Uvod
Namen tega pregleda je povzeti dosedanjo literaturo, povezano s pirolizo in zaužitjem metamfetamina s segreto paro ter spremljajočimi procesi termične razgradnje. Metamfetamin je običajna droga, ki se lahko kadi. Kajenje droge na splošno omogoča hiter začetek delovanja, ki je pri metamfetaminu primerljiv z intravenskim vnosom.
V večini primerov se termična razgradnja začne s cepitvijo najšibkejše vezi (pogosto C-N), pri čemer nastanejo prosti radikali, ki nato tvorijo najbolj stabilne sterilno ugodne produkte. Pri segrevanju pogosto nastanejo produkti termične razgradnje in tudi tisti, ki so metaboliti. Akutna in kronična toksičnost teh stranskih produktov je slabo poznana, če je sploh poznana.
Pri vdihavanju hlapov kot načinu zaužitja se spojine prek ust in nosu prenesejo v pljuča. Čeprav sta sluznici ust in nosu namenjeni filtriranju delcev, lahko na teh površinah pride do zadrževanja v vodi topnih spojin. Ko so molekule v pljučih, se v odvisnosti od spojine hitro razdelijo v krvni obtok. Dejavniki, ki vplivajo na stopnjo absorpcije, vključujejo razdaljo, ki jo vdihane snovi prepotujejo v pljuča, notranjo topnost v krvi in hitrost pretoka krvi skozi pljuča. Ko so spojine v krvnem obtoku, se razporedijo po tkivih brez presnove prvega reda, ki se pojavi pri zdravilih, ki se absorbirajo iz gastrointestinalnega trakta. Zaradi tega je lahko učinkovit odmerek določenega zdravila, zaužitega s kajenjem, veliko večji od enake količine zdravila, zaužitega peroralno. Poleg tega se lahko farmakološki učinki pri kadjenju pojavijo skoraj takoj. Hiter in intenziven začetek farmakoloških učinkov je motivacijska sila za kajenje ali injiciranje določene snovi v nasprotju z oralnim zaužitjem.
V večini primerov se termična razgradnja začne s cepitvijo najšibkejše vezi (pogosto C-N), pri čemer nastanejo prosti radikali, ki nato tvorijo najbolj stabilne sterilno ugodne produkte. Pri segrevanju pogosto nastanejo produkti termične razgradnje in tudi tisti, ki so metaboliti. Akutna in kronična toksičnost teh stranskih produktov je slabo poznana, če je sploh poznana.
Pri vdihavanju hlapov kot načinu zaužitja se spojine prek ust in nosu prenesejo v pljuča. Čeprav sta sluznici ust in nosu namenjeni filtriranju delcev, lahko na teh površinah pride do zadrževanja v vodi topnih spojin. Ko so molekule v pljučih, se v odvisnosti od spojine hitro razdelijo v krvni obtok. Dejavniki, ki vplivajo na stopnjo absorpcije, vključujejo razdaljo, ki jo vdihane snovi prepotujejo v pljuča, notranjo topnost v krvi in hitrost pretoka krvi skozi pljuča. Ko so spojine v krvnem obtoku, se razporedijo po tkivih brez presnove prvega reda, ki se pojavi pri zdravilih, ki se absorbirajo iz gastrointestinalnega trakta. Zaradi tega je lahko učinkovit odmerek določenega zdravila, zaužitega s kajenjem, veliko večji od enake količine zdravila, zaužitega peroralno. Poleg tega se lahko farmakološki učinki pri kadjenju pojavijo skoraj takoj. Hiter in intenziven začetek farmakoloških učinkov je motivacijska sila za kajenje ali injiciranje določene snovi v nasprotju z oralnim zaužitjem.
Postopek segrevanja
Eden od izzivov, povezanih z ugotavljanjem produktov termične razgradnje dimljenih drog zlorabe, je določitev realističnih in reprezentativnih temperaturnih območij procesa tako z vidika uporabnika kot z analitičnega vidika. Ne obstaja ena sama metoda "kajenja", temveč vrsta pogojev, od blagega do zmernega segrevanja s pripomočki do agresivnejšega segrevanja, ki se zgodi v sistemu, podobnem cigareti. V najpreprostejšem primeru se s segrevanjem droga izhlapi in se prek pljuč prenese v krvni obtok. Možni so tudi drugi postopki, vključno z izhlapevanjem drugih sestavin in onesnaževalcev, izhlapevanjem, ki mu sledi termična razgradnja, ali termično razgradnjo na površini, ki ji sledi izhlapevanje (slika 1).
Slika 1. Zgornji okvir: Poti, po katerih lahko zdravilo ali sol zdravila doseže plinsko fazo. Splošna oznaka B predstavlja osnovno zdravilo v neprotonirani (prosti bazi) obliki; TD se nanaša na produkte termične razgradnje.
Metamfetamin je bazičen in vsebuje eno aminsko skupino. Trdna snov je lahko v obliki proste baze (B), v obliki soli (običajno, vendar ne izključno hidrokloridne soli) ali v protonirani obliki (BH+). Izhlapevanje, predpogoj za kajenje, kot je opredeljeno v tem pregledu, lahko vključuje več kot fazno spremembo (slika 1, pot 1), katere stopnja je odvisna od načina segrevanja, temperature, matrice in zadevnega zdravila. Najprej lahko pride do termične razgradnje soli v obliko proste baze, ki ji sledi izhlapevanje (slika 1, pot 2). Pri različnih pogojih segrevanja lahko pride do termične razgradnje baze ali soli pred izhlapevanjem (slika 1, poti 3 in 4), kjer lahko pride do dodatne razgradnje.
Droge se lahko zaužijejo z vdihavanjem v terapevtskih in rekreativnih okoljih. Terapevtske učinkovine se lahko dostavljajo z vdihavanjem, vendar ti načini ne vključujejo agresivnega segrevanja; cilj je ustvariti aerosol, ki ga je mogoče vdihavati. Edina pomembna terapevtska uporaba uparjenih snovi je pri anesteziji, kjer so snovi pri sobni temperaturi običajno v parni fazi. Elektronske cigarete so vse bolj priljubljene kot sredstvo za dovajanje nikotina. Te naprave nežno segrevajo raztopine diolov, arome in nikotina, da nastanejo aerosoli, ki jih je mogoče vdihavati. Toplota se prenaša prek baterije pri temperaturah od 40 do 65 °C. Pri teh temperaturah naj bi bila termična degradacija minimalna. Med pisanjem tega dokumenta ni bilo objavljenih poročil, ki bi posebej obravnavala zaužitje zlorabljenih drog z elektronskimi cigaretami.
Kot je prikazano na sliki 2a, sta reaktivni območji območje zgorevanja (eksotermne reakcije) in območje pirolize, kjer prevladujejo endotermne reakcije. Aktivno zgorevanje poteka v konici in je poudarjeno, ko uporabnik "pihne" na cigareto in skozi to območje potegne zrak. Med puhanjem temperatura hitro naraste in se lahko približuje 950 °C. Ko zrak teče skozi območje zgorevanja v pirolitično območje, se iz njega izloči kisik.
Droge se lahko zaužijejo z vdihavanjem v terapevtskih in rekreativnih okoljih. Terapevtske učinkovine se lahko dostavljajo z vdihavanjem, vendar ti načini ne vključujejo agresivnega segrevanja; cilj je ustvariti aerosol, ki ga je mogoče vdihavati. Edina pomembna terapevtska uporaba uparjenih snovi je pri anesteziji, kjer so snovi pri sobni temperaturi običajno v parni fazi. Elektronske cigarete so vse bolj priljubljene kot sredstvo za dovajanje nikotina. Te naprave nežno segrevajo raztopine diolov, arome in nikotina, da nastanejo aerosoli, ki jih je mogoče vdihavati. Toplota se prenaša prek baterije pri temperaturah od 40 do 65 °C. Pri teh temperaturah naj bi bila termična degradacija minimalna. Med pisanjem tega dokumenta ni bilo objavljenih poročil, ki bi posebej obravnavala zaužitje zlorabljenih drog z elektronskimi cigaretami.
Kot je prikazano na sliki 2a, sta reaktivni območji območje zgorevanja (eksotermne reakcije) in območje pirolize, kjer prevladujejo endotermne reakcije. Aktivno zgorevanje poteka v konici in je poudarjeno, ko uporabnik "pihne" na cigareto in skozi to območje potegne zrak. Med puhanjem temperatura hitro naraste in se lahko približuje 950 °C. Ko zrak teče skozi območje zgorevanja v pirolitično območje, se iz njega izloči kisik.
Slika 2. Zgornji okvir: Segreta območja in pretok zraka v cigareti. Spodnji levi del: Ogrevane cone in pretok zraka v improvizirani grelni napravi. Spodnji desni del: Postopek segrevanja na prostem, kot pri "lovljenju zmaja".
Pri kemijskih reakcijah prevladuje reduktivna razgradnja. Kondenzacija in filtriranje delcev se pojavljata kot produkti v bližini ust. V članku iz leta 2004 so bili obravnavani poskusi, s katerimi so ugotavljali, v kolikšni meri se med kajenjem cigaret termično razgradijo izhlapele spojine. Z uporabo analitične pirolize na vhodu v GC-MS so avtorji ugotovili, da se pri večini spojin večina matične spojine prenese na kadilca. Ta študija je pokazala, da je stopnja nedotaknjenega prenosa odvisna od mase formule in hlapnosti (manjša kot je molekulska masa, večji je nedotaknjen prenos) ter v manjši meri od funkcionalnih skupin in matrice. Avtorji so rezultate analitične pirolize primerjali s kajenjem z uporabo radiooznačenih spojin in za razmeroma hlapne spojine (<~300Da) poročali, da je analitična piroliza dober model za kajenje. Opozorili so na eno opozorilo: ta metodologija je precenila stopnjo pirolize večjih, manj hlapnih spojin. Ta omejitev ni kritična v kontekstu drog, ki se zlorabljajo, saj ima večina teh drog molekulsko maso manj kot 400Da.
Kajenje cigaret ne posnema značilnega postopka, ki se uporablja pri zaužitju drog, kot so kokain, metamfetamin, amfetamin, heroin in fentanil. V teh primerih (sliki 2b in 2c) se droge položijo na površino ali v provizorično cev, kot je žarnica, in segrevajo z vžigalnikom. Hlapi se s slamico ali podobnim pripomočkom potegnejo v pljuča. Odvisno od zasnove naprave lahko uporabnik potegne zrak nad segretim materialom ali, v primeru cevi, skozi material. Območje zgorevanja ni primerljivo z območjem zgorevanja pri cigaretah. Zato je veliko načinov kajenja bolje opisati kot segrevanje na prostem v oksidacijskih pogojih. Pri načinu, imenovanem "lovljenje zmaja", se snov položi na površino, kot je aluminijasta folija, in segreje z vžigalnikom. Folija v nekaj sekundah doseže povišano temperaturo do 600 °C, čeprav lahko absorpcija toplote s strani matrice (določena s toplotnimi kapacitetami) omeji temperaturo trdne snovi na ~400 °C.
Kajenje cigaret ne posnema značilnega postopka, ki se uporablja pri zaužitju drog, kot so kokain, metamfetamin, amfetamin, heroin in fentanil. V teh primerih (sliki 2b in 2c) se droge položijo na površino ali v provizorično cev, kot je žarnica, in segrevajo z vžigalnikom. Hlapi se s slamico ali podobnim pripomočkom potegnejo v pljuča. Odvisno od zasnove naprave lahko uporabnik potegne zrak nad segretim materialom ali, v primeru cevi, skozi material. Območje zgorevanja ni primerljivo z območjem zgorevanja pri cigaretah. Zato je veliko načinov kajenja bolje opisati kot segrevanje na prostem v oksidacijskih pogojih. Pri načinu, imenovanem "lovljenje zmaja", se snov položi na površino, kot je aluminijasta folija, in segreje z vžigalnikom. Folija v nekaj sekundah doseže povišano temperaturo do 600 °C, čeprav lahko absorpcija toplote s strani matrice (določena s toplotnimi kapacitetami) omeji temperaturo trdne snovi na ~400 °C.
Terminologija in mehanizem
Izraz, ki se najpogosteje uporablja za opis procesa dimljenja v kontekstu drog zlorabe, je piroliza. Piroliza je vrsta reakcije termične razgradnje v plinski fazi, ki lahko poteka v aerobnih ali anaerobnih pogojih. Strogo gledano piroliza ni zgorevanje, vendar lahko piroliza privede do začetka zgorevanja. Temperaturno območje, pri katerem poteka piroliza, je odvisno od snovi, ki se razgrajuje. V tem pregledu bo piroliza uporabljena splošno za opis razbijanja vezi, pri čemer nastanejo prosti radikali, ki neposredno ali posredno tvorijo molekule produktov. V večini primerov začetno cepljenje temelji na trdnosti vezi, nastale spojine pa je mogoče predvideti na podlagi relativne stabilnosti produktov in potencialnih produktov preureditve. Pirolizne reakcije (po pogostosti) vključujejo eliminacije, preureditve, oksidacije, redukcije, substitucije in adicije. Treba je omeniti, da je bila piroliza v plinski fazi obsežno preučena na področjih, kot so izgorevanje, izgorevanje biomase, polimeri in energija/goriva, vendar ni pripravljenih orodij ali aplikacij, ki bi omogočale hitro in-silico napovedovanje, kateri pirolitični produkti lahko nastanejo iz določene majhne molekule pod določenimi pogoji. Med omenjenimi vrstami reakcij je najpogosteje opazovana pirolitična eliminacija, ki jo lahko razvrstimo v α-eliminacije, β-eliminacije, 1,3-eliminacije itd., odvisno od tega, kateri atomi sodelujejo pri začetnem cepljenju vezi in kateri atomi se izločijo. Veliko teh eliminacijskih reakcij poteka po mehanizmu Ei, tj. znotrajmolekulskem (i) eliminacijskem procesu. Prehodno stanje je ciklično in vsaka na novo nastala dvojna vez se na splošno usmeri proti najmanj substituiranemu ogljiku (Hoffmannovo pravilo). Če pred reakcijo v molekuli že obstaja dvojna vez, je tvorba konjugiranega sistema ugodnejša, če je sterilno izvedljiva.
Nekaj člankov je obravnavalo vpliv protonskega stanja in oblike kisle soli osnovnih zdravil, ki so bila ocenjena za pirolitične produkte. Kloridni anion (iz HCl soli) lahko deluje kot nukleofil, zato so bili kot pirolizni produkti opaženi klorirani produkti.
Nekaj člankov je obravnavalo vpliv protonskega stanja in oblike kisle soli osnovnih zdravil, ki so bila ocenjena za pirolitične produkte. Kloridni anion (iz HCl soli) lahko deluje kot nukleofil, zato so bili kot pirolizni produkti opaženi klorirani produkti.
Slika 3. Poročani pirolitični produkti metamfetamina.
Obstaja sedem glavnih piroliznih produktov: amfetamin (17, slika 3), trans-fenilaceton (18, slika 3), dimetilamfetamin ( 19, slika 3), n-acetil, n-propionil, n-formil-metilmetamfetamin (20, slika 3) in n-cianometilmetamfetamin (21, slika 3). Študija iz leta 1999 je potrdila številne od teh pirolitičnih produktov in identificirala številne druge, vključno s furfurilmetilamfetaminom, 2-propenilbenzenom, benzilmetil ketoximom, 3,4-dihidro-2-naftaleonom, n-formilamfetaminom, n-acetilamfetaminom in bibenzilom, čeprav identifikacije niso bile potrjene z referenčnimi standardi.
V članku, ki so ga leta 2007 objavili Ely in drugi, so uporabili analitično piroproblematsko sondo in kot pirolitične produkte identificirali amfetamin, etil benzen, 1-fenilpropen (22, slika 3), toluen, stiren, efedrin, nor-efedrin in več metabolitov. Ocenjenih je bilo nekaj mešanic (s kofeinom, lidokainom in benzokainom), pri katerih ni bilo opaznih razlik v pirolitičnih produktih metamfetamina. Poročali so tudi o bibencilu, vendar identifikacija ni bila potrjena z referenčnimi standardi.
Zadnje naštete sestavine zaradi izjemno majhnih količin nimajo pomembnega učinka na telo potrošnika. Pri sublimaciji 1 g metamfetamina na primer nastane največ 0,00001 g efedrina in norefedrina, kar je 1000-krat manj od najmanjšega učinkovitega odmerka. Verjetno med sublimacijo nastanejo še številne druge snovi, vendar v tako neznatnih količinah, da jih na tej stopnji razvoja nadzornih metod ni mogoče opredeliti.
V članku, ki so ga leta 2007 objavili Ely in drugi, so uporabili analitično piroproblematsko sondo in kot pirolitične produkte identificirali amfetamin, etil benzen, 1-fenilpropen (22, slika 3), toluen, stiren, efedrin, nor-efedrin in več metabolitov. Ocenjenih je bilo nekaj mešanic (s kofeinom, lidokainom in benzokainom), pri katerih ni bilo opaznih razlik v pirolitičnih produktih metamfetamina. Poročali so tudi o bibencilu, vendar identifikacija ni bila potrjena z referenčnimi standardi.
Zadnje naštete sestavine zaradi izjemno majhnih količin nimajo pomembnega učinka na telo potrošnika. Pri sublimaciji 1 g metamfetamina na primer nastane največ 0,00001 g efedrina in norefedrina, kar je 1000-krat manj od najmanjšega učinkovitega odmerka. Verjetno med sublimacijo nastanejo še številne druge snovi, vendar v tako neznatnih količinah, da jih na tej stopnji razvoja nadzornih metod ni mogoče opredeliti.
Kratek pregled produktov pirolize
Amfetamin je stimulans osrednjega živčnega sistema, ki tako kot metamfetamin temelji na povečanem sproščanju kateholaminov (dopamina, noradrenalina in serotonina) iz presinaptičnih končičev, kar zmanjšuje utrujenost, povzroča naval energije, zmanjšuje potrebo po spanju in zavira apetit.
Fenilaceton je snov, ki se uporablja za sintezo amfetamina in metamfetamina, pa tudi neaktivni metabolit teh površinsko aktivnih snovi. V telesu se oksidira v benzojevo kislino, konjugira z glicinom v hipurinsko kislino, ki se izloči z ledvicami. Pri tem načinu uporabe nima opaznega psihoaktivnega učinka na telo.
Dimetilamfetamin je stimulans CNS, ki je manj močan od amfetamina in metamfetamina, ima pa podobne učinke. N-formilmetamfetamin je strupena snov, ki draži kožo in sluznice, povzroča presnovne motnje, nagnjena je k kopičenju v telesu, povzroča duševne motnje, organske spremembe osrednjega živčnega sistema. V kislem okolju se reducira v metamfetamin.
N-formilmetamfetamin je strupena snov, ki draži kožo in sluznice, povzroča presnovne motnje, se kopiči v telesu in povzroča duševne motnje, organske spremembe centralnega živčnega sistema. v kislem okolju se reducira v metamfetamin.
1-pnilpropen je rakotvoren in mutagen; ne kopiči se v telesu. Pogosto vdihavanje povzroča pljučnega raka.
N-cianometilmetamfetamin je močan strup, lokalno dražeče deluje na kožo in sluznice, v telesu se presnavlja v cianide, ki zavirajo celično dihanje. Nastane le, kadar metamfetamin sublimira skupaj s tobakom (na primer pri kajenju cigarete z metamfetaminom).
Fenilaceton je snov, ki se uporablja za sintezo amfetamina in metamfetamina, pa tudi neaktivni metabolit teh površinsko aktivnih snovi. V telesu se oksidira v benzojevo kislino, konjugira z glicinom v hipurinsko kislino, ki se izloči z ledvicami. Pri tem načinu uporabe nima opaznega psihoaktivnega učinka na telo.
Dimetilamfetamin je stimulans CNS, ki je manj močan od amfetamina in metamfetamina, ima pa podobne učinke. N-formilmetamfetamin je strupena snov, ki draži kožo in sluznice, povzroča presnovne motnje, nagnjena je k kopičenju v telesu, povzroča duševne motnje, organske spremembe osrednjega živčnega sistema. V kislem okolju se reducira v metamfetamin.
N-formilmetamfetamin je strupena snov, ki draži kožo in sluznice, povzroča presnovne motnje, se kopiči v telesu in povzroča duševne motnje, organske spremembe centralnega živčnega sistema. v kislem okolju se reducira v metamfetamin.
1-pnilpropen je rakotvoren in mutagen; ne kopiči se v telesu. Pogosto vdihavanje povzroča pljučnega raka.
N-cianometilmetamfetamin je močan strup, lokalno dražeče deluje na kožo in sluznice, v telesu se presnavlja v cianide, ki zavirajo celično dihanje. Nastane le, kadar metamfetamin sublimira skupaj s tobakom (na primer pri kajenju cigarete z metamfetaminom).
Zaključki.
1. V nobenem primeru ne kadite metamfetamina skupaj s tobakom.
2. V primeru, da kadite čisti metamfetamin, je priporočljivo, da hlape pred vdihavanjem spustite skozi tekočino, ki vsebuje šibko kislino (limonin, jabolčni ali pomarančni sok, suho vino itd.). Plini se v vodi ohladijo in ne poškodujejo dihalnega sistema. Če upoštevate ta priporočila, vdihavanje metamfetamina ni nič bolj nevarno kot intranazalna ali oralna uporaba.
2. V primeru, da kadite čisti metamfetamin, je priporočljivo, da hlape pred vdihavanjem spustite skozi tekočino, ki vsebuje šibko kislino (limonin, jabolčni ali pomarančni sok, suho vino itd.). Plini se v vodi ohladijo in ne poškodujejo dihalnega sistema. Če upoštevate ta priporočila, vdihavanje metamfetamina ni nič bolj nevarno kot intranazalna ali oralna uporaba.
Last edited by a moderator:
