TOXICOLOGIE Dr. Sarah Wille ‘Train the trainers’ 20 september 2010.

TOXICOLOGIE

Dr. Sarah Wille

‘Train the trainers’ 20 september 2010

Presentatie ‘train the trainers’Presentatie ‘train the trainers’

Inleiding: Wat is Toxicologie?

Farmacokinetiek: Wat doet het lichaam met vreemde stoffen?

Verschillende stalen en hun voor-en nadelen

Farmacodynamiek: Wat effect hebben vreemde stoffen op het lichaam?

Verschillende drugs en hun effecten

Wetgeving ivm verkeersveiligheid

ExpertisesAnalysemethoden

Wat is Toxicologie?Wat is Toxicologie?

De wetenschap die de nadelige effecten bestudeert van chemische en biologische stoffen op levende organismen

Welke stoffen zijn aanwezig? Welke concentratie? (therapeutisch, toxisch, lethaal) Relatie concentratie en effect?

“De dosis maakt het vergif”

Paracelsus (Theophrastus Bombastus von Hohenheim 1493-1541)

Wat is Toxicologie?Wat is Toxicologie?

Gedrags-toxicologie (ante-mortem toxicologie)Gedrags-toxicologie (ante-mortem toxicologie) Bepalen van de aanwezigheid of afwezigheid van

lichaamsvreemde stoffen bij levende personen

Evaluatie van hun effect of het menselijk gedrag en prestaties

Drug- of geneesmiddelengebruik vaststellen of weerleggen Aantonen van ‘onder invloed zijn’ Verklaren van gedragswijziging bv. bij verkrachting, …

Post-mortem toxicologiePost-mortem toxicologie Bepalen van de aan- of afwezigheid van lichaamsvreemde

stoffen om de mogelijke doodsoorzaak te vinden

Farmacokinetiek: Wat gebeurt er in Farmacokinetiek: Wat gebeurt er in het lichaam met de het lichaam met de drug/geneesmiddel?drug/geneesmiddel?

Bloedbaan

TOEDIENINGTOEDIENING

LEVER: metabolisatie

HaarNagelsZweet

SpeekselUitgeademde

lucht

Oraal MAAG/DARMKANAAL

Intraveneus

Inhalatie LONGEN

Snuiven NEUSSLIJMVLIES

ABSORPTIE ABSORPTIE &VERDELING&VERDELING

AFBRAAK AFBRAAK &UITSCHEIDING&UITSCHEIDING

NIER: excretie (urine)

WEEFSELS o.a. HERSENEN

(bloedhersenbarrière)

EFFECT

Bloed

Hoofdzakelijk de ongemetaboliseerde stof mogelijke correlatie met het effect op het ogenblik van

de staalname d.w.z.: ‘onder invloed zijn’

invasieve staalname relatief kort detectievenster lage concentraties (ng/ml) enzymatische afbraak van bepaalde componenten :

bloedvenules met fluoride en bewaartemperatuur belangrijk (+4 ou -20°C)

Conventionele matrices

Toepassingsgebieden voor een bloedafname bij Verkeersveiligheid :

Rijden onder invloed van alcohol en drugs

Urine

Geen invasieve staalname Langer detectievenster (± dagen) Hogere concentraties (µg/ml), groter volume Oriënterende sneltesten beschikbaar

Hoofdzakelijk detectie van metabolieten Geen relatie concentratie – effect Vervalsing mogelijk

Conventionele matrices

OH-THC en COOH-THC

THC (cannabis)

MDAMDMA (XTC)

MorfineCodeïne

6-AcetylmorfineMorfine

Heroïne

BenzoylecgonineCocaïne

MetabolietHoofdcomponent

OH-THC en COOH-THC

THC (cannabis)

MDAMDMA (XTC)

MorfineCodeïne

6-AcetylmorfineMorfine

Heroïne

BenzoylecgonineCocaïne

MetabolietHoofdcomponent

( )

Toepassingsgebieden voor een urine staalname bij verkeersveiligheid:

Bewijs van druggebruik of niet-druggebruik enkel oriënterende test

Speeksel

Hoofdzakelijk de ongemetaboliseerde stof Niet invasieve afname Langer detectievenster dan bloed, korter dan urine Passieve diffusie vanuit bloed naar speeksel

Hoeveelheid staal is minimaal Geen concentratie-effect relatie

zuurtegraad speeksel is variabel Type collector Fysico-chemische eigenschappen van drugs of

geneesmiddelen Contaminatie door roken, snuiven of orale inname

Alternatieve matrices

Toepassingsgebieden voor een speeksel staalname bij verkeersveiligheid:

Bewijs van recent druggebruik

10

Alternatieve matrices

Haar

Ongemetaboliseerde stof en/of metaboliet Niet invasieve afname; twee lokken van 0.5-1 cm

diameter Detectie terug in de tijd

Geen concentratie-effect relatie Toepassingsgebieden voor een haarstaal bij

verkeersveilighied:

Bewijs van druggebruik of niet-druggebruik in verledenteruggave van rijbewijs (Duitsland, Italië)

Conventionele Matrices

Alternatieve Matrices

Type Bloed Urine Speeksel Haren

Detectievenster

+ ++ +(+) +++

Staalvolume + +++ (+) ++

Afname gemak

+ ++ +++ ++

concentratie aan drugs

+(+) +++ ++ +

Kwaliteit van de informatie

+++ +(+) ++ +

Biologische matrices: samenvatting

Farmacodynamiek: Wat is het effect Farmacodynamiek: Wat is het effect van drugs/geneesmiddelen op het van drugs/geneesmiddelen op het lichaam?lichaam?

Minimum toxische concentratie

Bloed

Conc.

Minimum therapeutische concentratie

Therapeutische concentratiegebied

Tijd

Farmacologisch effect Therapeutisch (gewild) Bijwerkingen (toxisch) Letaal

INDELINGINDELING PSYCHOTROPE STOFFENPSYCHOTROPE STOFFEN

PSYCHOLEPTICA: onderdrukken het centraal zenuwstelsel “downers”

PSYCHOANALEPTICA: stimuleren het centraal zenuwstelsel“uppers”

PSYCHODYSLEPTICA: verstoren het centraal zenuwstelsel“bewustzijnsverruimend”

PSYCHOLEPTICAPSYCHOLEPTICA OPIATENOPIATEN Grote familie met een werkings-mechanisme verwant aan

morfine:

Morfine: pijnstiller voor de behandeling van matige tot ernstige pijn

Codeïne: gebruikt voor zijn hoestwerende activiteit

Heroïne: werking sneller en krachtiger (2-3 x) dan morfine

Effecten/Toxiciteit:

Na de ‘rush’ een kalmerend effect (‘weg van de wereld’) Bloedconcentraties bij intoxicatie zeer variabel naar

gelang de graad van tolerantie Heroïne: zeer verslavend, bij onthouding ‘cold turkey’ depressie ademhalingsstelsel leidend tot coma

Effect PSYCHOLEPTICA op Effect PSYCHOLEPTICA op rijvaardigheidrijvaardigheid

Heroïne Sedatie (slaperigheid, geen aandacht besteden

aan reflexen van buitenaf)

Afwisselende heldere en bewusteloze momenten

Miosis (verminderde aanpassing van ogen aan duisternis)

Reactiesnelheid verminderd

Cocaïne is afkomstig van de coca-plant HCl-zout: IV injectie, gesnoven base ‘crack’ gerookt lokaal anaestheticum

Effecten/Toxiciteit : Cardio-vasculair (versnelde hartslag, hartritmestoornissen) Neurologisch (agitatie, euforie, hallucinaties, convulsies,

psychose) Psychische verslaving en zekere graad van tolerantie Gelijktijdige inname van alcohol : Cocaethyleen cardiotoxiciteit Angst (wanneer de effecten verminderen)

PSYCHOANALEPTICAPSYCHOANALEPTICA COCAÏNECOCAÏNE

Synthetische afgeleiden van fenylethylamine, gerelateerd aan efedrine MDMA = XTC (3,4-methyleendioxymethamfetamine) Designer drugs (mCPP, Ketamine, MBDB, …) Wetgeving

ontwijken

Gebruik: Dancings/Rave parties Behandeling van obesitas, ADHD, narcolepsie

Effecten/Toxiciteit : Euforie, algemeen welbehagen, entactogeen, mentale en

emotionele scherpe inzichten Onderdrukken van signalen van honger, dorst, vermoeidheid Neurologisch: agitatie, verwardheid, hallucinaties, depressie,

irrationeel gedrag Cardiovasculair: verhoging hartritme, bloeddruk Verhoging lichaamstemperatuur (hyperthermie) Psychische afhankelijkheid

PSYCHOANALEPTICAPSYCHOANALEPTICA AMFETAMINE ANALOGENAMFETAMINE ANALOGEN

Cocaïne Reactiesnelheid verbeterd, aandacht verscherpt Roekeloosheid neemt toe

Mydriasis (verminderde aanpassing van ogen aan licht)

Dadelijk na gebruik: vermoeidheid, depressie, zenuwachtigheid, slaperigheid

Amfetamine-analogen Tunnelvisie MDMA: éénvoudige taken verbeteren

complexe taken verergeren rijgedrag Roekeloosheid neemt toe

Mydriasis (verminderde aanpassing van ogen aan licht)

Dadelijk na gebruik: vermoeidheid, depressie, zenuwachtigheid, slaperigheid

Effect PSYCHOANALEPTICA op rijvaardigheidEffect PSYCHOANALEPTICA op rijvaardigheid

Actief bestanddeel van cannabis sativa is Δ9-Tetrahydrocannabinol

Effecten/Toxiciteit : euforie, ontspanning, euforie, ontspanning, verandering van zintuigelijke verandering van zintuigelijke

waarnemingenwaarnemingen verlies van concentratie en korte-termijn geheugen, verlies van concentratie en korte-termijn geheugen,

paranoiaparanoia Duur effect 3-6 uur na roken van een jointDuur effect 3-6 uur na roken van een joint Effect afhankelijk van dosering, rooktechniek, gewenning Effect afhankelijk van dosering, rooktechniek, gewenning

gebruiker, metabolisatiegebruiker, metabolisatie

PSYCHODYSLEPTICAPSYCHODYSLEPTICA CANNABISCANNABIS

THC Geen goede correlatie bloedconcentratie en effect

Lage doseringen: bewust van ‘onder invloed’Trager rijden, voorzichtiger, meer afstand houden

Hogere doseringen: slechte coördinatie, evenwichtsstoornissen, geheugenverlies, impulsiviteit

0

1 0 0

2 0 0

0 1 2 3 4

Tim e (h)

Pa

ram

eter T H C in p la sm a (n g /m L )

P syc h o lo g ic a l e ffe c ts

Effect PSYCHODYSLEPTICA op rijvaardigheidEffect PSYCHODYSLEPTICA op rijvaardigheid

GHB (gamma hydroxyboterzuur)

Lichaamseigen in bloedplasma: 1-2 g/ml in urine: tot 10 g/ml post–mortem: productie van GHB in–vitro

Snelle afbraak in het lichaam tot CO2 en H2Oslechts enkele uren opspoorbaar in bloed tot maximum 12

uur in urine

Effecten lage dosis : sociale remmingen, libido, euforie (XTC) hoge dosis : kalmerend, bewusteloos, coma, depressie v.d.

ademhaling Verschil toxische dosis en therapeutische dosis is zeer klein

Effect op rijgedrag: vaak valt persoon in slaap tijdens het rijden

Andere Drugs/GeneesmiddelenAndere Drugs/Geneesmiddelen

Alcohol

Andere Drugs/GeneesmiddelenAndere Drugs/GeneesmiddelenAlcoholgehalt

e(g/l)

Graad van dronkensc

hap

Symptomen

0,1-0,3 Infra klinisch Geen significante symptomen

0,3-1,0 Euforie - Zelfvertrouwen vergroot- Verminderde aandacht- Verstoring van de motorische coördinatie

0,9-2,0 ‘Onder invloed’ - Vertragen van de reactietijd- Visuele verstoringen- Motorische incoördinatie- Zelfoverschatting

1,5-3,0 Dronkenschap Zware intoxicatie- Mentale verwardheid- Desorientatie, moeilijkheden bij stappen- Emotioneel onstabiel- Duidelijke visuele verstoringen

2,5-4,0 Uitgesproken staat van

dronkenschap

Zeer zware intoxicaite- Verlies van motorische vaardigheden- Vallen- Overgeven, incontinetie- Kan leiden tot de dood (bv. Bij kinderen)

3,5-5,0 Coma - Bewusteloosheid, coma, hypothermie- Mogelijke respiratoire depressie dat kan leiden tot

de dood

>5,0 Dood Respiratoire depressie

(Kintz P., Toxicologie et Pharmacologie médico-légales, 1998)

Psycholeptica Heroine, Alcohol, Slaap-en kalmeermiddelen (benzodiazepines),

neuroleptica, GHB (hoge dosis),…Effect op rijvaardigheid: sedatie, verwardheid,

reactiesnelheid verminderd

Psychoanaleptica Cocaïne, Amfetamine-analogen, GHB (lage dosis), Alcohol,

…

Effect op rijvaardigheid: Roekeloosheid, vermoeidheid

Psychodysleptica Cannabis, LSD, sommige designer drugs, mescaline,

psylocibine,… Verandering van zintuigelijke waarnemingen

Drug effecten: samenvatting Drug effecten: samenvatting

Wetgeving - rijden onder invloed: Wetgeving - rijden onder invloed: ethanol (1)ethanol (1)

Bloedethanolconcentratie (g/l)

Od

ds ra

tio: r

elatie

f risi

co v

oor o

ngev

allen


Od

ds ra

tio: r

elatie

f risi

co v

oor o

ngev

allen


KB 27 april 2007 – betreffende de methode tot het bepalen van het alcoholgehalte in het bloed: o.a. analytische techniek, bepalen van de meetonzekerheid, erkenning experts

Wettelijke limiet: 0,5 g/l (= 0,5 promille)

KB 27 april 2007 – bijlage II, punt 7

Terugrekening in de tijd 0,15 g/l eerste 4 uur 0,10 g/l volgende 2 uur niet als bloedethanolconc. < 0,2 g/l op voorwaarde dat bestuurder niet gedronken tussen de feiten en de

bloedafname.

Absorptie Eliminatie

Wetgeving - rijden onder invloed: Wetgeving - rijden onder invloed: ethanol (1I)ethanol (1I)

Testbatterij

Aanwijzing van gebruik Geen aanwijzing van gebruik

+ -

Lab confirmatie: GC-MS

Bestuurder mag doorrijden


VerkeersveiligheidVerkeersveiligheid - rijden onder invloed: - rijden onder invloed:

drugsdrugs 31 maart 199931 maart 1999

Urine Screening

300Benzoylecgonine

300Morfine

1000Amfetamine, MDMA, MDEA, MBDB

50THC-COOH

Cut-off(ng/ml)Component

300Benzoylecgonine

300Morfine


50THC-COOH


50Cocaïne, Benzoylecgonine

20Morfine (vrij)


2THC



20Morfine (vrij)


2THC


Checklist

Aanwijzing van recent gebruik Geen aanwijzing van recent gebruik

+ -

Lab confirmatie: GC-MS of LC-MS/MS



Wet tot invoering van speekseltesten op drugs in het verkeerWet tot invoering van speekseltesten op drugs in het verkeer

31 juli 200931 juli 2009

20Benzoylecgonine, cocaïne

10Morfine, 6-acetylmorfine

50Amfetamine, MDMA

25THC


20Benzoylecgonine, cocaïne


50Amfetamine, MDMA

25THC




25Amfetamine, MDMA

10THC




25Amfetamine, MDMA

10THC


Speeksel Screening

ScreeningScreening Immunologische Screeningstechnieken

Snel

Niet specifiek:Niet specifiek:Spoort bepaalde ‘groepen’ van drugs of geneesmiddelen op, eerder dan een specifieke

molecule bvb. opiaten, amfetamines

Semi-kwantitatief: Concentratie hoger of lager dan een bepaalde vooropgestelde grenswaarde, de zgn. Cut-off Cut-off

waardewaarde

Morfine

MDMA

Amf.

Resultaten dienen ALTIJD bevestigd te worden met een specifieke, Resultaten dienen ALTIJD bevestigd te worden met een specifieke,

kwantitatieve techniekkwantitatieve techniek

Screeningstechnieken Immunologische tests niet mogelijk voor GHB, bepaalde designer drugs, bepaalde geneesmiddelenImmunologische tests niet mogelijk voor GHB, bepaalde designer drugs, bepaalde geneesmiddelen

Vandaar keuze: THC, Amfetamine, MDMA, Cocaïne, HeroïneVandaar keuze: THC, Amfetamine, MDMA, Cocaïne, Heroïne

Urine screeningUrine screening Hogere concentratiesHogere concentraties Grotere volumesGrotere volumes Langere detectietijdenLangere detectietijden Vervalsing mogelijkVervalsing mogelijk

Speeksel screeningSpeeksel screening Lagere concentratiesLagere concentraties Kleinere volumesKleinere volumes Detectietijden vergelijkbaar met bloedDetectietijden vergelijkbaar met bloed Directe afname (minder invloed voor vervalsing)Directe afname (minder invloed voor vervalsing) OPLETTEN: 15 minuten wachten na snoep, eten, kauwgom,…OPLETTEN: 15 minuten wachten na snoep, eten, kauwgom,…

ScreeningScreening

30

-100 -80 -60 -40 -20 0

urine (chronisch)

urine (acuut)

speeksel

Dagen

haar

bloed

Voordeel screening in speeksel ivm urineKorter detectievenster, dus recent gebruik

ScreeningScreening

Voorbeeld Cannabis

Detectie in metabolieten in urine :

< 2-3 dagen (1 à 2 joints/week)

< 3-4 weken (chronisch gebruik)

Detectie THC in speeksel :

< 12 uur

Duur effecten: 3-6 uur

Screening: keuze speekseltestScreening: keuze speekseltest

Devices THC MDMA Amphetamine Methamphetamine Cocaine Morphine Benzodiazepine

Mavand RapiSTAT 15 50 25 25 12 20 10Branan Oratect 40 25 25 25 20 10 5Innovacon OrALert 100 50 50 50 20 40Securetec Drugwipe 30 100 100 50 50 20 10Surescreen Oral Twist 100 50 50 50 20 15 3Varian Oralab6 50 50 50 50 20 40Cozart DDS 31 50 50 50 30 30 20Dräger DrugTest 5000 25 50 50 25 20 20 15Biosensor Appl Biosens 12 12 12 12 8 10

Cut-off (ng/ml)

RapidSTAT® Drugwipe-5+®

A B

TP 27 20 46 38FP 9 9 6 2TN 11 9 6 5FN 11 8 18 3

n° tests 58 46 76 48

Sensitivity 71 71 72 93Specificity 55 50 50 71Accuracy 66 63 68 90

DrugTest 5000®

THCWettelijke screening cut-off speeksel THC= 25 ng/ml

Gevoeligheid testen ten opzichte van bloed THC cut-off van 2 ng/ml

Screening: keuze speekseltestScreening: keuze speekseltest

Confirmatie in LaboratoriumConfirmatie in Laboratorium

Chromatografische Technieken SpecifiekSpecifiek Kwantitatief

Staalvoorbereiding

Gas

Chromatografie


Vloeistof

Gaschromatografie

Vloeistofchromatografie

Het chromatogramHet chromatogram

A

BC

D

E

Chromatogram

0 5 10 15 20Time (minutes)

Abundance

A

BC

D

E

Chromatograaf

De tijd waarop een piek verschijnt (retentietijd) is karakteristiek voor een bepaalde verbinding

De relatieve omvang van een piek (opp. of hoogte) is proportioneel mbt het relatief voorkomen van de verbinding in het mengsel


Mass Sorting (filtering)Ionization

Ion Detector

Detection

Ion Source

Detect ionsForms ions

(charged molecules)

Sort Ions by Mass (m/z)

MS1 MS2Collision Cell


MassaspectrometrieMassaspectrometrie

28-Sep-2004 16:00:12

0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00 6.50 7.00 7.50Time0

100

%

0

100

%

0

100

%

4.96

4.99

3.28

4.38

2.79

0.39

318>1962.31e4

315>1932.17e4

311>2233.69e4

THC-d3

THCcannabidiol

cannabinol

MRM chromatogram (5 ng/mL in 100 µL gepreserveerd speeksel):

THC in speeksel


Bloed confirmatieBloed confirmatie Relatie concentratie en effectRelatie concentratie en effect Invasieve afnameInvasieve afname

Speeksel confirmatieSpeeksel confirmatie Geen relatie concentratie en effectGeen relatie concentratie en effect Niet invasieve afnameNiet invasieve afname Kleinere volumesKleinere volumes Hogere concentratiesHogere concentraties Speekselconcentratie afhankelijk van type collectorSpeekselconcentratie afhankelijk van type collector

Confirmatie speeksel ten opzichte van bloed


Zero-tolerantie of ‘onder invloed’?• Bloedconcentratie heeft een duidelijker beeld over ‘onder invloed zijn’

• Speekselconfirmatie kan bij zero-tolerantie

‘The confirmatory test may be performed in oral fluid but is preferably performed in blood to enable a better interpretation of degree of exposure and likely drug effects. If confirmation is performed on oral fluid, then there is less that can be said about likely drug effects, because the concentrations in this fluid show a poorer correlation to drug effects than do blood concentrations. Nevertheless, when zero-tolerance rules apply, the use of oral fluid confirmation alone is acceptable, provided that there has been no contamination of the fluid during collection’

Prof. Dr. O.H. Drummer (Victoria, Australië) in Ther Drug Monit 30 (2), 2008, p 203-206.



Zero-tolerantie of ‘onder invloed’?



Grotenhermen et al., Addiction 102, 2007

‘Danger Cut-offs’ werden nog niet vastgelegd

THC

0

200

400

600

800

1000

0 1 2 3 4 5 6 7

Tijd (uren)

Con

cent

ratie

(ng/

ml)

Bloed 500 µg/kg

Speeksel 500 µg/kg

2-5 ng/ml serum

30 ng/ml speeksel

71% is ‘onder invloed’

Drug. Alc. Depend.(2006)85:114-122



Keuze cut-off?Keuze cut-off? Gebaseerd opGebaseerd op

Internationale richtlijnenInternationale richtlijnen Analytische betrouwbaarheidAnalytische betrouwbaarheid

Zero-toleranceZero-tolerance

Keuze speekselcollectorKeuze speekselcollector Concentratie in speeksel hangt af vanConcentratie in speeksel hangt af van

Stimulatie van speekselafnameStimulatie van speekselafname Tijd van afnameTijd van afname


THC

1

10

100

1000

10000

Tijd (uren)

Co

ncen

trati

e (

ng

/ml)

Speeksel

Bloed

Ratio: 1,2

Spuwen in tube

gestimuleerd door zure snoep

THC

0

200

400

600

800

1000

0 2 4 6 8

Tijd (uren)

Co

ncen

trat

ie (

ng

/ml)

Bloed 500 µg/kg

Speeksel 500 µg/kgRatio: 10-30

Orasure Intercept Collector


Wetgever kiest voor veréénvoudigde procedure die politie zelf kan uitvoerenWetgever kiest voor veréénvoudigde procedure die politie zelf kan uitvoeren Door speeksel te kiezen als confirmatie kiest men voor detectie recent gebruik en niet voor ‘onder Door speeksel te kiezen als confirmatie kiest men voor detectie recent gebruik en niet voor ‘onder

invloed’invloed’ Gekozen cut-offs resulteren in zero-tolerantieGekozen cut-offs resulteren in zero-tolerantie

Speekselcollector zal geselecteerd worden na publicatie KBSpeekselcollector zal geselecteerd worden na publicatie KB Bij problemen met de speekselcollector (door bv. droge mond) is bloedafname mogelijkBij problemen met de speekselcollector (door bv. droge mond) is bloedafname mogelijk


Confirmatie speeksel ten opzichte van bloed BESLUIT

Bedankt voor jullie aandacht!

Juridische Experten Labo Toxicologie NICC :

- Sarah Wille, Dr. Apr. (NL) [email protected]

- Vincent Di Fazio, Lic. Sc. (Fr) [email protected]

- Nele Samyn, Dr. Apr. (NL) [email protected]

Nationaal Instituut voor Criminalistiek en Criminologie

Vilvoordsesteenweg, 100

1120 Brussel

Tel : +32 2 240 05 00

Fax: + 32 2 240 05 01

TOXICOLOGIE Dr. Sarah Wille ‘Train the trainers’ 20 september 2010.

Documents

Transcript of TOXICOLOGIE Dr. Sarah Wille ‘Train the trainers’ 20 september 2010.