Introducere
Scopul acestei revizuiri este de a rezuma literatura de specialitate de până acum referitoare la piroliza și ingestia de vapori încălziți de metamfetamină și la procesele de degradare termică aferente. Metamfetamina este un drog de abuz comun care poate fi fumat. Fumatul unui drog produce, în general, un debut rapid al acțiunii, comparabil, în ceea ce privește metamfetamina, cu administrarea intravenoasă.
În majoritatea cazurilor, descompunerea termică începe cu scindarea celei mai slabe legături (adesea C-N) pentru a genera radicali liberi care formează apoi cei mai stabili produși favorizați steric. Procesul de încălzire generează adesea produse de descompunere termică, precum și produse care sunt metaboliți. Toxicitatea acută și cronică a acestor produse secundare este puțin cunoscută, dacă este cunoscută.
Inhalarea vaporilor ca mod de ingestie transportă compușii la plămâni prin gură și nas. Deși membranele mucoase ale gurii și nasului au rolul de a filtra particulele, pe aceste suprafețe se pot prinde compuși solubili în apă. Odată ajunse în plămâni, moleculele se împart în fluxul sanguin la o rată care depinde de compus. Factorii care influențează gradul de absorbție includ distanța parcursă de substanțele inhalate până în plămâni, solubilitatea intrinsecă în sânge și rata fluxului sanguin prin plămâni. Odată ajunși în fluxul sanguin, compușii sunt distribuiți în țesuturi fără metabolismul de prim ordin care are loc în cazul medicamentelor absorbite din tractul gastrointestinal. Ca urmare, doza eficace a unui anumit medicament ingerat prin fumat poate fi mult mai mare decât aceeași cantitate de medicament ingerată pe cale orală. În plus, efectele farmacologice pot apărea aproape instantaneu cu un medicament fumat. Apariția rapidă și intensă a efectelor farmacologice reprezintă motivația pentru fumatul sau injectarea unei anumite substanțe, spre deosebire de ingerarea orală.
În majoritatea cazurilor, descompunerea termică începe cu scindarea celei mai slabe legături (adesea C-N) pentru a genera radicali liberi care formează apoi cei mai stabili produși favorizați steric. Procesul de încălzire generează adesea produse de descompunere termică, precum și produse care sunt metaboliți. Toxicitatea acută și cronică a acestor produse secundare este puțin cunoscută, dacă este cunoscută.
Inhalarea vaporilor ca mod de ingestie transportă compușii la plămâni prin gură și nas. Deși membranele mucoase ale gurii și nasului au rolul de a filtra particulele, pe aceste suprafețe se pot prinde compuși solubili în apă. Odată ajunse în plămâni, moleculele se împart în fluxul sanguin la o rată care depinde de compus. Factorii care influențează gradul de absorbție includ distanța parcursă de substanțele inhalate până în plămâni, solubilitatea intrinsecă în sânge și rata fluxului sanguin prin plămâni. Odată ajunși în fluxul sanguin, compușii sunt distribuiți în țesuturi fără metabolismul de prim ordin care are loc în cazul medicamentelor absorbite din tractul gastrointestinal. Ca urmare, doza eficace a unui anumit medicament ingerat prin fumat poate fi mult mai mare decât aceeași cantitate de medicament ingerată pe cale orală. În plus, efectele farmacologice pot apărea aproape instantaneu cu un medicament fumat. Apariția rapidă și intensă a efectelor farmacologice reprezintă motivația pentru fumatul sau injectarea unei anumite substanțe, spre deosebire de ingerarea orală.
Procesul de încălzire
Una dintre provocările asociate cu identificarea produselor de descompunere termică a drogurilor de abuz fumate este determinarea unor intervale de temperatură realiste și reprezentative ale procesului, atât din perspectiva utilizatorului, cât și din cea analitică. Nu există o singură metodă de "fumat", ci mai degrabă o gamă de condiții, de la încălzirea ușoară până la moderată cu ajutorul unor accesorii până la încălzirea mai agresivă care are loc într-un sistem de tip țigară. În cel mai simplu caz, încălzirea volatilizează drogul pentru ca acesta să ajungă în fluxul sanguin prin plămâni. Sunt posibile și alte procese, inclusiv volatilizarea altor componente și contaminanți; volatilizarea urmată de degradare termică; sau degradarea termică pe o suprafață urmată de volatilizare (figura 1).
Figura 1. Cadrul superior: Căile prin care un medicament sau o sare de medicament poate ajunge în faza gazoasă. Genericul B reprezintă un medicament bazic în forma neprotonată (bază liberă); TD se referă la produsele de descompunere termică.
Metamfetamina este bazică și conține o grupă amină. Solidul poate fi sub formă de bază liberă (B), sub formă de sare (de obicei, dar nu exclusiv, sarea clorhidrat) sau sub formă protonată (BH+). Vaporizarea, condiția prealabilă pentru fumat, astfel cum este definită în prezenta analiză, poate implica mai mult decât o schimbare de fază (figura 1, calea 1), al cărei grad va depinde de modul de încălzire, temperatură, matrice și medicamentul în cauză. Mai întâi poate avea loc degradarea termică a sării la forma de bază liberă, urmată de vaporizarea ulterioară (figura 1, calea 2). În condiții de încălzire diferite, baza sau sarea pot suferi o degradare termică înainte de vaporizare (figura 1, căile 3 și 4), unde poate avea loc o degradare suplimentară.
Medicamentele pot fi ingerate prin inhalare în scopuri terapeutice și recreative. Agenții terapeutici pot fi administrați prin inhalare, dar aceste moduri nu implică o încălzire agresivă; mai degrabă, obiectivul este de a genera un aerosol inhalabil. Singura utilizare terapeutică semnificativă a substanțelor vaporizate este în anestezie, unde agenții sunt de obicei în fază de vapori la temperatura camerei. Țigările electronice sunt din ce în ce mai populare ca mijloc de administrare a nicotinei. Aceste dispozitive încălzesc ușor soluții de dioli, arome și nicotină pentru a genera un aerosol inhalabil. Căldura este furnizată prin intermediul unei baterii cu temperaturi cuprinse între 40-65 °C. La aceste temperaturi, se așteaptă ca degradarea termică să fie minimă. Până la momentul redactării prezentei lucrări, nu au fost identificate rapoarte publicate care să discute în mod specific ingestia de droguri de abuz prin intermediul țigărilor electronice.
După cum se arată în figura 2a, zonele reactive sunt zona de combustie (reacții exoterme) și zona de piroliză, în care predomină reacțiile endotermice. Arderea activă are loc în vârf și este accentuată atunci când utilizatorul "pufăie" țigara și atrage aerul prin regiune. În timpul suflatului, temperatura crește rapid și se poate apropia de 950 °C. Oxigenul este eliminat din aer pe măsură ce acesta trece prin regiunea de ardere către regiunea pirolitică.
Medicamentele pot fi ingerate prin inhalare în scopuri terapeutice și recreative. Agenții terapeutici pot fi administrați prin inhalare, dar aceste moduri nu implică o încălzire agresivă; mai degrabă, obiectivul este de a genera un aerosol inhalabil. Singura utilizare terapeutică semnificativă a substanțelor vaporizate este în anestezie, unde agenții sunt de obicei în fază de vapori la temperatura camerei. Țigările electronice sunt din ce în ce mai populare ca mijloc de administrare a nicotinei. Aceste dispozitive încălzesc ușor soluții de dioli, arome și nicotină pentru a genera un aerosol inhalabil. Căldura este furnizată prin intermediul unei baterii cu temperaturi cuprinse între 40-65 °C. La aceste temperaturi, se așteaptă ca degradarea termică să fie minimă. Până la momentul redactării prezentei lucrări, nu au fost identificate rapoarte publicate care să discute în mod specific ingestia de droguri de abuz prin intermediul țigărilor electronice.
După cum se arată în figura 2a, zonele reactive sunt zona de combustie (reacții exoterme) și zona de piroliză, în care predomină reacțiile endotermice. Arderea activă are loc în vârf și este accentuată atunci când utilizatorul "pufăie" țigara și atrage aerul prin regiune. În timpul suflatului, temperatura crește rapid și se poate apropia de 950 °C. Oxigenul este eliminat din aer pe măsură ce acesta trece prin regiunea de ardere către regiunea pirolitică.
Figura 2. Cadrul superior: Zonele încălzite și fluxul de aer într-o țigară. În stânga jos: Zonele încălzite și fluxul de aer într-un dispozitiv de încălzire improvizat. Partea din dreapta jos: Procesul de încălzire în aer liber ca în "Chasing the Dragon".
Reacțiile chimice sunt dominate aici de descompunerea reductivă. Condensarea și filtrarea particulelor au loc ca produse în apropierea gurii. O lucrare din 2004 discută experimentele pentru a determina în ce măsură compușii volatilizați sunt degradați termic în timpul fumatului țigărilor. Utilizând o intrare de piroliză analitică la un GC-MS, autorii au constatat că, pentru majoritatea compușilor, cea mai mare parte a compusului părinte este transferată fumătorului. Acest studiu a demonstrat că gradul de transfer intact depinde de greutatea formulei și de volatilitate (cu cât greutatea moleculară este mai mică, cu atât transferul intact este mai mare) și într-o mai mică măsură de grupele funcționale și de matrice. Autorii au comparat rezultatele pirolizei analitice cu fumatul folosind compuși radiomarcați și, pentru compușii relativ volatili (<~300Da), au raportat că piroliza analitică a fost un model bun pentru fumat. Aceștia au menționat un avertisment: această metodologie a supraestimat gradul de piroliză al compușilor mai mari, mai puțin volatili. Această limitare nu este critică în contextul drogurilor de abuz, dintre care majoritatea au greutăți moleculare mai mici de 400Da.
Fumatul țigărilor nu imită procesul tipic utilizat pentru a ingera droguri precum cocaina, metamfetamina, amfetamina, heroina și fentanilul. În aceste cazuri (figurile 2b și 2c), drogurile sunt plasate pe o suprafață sau într-o pipă improvizată, cum ar fi un bec, și încălzite cu ajutorul unei brichete. Vaporii sunt aspirați în plămâni cu ajutorul unui pai sau al unui dispozitiv similar. În funcție de designul dispozitivului, utilizatorul poate trage aer peste materialul încălzit sau, în cazul țevilor, prin material. Nu există o zonă de ardere comparabilă cu cea din țigări. În consecință, multe moduri de fumat sunt mai bine descrise ca încălzire în aer liber în condiții de oxidare. În metoda denumită "chasing the dragon", substanța este așezată pe o suprafață precum folia de aluminiu și încălzită cu o brichetă. Folia atinge temperaturi ridicate de până la 600 °C în câteva secunde, deși absorbția de căldură de către matrice (determinată de capacitățile termice) poate limita temperatura solidului la ~400 °C.
Fumatul țigărilor nu imită procesul tipic utilizat pentru a ingera droguri precum cocaina, metamfetamina, amfetamina, heroina și fentanilul. În aceste cazuri (figurile 2b și 2c), drogurile sunt plasate pe o suprafață sau într-o pipă improvizată, cum ar fi un bec, și încălzite cu ajutorul unei brichete. Vaporii sunt aspirați în plămâni cu ajutorul unui pai sau al unui dispozitiv similar. În funcție de designul dispozitivului, utilizatorul poate trage aer peste materialul încălzit sau, în cazul țevilor, prin material. Nu există o zonă de ardere comparabilă cu cea din țigări. În consecință, multe moduri de fumat sunt mai bine descrise ca încălzire în aer liber în condiții de oxidare. În metoda denumită "chasing the dragon", substanța este așezată pe o suprafață precum folia de aluminiu și încălzită cu o brichetă. Folia atinge temperaturi ridicate de până la 600 °C în câteva secunde, deși absorbția de căldură de către matrice (determinată de capacitățile termice) poate limita temperatura solidului la ~400 °C.
Terminologie și mecanism
Termenul cel mai frecvent utilizat pentru a descrie procesul de afumare în contextul drogurilor de abuz este piroliza. Piroliza este un tip de reacție de degradare termică în fază gazoasă care poate avea loc în condiții aerobe sau anaerobe. Strict definită, piroliza nu este combustie, dar piroliza poate duce la inițierea combustiei. Intervalul de temperatură la care are loc piroliza depinde de materialul supus descompunerii. În această analiză, piroliza va fi utilizată în mod generic pentru a descrie ruperea legăturilor care dau naștere la radicali liberi care generează, direct sau indirect, molecule de produs. În majoritatea cazurilor, scindarea inițială se bazează pe rezistența legăturilor, iar compușii formați pot fi prevăzuți pe baza stabilității relative a produselor și a produselor potențiale de rearanjare. Reacțiile de piroliză (în ordinea frecvenței) includ eliminări, rearanjări, oxidări, reduceri, substituții și adiții. Este demn de remarcat faptul că piroliza în fază gazoasă a fost studiată pe larg în domenii precum combustia, arderea biomasei, polimerii și energia/combustibilii, dar nu există instrumente sau aplicații care să permită o predicție rapidă in silico a produselor pirolitice care se pot forma dintr-o moleculă mică dată, într-un set dat de condiții. Dintre tipurile de reacții menționate, eliminarea pirolitică este cea mai frecvent observată și poate fi clasificată ca α-eliminații, β-eliminații, 1,3-eliminații etc., în funcție de atomii care sunt implicați în clivarea legăturii inițiale și de atomii care sunt eliminați. Multe dintre aceste reacții de eliminare urmează un mecanism Ei, un proces de eliminare intramoleculară (i). Starea de tranziție este ciclică, iar orice legătură dublă nou formată se îndreaptă în general către carbonul cel mai puțin substituit (regula lui Hoffmann). Dacă o dublă legătură există deja în moleculă înainte de reacție, formarea unui sistem conjugat va fi favorizată dacă este posibil din punct de vedere steric.
Câteva lucrări au abordat influența stării de protonare și a formei sării acide a medicamentelor de bază evaluate pentru produsele pirolitice. Anionul clorură (dintr-o sare HCl) poate acționa ca nucleofil și, ca urmare, s-au observat produse clorurate ca produse de piroliză.
Câteva lucrări au abordat influența stării de protonare și a formei sării acide a medicamentelor de bază evaluate pentru produsele pirolitice. Anionul clorură (dintr-o sare HCl) poate acționa ca nucleofil și, ca urmare, s-au observat produse clorurate ca produse de piroliză.
Figura 3. Produse pirolitice raportate ale metamfetaminei.
Există șapte produse de piroliză principale: amfetamină (17, figura 3), trans-fenilacetonă (18, figura 3), dimetilamfetamină (19, figura 3), n-acetil, n-propionil, n-formil-metilmetamfetamină (20, figura 3), andn-cianometilmetamfetamină (21, figura 3). Un studiu din 1999 a confirmat multe dintre aceste produse pirolitice și a identificat numeroase altele, inclusiv furfurilmetilamfetamina, 2-propenilbenzenul, benzilmetilcetoxima, 3,4-dihidro-2-naftaleona, n-formilamfetamina, n-acetilamfetamina și bibenzilul, deși identificările nu au fost confirmate de standardele de referință.
O lucrare publicată în 2007 de Ely et al. a utilizat o piroprobă analitică și a identificat amfetamina, etilbenzenul, 1-fenilpropenul (22, figura 3), toluenul, stirenul, efedrina, nor-efedrina și mai mulți metaboliți ca produse pirolitice. Au fost evaluate câteva amestecuri (cu cofeină, lidocaină și benzocaină), fără diferențe notabile în produsele pirolitice ale metamfetaminei. Bibenzilul a fost, de asemenea, raportat, dar identificarea nu a fost confirmată de standardele de referință.
Ultimele componente enumerate nu au un efect semnificativ asupra organismului consumatorului datorită cantităților extrem de mici. De exemplu, sublimarea a 1 g de metamfetamină nu produce mai mult de 0,00001 g de efedrină și norefedrină, ceea ce este de 1000 de ori mai mic decât doza minimă eficace. Probabil că, în timpul sublimării, se formează o serie de alte substanțe, dar în cantități atât de nesemnificative încât nu este posibil să le identificăm în acest stadiu de dezvoltare a metodelor de control.
O lucrare publicată în 2007 de Ely et al. a utilizat o piroprobă analitică și a identificat amfetamina, etilbenzenul, 1-fenilpropenul (22, figura 3), toluenul, stirenul, efedrina, nor-efedrina și mai mulți metaboliți ca produse pirolitice. Au fost evaluate câteva amestecuri (cu cofeină, lidocaină și benzocaină), fără diferențe notabile în produsele pirolitice ale metamfetaminei. Bibenzilul a fost, de asemenea, raportat, dar identificarea nu a fost confirmată de standardele de referință.
Ultimele componente enumerate nu au un efect semnificativ asupra organismului consumatorului datorită cantităților extrem de mici. De exemplu, sublimarea a 1 g de metamfetamină nu produce mai mult de 0,00001 g de efedrină și norefedrină, ceea ce este de 1000 de ori mai mic decât doza minimă eficace. Probabil că, în timpul sublimării, se formează o serie de alte substanțe, dar în cantități atât de nesemnificative încât nu este posibil să le identificăm în acest stadiu de dezvoltare a metodelor de control.
Prezentarea succintă a produselor de piroliză
Amfetamina este un stimulent al sistemului nervos central care, la fel ca metamfetamina, se bazează pe creșterea eliberării de catecolamine (dopamină, noradrenalină și serotonină) din terminațiile presinaptice, ceea ce reduce oboseala, induce un val de energie, reduce nevoia de somn și suprimă apetitul.
Fenilacetona este o substanță utilizată pentru sinteza amfetaminei și a metamfetaminei, precum și un metabolit inactiv al acestor surfactanți. În organism, suferă oxidare la acid benzoic, conjugare cu glicina pentru a forma acid hipuric, care este excretat de rinichi. Nu are un efect psihoactiv vizibil asupra organismului cu această metodă de utilizare.
Dimetilamfetamina este un stimulent al SNC care este mai puțin puternic decât amfetamina și metamfetamina, cu efecte similare. N-formilmetamfetamina este o substanță toxică care irită pielea și mucoasele, provoacă tulburări metabolice, tinde să se acumuleze în organism, provocând tulburări psihice, leziuni organice ale sistemului nervos central. Se reduce la metamfetamină într-un mediu acid.
N-formilmetamfetamina este o substanță toxică care irită pielea și membranele mucoase, provoacă tulburări metabolice, tinde să se acumuleze în organism, provocând tulburări mintale, leziuni organice ale sistemului nervos central.se reduce la metamfetamină într-un mediu acid.
1-Pnilpropenul este cancerigen și mutagen; nu se acumulează în organism. Inhalarea frecventă provoacă cancer pulmonar.
N-cianometilmetamfetamina este o otravă puternică, are un efect iritant local asupra pielii și membranelor mucoase, în organism este metabolizată în cianuri, care inhibă respirația celulară. Se formează numai atunci când metamfetamina este sublimată împreună cu tutunul (de exemplu, atunci când se fumează o țigară cu metamfetamină).
Fenilacetona este o substanță utilizată pentru sinteza amfetaminei și a metamfetaminei, precum și un metabolit inactiv al acestor surfactanți. În organism, suferă oxidare la acid benzoic, conjugare cu glicina pentru a forma acid hipuric, care este excretat de rinichi. Nu are un efect psihoactiv vizibil asupra organismului cu această metodă de utilizare.
Dimetilamfetamina este un stimulent al SNC care este mai puțin puternic decât amfetamina și metamfetamina, cu efecte similare. N-formilmetamfetamina este o substanță toxică care irită pielea și mucoasele, provoacă tulburări metabolice, tinde să se acumuleze în organism, provocând tulburări psihice, leziuni organice ale sistemului nervos central. Se reduce la metamfetamină într-un mediu acid.
N-formilmetamfetamina este o substanță toxică care irită pielea și membranele mucoase, provoacă tulburări metabolice, tinde să se acumuleze în organism, provocând tulburări mintale, leziuni organice ale sistemului nervos central.se reduce la metamfetamină într-un mediu acid.
1-Pnilpropenul este cancerigen și mutagen; nu se acumulează în organism. Inhalarea frecventă provoacă cancer pulmonar.
N-cianometilmetamfetamina este o otravă puternică, are un efect iritant local asupra pielii și membranelor mucoase, în organism este metabolizată în cianuri, care inhibă respirația celulară. Se formează numai atunci când metamfetamina este sublimată împreună cu tutunul (de exemplu, atunci când se fumează o țigară cu metamfetamină).
Concluzii.
1. Nu fumați în niciun caz metamfetamină cu tutun.
2. În cazul în care fumați metamfetamină pură, este recomandabil să treceți vaporii printr-un lichid care conține un acid slab (suc de lămâie, mere sau portocale, vin sec etc.) înainte de inhalare. Gazele sunt răcite în apă și nu dăunează sistemului respirator. Dacă urmați aceste recomandări, inhalarea de metamfetamină nu este mai periculoasă decât consumul intranazal sau oral.
2. În cazul în care fumați metamfetamină pură, este recomandabil să treceți vaporii printr-un lichid care conține un acid slab (suc de lămâie, mere sau portocale, vin sec etc.) înainte de inhalare. Gazele sunt răcite în apă și nu dăunează sistemului respirator. Dacă urmați aceste recomandări, inhalarea de metamfetamină nu este mai periculoasă decât consumul intranazal sau oral.
Last edited by a moderator:
