Въведение
Целта на този преглед е да обобщи досегашната литература, свързана с пиролизата и поглъщането на нагряти пари на метамфетамин и съпътстващите процеси на термично разграждане. Метамфетаминът е широко разпространен наркотик за злоупотреба, който може да се пуши. Пушенето на наркотика обикновено води до бързо начало на действие, сравнимо по отношение на метамфетамина с интравенозното приложение.
В повечето случаи термичното разграждане започва с разцепване на най-слабата връзка (често C-N), за да се генерират свободни радикали, които след това образуват най-стабилните стерилно предпочитани продукти. В процеса на нагряване често се образуват продукти на термично разграждане, както и такива, които са метаболити. Острата и хроничната токсичност на тези странични продукти е слабо проучена, ако изобщо е проучена.
Вдишването на пари като начин на поглъщане доставя съединенията до белите дробове през устата и носа. Въпреки че лигавиците на устата и носа са предназначени да филтрират частиците, върху тези повърхности може да се получи задържане на водоразтворими съединения. След като попаднат в белите дробове, молекулите се разпределят в кръвния поток със скорост, зависеща от съединението. Факторите, които оказват влияние върху степента на абсорбция, включват разстоянието, което вдишаните вещества изминават в белите дробове, присъщата им разтворимост в кръвта и скоростта на кръвотока през белите дробове. След като попаднат в кръвообращението, съединенията се разпределят в тъканите без метаболизъм от първи ред, какъвто се наблюдава при лекарствата, абсорбирани от стомашно-чревния тракт. В резултат на това ефективната доза от дадено лекарство, приета чрез пушене, може да бъде много по-висока от същото количество лекарство, прието през устата. Освен това фармакологичните ефекти могат да настъпят почти мигновено при пушенето на наркотици. Бързото и интензивно настъпване на фармакологичните ефекти е мотивиращата сила за пушене или инжектиране на дадено вещество, за разлика от пероралния прием.
В повечето случаи термичното разграждане започва с разцепване на най-слабата връзка (често C-N), за да се генерират свободни радикали, които след това образуват най-стабилните стерилно предпочитани продукти. В процеса на нагряване често се образуват продукти на термично разграждане, както и такива, които са метаболити. Острата и хроничната токсичност на тези странични продукти е слабо проучена, ако изобщо е проучена.
Вдишването на пари като начин на поглъщане доставя съединенията до белите дробове през устата и носа. Въпреки че лигавиците на устата и носа са предназначени да филтрират частиците, върху тези повърхности може да се получи задържане на водоразтворими съединения. След като попаднат в белите дробове, молекулите се разпределят в кръвния поток със скорост, зависеща от съединението. Факторите, които оказват влияние върху степента на абсорбция, включват разстоянието, което вдишаните вещества изминават в белите дробове, присъщата им разтворимост в кръвта и скоростта на кръвотока през белите дробове. След като попаднат в кръвообращението, съединенията се разпределят в тъканите без метаболизъм от първи ред, какъвто се наблюдава при лекарствата, абсорбирани от стомашно-чревния тракт. В резултат на това ефективната доза от дадено лекарство, приета чрез пушене, може да бъде много по-висока от същото количество лекарство, прието през устата. Освен това фармакологичните ефекти могат да настъпят почти мигновено при пушенето на наркотици. Бързото и интензивно настъпване на фармакологичните ефекти е мотивиращата сила за пушене или инжектиране на дадено вещество, за разлика от пероралния прием.
Процесът на нагряване
Едно от предизвикателствата, свързани с идентифицирането на продуктите на термично разграждане на пушените наркотици, използвани за злоупотреба, е определянето на реалистични и представителни температурни диапазони на процеса както от гледна точка на потребителя, така и от аналитична гледна точка. Не съществува един-единствен метод на "пушене", а по-скоро набор от условия - от леко до умерено нагряване с принадлежности до по-агресивно нагряване, което се осъществява в система, подобна на цигара. В най-простия случай при нагряването наркотикът се изпарява, за да попадне в кръвообращението чрез белите дробове. Възможни са и други процеси, включително изпаряване на други компоненти и замърсители; изпаряване, последвано от термично разграждане; или термично разграждане върху повърхност, последвано от изпаряване (фигура 1).
Фигура 1. Горна рамка: Пътища, по които лекарството или лекарствената сол може да достигне до газовата фаза. Общото В представлява основно лекарство в непротонирана (свободна базова) форма; ТД се отнася за продукти на термично разлагане.
Метамфетаминът е основен и съдържа една аминова група. Твърдото вещество може да бъде в свободна основна форма (В), в солна форма (обикновено, но не само хидрохлоридната сол) или в протонирана форма (ВН+). Изпаряването, предпоставка за пушене, както е дефинирано в настоящия преглед, може да включва повече от една фазова промяна (фигура 1, път 1), чиято степен ще зависи от начина на нагряване, температурата, матрицата и въпросното лекарство. Първо може да настъпи термично разграждане на солта до формата на свободна основа, последвано от последващо изпаряване (фигура 1, път 2). При различни условия на нагряване базата или солта може да претърпи термично разграждане преди изпаряване (фигура 1, пътища 3 и 4), при което може да се осъществи допълнително разграждане.
Наркотиците могат да се приемат чрез вдишване в терапевтични и развлекателни условия. Терапевтичните агенти могат да се доставят чрез инхалация, но тези начини не включват агресивно нагряване; целта е по-скоро да се генерира вдишван аерозол. Единствената значима терапевтична употреба на изпарени вещества е при анестезия, където агентите обикновено са в парна фаза при стайна температура. Електронните цигари стават все по-популярни като средство за доставяне на никотин. Тези устройства леко нагряват разтвори на диоли, ароматизатори и никотин, за да се получи аерозол, който може да се вдишва. Топлината се подава чрез батерия с температура в диапазона 40-65 °C. При тези температури се очаква термичната деградация да бъде минимална. Към момента на изготвяне на настоящия документ не са открити публикувани доклади, в които конкретно да се обсъжда поглъщането на злоупотребявани наркотици чрез електронни цигари.
Както е показано на фигура 2а, реактивните зони са зоната на горене (екзотермични реакции) и зоната на пиролиза, където преобладават ендотермичните реакции. Активното горене протича във върха и се засилва, когато потребителят "надува" цигарата и вкарва въздух през областта. По време на дръпването температурата се повишава бързо и може да достигне 950 °C. Кислородът се изчерпва от въздуха, докато той преминава през горивната област към пиролитичната област.
Наркотиците могат да се приемат чрез вдишване в терапевтични и развлекателни условия. Терапевтичните агенти могат да се доставят чрез инхалация, но тези начини не включват агресивно нагряване; целта е по-скоро да се генерира вдишван аерозол. Единствената значима терапевтична употреба на изпарени вещества е при анестезия, където агентите обикновено са в парна фаза при стайна температура. Електронните цигари стават все по-популярни като средство за доставяне на никотин. Тези устройства леко нагряват разтвори на диоли, ароматизатори и никотин, за да се получи аерозол, който може да се вдишва. Топлината се подава чрез батерия с температура в диапазона 40-65 °C. При тези температури се очаква термичната деградация да бъде минимална. Към момента на изготвяне на настоящия документ не са открити публикувани доклади, в които конкретно да се обсъжда поглъщането на злоупотребявани наркотици чрез електронни цигари.
Както е показано на фигура 2а, реактивните зони са зоната на горене (екзотермични реакции) и зоната на пиролиза, където преобладават ендотермичните реакции. Активното горене протича във върха и се засилва, когато потребителят "надува" цигарата и вкарва въздух през областта. По време на дръпването температурата се повишава бързо и може да достигне 950 °C. Кислородът се изчерпва от въздуха, докато той преминава през горивната област към пиролитичната област.
Фигура 2. Горна рамка: Нагорещени зони и въздушен поток в цигара. Долен ляв ъгъл: Нагрявани зони и въздушен поток в импровизирано устройство за нагряване. Долен десен ъгъл: Процес на нагряване на открито, както в "преследването на дракона".
Химичните реакции тук са доминирани от редукционно разлагане. Кондензацията и филтрирането на частиците се случват като продукти в близост до устата. В статия от 2004 г. се обсъждат експерименти за определяне на степента на термично разграждане на изпаряващите се съединения по време на пушене на цигари. Използвайки аналитичен пиролизен вход към GC-MS, авторите установяват, че за повечето съединения по-голямата част от изходното съединение се прехвърля върху пушача. Това проучване показа, че степента на непокътнато прехвърляне зависи от теглото на формулата и летливостта (колкото по-малко е молекулното тегло, толкова по-голямо е непокътнатото прехвърляне) и в по-малка степен от функционалните групи и матрицата. Авторите сравняват резултатите от аналитичната пиролиза с пушенето, използвайки радиомаркирани съединения, и за относително летливи съединения (<~300Da) съобщават, че аналитичната пиролиза е добър модел за пушене. Те отбелязаха една уговорка: тази методика надценява степента на пиролиза на по-големи, по-малко летливи съединения. Това ограничение не е от решаващо значение в контекста на наркотиците за злоупотреба, повечето от които имат молекулно тегло под 400Da.
Пушенето на цигари не имитира типичния процес, използван за поглъщане на наркотици като кокаин, метамфетамин, амфетамин, хероин и фентанил. В тези случаи (фиг. 2б и 2в) наркотиците се поставят върху повърхност или в импровизирана тръба, например електрическа крушка, и се нагряват с помощта на запалка. Парите се вкарват в белите дробове с помощта на сламка или подобно приспособление. В зависимост от конструкцията на устройството, потребителят може да вкарва въздух над нагрятия материал или, в случаите на тръби, през материала. Не съществува зона на горене, сравнима с тази при цигарите. Съответно много начини на пушене се описват по-добре като нагряване на открит въздух при окислителни условия. При метода, наричан "преследване на дракона", веществото се поставя върху повърхност като алуминиево фолио и се нагрява със запалка. Фолиото достига повишени температури до 600 °C в рамките на няколко секунди, въпреки че абсорбирането на топлина от матрицата (определено от топлинните капацитети) може да ограничи температурата на твърдото вещество до ~400 °C.
Пушенето на цигари не имитира типичния процес, използван за поглъщане на наркотици като кокаин, метамфетамин, амфетамин, хероин и фентанил. В тези случаи (фиг. 2б и 2в) наркотиците се поставят върху повърхност или в импровизирана тръба, например електрическа крушка, и се нагряват с помощта на запалка. Парите се вкарват в белите дробове с помощта на сламка или подобно приспособление. В зависимост от конструкцията на устройството, потребителят може да вкарва въздух над нагрятия материал или, в случаите на тръби, през материала. Не съществува зона на горене, сравнима с тази при цигарите. Съответно много начини на пушене се описват по-добре като нагряване на открит въздух при окислителни условия. При метода, наричан "преследване на дракона", веществото се поставя върху повърхност като алуминиево фолио и се нагрява със запалка. Фолиото достига повишени температури до 600 °C в рамките на няколко секунди, въпреки че абсорбирането на топлина от матрицата (определено от топлинните капацитети) може да ограничи температурата на твърдото вещество до ~400 °C.
Терминология и механизъм
Терминът, който най-често се използва за описание на процеса на пушене в контекста на наркотиците, използвани за злоупотреба, е пиролиза. Пиролизата е вид реакция на термично разграждане в газова фаза, която може да протича в аеробни или анаеробни условия. Строго погледнато, пиролизата не е горене, но пиролизата може да доведе до иницииране на горене. Температурният интервал, при който протича пиролизата, зависи от материала, подложен на разграждане. В този преглед пиролизата ще се използва общо за описание на разкъсването на връзките, при което се получават свободни радикали, които генерират, пряко или непряко, молекули на продукти. В повечето случаи първоначалното разцепване се базира на здравината на връзката, а образуваните съединения могат да се предвидят въз основа на относителната стабилност на продуктите и потенциалните продукти на пренареждане. Реакциите на пиролизата (по реда на честотата) включват елиминиране, пренареждане, окисление, редукция, заместване и добавяне. Заслужава да се отбележи, че пиролизата в газова фаза е широко проучена в области като горене, изгаряне на биомаса, полимери и енергия/горива, но няма готови инструменти или приложения, които да позволяват бързо in-silico прогнозиране на това какви пиролитични продукти могат да се образуват от дадена малка молекула при даден набор от условия. От отбелязаните типове реакции най-често се наблюдава пиролитично елиминиране, което може да се категоризира като α-елиминиране, β-елиминиране, 1,3-елиминиране и т.н., в зависимост от това какви атоми участват в първоначалното разцепване на връзката и кои атоми се елиминират. Много от тези реакции на елиминиране следват механизма Ei - вътрешномолекулен (i) процес на елиминиране. Преходното състояние е циклично и всяка новообразувана двойна връзка обикновено се насочва към най-малко заместения въглерод (правило на Хофман). Ако преди реакцията в молекулата вече съществува двойна връзка, образуването на конюгирана система ще бъде предпочетено, ако това е стерилно възможно.
В няколко статии е разгледано влиянието на състоянието на протониране и формата на киселата сол на основните лекарства, оценявани за пиролитични продукти. Хлоридният анион (от солта на HCl) може да действа като нуклеофил и в резултат на това са наблюдавани хлорирани продукти като пиролизни продукти.
В няколко статии е разгледано влиянието на състоянието на протониране и формата на киселата сол на основните лекарства, оценявани за пиролитични продукти. Хлоридният анион (от солта на HCl) може да действа като нуклеофил и в резултат на това са наблюдавани хлорирани продукти като пиролизни продукти.
Фигура 3. Съобщени пиролитични продукти на метамфетамин.
Съществуват седем основни пиролизни продукта: амфетамин (17, фигура 3), транс-фенилацетон (18, фигура 3), диметиламфетамин (19, фигура 3), n-ацетил, n-пропионил, n-формил-метилметамфетамин (20, фигура 3) и n-цианометилметамфетамин (21, фигура 3). Проучване от 1999 г. потвърждава много от тези пиролитични продукти и идентифицира множество други, включително фурфурилметиламфетамин, 2-пропенилбензен, бензилметилкетоксим, 3,4-дихидро-2-нафталеон, n-формиламфетамин, n-ацетиламфетамин и бибензил, въпреки че идентификациите не са потвърдени от референтни стандарти.
В статия, публикувана през 2007 г. от Ely et al., е използвана аналитична пиросонда и като пиролитични продукти са идентифицирани амфетамин, етилбензен, 1-фенилпропен (22, фигура 3), толуен, стирен, ефедрин, нор-ефедрин и няколко метаболита. Бяха оценени няколко смеси (с кофеин, лидокаин и бензокаин), като не бяха установени забележими разлики в пиролитичните продукти на метамфетамина. Бибензил също е докладван, но идентификацията не е потвърдена с референтни стандарти.
Последните изброени компоненти нямат значителен ефект върху организма на потребителя поради изключително малките количества. Например при сублимацията на 1 g метамфетамин се получават не повече от 0,00001 g ефедрин и норефедрин, което е 1000 пъти по-малко от минималната ефективна доза. Вероятно по време на сублимацията се образуват и редица други вещества, но в толкова незначителни количества, че на този етап от развитието на методите за контрол не е възможно те да бъдат идентифицирани.
В статия, публикувана през 2007 г. от Ely et al., е използвана аналитична пиросонда и като пиролитични продукти са идентифицирани амфетамин, етилбензен, 1-фенилпропен (22, фигура 3), толуен, стирен, ефедрин, нор-ефедрин и няколко метаболита. Бяха оценени няколко смеси (с кофеин, лидокаин и бензокаин), като не бяха установени забележими разлики в пиролитичните продукти на метамфетамина. Бибензил също е докладван, но идентификацията не е потвърдена с референтни стандарти.
Последните изброени компоненти нямат значителен ефект върху организма на потребителя поради изключително малките количества. Например при сублимацията на 1 g метамфетамин се получават не повече от 0,00001 g ефедрин и норефедрин, което е 1000 пъти по-малко от минималната ефективна доза. Вероятно по време на сублимацията се образуват и редица други вещества, но в толкова незначителни количества, че на този етап от развитието на методите за контрол не е възможно те да бъдат идентифицирани.
Кратък преглед на пиролизните продукти
Амфетаминът е стимулант на централната нервна система, който, подобно на метамфетамина, се основава на увеличаване на освобождаването на катехоламини (допамин, норепинефрин и серотонин) от пресинаптичните окончания, което намалява умората, предизвиква прилив на енергия, намалява нуждата от сън и потиска апетита.
Фенилацетонът е вещество, използвано за синтеза на амфетамин и метамфетамин, както и неактивен метаболит на тези ПАВ. В организма той претърпява окисление до бензоена киселина, конюгиране с глицин до образуване на хипурова киселина, която се отделя от бъбреците. Не оказва забележим психоактивен ефект върху организма при този начин на употреба.
Диметиламфетаминът е стимулант на ЦНС, който е по-слабо ефективен от амфетамина и метамфетамина, със сходни ефекти. N-формилметамфетаминът е токсично вещество, което дразни кожата и лигавиците, причинява метаболитни нарушения, има склонност да се натрупва в организма, като причинява психични разстройства, органични поражения на централната нервна система. Той се редуцира до метамфетамин в киселинна среда.
N-формилметамфетаминът е токсично вещество, което дразни кожата и лигавиците, причинява метаболитни нарушения, има склонност да се натрупва в организма, причинявайки психични разстройства, органични поражения на централната нервна система. той се редуцира до метамфетамин в кисела среда.
1-пнилпропенът е канцероген и мутаген; не се натрупва в организма. Честото вдишване причинява рак на белия дроб.
N-цианометилметамфетаминът е силна отрова, има локално дразнещо действие върху кожата и лигавиците, в организма се метаболизира до цианиди, които потискат клетъчното дишане. Образува се само когато метамфетаминът се сублимира заедно с тютюн (например при пушене на цигара с метамфетамин).
Фенилацетонът е вещество, използвано за синтеза на амфетамин и метамфетамин, както и неактивен метаболит на тези ПАВ. В организма той претърпява окисление до бензоена киселина, конюгиране с глицин до образуване на хипурова киселина, която се отделя от бъбреците. Не оказва забележим психоактивен ефект върху организма при този начин на употреба.
Диметиламфетаминът е стимулант на ЦНС, който е по-слабо ефективен от амфетамина и метамфетамина, със сходни ефекти. N-формилметамфетаминът е токсично вещество, което дразни кожата и лигавиците, причинява метаболитни нарушения, има склонност да се натрупва в организма, като причинява психични разстройства, органични поражения на централната нервна система. Той се редуцира до метамфетамин в киселинна среда.
N-формилметамфетаминът е токсично вещество, което дразни кожата и лигавиците, причинява метаболитни нарушения, има склонност да се натрупва в организма, причинявайки психични разстройства, органични поражения на централната нервна система. той се редуцира до метамфетамин в кисела среда.
1-пнилпропенът е канцероген и мутаген; не се натрупва в организма. Честото вдишване причинява рак на белия дроб.
N-цианометилметамфетаминът е силна отрова, има локално дразнещо действие върху кожата и лигавиците, в организма се метаболизира до цианиди, които потискат клетъчното дишане. Образува се само когато метамфетаминът се сублимира заедно с тютюн (например при пушене на цигара с метамфетамин).
Изводи.
1. В никакъв случай не пушете метамфетамин с тютюн.
2. В случай, че пушите чист метамфетамин, е препоръчително преди вдишване изпаренията да преминат през течност, съдържаща слаба киселина (лимонов, ябълков или портокалов сок, сухо вино и др.). Газовете се охлаждат във вода и не увреждат дихателната система. Ако спазвате тези препоръки, вдишването на метамфетамин не е по-опасно от интраназалната или оралната употреба.
2. В случай, че пушите чист метамфетамин, е препоръчително преди вдишване изпаренията да преминат през течност, съдържаща слаба киселина (лимонов, ябълков или портокалов сок, сухо вино и др.). Газовете се охлаждат във вода и не увреждат дихателната система. Ако спазвате тези препоръки, вдишването на метамфетамин не е по-опасно от интраназалната или оралната употреба.
Last edited by a moderator:
