Гамма-гидроксимасляная кислота и ее обнаружение в биологических объектах

В последние годы наркоманы стали очень изобретательны, они находят все новые пути к достижению желаемого эффекта. С одной стороны,  синтезируют новые вещества, так называемые “designer drugs”, с другой стороны, используют легальные лекарственные средства, не относящиеся   к  запрещенным наркотикам.

Так возник гамма-гидроксибутират натрия или натриевая соль g- оксимасляной кислоты, sodium oxybate или оксибутират натрия, (GHB) 

 Это лекарственный препарат, рекомендованный в начале 60-х годов в качестве средства, действующего на ЦНС благодаря ноотропной активности. Эффект  зависит как от  количества принятого оксибутирата натрия, так и от комбинации с другими препаратами (начиная от эйфории и кончая глубоким сном и комой). GHB в больших дозах оказывает седативное и центральное миорелаксантное действие, вызывает  сон и состояние наркоза, усиливает действие анальгезирующих и наркотических средств. Применяют GНB  также для лечения больных с невротическим и депрессивным состояниями,  для лечения алкогольной зависимости и нарколепсии (для улучшения сна) и для снижения веса тела. Препарат обычно хорошо переносится больными, однако, при быстром внутривенном введении и при приеме внутрь при передозировке возможны двигательное возбуждение, судороги, рвота и остановка дыхания.  Действует GНB в относительно больших дозах. GHB особенно привлекателен из-за легкой доступности.

Гамма-гидрокимасляная кислота - естественно содержащееся, эндогенное соединение, обнаруженное в тканях  большинства млекопитающих, включая мозг, и в биологических жидкостях, является продуктом метаболизма нейромедиатора гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК).

В последние годы GHB и его прекурсор  гамма-бутиролактон (GBL)  все чаще используются в качестве эйфорического  и снимающего торможение средства в ночных клубах и на вечеринках.

Ниже даны их “уличные“ (кустарные) названия:

 GHB называют ”Liguid X”, ”Liguid E”, ”Liguid Ecstasy”,“easy lay”, “solt water”. “the scoop”(9). 

Наркоманы часто смешивают GHB со стимулирующими  средствами, алкоголем и марихуаной. Это усиливает желаемый эффект. При комбинированном действии GHB с этанолом,  лекарственными препаратами и наркотиками (бензодиазепинами, опиатами, барбитуратами) развивается более тяжелая клиническая картина и побочные реакции по сравнению с применением одного GHB. Комбинация GHB с лекарственными препаратами и наркотиками опасна из-за возможной остановки дыхания. Описано много случаев со смертельным исходом от передозировки GHB, иногда в комбинации с другими веществами, такими как героин (10). При этом отмечаются мышечные спазмы, неконтролируемая дрожь, галлюцинаци, судороги, угнетение дыхания. Чаще всего это молодые люди. Описаны случаи обнаружения GHB  в крови у водителей транспортных средств (8). 

Описаны случаи физической зависимости от GHB с симптомами,  свойственными для абстиненции. Пристрастие к GHB отмечено в двух группах лиц:

Первая группа представлена культуристами (body-builders), которые используют эти вещества, как альтернативу стероидным гормонам, для наращивания мышечной массы. При этом GHB может входить в пищевые добавки.

Другая группа использует GHB из-за его влияния на ЦНС.      Наркоманы чаще всего принимают GHB внутрь в виде порошка (полная чайная ложка), или водного раствора GHB.  эквивалентное 2,5 г, или 35 мг/кг для 70 кг человека. (8)

GНB и его аналоги (гамма-бутиролактон (GBL), 1,4-бутандиол (1,4-BD)  неоднократно использовались, как средство для совершения сексуального насилия, ослабляющее сопротивление жертвы и усиливающее либидо. Это следует иметь в виду при анализе проб от жертв сексуального насилия. Из всех препаратов, используемых для совершения этого преступления, эти вещества труднее анализировать и интерпретировать результат из-за скорости, с которой они выводятся из организма. В этих случаях, как правило,  жертвы обращаются слишком поздно, когда препарат уже вывелся из организма. Кроме того, GHB может вызвать амнезию у жертвы принявшей GHB. Многие жертвы добровольно принимают эти препараты из-за эйфорического эффекта, который они проявляют в малых дозах.

GHB почти безвкусен в чистом виде, но имеет “соленый” или “мыльный” вкус, когда он не достаточно очищен, поэтому он может быть незаметно добавлен в относительно большом количестве в алкогольные напитки или подмешан с другими препаратами. В связи с этим необходимо обращать внимание на вещественные доказательства с места происшествия (стаканы, бутылки или другие контейнеры).

Фармакокинетика

GHB быстро адсорбируется и быстро выводится (максимальная концентрация в плазме достигается через 20-45 мин. после приема 25 мг/кг.

При приеме терапевтических доз GHB незначительно связывается с белками плазмы. Только около 1% от введенной дозы выделяется с мочой в неизменном виде. GBL не содержится ни в плазме, ни в моче, предполагается, что in vivo образование лактона не происходит. Поскольку дозировка GHB составляет обычно один и более грамм, количество присутствующего в моче GHB значительно. GBL и 1,4-BD быстро метаболизируются после приема внутрь в GHB.  Поэтому фармакологический эффект после приема этих веществ аналогичен GHB. GHB имеет очень короткий период полужизни, который составляет менее 1 часа, поэтому наркоман должен для поддержания состояния  принимать новую порцию каждый час. Максимальная концентрация в моче приблизительно 1,1 мг/мл наблюдалась через 4 часа после приема 100 мг/кг дозы внутрь, но уже через 12 часов в моче GHB не определялся.

GHB, его прекурсоры, их свойства,

Ниже изложены сведения о GHB и химических веществах,  которые превращаются в  GHB после приема внутрь (GBL и 1,4-BD), т. е.  о его прекурсорах (рис.1).              

GHB - это простая молекула, состоящая из 4-х атомов углерода, 8 водорода и 3-х атомов кислорода. Она  представляет по своей структуре прямую цепочку с гидроксильной группой с одного конца и карбокси группой с другого. Это белый порошок, легко растворимый в воде, загрязненная форма имеет различные оттенки.

Бутиролактон (GBL), известный также как 2 (3Н) фуранон ди-гидро) - это растворитель, используемый в промышленности для снятия краски, смазочного материала с мотора и для других целей. Чистый GBL - это бесцветная жидкость со слабым запахом карамели, плотность 1.12, температура кипения 228°С. Разница в структуре между GHB и GBL заключается в потере одной молекулы воды с образованием закрытого кольца.

1,4-бутандиол (1,4-BD) - это бесцветная, вязкая жидкость, растворимая в воде, диметилсульфоксиде, ацетоне и этаноле.

Наиболее привлекательной чертой GHB  как для наркоманов, так и для продавцов является простота его получения из достаточно обычных ингредиентов, это GBL и едкий натр. При простом смешении этих веществ получается GHB. Кустарные пробы чаще всего являются 50/50 смесью.

Методы анализа

1. GHB не поглощает УФ-свет  от 220 до 340 нм и не реагирует со стандартными хромогенными реагентами, поэтому многие не открывают это средство.

а)

в)

с)

Рис.1. Структурные формулы оксибутирата натрия (а), гамма-бутиролактона (в) и 1.4-бутандиола (с).

2. Описаны   2 реакции окрашивания на GHB. Порошок растворяют в метаноле или этаноле и добавляют:

• а) 2 капли 5% раствора хлорида железа. Интенсивное оранжево-коричневое окрашивание указывает на наличие GHB.
• б) несколько капель раствора  нитрата кобальта. На присутствие GHB указывает слабое пурпурное окрашивание.

3. Чаще всего используют метод газо-жидкостной  хроматографии  с пламенно-ионизационным детектором или масс-спектрометрией.  Это либо экстракция GHB и идентификация на ГХ-МС в виде силильного производного, либо кислый гидролиз GHB в GBL, экстракция и ГХ-МС идентификация (2).

По программам ГХ/МС  анализа, чаще используемых для скрининга неизвестных веществ, температура и условия введения пробы не подходят для анализа GHB и его лактона. В этих условиях GHB термически превращается в лактон, который элюируется во время “solvent delay”, т.е. в области растворителя. При этом бутиролактон хроматографируется широким округлым пиком, особенно при  высоких концентрациях. Этот эффект может быть сведен до минимума подбором колонки соответствующей полярности.

В противоположность этому детектирование ди-ТМС производного GHB позволяет использовать стандартный температурный режим по программе для скрининга лекарственных веществ, и дает лучшие хроматогафические пики.

4.  Кислое превращение GHB в бутиролактон

Большинство методов анализа включают добавление кислоты к пробе для превращения GHB в лактон, который лучше поддается ГХ/МС анализу, с последующей экстракцией при рН менее 4.

Методика.  К 0,5 мл мочи медленно добавляют 10 капель (около 0,5 мл) конц. серной кислоты, дают остыть, затем добавляют 10 капель 1,2 М раствора КОН. После подщелачивания добавляют внутренний стандарт. Затем добавляют 1 мл хлороформа, встряхивают 10-15 сек, центрифугируют при 2800 оборотах в течение 5 мин. Отделяют и сохраняют хлороформный слой, реэкстрагируют водный слой 1 мл хлороформа. Объединяют хлороформные слои и выпаривают органический растворитель. Остаток растворяют в 40 мкл метанола. Вводят 2 мкл в ГХ или ГХ/MC.

Условия ГХ/МС анализа:

Начальная температура термостата  колонок 35°C, затем повышение до 125 °C  со скоростью 10 °C в минуту  Температура инжектора 200°C.

Температура детектора 280°C. Режим  Splitless/split.

При положительной пробе на бутиролактон, необходимо проведение исследования на наличие GHB, подтверждение которого исключает возможность   употребления бутиролактона.

5. Образование ди-ТМС производного GHB.

Методика. 4,5 мл мочи экстрагируют в TOXI TUBE B.

Жидкую пробу испаряют в токе азота при небольшой температуре и дериватизируют с BSTFA c 1% TMСS или с MSTFA c образованием ди-TMS производного для газо-хроматографического или хромато-масс-спектрометрического анализа.

Условия ГХ анализа:

Температура инжектора  и детектора 280°C. Температура термостата колонки в режиме программирования: начальная температура 50°C, затем повышение до 260°C  со скоростью 10 °C в минуту, изотерма  2 мин. Режим ввода пробы со сбросом, Split  20:1.

Этот метод позволяет повысить чувствительность обнаружения в режиме SIM по ионам 147, 117 и 233.

Описан быстрый, чувствительный метод идентификации GHB в моче (5). Поскольку GHB находится в динамическом равновесии с лактоном, предложено прямое введение 1-2 мкл мочи в инжектор хроматографа  с пламенно-ионизационным детектором с алкогольной колонкой (стеклянная колонка 82м х 2мм, 60/80 Carbopack B 5% Carbowax 20M без какой либо пробоподготовки. В качестве внутреннего стандарта - этиленгликоль.

Условия ГХ анализа:

Температура инжектора 200°C , температура детектора 300°C, температура термостата колонки 175°C .

Время удерживания для GBL и EG соответственно составило 2.3 и 1.5 мин. Чувствительность метода составила 25 мг/л.

7. Предложен метод для анализа GHB в трупной крови, заключающийся в экстракции GHB этилацетатом из крови, насыщенной хлоридом аммония (4). После встряхивания в течение 5 мин. и центрифугирования органический слой упарили и остаток дериватизировали  BSTFA с 1% TMСS в течение 20 мин при 70 °C и вводили в ГХМС в режиме SIM (4). В крови умершего в крови.обнаружено 249 мг GHB  в комбинации с диазепамом (0,2 мг/л) и кодеином  (1,7 мг/л).

8. Описан   ГХ-метод  исследования с пламенно-ионизационным детектором для обнаружении бутиролактона при концентрации 100-2100 мкг/мкл после гидролиза GHB. Следует отметить, что бутиролактон, являющийся очень сильным растворителем, портит колонку.

Обнаружение только бутиролактона не доказывает приема GHB. Единственным доказательством является  идентификация в пробе GHB.

Интерпретация результатов

Для исключения возможного обнаружения эндогенного GHB и правильной интерпретации полученного результата методы анализа GHB в биожидкостях должны быть оценены с учетом величины пороговой концентрации для данного вещества в биологических пробах, которая составляет для мочи 20 мг/л, для крови - 30 мг/л (9).

В литературе описано влияние условий хранения трупного материала на содержание эндогенного GHB. Большинство опубликованных данных указывают на эндогенный уровень GHB в крови в среднем 8,7 мкг/мл   и в  моче в концентрации до 10 мкг/мл (9). Данные, полученные при исследовании проб от 40  аутопсий, не связанных с приемом GHB указывают на пороговую концентрацию 10 мг/л для мочи и 4 мг/л для крови. Ниже этих величин обнаруженный GHB имеет эндогенную природу (6).

GHB был обнаружен в более высокой концентрации в крови по сравнению с мочой и внутриглазной жидкостью. Однако, при отсутствии крови и мочи можно использовать внутриглазную жидкость.

Опубликован ряд работ с указанием уровня GHB в биологических пробах при приеме этого препарата. Так, у водителя, обнаруженного спящим в машине, концентрация GHB  через 2 часа после приема препарата составила 1975 мкг/мл (11). Couper с соавт. (8)  описал 5 случаев интоксикации GHB с концентрацией в крови от 3.2 до 221 мкг/мл.

Оксибутират натрия в последнее время и у нас в стране все шире используется с целью наркотического опьянения. Встречаются такие случаи и в Бюро судебно-медицинской экспертизы Московской обл. В качестве примера можно привести исследование мочи, поступившей из наркологического диспансера, изъятой у мужчины в возрасте 41 года с подозрением на наркотическое опьянение производными амфетамина и оксибутиратом натрия. Была доставлена моча. Производные амфетамина обнаружены не были. При исследовании мочи на гамма-окмимасляную кислоту хромато-масс-спектрометрическим методом с образованием триметилсилильного производного с BSTFA, содержащего 1% TMCS была обнаружена гамма-оксимасляная кислота.

Целью настоящего сообщения  было представить первую стадию нашей работы - идентификацию GHB. Количественное определение  не проводилось, но это будет последующая ступень,  которая крайне необходима для правильной интерпретации полученных результатов.

Выводы

1. GHB в последние годы все чаще используется наркоманами для достижения желаемого эффекта. Легкая доступность и седативный эффект позволяет использовать GHB и его прекурсоры с преступными целями для приведения жертвы в беспомощное состояние и в целях сексуального насилия.
2. Так как GBL и 1,4-BD быстро метаболизируются в GHB, их фармакологические свойства идентичны GHB.
3. Все 3 вещества быстро выводятся из организма. Чтобы различить экзогенное и эндогенное содержание GHB необходимо исследовать кровь не позднее 8 часов после приема и мочу не позднее 12 часов после приема этих веществ и интерпретировать результат с учетом их количественного определения в биопробах.