Analiza Toxicologică A Benzodiazepinelor

UNIVERSITATEA DE MEDICINĂ ȘI FARMACIE DIN CRAIOVA

FACULTATEA DE FARMACIE

MASTERAT FARMACOLOGIE ȘI TOXICOLOGIE

DISCIPLINA: TOXICOLOGIE ANALITICA

REFERAT

ANALIZA TOXICOLOGICĂ A BENZODIAZEPINELOR

Masterand,

Farm. TOMA Teodor Lucian

Craiova,

2016

Analiza toxicologica a benzodiazepinelor

Istoric

Benzodiazepinele reprezinta o clasa de medicamente cu o varietate de efecte si diferite proprietati farmacodinamice si farmacocinetice; ele sunt foarte mult utilizat e în practica medicala, în special pentru actiunea anxiolitica.

Istoria benzodiazepinelor începe în anii 1930, în Cracovia (Polonia), unde un grup de chimisti în frunte cu Leo Sternbach descopera un set de compusi cu o grupare chimica specifica, pe care îi denumesc heptoxdiazine (Sternbach, 1980). Ulterior, Sternbach pleaca în SUA sa lucreze la Departamentul de Cercetari Chimice al firmei Hoffmann-La Roche din New Jersey unde continua sa cerceteze pe aceasta clasa de compusi, care par inactivi din punct de vedere biologic.

Totusi, în 1957, s-a demonstrat ca unul din acesti compusi, care sufera o rearanjare moleculara, devenind 1,4-benzodiazepina, prezinta efect anxiolitic, hipnotic si miorelaxant ; prima benzodiazepina – initial denumita metaminodiazepoxid, apoi clordiazepoxid – a fost introdusa în Anglia în 1960 sub denumirea de Librium. Congenerul sau – diazepam – a urmat foarte repede (în 1963), demonstrând eficaciatea clinica a noii clase de medicamente.

Utilizare medicala

Majoritatea benzodiazepinelor sunt utilizate ca tranchilizante. Sunt indicați, în acest sens, compușii cu efect anxiolitic puternic, cum sunt diazepamul, oxazepamul și alții, ca și cei pentru care raportul între intensitatea efectului antianxios și cea a efectului sedativ-hipnotic este supraunitar la dozele uzuale.

Unele benzodiazepine sunt folosite mai ales ca hipnotice (ex. nitrazepam, flunitrazepam). În plus, benzodiazepinele au proprietăți miorelaxante (ex. diazepam), iar unele sunt anticonvulsivante active (ex. clonazepam).

Avantajele benzodiazepinelor ca medicamente tranchilizante sunt:

indicele terapeutic relativ mare,

efectul durabil

relevanța slabă a interacțiunilor determinate de inducția enzimatică.

Dezavantajele constau în:

posibilitatea diminuării durabile a performanțelor psihomotorii, mai ales când se asociază băuturi alcoolice sau alte deprimante centrale

și riscul dezvoltării dependenței.

În SUA, benzodiazepinele sunt clasificate în categoria a IV-a conform CSA (Controlled Substance Act), fiind considerate cu potențial adictiv mediu. În România, conform legii 143/2000, diverse benzodiazepine sunt încadrate în tabelul 3 – droguri de risc.

Studiile medicale referitoare la efectele administrării benzodiazepinelor au început încă din anii 1960. Astfel, de problema dozelor mari de benzodiazepine administrate pe o perioadă de 1-6 luni s-a ocupat în anii 1960 un grup de medici condus de Hollister (1961, 1963), care a stabilit existența dependenței la acești pacienți. Cu toate acestea, Hollister însuși a recunoscut că este greu de apreciat câți dintre pacienții implicați în studiu au necesitat într-adevăr creșterea dozei până la momentul în care dependența fizică a devenit inevitabilă.

În ceea ce privește utilizarea benzodiazepinelor ca substanțe de abuz, studiile epidemiologice au indicat faptul că acestea au fost rar folosite în acest scop, aproape întotdeauna fiind utilizate în combinație cu alte substanțe ilicite (Marks, 1978).

O excepție în acest sens o reprezintă temazepamul într-o formă farmaceutică lichidă, care a fost utilizat în anii 1980 abuziv în Anglia. Cooperestock (1983) identifica un model comun printre utilizatorii de benzodiazepine în abuz: opiomanii foloseau benzodiazepinele ca să iasă din starea „high” pe care le-o oferea opiul.

În orice caz, este dificil de identificat cazurile individuale care reprezintă „terapie” de cele care reprezintă „abuz” de benzodiazepine.

Clasificare

In functie de utilizarea lor in clinica benzodiazepinele pot fi:

anxiolitice (diazepam, clordiazepoxid, medazepam);

hipnoinductoare (nitrazepam, flunitrazepam);

anticonvulsivante (clonazepam, clobazam, diazepam, clorazepat);

miorelaxante (diazepam);

inductoare ale anesteziei (midazolam).

Durata de actiune

Durata de actiune a benzodiazepinelor poate fi:

lunga (peste 50 de ore): diazepam, clordiazepoxid, clorazepat;

intermediara (10-50 de ore): clonazepam, clobazam, flunitrazepam, nitrazepam;

scurta – intermediara (- 10 ore): lorazepam, alprazolam;

scurta (sub 10 ore): oxazepam, temazepam.

Actiune toxica

Efectele hipnotic, sedativ si tranchilizant al benzodiazepinelor implica mecanismele GABA-ergice din sistemul nervos central.

Studii electrofiziologice au aratat ca benzodiazepinele faciliteaza transmisia sinaptica GABA-ergica la nivelul scoartei cerebrale, hipocampului, hipotalamusului, substantei nigra, scoartei cerebeloase si măduvei spinării.

Actiunea benzodiazepinelor se exercita asupra receptorilor membranari de tip GABAA avand drept urmare cresterea frecventei deschiderii canalelor pentru clor (care reprezinta portiunea efectoare a receptorilor) si hiperpolarizare. Modificarea conformationala determinata de actiunea benzodiazepinelor faciliteaza deschiderea canalelor pentru clor indusa de GABA.

Intoxicatia acuta

Benzodiazepinele fac parte din categoria celor mai prescrise medicamente, datorita efectelor anxiolitice, hipnotice, anticonvulsivante si relaxante ale musculaturii striate. De aici rezulta si relativ frecventa incidenta a intoxicatiilor acute cu benzodiazepine.

Benzodiazepinele sunt rareori cauzatoare de deces. Nu s-a stabilit inca o doza letala pentru benzodiazepine (doze de 2 g duc doar la deprimarea moderata a respiratiei).

Manifestarile clinice sunt de intensitate moderata:

sedare, somnolență

diplopie

dizartrie

ataxie

deprimare intelectuala.

Benzodiazepinele cu durata scurta de actiune au toxicitate mai crescuta. Copii si batranii sunt mai susceptibili la actiunile deprimante ale acestor compusi. Asocierea cu alte deprimante poate agrava aspectul clinic.

Intoxicatia cronica

Consumul cronic de benzodiazepine creste o data cu varsta, fiind frecvent asociat cu cel de alcool si tutun.

Tendinta de a lua benzodiazepine intr-un cadru neterapeutic pentru cautarea unui efect psihic resimtit ca agreabil este foarte mica (in comparatie cu alti agenti psihoactivi) in cazul persoanelor in buna stare de sanatate psihica. Exista insa indivizi la care exista pericolul unei utilizari neadecvate, cu tendinta de a creste doza pentru cautarea unui efect psihic resimtit ca agreabil. Dintre acestia fac parte alcoolicii si toxicomanii care manifesta tendinta de a evada din realitatea vietii.

In cazul nevropatilor si psihopatilor, benzodiazepinele pot crea o veritabila dependenta, inclusiv psihica la subiectii cu personalitate slaba sau prost structurata.

Efectul placut direct sau indirect (consecutiv calmarii unor simptome neplacute, ca de exemplu anxietatea) indeamna la repetarea administrarii, ducand in cele din urma, prin intarirea repetata a conditionarii, la invatarea comportamentului ce caracterizeaza dependenta. La aceasta poate contribui si o reactivitate individuala particulara, care determina un raspuns mai intens la efectul favorabil (sau aparent favorabil) al medicamentului si creeaza o impresie pregnanta de satisfactie, crescand astfel efectul de reintarire.

Abuzul de benzodiazepine are de obicei origine extramedicala (relativ putini pacienti in tratament cu benzodiazepine folosesc abuziv medicamentul). Conform definitiei date de Landry si colaboratorii, abuzul de benzodiazepine este acea utilizarea de benzodiazepine care cauzeaza tulburari si disfunctii la pacienti in buna stare fizica, psihologica, emotionala sau sociala. Tulburarile si disfunctiile merg de la medii pana la grave si sunt adesea autolimitante.

O mentiune speciala trebuie facuta pentru flunitrazepam (Rohypnol), benzodiazepina cu actiune hipnotica. Cunoscut sub denumirea de "valium mexican" (sau "R-2") flunitrazepamul determina o simptomatologie de circa 10 ore, caracterizata prin sedare usoara, ameteli, confuzie, tulburari vizuale, si un grad de amnezie, ceea ce face ca acest medicament sa fie frecvent utilizat in scopul violului. Din acest motiv Rohypnolul, aprobat la inceputul anilor '90 in SUA, a fost interzis in 1996 in urma semnalarii unui numar important de cazuri de viol in care acesta fost utilizat pentru a anihila rezistenta victimelor.

Consumul repetat de benzodiazepine produce toleranta, dependenta psihica moderata, iar la doze mari se poate instala dependenta fizica. Mai caracteristice sunt tulburarile de coordonare motorie (traduse si prin mers ebrios) datorate actiunii miorelaxante.

Conform DSM IV dependenta de benzodiazepine este "un cluster de simptome cognitive, comportamentale si fiziologice indicand ca individul continua sa foloseasca substanta in ciuda problemelor pe care le dezvolta aceasta".

Cumularea conduce la fenomenele toxice ale supradozarii, din cauza depasirii capacitatii de biotransformare si a eliminarii lente.Toleranta si dependenta sunt incrucisate pentru toti compusii apartinand acestei grupe chimice. Dependenta de benzodiazepine este actualmente considerata un dezavantaj important al tratamentului indelungat. Ea apare dupa cateva saptamani de tratament si in general este benigna, dar poate imbraca aspecte severe in conditiile tratamentului de lunga durata. Separarea dependentei psihice de cea fizica este uneori greu de facut. In cazul benzodiazepinelor, ambele tipuri de dependenta coexista.

Dependenta psihica este definita ca o stare psihologica alterata care conduce la administrarea continua a benzodiazepinelor pentru a preveni aparitia sindromului de abstinenta.

Exista doua tipuri de dependenta psihica:

dependenta dozei crescute (tipul dependentei barbiturice);

dependenta dozei scazute (apare in cazul dozelor terapeutice).

In general, numarul cazurilor de dependenta este mic in comparatie cu numarul mare de pacienti care folosesc aceste medicamente. Doar o mica parte din pacientii tratati cu benzodiazepine si care au indicatii medicale justificate dezvolta comportament compulsiv de consum (desi se poate dezvolta toleranta si dependenta fizica la administrarea regulata pe perioade lungi).

Toleranta

Toleranta la benzodiazepine este partiala:

se instaleaza destul de rapid pentru efectele sedative (somnolenta, diminuarea atentiei) si ataxice;

mai lent si mai neregulat pentru efectul antiepileptic;

toleranta pentru efectul anxiolitic si hipnotic nu a fost dovedita.

In consecinta, in terapeutica dozele sunt rareori crescute.Toleranta are mecanism farmacodinamic implicand desensibilizarea receptorilor pentru GABA, spre deosebire de barbiturice la care toleranta are un mecanism farmacocinetic (autoinductie enzimatica).

Sindromul de abstinenta

Simptomele sindromului de abstinenta sunt de obicei minore, comparativ cu cele produse in cazul alcoolului si barbituricelor. Ele sunt in general opusul efectelor primare ale substantelor:

tulburări de somn,

anxietate,

tensiune musculara,

disfunctii neurovegetative,

in cazurile grave pot sa apara episoade epileptice (acestea pot interveni la oprirea brusca a unui tratament prelungit si regulat cu benzodiazepine).

In functie de tipul de benzodiazepina simptomele apar dupa una pana la mai multe zile de la oprirea administrarii si pot persista timp de cateva zile sau saptamani.

La intreruperea brusca a medicatiei, sindromul de abstinenta incepe dupa 2-3 zile, in cazul compusilor cu timp de injumatatire scurt (oxazepam, lorazepam, triazolam, etc.) si dupa 1 – 3 saptamani, pentru cei cu timp de injumatatire lung (diazepam, nitrazepam, etc). Simptomele constau in:

anxietate, agitatie,

tulburari de somn,

iritabilitate,

cefalee,

tremor, tresariri musculare, mialgii,

sudoratie, diaree.

In cazul tratamentului prelungit cu doze mari pot aparea (la intrerupere):

stari confuzionale,

delir si alte manifestari psihotice,

convulsii.

Intreruperea brusca a administrarii benzodiazepinelor dupa tratament prelungit cu doze medii determina un sindrom de abstinenta de mica intensitate, uneori greu de distins de anxietatea care a impus tratamentul cu astfel de medicamente. Unii bolnavi manifesta:

cefalee,

scadere ponderala,

inapetenta,

greturi, voma,

tremurături,

insomnie, anxietate.

Tratamentul intoxicatiei acute

Tratamentul intoxicatiei acute cu benzodiazepine este in principal suportiv.

In cazul unei supradoze acesta include: oxigenoterapie; perfuzie endovenoasa cu dextroza sau tiamina daca apar semnele de hipoxemie, alterarea statusului mental, hipoglicemie sau malnutriție.

Decontaminare digestiva prin inducerea vemei sau prin spalatura gastrica este eficienta in primele ore de la ingestie. Tot in aceiasi perioada de timp se ia in considerare administrarea orala sau pe sonda nasogastrica a unei singure doze de carbune activ (cu masurile de protectie pentru mentinerea permeabilitatii cailor respiratorii).

Tratamentul intoxicatiei cronice

Consumatorii abuzivi de benzodiazepine in doze mari necesita de obicei detoxifiere spitalizata. Frecvent, abuzul de benzodiazepine este parte a dependentei combinate (politoxicomanii) implicand alcool, opioide si cocaina.

Tratamentul dependentei de benzodiazepine trebuie inceput cu evaluarea afectiunilor psihice asociate. Se practica o testare toxicologica amanuntita, tinand cont de frecventa asociere alcool-sedative, etc, si se determina doza de benzodiazepine necesara stabilizarii (din anamneza, examenul clinic sau cel toxicologic).

Detoxifierea impune trecerea spre administrarea de benzodiazepine cu actiune lunga (diazepam, clordiazepoxid), ulterior scazandu-se cu 30% doza in primele doua zile si cu 10% in urmatoarele.

Riscul de folosire si dependenta fizica obliga la evitarea administrarii prelungite a benzodiazepinelor tranchilizante si hipnotice. In general se recomanda ca durata tratamentului sa nu depaseasca cateva saptamani. Se prefera administrarile intermitente si folosirea dozelor mici. Un tratament de 4 saptamani sau mai mult nu trebuie incetat brusc, ci progresiv (diminuarea dozelor prin paliere succesive, intervale prelungite intre prize), cu scopul de a distinge veritabilele simptome de abstinenta de tulburarile patologice initiale care ar putea sa reapara. Daca administrarea s-a facut continuu cateva luni, dozele se scad cu cate 1/8 la flecare 2 saptamani, pana la suprimare dupa 6-12 saptamani.

Dupa detoxifiere, prevenirea recaderilor necesita un program de reabilitare similar tratamentului alcoolismului. Nu s-a gasit medicatie utila in reabilitarea (recuperarea) consumatorilor abuzivi de sedative dar, desigur tulburarile psihice de tip depresiv sau schizofrenic necesita medicatie specifica.

Analiza toxicologică a benzodiazepinelor

Determinarea cantitativă sub formă de azocoloranți

Izolarea din urina:

25 ml urină se duce într-o pâlnie de separație; se extrage de cel puțin două ori cu câte 50 ml eter etilic (dicloretan sau amestec dicloretan:acetat de etil 2:1). Fazele de solvent separate și reunite se filtrează (printr-o hârtie de filtru uscată, spălând filtrul cu puțin solvent) într-o capsulă și se evaporă la sec pe baie de apă. Reziduul obținut servește la analiza toxicologică a clordiazepoxidului, nitrazepamului și a unor metaboliți.

Principiul metodei :

Gruparea aminica aromatica primara eliberata prin hidroliza acida ,dupa diazotare si cuplare cu N-naftiletilendiamină dă un derivat de culoare roz-violacee, colorimetrabil. Sensibilitatea reacției este de 1μg/ml.

Tehnica de lucru:

a) Reziduul obtinut prin extractie cu solventi organici, dupa hidroliza, se dizolva în 2 ml acid clorhidric 2N, se aduce cantitativ cu apa distilata într-un balon cotat de 25 sau 50 ml. Din aceasta solutie se prelucreaza 2 ml, peste care se adauga 0,5 ml acid clorhidric 2N si 0,1 ml nitrit de sodiu 1%; se agita si se lasa în repaus 10 minute. Se adauga 2 ml uree 10%, se agita bine si dupa 5 minute se adauga 0,1 ml N-naftiletilendiamina1%. Paralel cu proba se prelucreaza în aceleasi conditii un martor de reactivi si 8-10 standarde cu concentratia cuprinsa între 250-500 µg benzodiazepina hidrolizata. Se masoara absorbantele probei si etaloanelor la spectrofotometru la 550 nm, în cuva de 1 cm, fata de martorul de reactivi.

Raportarea absorbantei probei se face pe curba etalon, obtinându-se concentratia C în µg/proba.

b) Reziduul obtinut prin extractie directa din produse biologice poate fi dozat aplicând metoda descrisa mai sus în urmatoarele conditii: reziduul se trateaza cu 10 ml acid clorhidric 4N, se hidrolizeaza prin încalzire (timp de 30 minute) pe o baie de apa în fierbere, evitând evaporarea. Dupa racire se aduce cantitativ cu apa distilata într-un balon cotat de 25 sau 50 ml. Se continua apoi determinarea ca mai sus.

Calcul:

mg benzodiazepina/1000 ml urina = [V x C] / [n x p]

unde: V = volumul balonului cotat;

n = ml prelucrati din balonul cotat;

p = ml proba biologica luata în lucru.

Bibliografie

Beck O, Lafolie P, Hjemdahl P, Borg S, Odelius G, Wirbmg P (1992). Detection of benzodiazepine intake in therapeutic doses by immunoanalysis of urine: two techniques evaluated and modified for improved performance. Clin.Chem. 38(2): 271-275.

Bismuth C., Dally S.: Cas cliniques en Toxicologie, Flammarion Médecine Sciences, Paris, 1994.

Brandenberger H., Maes R.A.A, editors: Analytical Toxicology for Clinical, Forensic and Pharmaceutical Chemists, de Gruyter, Berlin, 1997.

Cooperstock, R., Hill, J. (1982). The effects of tranquillization: Benzodiazepine use in Canada. Toronto: Ministry of National Health and Welfare

Cotrau M., Proca M.: Toxicologie analitica, Editura Medicala, Bucuresti, 1988

Hollister, L.E., Bennett, J.L., Kimbell, I., Savage, C., Overall, J.E. (1963). Diazepam in newly admitted schizophrenics. Diseases of the Nervous System, 24: 746-750.

Marks, J. (1978). The benzodiazepines: Use, overuse, misuse, abuse, Lancaster, U.K.: MTP

Medicinal Chemistry Hall of Fame, Medicinal Chemistry Division, American Chemical Society. Retrieved 31 August 2012.

Sternbach, L.H. The benzodiazepine story. Basle: Editiones, Roche, (1980)