale dinamica; inoltre, si verifica una marcata sindrome da astinenza, manifestata da insonnia, sbalzi d'umore, irritabilità e ansia). Altri effetti collaterali che si verificano quando viene consumato in grandi quantità, o quando viene usato a lungo termine, sono rari ma pericolosi e consistono in sindrome extrapiramidale, asma, infarto del miocardio o sindrome coronarica acuta.

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Tuttavia, l'uso di questo frutto a scopo medicinale è stato descritto nell'antichità dai buddisti, per cui А. L'assunzione di Catechu è associata a una sensazione di soddisfazione, a un debole effetto psicostimolante, alla riduzione dello stress e dell'ansia, al rafforzamento delle gengive e all'attenuazione della respirazione. Inoltre, in passato è stato utilizzato nel trattamento della malaria, della febbre, dell'ipertensione, dell'urolitiasi, nonché nel trattamento delle malattie dell'apparato digerente. Alcuni studi specifici hanno dimostrato che l'uso della noce di areca è associato a un'azione antimicrobica e a un effetto positivo sul funzionamento del sistema cardiovascolare.

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L'A. catechu non è considerata una sostanza controllata, quindi negli Stati Uniti e nell'Unione Europea non esiste una legislazione sul suo utilizzo. Questo fatto è legato allo sviluppo di diversi metodi analitici che permettono l'identificazione di queste sostanze. I campioni tradizionali, come il sangue, sono ora utilizzati per rilevare le sostanze più comuni. Ad esempio, per la determinazione quantitativa dell'arecolina mediante LC-MS/MS, si utilizza 1 ml di sangue con un limite di rilevazione (LOD) di 0,02 ng/ml e un limite di determinazione quantitativa (LOQ) di 0,5 ng/ml. Anche l'urina è un'altra matrice biologica utilizzata per rilevare l'arecolina. Pichini e al. hanno sviluppato un metodo analitico utilizzando un'apparecchiatura HPLC-MC che utilizza 1 ml di urina in campioni di 1 grammo di meconio e siero del cordone ombelicale (1 ml). Esistono inoltre metodi alternativi di rilevazione dell'arecolina che utilizzano il nitrato dentale e il latte materno.

Argyreia nervosa (Adhoguda).
Questa classe di sostanze psicoattive naturali è originaria dell'India, ma è diffusa sia in Europa che in Africa. Questa pianta è chiamata anche con altri nomi: Adhoguda, Vidhara, Elephant Creeper, Rivea corymbosa, Hawaiian Baby Woodrose o Morning Glory, Ipomoea violacea. I suoi semi contengono alcaloidi psicoattivi. L'isoergina e la lisergamide sono composti associati alle proprietà allucinogene di questa pianta. Provocano effetti simili a quelli dell'LSD, ma comunque diversi a seconda delle opinioni soggettive degli utilizzatori. Nei semi di A. nervosa, il contenuto di alcaloidi ergolinici varia dallo 0,5 allo 0,9%, di cui lo 0,19% è Isoergina e lo 0,14% è LSA. L'azione della prima comporta il legame con i recettori D2 della dopamina, seguito dall'inibizione dell'adenilato ciclasi e dalla diminuzione della produzione di cAMP. Inoltre, questa pianta è stata utilizzata a scopo medico come diuretico e afrodisiaco, e alcuni ricercatori hanno descritto proprietà analgesiche, antinfiammatorie, immunomodulanti ed epatoprotettive. Le radici di A. nervosa sono utilizzate nel trattamento di malattie del sistema nervoso centrale, reumatismi, gonorrea e ulcere gastriche croniche. D'altra parte, l'attività antimicrobica è stata associata alle foglie della pianta, che contengono altri alcaloidi oltre a quelli sopra citati: in particolare erginina, ergometrina, lisergolo, peniclavina, canoclavina I, canoclavina II, ergometrina, elimoclavina. Tuttavia, i loro effetti non sono ancora stati studiati.

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La LSА è una sostanza controllata in alcuni Paesi europei, in particolare in Gran Bretagna e in Italia. Anche negli Stati Uniti è considerata una sostanza controllata; tuttavia, la pianta stessa e i suoi semi sono venduti senza alcuna restrizione. Attualmente esistono alcuni metodi analitici che possono essere utilizzati per identificare la LSA. Paulke e al. descrivono una tecnica che utilizza 1 ml di siero e urina per quantificare l'LSA. Gli analiti vengono estratti con il metodo SPE e quantificati su apparecchiature HPLC-FLD con limiti di rilevazione e quantificazione rispettivamente di 0,05-0,15 ng/ml e 0,17 ng/ml. La percentuale di recupero varia dal 69,4% al 78,8%.

Ayahuasca ("Hoasca").
Ayahuasca - la parola Quechua è ovviamente formata da due termini, che significano "anima" e "vite", ma la bevanda è nota anche come caapi, daime, hoasca, yage, natema. Si tratta di una bevanda psicoattiva, usata tradizionalmente in Sud America. Tuttavia, recentemente è stata esportata in altri Paesi dell'Europa e dell'Asia. Consiste in un liquido marrone, denso e oleoso, ottenuto dalla combustione di trucioli di fusto di Banisteriopsis caapi e di foglie di Psychotria viridis. Esistono altre piante coinvolte nella produzione dell'Ayahuasca, ad esempio Brugmansia suaveolens, Psychotria carthagenensis, Nicotiana tabacum, Tabernaemontana spp., Brunfelsia spp., Datura suaveolens, Iochroma fuchsioides, Malouetia tamarquina, Juanulloa spp., Peganum harmala, che hanno anch'esse una certa azione sui sistemi fisici e mentali, causando gli effetti clinici dell'intossicazione.

Gli effetti di questa sostanza psicoattiva sono causati dal potenziale sinergico di N, N-dimetiltriptamina (DMT), composti allucinogeni di P. viridis e di C. edulis, che si trovano principalmente in alcuni Paesi dell'Africa occidentale, e anche di garmina, garmalina e tetraidroarmina (THH), che si trovano nello Yemen, in Etiopia e nella penisola arabica. Questa pianta è spesso utilizzata come medicinale, i suoi alcaloidi β-carbolinici sono presenti nella B. Caapi. La DMT è una triptamina di cui si abusa spesso perché è in grado di simulare gli effetti dei catinoni sintetici, ma con un rischio minore di agire come agonista dei recettori della serotonina (5-HT1A/2A/2C). In caso di intossicazione con questo composto, non sono ancora stati segnalati decessi. La C. edulis viene utilizzata anche a scopo ricreativo. Quando viene ingerita, viene metabolizzata dalla monoamino ossidasi A periferica e di solito viene consumata in uno stato inattivo. La DMT entra nell'organismo insieme agli alcaloidi β-carbolinici, attraverso la masticazione delle foglie. Inoltre, il THH inibisce anche la ricaptazione della serotonina, potenziando gli effetti della fenilpropanolamina.

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Gli effetti possono essere variabili, tra cui allucinazioni visive, ipertermia, midriasi, varie alterazioni del sistema endocrino, cardiovascolare e immunitario. Sono stati descritti anche effetti collaterali come vomito, agitazione, ipertensione, paranoia, ansia e depressione. Tuttavia, diversi studi hanno riportato il potenziale terapeutico di questa pianta: azione antimicrobica e antiossidante, oltre a un effetto positivo sulle cellule dei neuroni dopaminergici. Dopo l'uso singolo di Ayahuasca, i sintomi della depressione si riducono in modo significativo. Altri studi dimostrano che l'uso di questo decotto riduce significativamente l'ansia e il panico, così come il potenziale negativo di dipendenza associato all'uso di alcol e altre droghe, riduce il dolore fisico, i problemi di attenzione e concentrazione, la stanchezza, l'insonnia, l'irritabilità e i pensieri ossessivi.

L'ayahuasca è stata utilizzata per molti secoli come parte dei rituali religiosi in Amazzonia e recentemente è stata utilizzata da organizzazioni religiose come l'União do Vegetal (UDV) e il Santo Daime. Le sostanze contenenti DMT sono sotto controllo negli Stati Uniti e in alcuni Paesi europei. Tuttavia, l'uso di viridis e B. Caapi non è controllato in alcun modo e l'uso di ayahuasca è legale negli Stati Uniti e in Brasile. Attualmente esistono diverse tecniche analitiche che consentono di rilevare e quantificare i composti dell'Ayahuasca e i suoi metaboliti. Per esempio, Yritia e Oliveira e al. hanno sviluppato metodi analitici utilizzando SPE e LLE.Pichini ha condotto uno studio in cui, utilizzando solo 25 mg di capelli, idrolizzando per mezzo di un reagente M3, ha identificato quantitativamente la DMT, con valori LOD di 0,01-0,02 ng/mg, e LOQ da 0,03-0,05 ng/mg, con un recupero dal 76,6% al 97,4%.
Datura stramonium (Jimson Weed).
La Datura stramonium si trova principalmente negli Stati Uniti ed è un'erba stagionale che cresce in condizioni naturali. Questa specie vegetale è nota come Jimson Weed ed era tradizionalmente utilizzata dagli indiani Pueblo per le sue proprietà analgesiche. Nella medicina occidentale, l'erba lampone veniva utilizzata anche nel trattamento dell'asma. Questa pianta viene solitamente utilizzata consumando i semi o i fiori nella loro forma pura, senza pretrattamento. Tuttavia, si preparano anche tinture. Foglie, fiori e semi vengono consumati dopo un piccolo trattamento ad alta temperatura, oppure sotto forma di polvere "Asthmador" per inalazione. Gli effetti clinici comportano allucinazioni, causate dagli alcaloidi scopolamina e atropina. Sono considerate ammine terziarie, quindi passano facilmente attraverso la barriera emato-encefalica. Considerando le azioni principali della scopolamina (azione antimuscarinica), si registrano spesso effetti collaterali tipici: tachipnea, delirio, agitazione psicomotoria, midriasi, visione offuscata e fotofobia, oltre a vasodilatazione periferica, disturbi della termoregolazione, vomito, stipsi e disturbi della minzione. In caso di dosi elevate, possono verificarsi sindrome coronarica acuta, convulsioni e marcata depressione respiratoria indiretta.

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Lophophora williamsii (Peyote).
La L. williamsii, nota come Peyote, è un cactus originario del Messico settentrionale e degli Stati Uniti. Questa pianta veniva tradizionalmente mangiata durante i rituali religiosi dalle popolazioni indigene. Di solito è la polpa del cactus fresco a essere utilizzata come alimento, ma può essere consumata anche in forma essiccata (preparando tè o altre bevande). Il L. Williamsii contiene un composto chiamato mescalina [2-(3,4,5-trimetilfenil) etanamina], che è il motivo delle sue proprietà allucinogene. Inoltre, viene venduta in polvere. Dopo l'assunzione, la mescalina entra nel sistema nervoso centrale, agendo sui recettori serotoninergici 5-HT2A, 5-HT2B e 5-HT2C. Gli effetti includono compulsione, paranoia, parestesia, alterazioni della percezione dei colori, cefalea, midriasi e agitazione psicomotoria. Inoltre, vi sono altri effetti lievi sui sistemi digestivo, urinario e cardiovascolare: ipertensione, tachicardia, vomito e una diminuzione del tasso di filtrazione nell'apparato glomerulare dei reni. Tuttavia, sono descritti anche effetti positivi: i ricercatori associano l'uso di questo tipo di pianta a effetti positivi nel trattamento complesso di reumatismi, ferite infette, ustioni e morsi di serpente. Un altro studio dimostra che questa pianta ha proprietà antimicrobiche contro lo Staphylococcus aureus. Oggi, tutte le sostanze contenenti mescalina sono incluse nell'Allegato I della Convenzione delle Nazioni Unite sulle droghe del 1967. Con il metodo UHPLC-MS/MS utilizzando 25 mg di capelli, è possibile eseguire l'identificazione quantitativa di questo composto con LOD 0,01-0,02 ng/ml, LOQ 0,03-0,05 ng/mg e recupero del 79,6%-97,4%.

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Mitragyna speciosa (Kratom).
La M. speciosa, nota anche come Kratom, è emersa nel continente asiatico (Biak, Malesia e Thailandia), ma attualmente è già diffusa in molte parti del mondo. Per diversi anni è stata utilizzata dai lavoratori delle zone rurali asiatiche per ridurre la fatica e aumentare la produttività lavorativa, oltre che per varie sindromi dolorose, diarrea, ipertensione e diabete mellito. Recentemente ha iniziato a essere utilizzato a scopo ricreativo. Le foglie di Kratom sono state utilizzate come sostituto dell'oppio nel trattamento della sindrome da astinenza da morfina. Il metodo preferito di utilizzo del Kratom è la masticazione delle foglie fresche; tuttavia, alcune persone essiccano le foglie e le fumano, oppure le preparano e le bevono sotto forma di tè e tinture. Attualmente sono disponibili capsule, polveri e bevande contenenti Kratom. I suoi effetti psicoattivi sono causati da circa 40 diversi alcaloidi. Questi composti costituiscono solo lo 0,5-1,5% del volume totale delle molecole e la loro concentrazione dipende dalla stagione di raccolta, dall'età della pianta e dalla posizione geografica.

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La sostanza psicoattiva più comune è la mitraginina, che costituisce il 66,2% del contenuto di alcaloidi. Tuttavia, nelle piante malesi la sua quota non supera il 10%. Esistono anche altri alcaloidi con attività farmacologica: 7-idrossimitraginina, corinantheidina, corinantheidina, specioginina e paynantheina. Gli alcaloidi presenti nella M. Speciosa hanno un'elevata lipofilia e passano facilmente la barriera emato-encefalica. Agiscono come inibitori dei recettori k- e μ-opioidi. Inoltre, la mitraginina si lega ai recettori δ-opioidi, fornendo un effetto analgesico. Inoltre, legandosi ai canali del Ca ne provoca il blocco incompleto, influenzando il rilascio di neurotrasmettitori. Carlier e al. utilizzano il metodo di identificazione mediante UHPLC-MS con idrolisi enzimatica tramite SPE e determinano il metabolita nelle urine utilizzando LC-Q/TOF-MS, dove LOD = 0,25-1 ng/ml e LOQ = 0,5-1 ng/ml.

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Piper methysticum Forst (Kava).
Le radici e gli steli del P. methysticum sono utilizzati per la preparazione della Kava, una bevanda psicotropa originaria della regione del Pacifico. È stata utilizzata per le sue proprietà terapeutiche: ridurre la fatica e l'ansia, alleviare il dolore e stabilizzare il sonno. Tuttavia, l'uso di questa sostanza è associato a un effetto epatotossico. L'effetto farmacologico è dovuto ai kavalattoni: kavain e iangonin, anche desmetossi-iangonin, 7,8-diidrokavain, metisticina e 7,8-diidrometisticina, ai derivati dell'acido cinnamico, ai flavanoni e ai calconi. Questi composti agiscono come inibitori della monoamino ossidasi B, causando la riduzione della noradrenalina e della dopamina interagendo con l'acido gamma-aminobutirrico. La vendita di P. Methysticum è controllata nei Paesi Bassi, in Svizzera e in Francia, è vietata nel Regno Unito e anche in Polonia, ma nella maggior parte dei Paesi non è trattata dalla legislazione ed è complessivamente legale. La kavaina può essere identificata tramite GC-MS nei capelli, dove il LOD è di 30 ng/l e il LOQ di circa 100 ng/g.

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