Trendy v užívání omamných látek Trendy v užívání omamných látek Ústav přírodních léčiv 4 Ústav přírodních léčiv5 Odhady objemů peněz v „maloobchodním“ trhu Evropy • Rok 2013 – Celkem 24.3 miliard Euro (21-31) – Konopné drogy 38 % (9.8 miliard) – Heroin 28 % (6.8 miliard) – Kokain 24 % (5.7 miliard) – Amfetaminy 8 % – MDMA 3 % • Záchyt – Konopí, kokain, MDMA • Thujon – Přírodní směs izomerů α,β (33% α, 67% β) – Artemisia absinthium, Artemisia vulgaris Salvia officinalis, Salvia sclarea – Tanacetum vulgare – Thuja occidentalis – Lidová medicina: • Abortivum, emenagogum, digestivum, karminativum, antiflogistikum, anthelmintikum O CH3 CH3 CH3 H – Analgetikum, analeptikum, antidepresivum – Toxicita: • CNS efekt – Tonicko-klonické křeče, kumulativní efekt – Absinthismus » hyperexcitabilita, halucinace • Nefrotoxicita (degenerativní změny) • Hepatotoxicita – Závislost na dávkách a citlivosti – Mechanismus účinku: • Blokátor GABAA chloridového kanálu (podobně jako pikrotoxin) • α-thujon 2,3 krát účinější než β-thujon • Nízká afinita ke kanabinoidním receptorům • Metabolismus: – Redukce ketonu na hydroxyl, vyloučení močí – 7-OH-thujon, dehydrothujon – také aktivní – Absinthismus – Oscar Wilde: • „Po první skleničce vidíte věci tak, jak si přejete je vidět. Po druhé je vidíte jak nejsou. Nakonec je vidíte tak, jaké jsou doopravdy, což je ta nejhorší věc na světě.“ French method Bohemian method Blanche Verte Absenta Hausgemacht Bohemian-style Tanacetum vulgare Thuja occidentalis Cannabis spp. • Cannabis indica Lam., C. sativa L., C. ruderalis Janisch. • Shen-nung (2737-2697 B.C.) – malarie, konstipace, revmatismus, gynekologické obtíže • Víno s konopnou pryskyřicí – chirurgické anestetikum • Evropská lidová medicína – asthma, léčba kašle – epilepsie, poruchy spánku, křeče – bolest, revmatické potíže – externě • Kožní záněty a infekce • Dnešní aplikace – glaukom • Snížení nitroočního tlaku – nausea, zvracení, anorexie – rakovina (in vitro a in vivo start apoptosy - maligní gliom, rakovina prsu) – Parkinsonova choroba, roztroušená skleroza – imunomodulace – Crohnova choroba – antibiotické a antivirotické účinky R5 R4 OH R1 R2OR3 O R3 OH R1 R2 OH R1 R2 O R3 O OH R1 R2 H H R3 O OH R1 H H O OH R1 R2 H H H R1 R2 O OH R3 OH H H O O R2 R3 R1 OH R1 OH OH R4O OR2 R1 R3 O O OH OH OH O O OH OH OH OMe CBG-type cannabinoids CBC-type cannabinoids CBD-type cannabinoids delta9-trans-THC-type cannabionoids delta8-trans-THC-type cannabionoids CBL-type cannabinoids CBE-type cannabinoids CBN-type cannabinoids CBND-type cannabinoids CBT-type cannabinoids Endogenní kanabinoidy NH O OH CH3 anandamid O O OH CH3 OH arachidonoylglycerol O OH CH3 OH noladinether NH O OH CH3 homo−−linolenoylethanolamid CH3 NH O OH 7,10,13,16-docosatetraenoylethanolamid O O NH2 CH3 virodhamid NH O CH3 OH OH arachidonoyldopamin • Konopí jako droga – obsah THC – Marihuana (samičí květenství.) cca 1% THC – Hašiš (pryskyřice získaná oklepáváním nebo „žmouláním“ samičích květenství cca 5 % – Hašišový olej (extrakt) 20% THC • Hlavní obsah THC (levotočivá forma), CBD (kanabidiol) – sedativní a antibiotické účinky, kanabinol (CBN) - vysoké množství CBN efekt podobný THC, ale s pocitem ospalosti a únavy • THC se oxiduje vzdušným kyslíkem (za vyšších teplot samozřejmě rychleji) na neaktivní látky – uchovávat marihuanu ve vzduchotěsných nádobách a v chladu • THC rozpustné v tucích a alkoholu (lipofilní), ne ve vodě • Biotransformace – Kumulace v organismu (poločas 27 dnů) Potence konopí a její monitorování • Zavádějící údaje – Měření různorodého materiálu • Obsah THC • Okvětní lístky a vrcholy samičího květenství ˃ horní listy ˃ spodní listy ˃ stonek ˃ kořen ˃ semena • Marihuana Potency Monitoring Project (University of Mississippi, 1972(1985…) – USA • Evropa – okolo 8% – Holandsko 16 % Množství THC v produktech • Marihuana 0,5-10 % – Jeden joint – cca 1 g • Hašiš 2-35 % – Dýmka nebo ředění tabákem • Hašišový olej 15-50 % – Několik kapek na cigaretu • Obsah THCA – dekarboxylace při 200-210 °C – konverze 50 % THCA – V konopí poměr THCA : THC 2:1, až 17:1 • Biodostupnost THC 2-56 % (10-35 %) • Ztráty – 30 % pyrolýza – 40-50 % boční proud kouře – Vaporizace (180-190 C), vodní dýmky nižší ztráty AK-47 Skunk n.1 Sensi Star Nothern Lights Jack Herer Distribution of THC in the body. C. HEATHER ASHTON BJP 2001;178:101-106 ©2001 by The Royal College of Psychiatrists Subjektivní účinek a délka trvání • Hlavní obsahové látky: – THC (tetrahydrokanabinol) (levotočivá forma) – CBD (kanabidiol) – sedativní a antibiotické účinky – Kanabinol (CBN) - vysoké množství CBN efekt podobný THC, ale s pocitem ospalosti a únavy Chemovary ↑ THC × ↓ CBN. tropické oblasti od 30 rovnoběžky směrem k rovníku (psychotropní) ↑ CBD × ↑↓ THC Maroko, Afghánistán, Pákistán, kolem 30 rovnoběžky ↑ CBD × ↓ THC kultivary pěstované na vlákno a semeno, nad 30 rovnoběžkou, přípravu koncentrátů ↑ THC i ↑ CBD + THCV přes 5 % (propylderiváty kanabinoidů) původně z Jižní Afriky, Nigérie, Afghánistánu, Nepálu, Indie. Kultivary vhodné pro medicinální použití. psychoaktivní kanabinoidy do 0,3 % v sušině tzv. technické konopí Různý poměr podle indikace • Konopí jako droga – Způsob užití • Inhalace, kouření • Perorálně Teploty odpařování Metody pro detekci THC Rychlý jednostupňový kontrolní test pro zjištění hladiny THC ve slinách. Rozliší koncentraci 50 ng/mL v čase 1-24hod. Test má vysokou citlivost a je schopný odhalit užití drogy již od detekčního limitu 30 ng/ml. Zde je přehled minimálního zjistitelného množství specifických látek ve vzorku moči, pro které je tento test určen: 11-nor-Δ8 -THC-9-COOH: 30 ng/ml 11-nor-Δ9 -THC-9-COOH: 50 ng/ml 11-hydroxy-Δ9 -THC: 2.500 ng/ml Δ8-THC: 7.500 ng/ml Δ9-THC: 10.000 ng/ml Cannabinol: 10.000 ng/ml Cannabidiol: 100.000 ng/ml Stanovení v krvi – včasný odběr, LOD ng/ml Možnost stanovení metabolitů Imunochemické testy • Konopí jako droga – účinky – Psychika – efekt na CNS • Kanabinoidní receptory – THC – Endogenní kanabinoidy – Plíce – kouření • Podobné jako u tabáku • Trochu jiný způsob kouření • 1 joint – 9 cigaret – Plodnost • Ovlivnění spermií – Vliv na plod • Pozdější pomalejší rozvoj dítěte – Riziko vyššího výskytu schizofrenie? 2015 Syntetické kanabinoidy O N CH3 Naftoylindol JWH-018, AM-678 N O CH3 OCH3 CH3 Fenylacetylindol JHW-250 OH OH CH3 CH3 CH3 Cyklohexylfenol CP-47,497 MDMA-CHMICA – Salvinorin A • Diterpen klerodadienového typu • Salvia divinorum Lamiaceae • Halucinogen • Šamanská rostlina, Hierba de la Pastora • Pipiltzintzintli O O O O OO O O HH – Salvia divinorum • 100 gramů drogy • Žvýkání • Macerace • Kouření suchých listů a extraktů • Efekt • Euforické stavy • Barevné vize a halucinace • Opojení – Salvinorin A • Selektivní inhibitor kappa-opiodních receptorů • Agonista D2 receptorů • Neovlivňuje 5-HT2A receptor • Anabasin – Nicotiana spp. Solanaceae – Anabasis aphylla Chenopodiaceae – Podobný jako nikotin – Velmi toxický – Časté otravy – Teratogen • Drůbež, skot, prasata • tzv. artrogrypózy • Anabasein – Aphaenogaster rudis N N N N • Nikotin – Nicotiana spp. Solanaceae – Velmi toxický – Časté otravy – N-receptory – parasympatomimetikum Akutní otrava – Kouření: bolest hlavy, bledost,studený pot, třes rukou, závratě, nauzea a zvracení – Perorálně: větší dávky počáteční nevolnost s prudkým dýcháním, zvracením a prostrací, dále třes, křeče, smrt nastává v důsledku periferního ochrnutí dýchacího svalstva. Dávka 40-60 mg nikotinu je spolehlivě smrtelná do 10 minut ? N N • Arekolin – Areca catechu betel Arecaceae – Muskarinový účinek – Vyšší dávky ovlivňují i nikotinové receptory – Salivace, perspirace, mióza N O O • Kokain • Erythroxylon cocca, Erythroxylaceae – Historie • Indiáni kmene Čibčů • Inkové • Španělé • Coca-cola to je ono do roku 1904 • 1860 Albert Niemann – čistý kokain • Sigmund Freud, Carl Coller –Metabolismus –Vznik ethylderivátu při intoxikaci ethanolem Kokain O O N CH3 O O CH3 Benzoylekgonin O O N CH3 OH O OHN CH3 O O CH3 Ekgonin methylester Nor-kokain O O NH O O CH3 O O N CH3 OH O OH m-hydroxybenzoylekgonin O O N CH3 O O CH3 Kokaethylen N CH3 O O CH3 Methylester anhydroekgoninu O O N O O CH3 OH Nor-kokain nitroxid Přítomnost ethanolu Trans-esterifikace CYP34A CYP34A – Mechanismus účinku • Nepřímé sympatomimetikum (inhibitor reuptake noradrenalinu) • Blokuje iontové kanály neuronů (porucha šíření vzruchu) • Adrenergní stimulace – Periferní účinky • Vazokonstrikce, hypertermie, mydriáza • Nízké dávky - ↓ tepové frekvence • Vysoké dávky - ↑ tepové frekvence, zástava srdce – Centrální stimulace • Euforie, vyčerpání neurotransmiterů (NA), krátký depresivní efekt • Vznik psychické závislosti – Nevyvolává fyzickou závislost • Intelektuální stimulace, hyperaktivita, hyperlucidita • Sebeklam, paranoidní psychóza N O O O O H • Kokain – Komplikace při užívání • Kardiovaskulární selhání – Způsob užití • Jako chlorid nebo báze • Chlorid – Šňupání, i.v. • Báze – Kouření (crack), inhalace • Směs s heroinem – snowball • Směs s alkoholem – Kardiotoxická – Vysoce euforizující • Tropanové alkaloidy – Azabicyklo[3,2,1]oktan – Apoatropin, atropin, hyoscyamin, skopolamin – Solanaceae – Parasympatolytika • Kompetitivní antagonisté acetylcholinergních receptorů – Muskarinový typ – Intoxikace • Zčervenání tváří, suché sliznice, žízeň • Tachykardie, mydriáza • Hypertermie, centrální excitace, halucinace • Koma, respirační selhání N O O OH •Morfin, kodein, heroin –Morfinanové alkaloidy –Účinná levotočivá forma –Morfinannový typ alkaloidů • Typické pro Papaver spp. Papaveraceae • Morfin –P. somniferum, P. setigerum Papaveraceae –Stereospecifická, reversibilní vazba na opioidní receptory • Různé úrovně CNS –Agonista na presynaptických receptorech myelinizovaných vláken o malém průměru • Nocicepce, inhibice uvolnění substance P • Vznik fyzické závislosti –Inhibice tvorby enkefalinů a současné obsazování receptorů –Nedostatek přirozených ligandů i morfinů » Abstinenční syndrom –Ovlivnění respirace • Útlum dechového centra –Snížení citlivosti na hypoxii a pCO2 –Závislé na dávce –Rychlost nástupu závislá na způsobu aplikace –Mióza centrálního původu –Útlum centra pro kašel –Komplexní působení na centrum pro zvracení • Nauzea a vomitus –Ovlivnění hypofýzy • ↓sekrece FSH, LH, ACTH –Ovlivnění hypotalamu • ↑sekrece ADH –Působení na vlákna hladké svaloviny • Zácpa a retence moči • Metabolismus morfinu • Abstinenční příznaky – U chronických uživatelů • Nosní krvácení, pocení slzení, neklid • Mydriáza, bolesti kloubů a svalů • Úzkost, nespavost, tachykardie, polypnoe • Nauzea, diarea • Akutní intoxikace – Obvykle předávkování – Vysoká dávka • Okamžitá deprese CNS – Nižší dávka • Počáteční krátká stimulace • Následná malátnost, únava, spavost • Puls zpomaluje a slábne • Dýchání pomalé a mělké • Ztráta vědomí • Relaxace svalů, vyhasínání reflexů • Chladná, bledá, vlhká pokožka – Dostatečně vysoká dávka • Koma, relaxace svaloviny • Cirkulační selhání, cyanóza • Smrt depresí CNS – Zástava dechu • Chronická intoxikace – Morfinismus • Krátká doba vzniku – Silné analgetikum – Experimenty z drogou • Tolerance k dávkám • Kombinace zdravotních problému – Sociální exkomunikace » Zchátralost duševní i fyzická – Kriminalita – Nepříznivá prognóza » Doprovodná onemocnění » Sebevražedné tendence http://www.mujweb.cz/www/jpdepot/danger/Drugs.htm • Tryptaminy – Bufotenin • Ve vodě špatně rozpustná látka • Piptadenia peregrina Mimosaceae – Cojoba Tree • Arundo donax Poaceae • Některé houby a žáby • Intoxikace – Halucinogenní efekt, ovlivnění psychiky » Podobné LSD a mezkalinu – Stavy úzkosti, poruchy vnímání – Mydriáza, hypertenze – Vysoké dávky » Respirační paralýza » Motorická paralýza – N,N-dimethyltryptamin DMT • Prestonia amazonica Apocynaceae • Piptadenia peregrina Mimosaceae • Krátce účinný halucinogen – 0,7-1mg/kg • Modelová psychóza – Vegetativní symptomatologie – Emocionální a percepční poruchy – Zrakové iluze a vize – Změny vnímání prostoru a času NOH N CH3 CH3 • Psilocyn, psilocybin – Psylocybe, Conocybe, Stropharia – Psilocybe • 0,2 % to 0,6 % psilocybinu • 10 mg p.o. dávka • Žvýkání – lepší absorpce z dutiny ústní • 8 hodin pro vyloučení cca 80 %, 5-6 hodin účinek • Počáteční příznaky – bolesti hlavy, pocity neklidu a malátnosti, bezděčné zívání (často bez ospalosti), výjimečně křeče, poruchy rovnováhy, třes a pocení. • Psychické příznaky – deformace vnímání objektivní reality, barvy nabírají teplé pastelové odstíny, kaleidoskopický efekt – změny nálady, stav euforie, pocit štěstí, výjimečně deprese a podrážděnost – psychózy spojené s depersonalizací, poruchy vnímání času, směru i vzdálenosti, falešné představy • Akutní toxicita – poměrně nízká (smrtelná dávka psilocybinu pro člověka je asi 17 gramů) – riziko neuvážených ukvapených rozhodnutí, – latentní psychické choroby (např. schizofrenie) OP OH O O N N + CH3 CH3 H • β-karbolinové indolové alkaloidy • Harman, harmalin, harmin • Peganum harmala, Zygophylum fabago, Tribulus terrestris Zygophyllaceae • Passiflora incarnata Passifloraceae • Inhibitory MAO – Zvýšené hladiny neuromediátorů » Serotonin, noradrenalin – Především v mozku » Centrální efekt – Počáteční příznaky intoxikace » Nauzea, zvracení, bledost kůže » Projevy agresivity – Další průběh » Polospánek se sny » Halucinace N CH3 N N N CH3 O CH3 N N CH3 O CH3 Peganum harmala • Ergoliny – Hlavně čeleď Convolvulaceae • Rivea corymbosa, Ipomoea spp. – Ergin (lysergamid) • Toxická dávka 1μg/kg p.o. • Mexické obřadní drogy – Ololiuqui, coaxihuitl a další – Ergosin • Podobné jako ergin • Inhibice vylučování prolaktinu – Chanoklavin – Agroklavin – Lysergol N N CH3 O NH2 H N O O N N O CH3 CH3 CH3 O N CH3 N H H N N CH3 CH3 OH H N N CH3CH3 H H N N CH3 OH H – Ibogain, tabernathin • Tabernanthae iboga, Voacanga spp. Apocynaceae • Aktivita na CNS – Inhibitor neronálních nikotinových receptorů – Nižší dávky » Centrální stimulace » Tremor, zježení vlasů » Salivace, mydriáza » Úzkost, agresivita – Vysoké dávky » Halucinace seretoninový efekt » Hluboké deprese a úzkost • Kardiovaskulární systém – Negativně ionotropní a chronotropní efekt N N O H H N N O H • Jiné indolové alkaloidy – Mezembrenon, mezembrin, mezembrinol • fenyloxyindoly • Sceletium alkaloidy Aizoaceae • Narkotický, kokainogenní účinek • Návyková droga – channa N O O O H Kosmatec • Aminy – Efedrin • Aromatický amin • Ephedra spp. Ephedraceae • Sympatomimetická aktivita – Zvýšení TK a periferní vasokonstrikce – Průnik do CNS • Akutní intoxikace – Pocení, bolest hlavy, neklid – Svalová slabost a třes – Mydriáza – Bušení srdce a nespavost – Galegin • Galega officinalis Fabaceae • Derivát guanidinu • Poškození funkce mitochonrií • Křeče, dýchací obtíže, otok plic – Khataminy • Arylalkylaminy • Catha edulis, Maytenus crucorii Celestraceae • Ephedra spp. Ephedraceae • Khatin a khatinon nejvýznamější • Katinon – podobné vlastnosti jako amfetamin – Sušením přechází na norpseudoefedrin a norefedrin • Droga se užívá žvýkáním – Severovýchodní Afrika – Rychlý rozklad znemožňuje transport a obchod – Potlačení spánku, stimulace, proti únavě • Intoxikace – Anorexie, hypretermie, stimulace dechového centra – Mydriáza, arytmie, hypertenze – Psychické příznaky » Úzkost, panické ataky, agresivita –Brucin, strychnin • Strychnos spp. Loganiaceae • Toxicita –Stimulace vasomotorického a respiračního centra » Blok inhibiční aktivity glycinu –Spinální konvulzant • Metabolismus –Dobré vstřebávání ve střevě –Částečné vylučování nezměněné močí –Metabolismus v játrech • Intoxikace –Citlivost na senzorické podněty –Křeče » Generalizované s agonizující bolestí » Respirační a metabolická acidóza –Rychlý nástup účinku bez varování » Neklid, záškuby končetin a tváře, hrozivé vzezření –Smrt z vyčerpání, spastická paralýza dýchacích svalů, anoxie N N OO N N O O O O • Diterpenové alkaloidy – Biologický prekurzor izopren • Následné zabudování dusíku – Pseudoalkaloidy – Aconitum spp., Consolida spp., Delphinium spp Helleboraceae – Esterové alkaloidy toxičtější – Neesterové tzv. atisinové méně toxické – Akonitin • Diterpenová látka esterového typu • Aconitum spp. Helleboraceae • Toxická dávka 3-6 mg p.o. (2-15 g hlíz) • Kardiotoxicita, neurotoxicita • Rychlá absorbce – Dobrý prostup membránou – Absorbce i kůží • Trvalé otevření sodíkového kanálu axonů • Inhibice repolarizace • Symptomy intoxikace – Anestézie jazyka – Nevolnost, zvracení – Průjmy, kolika – Parestézie » Mravenčení, chlad a zimnice » bolesti – Mydriáza střídá miózu – Arytmie, paralýza – Smrt » Ventrikulární fibrilace » Zástava dechu N O O OH O O O OH OH O O O H H H – Taxin A • Pseudoalkaloid • Taxus baccata Taxaceae • Hlavní alkaloid tisu • Otravy dobytka požerem jehlic • Sebevraždy – 50-100 g jehlic pro člověka • Symptomy – Po 30 minutách – Nauzea, zvracení – Závrať – Bolestivé koliky břicha – Mělké dýchání, poruchy srdečního rytmu » Podobné hypokalémii – Smrt » Respirační paralýza » Zástava srdce v diastole OH O O O OH O O O O OH N – α-solanin, α-chakonin • Glykosylovaná forma toxičtější než aglykon solanidin • Solanum spp. Solanaceae • Výskyt alkaloidu v celé rostlině • V hlízách proměnlivý obsah – Zvýšení různými faktory » Genetika, zrání, hnojení » Mechanické poškození, stresory • Tepelná odolnost, pouze vyplavení vroucí vodou • Vysoký obsah glykoalkaloidů – Palčivá a hořká chuť • Nižší absorbce z GIT – výhoda, záchrana – Intoxikace už při více než 1 mg/kg • Mechanismus intoxikace – Inhibitory acetylcholinesterázy – Poškození mukózní vrstvy GIT » Nekróza, gastroenteritida • Symptomy – Nauzea, zvracení, průjem – Bolest břicha, hlavy, závratě – Halucinace, neurologické poruchy, koma N OO O O O O O O O O O O O O O H H H H H H • Toxické proteiny – Lektiny (fytohemaglutininy) • Proteiny nebo glykoproteiny obsahující 4-10% cukerné složky • Molekula ze 4 podjednotek – Spojení nekovalentní vazbou • Schopnost vázat se na cukerné zbytky na povrchu buněk – D-galaktosa, N-acetyl-D-galaktosamin – Více vazebných míst » Schopnost prolinkovat sousední buňky - aglutinace • Inhibice proteinové syntézy eukaryot • Některé lektiny – inhibice mitózy – Stimulace dozrávání lymfocytů – Zabíjení rakovinných buněk • Toxicita – Vazba na buňky sliznice GIT » Inhibice absorbce živin buňkami – antinutriční faktory » Zvracení, hemoragický průjem, ztráta vody a elektrolytů • Výskyt v rostlinách – Semena Fabaceae, Brassicaceae, Ericaceae • Obsah v rostlinách různý – Ovlivnění tepelnou úpravou • Ricin D – Ricinus communis Euphorbiaceae – Součást ricinu – 4 lektiny » RCLI a RCLII netoxické » Ricin D a RCLIV toxické – Dimer » Řetězec A a B spojený disulfidem » B umožňuje vazbu » A cytotoxin – Velká toxicita » 1 mg v 1g semen letální dávka – Interference s proteinovou syntézou inaktivací ribozomální podjednotky 28S – Velmi citlivé jsou gliové buňky – Orální intoxikace – ricinismus » Nevolnost, bolest hlavy » Krvavé průjmy, dehydratace » Změny na EKG » Jaterní nekróza » Koma, smrt • Viskolektiny – Viscum album Viscaceae – ML I, ML II (viskumin) a ML III – Specifické ke D-galaktose (ML I) – Specifické ke N-acetyl-D-glukosaminu (ML III) – K oběma cukrům (ML II) – Inhibice proteosyntézy inaktivací 60S podjednotky – Poškození buněčné membrány – Toxické pro řadu živočišných druhů • Viskotoxiny – Viscum album, Phoradendron Loranthaceae – Specifické proteiny – Odolné vůči proteázám a zvýšené teplotě – Toxické pro myokard – Inhibují syntézu DNA – Poškození hepatocytů podobné hepB – Akutní otrava » Zvracení, žaludeční křeče, průjem » Srdeční kolaps • Diterpenové alkaloidy – Biologický prekurzor izopren • Následné zabudování dusíku – Pseudoalkaloidy – Aconitum spp., Consolida spp., Delphinium spp Helleboraceae – Esterové alkaloidy toxičtější – Neesterové tzv. atisinové méně toxické – Akonitin • Diterpenová látka esterového typu • Aconitum spp. Helleboraceae • Toxická dávka 3-6 mg p.o. (2-15 g hlíz) • Kardiotoxicita, neurotoxicita • Rychlá absorbce – Dobrý prostup membránou – Absorbce i kůží • Trvalé otevření sodíkového kanálu axonů • Inhibice repolarizace • Symptomy intoxikace – Anestézie jazyka – Nevolnost, zvracení – Průjmy, kolika – Parestézie » Mravenčení, chlad a zimnice » bolesti – Mydriáza střídá miózu – Arytmie, paralýza – Smrt » Ventrikulární fibrilace » Zástava dechu N O O OH O O O OH OH O O O H H H – Taxin A • Pseudoalkaloid • Taxus baccata Taxaceae • Hlavní alkaloid tisu • Otravy dobytka požerem jehlic • Sebevraždy – 50-100 g jehlic pro člověka • Symptomy – Po 30 minutách – Nauzea, zvracení – Závrať – Bolestivé koliky břicha – Mělké dýchání, poruchy srdečního rytmu » Podobné hypokalémii – Smrt » Respirační paralýza » Zástava srdce v diastole OH O O O OH O O O O OH N – α-solanin, α-chakonin • Glykosylovaná forma toxičtější než aglykon solanidin • Solanum spp. Solanaceae • Výskyt alkaloidu v celé rostlině • V hlízách proměnlivý obsah – Zvýšení různými faktory » Genetika, zrání, hnojení » Mechanické poškození, stresory • Tepelná odolnost, pouze vyplavení vroucí vodou • Vysoký obsah glykoalkaloidů – Palčivá a hořká chuť • Nižší absorbce z GIT – výhoda, záchrana – Intoxikace už při více než 1 mg/kg • Mechanismus intoxikace – Inhibitory acetylcholinesterázy – Poškození mukózní vrstvy GIT » Nekróza, gastroenteritida • Symptomy – Nauzea, zvracení, průjem – Bolest břicha, hlavy, závratě – Halucinace, neurologické poruchy, koma N OO O O O O O O O O O O O O O H H H H H H • Toxické proteiny – Lektiny (fytohemaglutininy) • Proteiny nebo glykoproteiny obsahující 4-10% cukerné složky • Molekula ze 4 podjednotek – Spojení nekovalentní vazbou • Schopnost vázat se na cukerné zbytky na povrchu buněk – D-galaktosa, N-acetyl-D-galaktosamin – Více vazebných míst » Schopnost prolinkovat sousední buňky - aglutinace • Inhibice proteinové syntézy eukaryot • Některé lektiny – inhibice mitózy – Stimulace dozrávání lymfocytů – Zabíjení rakovinných buněk • Toxicita – Vazba na buňky sliznice GIT » Inhibice absorbce živin buňkami – antinutriční faktory » Zvracení, hemoragický průjem, ztráta vody a elektrolytů • Výskyt v rostlinách – Semena Fabaceae, Brassicaceae, Ericaceae • Obsah v rostlinách různý – Ovlivnění tepelnou úpravou • Ricin D – Ricinus communis Euphorbiaceae – Součást ricinu – 4 lektiny » RCLI a RCLII netoxické » Ricin D a RCLIV toxické – Dimer » Řetězec A a B spojený disulfidem » B umožňuje vazbu » A cytotoxin – Velká toxicita » 1 mg v 1g semen letální dávka – Interference s proteinovou syntézou inaktivací ribozomální podjednotky 28S – Velmi citlivé jsou gliové buňky – Orální intoxikace – ricinismus » Nevolnost, bolest hlavy » Krvavé průjmy, dehydratace » Změny na EKG » Jaterní nekróza » Koma, smrt • Viskolektiny – Viscum album Viscaceae – ML I, ML II (viskumin) a ML III – Specifické ke D-galaktose (ML I) – Specifické ke N-acetyl-D-glukosaminu (ML III) – K oběma cukrům (ML II) – Inhibice proteosyntézy inaktivací 60S podjednotky – Poškození buněčné membrány – Toxické pro řadu živočišných druhů • Viskotoxiny – Viscum album, Phoradendron Loranthaceae – Specifické proteiny – Odolné vůči proteázám a zvýšené teplotě – Toxické pro myokard – Inhibují syntézu DNA – Poškození hepatocytů podobné hepB – Akutní otrava » Zvracení, žaludeční křeče, průjem » Srdeční kolaps • Kyanogenní glykosidy – 2-hydroxynitrily + β-D-glukosa – Hydrolýzou vzniká: • HCN • Cukr • Zbytek (aceton, benzaldehyd) – Široce rozšířené • Rosaceae • Fabaceae • Euphorbiaceae • Passifloraceae – Toxická koncentrace HCN 0,5-3,5 mg/kg • Masivní konzumace • Hydrolýza v GIT – Rychlá detoxikace v organismu • Vznik thiokyanátu – Toxicita • Cytotoxická anoxie – Vazba na cytochrom c – Znemožnění využití O2 • Otrava ve 3 fázích: 1. Dispnoe a podráždění 2. Křeče 3. Terminální adynamie • Mírná otrava – Bolest hlavy – Úzkost a dechová tíseň – Zvracení, palpitace – Tachykardie, dyspnoe • Vyšší dávky – Periferní znecitlivění – Pomatení mysli – Cyanóza, strnulost, tonicko-klonické křeče – Zástava dechu, smrt • Alimentární otravy – Maniok – Čirok – Hořké mandle – Některé asijské a americké druhy fazolí • Maniok – Manihot esculenta Euphorbiaceae – Linamarin, lotaustralin – Inhibice Na+/K+ ATPázy • Ztráta draslíku, iontová disbalance – Poškození ledvin a jater – Akutní otrava • Bolest, břicha, průjem • Kóma, kardiopulmonární selhání – Chronická otrava • Tropická neuropatická ataxie – Poškození kůže, sliznic – Poškození zrakového a sluchového nervu – Deplece sirných AMK N O beta-D-Glukoza • Sinice (Cyanophyta, Cyanobacteria) – Kolonie fotosyntetizujících buněk • Vlákna nebo chomáčky – Prokaryotní organismy • Žádné jádro, chloroplasty ani mitochondrie • DNA v nukleoplasmatické oblasti • Fotosyntéza podobná rostlinám – Rozdělení: • Bentické – přisedlé k povrchům a dnu • Planktonové – volně plovoucí kolonie – Vodní květ • Koncentrace nad 10000 buněk/ml • Viditelné zbarvení • Letní měsíce – U nás Microcystis aeruginosa, Aphanisomenon phlos-aquae, Anabaena spp. – Severní Evropa Oscillatoria rubescens – Některé druhy • Plynové vakuoly – Nadnášení – Tvorba pěny 106 buněk/ml – Vysoká toxicita • Monitorování hladiny ve vodě • Na různé úrovni • Řasy (Algae) – Eukaryotické organismy – mnoho oddělení: • Submikroskopické odlišnosti v morfologii • Složení fotosyntetických barviv • Složení zásobních látek • Typové prolínání – Vývojová větev • Autotrofní organismy • Vázané na vodu – Bentické nebo planktonové – Nejčastější toxicita • Rhodophyta ruduchy • Dinophyta obrněnky • Cryptophyta skrytěnky • Chromophyta hnědé řasy Neurotoxiny a paralytické jedy (Paralytic shellfish poisons) • Zástupci látek: – anatoxin a, anatoxin a(s), anatoxin b, homoanatoxin – saxitoxin, neosaxitoxin – aphantoxiny 1-5 – gonyautoxiny – Chemická struktura: • Purinové deriváty – Saxitoxiny, aphantoxiny, gonyautoxiny – Tricyklický perhydropurin – Různá substituce • Derivát cyklického N- hydroxyguaninu – Anatoxin a(s) • Jednoduché bicykly – Anatoxin a, homoanatoxin a BRIEF REVIEW OF NATURAL NONPROTEIN NEUROTOXINS Jiri Patocka and Ladislav Stredab Zdroje: • Gonyaulax Dinophyta – Mořské řasy • Anabaena, Aphanizomenon – Sinice • Princip účinku: – Aphantoxiny, saxitotin, neosaxitoxin - blokují přenos nervových vzruchů blokací Na kanálů. Nemají žádný vliv na propustnost K iontů. – Anatoxin A a homoanatoxin způsobují záměnu funkce v pregangliových nervových zakončeních, acetylcholinových receptorech, zvyšuje tok Ca iontů do cholinergních nervových zakončení. – Anatoxin a(s) působí jako blokátor cholinesterázy, působí depolarizaci postsynaptických zakončení, ovlivňuje nikotinové, muskarinové i acetylcholinové receptory. – Saxitoxin je blokátor Na kanálů (první toxin zásadní vliv na poznání funkce Na a K kanálů a neurobiologie), tetrodotoxin ruší akční potenciál nervových a svalových vláken. • Příznaky otravy anatoxiny – Anatoxin-a, homoanatoxin-a, anatoxin-a(s) • Anabaena flos-aquae • potsynaptické depolarizující neuromuskulární blokátory • inhibitor acetylcholinesterasy • Silná vazba nikotinový receptor • Hypersalivace • Diarrhea • Paralýza • Smrt zástavou dýchání • Potenciální bojové jedy – Vstřebávání • Inhalací • Neporušenou kůží • Perorálně • Zapojení do potravního řetězce – Akumulace v korýších a rybách – Klimaticky závislé i nezávislé • Intoxikace PSP – Relaxace hladké svaloviny cév – Deprese akčního potenciálu srdce – Blokování sodíkového kanálu • Guanidinový kruh podmínkou účinku • Bolokování z vnější strany kanálu • Otevřený i zavřený kanál http://www.pac.dfo-mpo.gc.ca/ops/fm/shellfish/Biotoxins/closures/default_e.htm Cysty obsahují až 1000 krát více toxinů Tetrodoxin TTX – Potentní a rychle účinkující – Tetraodontiformes • tetraodon pufferfish • ovaria, játra, střeva největší obsah • kůže jen stopy • Japonsko 646 případů mezi 1974 a 1983 (179 smrtelných), současnost 30-100 ročně – Některé žáby, chobotnice, plži – Neobvyklá tricyklická struktura • guanidinium toxiny • aminoperhydrochinazolin – Specifická blokáda Na kanálů nervových buněk – tetrodotoxin-Na vazebné místo extrémně úzké – TTX se chová jako hydratovaný Na+ – Vstup do ústí kanálu, vazba na glutamát v peptidu – Konformační změny – Elektrostatická vazba na otevřený kanál http://www.life.umd.edu/grad/mlfsc/zctsim/ionchannel.html – Extrémní toxicita TTX • Minimum p.o. je 30 μg/kg – Rozklad v kyselém prostředí žaludku • Teplotně stabilní, rozklad v kyselině a zásadách – Příznaky otravy • V minutách až hodinách • Chvění a znecitlivění jazyka, rtů a konečků prstů • Bolest hlavy, nauzea, zvracení průjem • Druhý stupeň – Pokračující parestézie – Paralýza – Neschopnost pohybu – Křeče, arytmie, duševní vyšinutost • Smrt zástavou dechu do 8 hodin – Někdy plně při vědomí těsně před smrtí Domoová kyselina – Nitzchia pungens – Amnestic shellfish poisoning (ASP) • Otrava doprovázená neurologickými poruchami – halucinace časoprostorová dezorientace – zhoršení krátkodobé paměti – Příznaky intoxikace • Zvracení, žaludeční křeče, průjem, bolesti hlavy • ASP – Kumulace jedu v hepatopankreatu, žábrách, tzv sifonu mlžů – Mlži odolní, maso se stává toxickým – Nový Zéland, pobřeží Kanady, Mexiko – Red tide (červený příliv) – Trikarboxylová kyselina – Derivát prolinu – Strukturní podobnost s excitačními AMK (kainát, glutamát) – Mechanismus účinku: • Excitační AMK • 100krát účinnější než glutamát – Rigidita kruhu • Vazba na NMDA receptor – Ovlivnění Ca kanálů, vstup vápníku do buňky » Stimulace procesů → zničení neuronu – Zprostředkování ztráty paměti http://www.regione.emilia-romagna.it/laguna/immagine_dettaglio.asp?id_img=1002 – Dávky: • 0,9-1,9 mg/kg GIT potíže • 1,9-4,2 mg/kg neurotoxické až smrtící – Klinické příznaky: • dominují neurotoxické symptomy – bolest hlavy, závratě, zmatenost, poruchy časové a prostorové orientace, – poruchy motorické koordinace, halucinace a ztrátu krátkodobé paměti. • gastrointestinální potíže • nadměrná sekrece hlenu do dýchacích cest • tachykardie, periferní vazodilatace a hypotenze • srdeční dysrytmie a kóma. • Otravu může ukončit náhlá smrt v průběhu 12 až 14 hodin v důsledku paralýzy dýchání. – Terapie: • Antagonisté NMDA • Profylaktické podání melatoninu Toxin Bacillus anthracis • Bacillus anthracis – Gram pozitivní tyčinky – In vivo v krátkých řetízcích – Enkapsulace pouzdrem – Tvorba resistentních spór • autoklávování Bacillus anthracis • Do 30. let celosvětově – Dnes Afrika, střední Asie, jižní Amerika – Pastevectví × industriální forma anthraxu • Pokles výskytu, hrozba útoku – Očkování, sterilizace surovin, hygiena – Ames, Vollum, Sterne • Plná virulence – Pouzdro + toxin • Onemocnění – anthrax – sněť slezinná – Po infekci lokální nekrózy – Průnik přes lymfatický systém do krevního systému – Lokalizace přímo v kapilárách – Toxin zvyšuje permeabilitu kapilár • "zahuštění" krve • únik tekutin do tkání – Septikémie • Náhlá smrt vlivem kardiopulmonálního selhání – Infikovaný jedinec dále rozšiřuje původce všemi exkrety i nesraženou tmavou krví vytékající z přirozených tělních otvorů. – Kožní • Hemoragická nekróza s puchýřky a edémem, tzv. pustula maligna - uhlák – Plicní • Pneumonie a těžké postižení mediastina – Zanesení bacilů do lymfatické tkáně prostřednictvím makrofágů – 92% → 45% mortalita – Gastrointestinální Toxin Bacillus anthracis • Tři složky – Protektivní antigen (PA nebo také faktor II) • vazba na specifický receptor na eukaryotické buňce • tvorba sekundárních receptorů pro další dva proteiny – Edemogenní faktor (EF, faktor I) • adenylátcykláza závislá na kalmodulinu • spolu s protektivním antigenem snižují aktivitu neutrofilů – Letální faktor (LF, faktor III ) • Napadení zejména makrofágů – Po internalizaci přesup do cytosolu – Porušení buněčných signálních cest – Porušení migrace buněk – Lýza buněk – Poškození imunitních funkcí Účinek anthraxového toxinu Anthraxový receptor Štěpení endoproteázou z rodiny furinů Uvolnění v kyselém prostředí LF- endoproteázová aktivita na mitogen-activated protein kinase kinases Indukce apoptózy Blokování kalmodulinu pro další pochody Gruinard Island Toxiny kmenů Staphylococcus aureus Enterotoxin B – 10 antigenních odlišností A-E G-K – U nás hlavně A a D • Protein 28,5 kDa, žádné cukry a lipidy • Termostabilní • Pyrogenní toxin • Alimentární otravy – Majonéza, vejce, zmrzlina, saláty, cukrovinky atd. • Stafylokoková enterotoxikóza • Zdroj nákazy – Člověk nosič (až 40 % populace v nosohltanu) – Jedinec s hnisavým onemocněním • Brány vstupu – Perorálně nebo inhalačně – Rozdílné projevy intoxikace • Inhalace – 3-12 hod. – Prudká horečka 39-40°C – Třesavka – Bolest hlavy a svalů – Dušnost, neproduktivní kašel, sternální bolest • Perorální vstup – Reakce s parasympatickými ganglii žaludku » Nauzea, zvracení, bolesti břicha, průjem – Inkubační doba 1-6 hod • Komplikace – Hypotenze, septický šok, smrt • Toxicita – ED50 27 μg/kg pro opice – I řádově nižší dávka zneschopní • Potenciální biologická zbraň • Kontaminace vody nebo potravin • Teplo zabíjí stafylokoky, ale toxin zůstává • Mechanismus účinku – Interakce s imunitním systémem • Vazba na MHC, stimulace proliferace T-lymfocytů • Bakteriální superantigen – Sekrece cytokinů » Interferon, interleukin 1 a 2 • Terapie onemocnění – Podpůrná • Snížení teploty • Perorální rehydratace • Doplnění elektrolytů • Prevence – Hygienické návyky – Omezení rizikových jídel Botulotoxin • Skupina sedmi antigenně odlišných neurotoxinů A-G • Proteiny s molekulovou hmotností 150 kDa • Těžký (H) a lehký (L) řetězec, disulfidický můstek • L řetězec toxický, H řetězec vazba na receptory v presynaptické membráně • Produkt Clostridium botulinum – Grampozitivní striktně anaerobní tyčka – Pohyblivá – Běžný výskyt v GIT a v hnojené půdě – Spóry snesou několik hodin varu • Termolabilní toxin – Stačí 10 minut • „Klobásový jed“ (lat. botulus = klobása) – Nedostatečně sterilované masové a zeleninové konzervy • Otrava zvaná botulismus – U člověka subtypy A, B, E – Rozdělení • Alimentární • Kojenecký • Ranný • Wound botulismus • Inhalační botulismus • Iatrogenní botulismus Botulotoxin • Mechanismus působení – Po absorbci transport krví – Periferní nervová zakončení • Vazba, inhibice uvolňování acetylcholinu z vezikulí – Vážné porušení periferního cholinergního přenosu • Inkubační doba 18-36 hodin, někdy jinak v závislosti na infekční dávce • První příznaky – Bulbární svaly • Mydriáza, diplopie, porucha akomodace, světloplachost • Postupný rozvoj – Závratě (způsobené hypotenzí) – Sucho v ústech, svalová slabost až paralýza – Nauzea, zvracení, bolesti břicha – Vědomí zůstává zachováno – Smrt paralýzou dýchacího svalstva Botulotoxin • Nejobávanější bojová látka – Toxicita 1 ηg/kg – Inhalace aerosolu • Podobné příznaky jako alimentární otrava • Paralýza nastupuje později – Atentát na Heydricha – Válka v Perském zálivu • Použití: – Kosmetika – Terapie křečových neuromuskulárních poruch • Terapie otravy: – Zvracení, výplach žaludku – Komplikací je zástava dýchání • I několik týdnů uměla ventilace • Guanidin nebo 3,4-diaminopyridin pro podporu uvolňování acetylcholinu ze zakončení • Botulinový antitoxin – Heptavalentni koňský Tetanospasmin • Produkční organismus Clostridium tetani • Dvě složky tetanotoxinu: – Neurotoxická složka tetanospasmin • Onemocnění tetanus – Hemolytická složka tetanolysin • V etiologii tetanu nehraje roli • Tetanospasmin – Polypeptid 150 kDa – Dva řetězce • Lehký α-řetězec • Těžký β-řetězec • Disulfidický můstek – Průnik do buňky • Při kyselém pH fragment těžkého řetězce – Vazba na receptor, tvorba pórů • Lehký řetězec průnik – neurotoxicita Tetanospasmin • Velmi toxický – LD50 pro myš 0,002 μg/kg • Termolabilní • C. tetani sporuluje – V půdě přežívá roky – Pro usmrcení 4 hodiny varu • C. tetani – Saprofyt střeva domácích zvířat – Spóry hnojením do půdy – Kontaminace rány • Onemocnění tetanus – Ranná infekce s vážnou prognózou – Po vakcinaci celkem vymizel – Faktory pro vznik tetanu • Nekrotická tkáň, hnisavý proces • Přítomnost cizího předmětu – Snížený oxidoredukční potenciál • Klíčení spór • Vegetativní forma • Produkce toxinu Tetanospasmin • Transport toxinu vegetativními nervy k neuronům míchy – 250 mm za den • Vazba na presynaptické receptory – Blokování uvolňování glycinu a GABA • Zodpovědný za inhibiční převod k aferentním motorickým nervům – Vazba ireversibilní – Neomezená svalová kontrakce • Působení i na sympatikus – Pocení, hypertenze až hypotenze, arytmie • Inkubační doba 1-3 týdny – Čím kratší tím horší prognóza – Závislost na vzdálenosti rány od míchy a na množství toxinu Tetanospasmin • 4 klinické formy – Generalizovaný tetanus • Nejčastější • I nepatrná ranka • Začátek – Křeče žvýkacích svalů (trismus) – Zvýšená podrážděnost, neklid, pocení, porucha polykání • Progrese – Risus sardonicus – Křeč zádového svalstva do oblouku – Zatnuté pěsti – Vyvolání křečí světlem a dotykem – Při vědomí křeče bolestivé • Terminální stadium – Zlomeniny obratlů a dlouhých kostí – Laryngospasmus, zástava dechu – Letalita cca 50% – Lokalizovaný tetanus • Pouze okolí rány, dobrá prognóza – Cefalický tetanus • Poranění hlavy • Zavlečení infekce do středního ucha • Pravděpodobnost přežití minimální – Tetanus neonatorum • Rozvojové země • Špatná hygiena při ošetřování pupeční sňůry • Úmrtí ročně 0,5 milionu novorozenců Tetanospasmin • Terapie – Chirurgické vyčištění rány • Neuzavírá se – Antitoxin • Neutralizace toxinu před vstupem do neuronu – Myorelaxancia – Řízená ventilace – Preventivní očkování • 3 dávky po měsících • 4. dávka ve 20. měsíci • Přeočkování v 5. a 14. roku • U dospělích po 10 letech • Po poranění booster Shigatoxiny • Produkční organismus Shigella disenteriae • Toxický bakteriální protein – Podobná toxicita jako botulotoxin 0,002 μg/kg – Potenciální biologická zbraň • Podobné toxiny produkuje E. coli – Verotoxiny • Synonyma – Verotoxigenní kmeny E. coli – Shiga-like toxin E. coli – Shigatoxin produkovaný E. coli • Verotoxin 1 a verotoxin 2 – Tvorba podmíněna bakteriofágem • Shigatoxiny – Proteiny koagulující teplem – Citlivé k oxidoredukčním činidlům – Dva řetězce: • A jednotka – Enzymaticky aktivní, inhibitor proteosyntézy • B jednotka – Vazba na povrch buňky – Cytotoxické účinky Shigatoxiny • Původci vážného průjmového onemocnění – Někdy letální • Cytotoxický účinek – Endotel kapilár střeva – Ledvinové glomeruly – Endotel mozkových cév • Vzniklé změny – patologický základ – Hemoragická kolitida • Abdominální křeče, vodnatý průjem, krev ve stolici – Hemolyticko-uremický syndrom • Komplikace infekce E. coli • Průjmy přechází v krvavou stolici • Uremie, trombocytopenie, hemolytická anemie, selhání ledvin • Letalita 5% • Možnost chronického poškození ledvin • Nákaza – Rezervoár domácí zvířata – Bakteriofágy kódující přenos genu toxinů jsou v odpadních vodách – Alimentární otravy • Špatně tepleně upravené maso – hamburgry • Orofekální přenos možný u dětí – Inkubace 2-7 dní