Cathinone Elvira Santic Biologiskt aktiva naturprodukter i läkemedelsutveckling, 5p Uppsala Universitet, VT 2007

Transkript

1 Cathinone Elvira Santic Biologiskt aktiva naturprodukter i läkemedelsutveckling, 5p Uppsala Universitet, VT 2007

2 Innehåll Introduktion sid. 3 Historisk bakgrund Metodbeskrivning Beskrivning av biologisk aktivitet Kliniska effekter Referenser sid.3 sid.4 sid.5 sid.5 sid.7

3 Introduktion Cathinone är en alkaloid som finns i växten Catha edulis Forssk. Denna växt är en buske som kan bli upp till 4 m hög. Den odlas främst i Yemen och i östra Afrika, men växer också i Sydafrika och Madagaskar. Cathinone finns främst i färska blad. I de äldre bladen omvandlas cathinone till bl.a. cathine. Cathine är inte lika aktivt som cathinone, och ger inte de stimulerande effekterna som cathinone ger. Olika kemiska namn på cathinone är S-(-)-cathinone, S-(-)-α-aminopropiophenone och (S)-2- amino-1-phenyl-1-propanone. Historisk bakgrund Ursprungligen kommer växten från Etiopien, och spreds till den arabiska halvön under 1400-talet. Arabiska källor uppger att växten fanns i Yemen redan på 600-talet. Det första dokumentet om Catha edulis är från omkring 1000-talet, som skrevs av Al- Biurni. Han skrev ned information om det han kallade qat som importerades från Turkistan, och som användes till att bota gall-, mag- och leverproblem (Dhaifalah and Šantavý, 2004). År 1237 skrev en arabisk man, Najeeb Al-Deen Al- Samargandi en medicinsk bok där han beskrev khat som en behandling för depression (Al-Motarreb et al, 2002). Den svenske botanikern Peter Forskal var den förste som skrev en vetenskaplig rapport om denna växt som han hade identifierat i Yemen på Kartan visar Yemen där förbrukningen av khat 1700-talet, och som han döpte till Catha edulis är mycket stor. (Dhaifalah and Šantavý, 2004). Användningen av khat i medicinskt och CNS-stimulerande syfte var störst i de områden där plantan odlades. Användningen av plantan var helt okänd i andra delar av världen, pga att det främst är de färska bladen som innehåller den aktiva substansen cathinone. Idag har användningen spridits till andra länder eftersom transporten går snabbare mha t.ex. flygtrafiken (Kalix, 1987).

4 P.g.a. de stimulerande effekterna har Catha edulis traditionellt använts som medicin. Dåtidens människor på resande fot och även nutidens studenter, lastbilsförare m.fl. använde khat för att öka prestationsförmågan (Dhaifalah and Šantavý, 2004). Isolering och analys Man har gjort studier där man extraherat cathinone på olika sätt. Ett sätt att extrahera är genom frystorkning och freeze-precipitaion. Detta gjordes av Banjaw and Schmidt år Man började med att samla in 3 kilo blad från Catha edulis, i södra Etiopien. Därefter förbereddes ett extrakt genom freeze-precipitation (utfällning) och frystorkning (lyophilization). Anledningen till att extraktet frystorkas är att man vill kunna förvara det utan att förlora de aktiva substanserna, vilket lätt händer om man torkar på det sedvanliga viset. Frystorkning bevarar aktiviteten genom att extraktet först fryses så att vattnet i extraktet blir is. Därefter sublimerar man isen direkt till vattenånga. Då är vattnet borta och extraktet är frystorkat. De insamlade bladen hackades, vägdes och placerades i aluminiumfolie-täckta flaskor. Kloroform och dietyleter tillsattes så att de hackade bladen täcktes. Blandningen rördes om och filtrerades, för att bli av med cellulosan. Filtratet filtrerades igen och denna gång fryste man ner det i -20 C. Denna nedfrysning ledde till att två lager bildades, en brun fällning och ett grönt pigment-lager. Fällningen separera En frystorkningsmaskin används från det gröna pigment-lagret, och frystorkades. Cathinonebl.a. på laboratorium för att mängden i extraktet bestämdes genom användning av underlätta förvaringen. spektrofotometri och HPLC (Banjaw and Schmidt, 2004). Ett annat sätt att extrahera cathinone är att tillsätta HCl till hackade färska blad, och krossa blandningen i en mortel. Därefter filtreras blandningen och man tillsätter NaOH. Extraktet förbereds genom att tillsätta triklorometan tre gånger. Extraktet torkas med hjälp av en nitrogen vacuum rotary evaporator. Återstoden löses upp i triklorometan och injekteras i ett GC/MS instrument där innehållet analyseras (Ripani et al, 1996). Beskrivning av biologisk aktivitet Bladen från Catha edulis innehåller många olika föreningar, som t.ex. alkaloider, terpener, flavonoider, steroler, glykosider, tanniner, vitaminer m.m. Detta gör att tuggandet av bladen kan ha många olika effekter. Cathinone, cathine och norephedrine är tre alkaloider som det finns mest av i dessa blad. Dessa är fenylpropylaminer, och har strukturer som liknar amfetamin och noradrenalin (Al-Motarreb et al, 2002).

5 Cathinone finns endast i färska blad, och absorberas snabbt av munnens slemhinna. I de äldre bladen omvandlas cathinone till de mindre aktiva cathine och norephedrine, genom enzymatisk reduktion, därför är det viktigt att bladen som konsumeras är färska för att man ska uppnå den önskade effekten (Hassan et al, 2002). Farmakologiska effekter Traditionellt tuggar man bladen från Catha edulis för den stimulerande effekten. Man kan också använda bladen till att koka te för samma ändamål. En hel del studier har gjorts på khat, där man tittat på dess effekter. En av studierna om effekterna av khat-konsumtion gjordes i Yemen år 2002, på frivilliga försökspersoner. Till denna studie använde man sig av 3200 friska personer och studien gick ut på att låta 1600 testpersoner tugga khatblad, medan de andra 1600 personerna användes som kontroll. De personer som tuggade khat-blad fick tugga i minst fyra timmar per dag, i tre dagar. Därefter fick de svara på ett frågeformulär om de effekter som de upplevt. Projektet startades p.g.a. att läkare tidigare uppgett att khat-konsumtion påverkade mag-tarm kanalen, och orsakade sömnproblem bland invånare i Yemen. Målet med studien var att studera symptomen av khat, hos friska vuxna män i Yemen (Hassan et al, 2002). Effekterna av khat liknar ofta de effekter man får av amfetamin. Det som skiljer de två drogerna åt är tolerans, beroendet och toxiciteten. Medan amfetamin snabbt kan göra att konsumenten utvecklar tolerans mot drogen och blir beroende, gör khat inte det. Detta beror troligen på fysiska begränsningen av hur mycket khat man kan tugga på en och samma gång. Hos människor orsakar khat främst eufori, hyperaktivitet, ökad andningshastighet, muntorrhet, sömnlöshet och pupillutvidgning (Al-Hebshi and Skaug, 2005).

6 Khat och urinblåsan: Konsumtion av khat kan orsaka minskat urinflöde. Detta händer på grund av att urinblåsans väggar blir slappa och slutningsmuskeln dras ihop. Urinretention är också en konsekvens av detta (Dhaifalah and Šantavý, 2004). Khat och mag-tarm kanalen: Tanninerna som finns i khatbladen kan orsaka förstoppning och andra sjukdomar som magsår, inflammation i mun och svalg, och inflammation i tandrot och tandkött. Tarmarna absorberar inte näring lika snabbt som de brukar, vilket kan leda till att khat konsumenter blir undernärda. Förstoppning är en mycket vanlig effekt av khat (Dhaifalah and Šantavý, 2004). Khat och reproduktion: Vissa människor kan bli impotenta av khat, medan andra uppger att deras sexlust ökar. Det är bevisat att khat gör att spermiernas antal och rörlighet är försämrad hos khat-konsumenter, men inte hos män som inte använder khat. Man har också visat att antalet skadade spermier ökar hos khat-tuggare (Dhaifalah and Šantavý, 2004). Khat och härt- och kärlsjukdomar: Khat kan ha negativa effekter på hjärtat och hela det kardiovaskulära systemet. Cathinone kan orsaka arrytmi och ökat blodtryck, vilket kan bli kroniskt om man använder khat regelbundet under en lång tidsperiod (Dhaifalah and Šantavý, 2004). Olika personer reagerar olika på khat. Vissa får förstoppning och aptitförlust, medan andra inte får det utan sömnproblem och orkeslöshet. Erfarna kath-användare uppger att de känner sig piggare, mer sociala och energiska efter att ha tuggat kath-blad. Cathinone orsakar främst de stimulerande effekterna på nervsystemet, men den kan också ha periferala effekter, som liknar de effekter som amfetamin har. De amfetamin-liknande effekterna uppkommer pga frisläpp av katekolaminer. Negativa effekter på reproduktionsorganen är en av dem (Hassan et al, 2002). Diskussion Man har ännu inte framställt något läkemedel baserat på cathinone. Än så länge används khat endast på det traditionella sättet, men man kan kanske tänka sig att ett framtida läkemedel som baseras på khat skulle kunna användas mot t.ex. narkolepsi eftersom cathinone påverkar sömnen negativt. Man skulle kanske också kunna använda det för att behandla fetma, i och med att cathinone stör aptiten. Hursomhelst finns det en hel del forskning kvar att göra kring denna substans, och mer att lära om dess effekter.

7 Referenser Al-Hebshi, N.N. and Skaug, N., Khat (Catha edulis) an updated review, Addiction Biology (2005) 10, Al-Motarreb, A., Baker, K., Broadley K.J., Khat: Pharmacological and Medical Aspects and its Social Use in Yemen, Phytotherapy Research (2002) 16, Banjaw, M. Y., and Schmidt, W. J., Lyophilization and Freeze-precipitation as a Method For Crude Extraction Of Cathinone From Catha edulis Leaves With Minimum Thermal Injury, Chemistry of Natural Compounds (2004) 40:6, Dhaifalah, I. and Šantavý, J., Khat Habit and its Health Effect. A Natural Amphetamine, Biomed. Papers (2004) 148:1, Hassan, N.A.G.M., Gunaid, A. A., El Khally, F.M.Y., Murray-Lyon, I.M., The Subjective Effects Of Chewing Qat Leaves In Human Volunteers, Annals of Saudi Medicine (2002) 22:1, Kalix, P., Khat: Scientific knowledge and policy issues, Brittish Journal of Addiction (1987) 82, Kalix, P., The pharmacology of psychoactive alkaloids from Ephedra and Catha, Journal of Ethnopharmacology (1991) 32, Ripani, L., Schiavone, S., Garofano, L., GC/MS identification of Catha edulis stimulant-active principles, Forensic Science International, (1996) 78, Böcker: Samuelsson, G. Drugs of Natural Origin: A textbook of pharmacognosy; Svenska Apotekarsocieteten, Apotekarsocietetens förlag,: Stockholm, Sverige, 2005; 5:e upplagan Internetsidor: Fotot på khat: Fotot på frystorkningsmaskin: