Effect of cocaine and cocaine metabolites on cerebral arteries in vitro
Abstract
Cocaine has pronounced peripheral vasoconstrictor effects. Despite the short half life of cocaine in the body these effects are relatively long-lived. The role of cocaine metabolites in vasoconstriction attributed to cocaine has not been reported. We evaluated the contractile ability of cocaine and its major metabolites in isolated cat cerebral arteries. The primary cocaine metabolite, benzollecgonine was a potent contractile agent, causing a 50% decrease in cross sectional area at 10−5 M. This was less than caused by serotonin, but greater than caused by norepinehrine. Ecgonine and cocaine were less active contractile agents than was benzoylecgonine, and ecgonine methyl ester was a mild relaxant.
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Stroke
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Cited by (121)
Catalytic activities of cocaine hydrolases against the most toxic cocaine metabolite norcocaethylene
2020, Organic and Biomolecular ChemistryA majority of cocaine users also consume alcohol. The concurrent use of cocaine and alcohol produces the pharmacologically active metabolites cocaethylene and norcocaethylene, in addition to norcocaine. Both cocaethylene and norcocaethylene are more toxic than cocaine itself. Hence, a truly valuable cocaine-metabolizing enzyme for cocaine abuse/overdose treatment should be effective for the hydrolysis of not only cocaine, but also its metabolites norcocaine, cocaethylene, and norcocaethylene. However, there has been no report on enzymes capable of hydrolyzing norcocaethylene (the most toxic metabolite of cocaine). The catalytic efficiency parameters (kcat and KM) of human butyrylcholinesterase (BChE) and two mutants (known as cocaine hydrolases E14-3 and E12-7) against norcocaethylene have been characterized in the present study for the first time, and they are compared with those against cocaine. According to the obtained kinetic data, wild-type human BChE showed a similar catalytic efficiency against norcocaethylene (kcat = 9.5 min−1, KM = 11.7 μM, and kcat/KM = 8.12 × 105 M−1 min−1) to that against (−)-cocaine (kcat = 4.1 min−1, KM = 4.5 μM, and kcat/KM = 9.1 × 105 M−1 min−1). E14-3 and E12-7 showed an improved catalytic activity against norcocaethylene compared to wild-type BChE. E12-7 showed a 39-fold improved catalytic efficiency against norcocaethylene (kcat = 210 min−1, KM = 6.6 μM, and kcat/KM = 3.18 × 107 M−1 min−1). It has been demonstrated that E12-7 as an exogenous enzyme can efficiently metabolize norcocaethylene in rats.
Asthma and cocaine use
2019, Revue des Maladies RespiratoiresL’usage de cocaïne peut être responsable de complications pulmonaires parmi lesquelles figure l’asthme.
Revue systématique de la littérature sur les données concernant l’asthme chez les consommateurs de cocaïne.
Recherche PubMed/Medline sur la période 1980–2017 avec pour mots-clés : « asthma* » ou « bronchospasm » et « cocaine » ou « freebase* » ou « crack », avec les limites « Title/Abstract » ; les langues retenues étaient l’anglais et le français. Parmi 108 articles, 43 résumés sélectionnés ont donné lieu à une double lecture aboutissant à retenir 22 études.
Les 4 rapports de cas incluaient 11 patients (âge moyen : 28,3 ans [22–33 ans] ; (45,5 % de femmes). La cocaïne était sniffée (9 %), fumée (36,5 %) ou à la fois sniffée et fumée (54,5 %). Des antécédents d’asthme de l’enfance étaient notés dans 45,4 % des cas. Une insuffisance respiratoire aiguë nécessitant intubation et ventilation assistée était observée dans 45,4 % des cas. L’évolution était rapidement favorable (82 % ; 9/11), lentement favorable chez un patient et fatale chez un autre patient. Les autres études incluaient 6 études transversales, 4 études cas-témoins et 8 études longitudinales (7 études rétrospectives et une étude prospective). L’âge moyen était de 36,6 ans (44,7 % de femmes). Vingt pourcent des sujets consommaient exclusivement de la cocaïne et 80 % utilisaient plusieurs substances addictives (cocaïne et héroïne : 62 %). La prévalence de la consommation de cocaïne était plus élevée chez les sujets asthmatiques et la prévalence de l’asthme était plus élevée chez les consommateurs de cocaïne. La consommation de cocaïne inhalée peut favoriser le développement de l’asthme et les exacerbations de l’asthme. En cas d’exacerbation de l’asthme, les consommateurs de cocaïne sont plus souvent admis en soins intensifs et plus souvent intubés avec un recours plus fréquent à une ventilation invasive. Les exacerbations d’asthme peuvent être fatales malgré les mesures de réanimation. L’observance du traitement de l’asthme est moins bonne chez les consommateurs de cocaïne.
La consommation de cocaïne peut favoriser le développement d’un asthme et provoquer des exacerbations aiguës d’asthme (pouvant nécessiter une intubation et une ventilation assistée), voire des décès par asthme. Une consommation de cocaïne doit être recherchée systématiquement devant une exacerbation d’asthme et les praticiens doivent aider les usagers de cocaïne à arrêter leur consommation.
Cocaine use can be responsible for many respiratory complications including asthma.
Systematic literature review of data on asthma in cocaine users.
PubMed/Medline search, on the period 1980–2017 with the following keywords: “asthma*” or “bronchospasm” and “cocaine” or “freebase*” or “crack”, limits “title/abstract”; the selected languages were English or French. Among 108 articles, 43 abstracts underwent dual reading to select 22 studies.
In four case reports of asthma associated with cocaine use including 11 patients (mean age: 28.3 years [22–33 years]; sex-ratio: 2.5 [males: 71.5%]), cocaine was sniffed [snorted] (9%), smoked (36.5%) or both sniffed and smoked (54.5%). A medical history of childhood asthma was observed in 45.4% of the cases. Acute respiratory failure, requiring intubation and mechanical ventilation, was observed in 45.4% of the cases. Outcome was rapidly favorable in 82%; 9/11, progressively favorable in one patient, and fatal in another patient. Other studies included 6 cross-sectional studies, 4 case-control studies and 8 longitudinal studies (7 retrospective studies and one prospective study). The mean age was 36.6 years (women: 44.7%). Twenty percent of the subjects used cocaine exclusively, and 80% used cocaine combined with other addictive drugs (cocaine and heroin: 62%). The prevalence of cocaine users was higher in asthmatic subjects and the prevalence of asthma was higher in cocaine users. Cocaine use can be responsible for asthma onset and acute asthma exacerbation. In the case of asthma exacerbation, cocaine users were more likely to be admitted in intensive care units and to require intubation and invasive ventilation. Asthma exacerbations may be fatal in spite of resuscitation measures. Asthma treatment observance was lower in cocaine users.
Cocaine use may be responsible for asthma onset, acute asthma exacerbations (which may require intubation and invasive ventilation) or death related to asthma. Cocaine use must be systematically considered in the case of asthma exacerbation and practitioners must help cocaine users to stop their consumption.
Alveolar hemorrhage and cocaine use
2018, Revue des Maladies RespiratoiresLa cocaïne est le produit illicite le plus consommé en France après le cannabis. Son usage, principalement fumé sous forme de crack, peut être responsable de nombreuses complications pulmonaires dont les hémorragies intra-alvéolaires. L’objectif de cette revue systématique de la littérature a été d’exposer les données concernant la relation entre la consommation de cocaïne et les hémorragies intra-alvéolaires. Elle a reposé sur une recherche sur Medline pour la période 1980–2016 et rassemblé les données de 84 articles. Le nombre de formes aiguës décrites dans la littérature est peu élevé mais les études post-mortem montrent que les formes occultes sont fréquentes. Le diagnostic repose sur l’association d’hémoptysies, d’anémie et d’opacités alvéolaires diffuses à la radiographie pulmonaire avec la présence de sidérophages dans le liquide de lavage bronchoalvéolaire. Sur 13 cas recensés dans cette revue, 12 patients présentaient l’association d’hémoptysies, d’une anémie et d’opacités alvéolaires diffuses à la radiographie pulmonaire ou au scanner thoracique. La présence de sidérophages a été identifiée dans 9 cas au lavage bronchoalvéolaire ou par biopsie pulmonaire ; hormis 2 décès, l’évolution a été favorable à l’arrêt de la consommation de cocaïne. Une proposition d’aide à l’arrêt de cette substance psychoactive doit être systématique.
In France, cocaine is the second most commonly illicit drug used after cannabis. Cocaine, mainly smoked in the form of crack, can be responsible for a wide range of respiratory disorders. The aim of this systematic literature review was to clarify what is known about the link between cocaine use and alveolar hemorrhage. We performed a Medline search covering the period 1980–2016 and collected data from 84 articles. The number of acute forms described in the literature is small but postmortem studies show that hidden forms are frequent. The diagnosis is based on the association of hemoptysis, anemia and diffuse alveolar opacity. Bronchoalveolar lavage shows hemosiderin-laden macrophages. Of the 13 cases identified, 12 patients had hemoptysis, anemia and diffuse alveolar infiltration on pulmonary or chest CT. In 9 cases, the presence of hemosiderin-laden macrophages was identified in bronchoalveolar lavage or pulmonary biopsy. Except for 2 deaths, the outcome was favorable when cocaine use was stopped. Systematic interventions to help people stopping using this psychoactive substance will protect lung health.
Drugs of Abuse and Cardiotoxicity
2018, Comprehensive Toxicology: Third EditionSubstance abuse is a major healthcare concern all over the world and especially in the United States. Drugs of abuse have gained notoriety due to the increasing number of athlete and celebrity deaths. In addition to direct myodepressant effects, these agents can influence myocyte ion channels or cause disruption of autonomic regulation by their effects on cell membrane receptors. They may also contribute to the development of hypoxia, acid -base electrolyte, or metabolic abnormalities. These effects, alone or in combination, can cause a myriad of pathologies that range from acute coronary syndromes, heart failure, cardiomyopathies, arrhythmias, and aortic dissection. In this chapter we will review pathophysiology, cardiotoxicity, and principles of management of the commonly abused substances are discussed in this chapter.
Pneumomediastinum and cocaine use
2017, Journal Europeen des Urgences et de ReanimationLa cocaïne est le produit illicite le plus consommé en France après le cannabis. Elle peut être responsable de nombreuses complications pulmonaires parmi lesquelles figurent les pneumomédiastins.
Revue systématique de la littérature sur les données concernant les pneumomédiastins chez les consommateurs de cocaïne sniffée ou fumée (free-base ou crack). Sources documentaires. Medline sur la période 1980–2016 avec pour mots clés : « pneumomediastinum » et « cocaine » ou « free-base » ou « freebasing » ou « crack », avec les limites « title/abstract » ; les langues retenues étaient l’anglais et le français. Parmi 72 articles, 48 résumés sélectionnés ont donné lieu à une double lecture aboutissant à retenir 35 études.
Les 35 articles retenus concernaient 44 sujets (sex-ratio : 5,2) dont l’âge variait de 15 à 36 ans. Quatorze sujets utilisaient la cocaïne par voie nasale et 30 la fumaient (12 sous forme de free-base et 18 sous forme de crack). Trente-deux patients présentaient un pneumomédiastin isolé et 12 autres un pneumomédiastin associé à d’autres épanchements gazeux (pneumothorax, pneumopéricarde, pneumopéritoine ou pneumorachie). La douleur thoracique de survenue brutale est le symptôme le plus fréquent auquel s’associe souvent une oppression ou un gonflement de la région cervicale ; plus rarement sont notés une dyspnée et/ou une toux sèche. Le délai entre la prise de cocaïne et le début des symptômes varie de quelques minutes à 3 jours. L’évolution est habituellement favorable avec guérison en 1 à 4 jours.
La consommation de cocaïne peut occasionner des pneumomédiastins spontanés. Les praticiens doivent rechercher une consommation de cocaïne devant un pneumomédiastin survenant chez un sujet jeune, évoquer ce diagnostic en cas de douleur thoracique brutale chez un usager et l’aider à arrêter sa consommation.
In France, cocaine is the second most commonly used illicit drug after cannabis. It can be responsible for many respiratory disorders among which pneumomediastinum.
Systematic literature review of data on pneumediastinum in cocaine users. Documentary sources. Medline, on the period 1980–2016 with the keywords “pneumomediastinum” and “cocaine” or “free-base” or “freebasing” or “crack”; limits “title/abstract”; the selected languages were English or French. Among 72 articles, 48 abstracts have given use to a dual reading to select 37 studies.
Thirty-five selected articles related 44 subjects (sex-ratio: 5.2) whose age ranged from 15 to 36 years. Fourteen subjects used cocaine nasally and 30 others smoked it (12 as free-base and 18 in the form of crack). Thirty-two subjects had an isolated pneumomediastinum and 12 others had a pneumomediastinum combined with other gaseous effusions (pneumothorax, pneumopericardium, pneumoperitoneum or pneumorachis). Chest pain of sudden onset in the most common symptom which is often associated with tightness or swelling of the neck; more rarely there are dyspnea and/or a dry cough. The time between taking cocaine and the onset of the symptoms varies from a few minutes to 3 days. The course is usually good with healing in 1 to 4 days.
Cocaine use may be responsible for spontaneous pneumomediastinum. Practitioners must seek cocaine use in case of pneumomediastinum in a young person and consider the diagnosis in the case of sudden chest pain in cocaine users; they must help them to stop their consumption.
Pneumomediastinum and cocaine use
2017, Presse MedicaleLa cocaïne est le produit illicite le plus consommé en France après le cannabis. Elle peut être responsable de nombreuses complications pulmonaires parmi lesquelles figurent les pneumomédiastins.
Revue systématique de la littérature sur les données concernant les pneumomédiastins chez les consommateurs de cocaïne sniffée ou fumée (free-base ou crack). Sources documentaires. Medline sur la période 1980–2016 avec pour mots clés : « pneumomediastinum » et « cocaine » ou « free-base » ou « freebasing » ou « crack », avec les limites « title/abstract » ; les langues retenues étaient l’anglais et le français. Parmi 72 articles, 48 résumés sélectionnés ont donné lieu à une double lecture aboutissant à retenir 35 études.
Les 35 articles retenus concernaient 44 sujets (sex-ratio : 5,2) dont l’âge variait de 15 à 36 ans. Quatorze sujets utilisaient la cocaïne par voie nasale et 30 la fumaient (12 sous forme de free-base et 18 sous forme de crack). Trente-deux patients présentaient un pneumomédiastin isolé et 12 autres un pneumomédiastin associé à d’autres épanchements gazeux (pneumothorax, pneumopéricarde, pneumopéritoine ou pneumorachie). La douleur thoracique de survenue brutale est le symptôme le plus fréquent auquel s’associe souvent une oppression ou un gonflement de la région cervicale ; plus rarement sont notés une dyspnée et/ou une toux sèche. Le délai entre la prise de cocaïne et le début des symptômes varie de quelques minutes à 3 jours. L’évolution est habituellement favorable avec guérison en 1 à 4 jours.
La consommation de cocaïne peut occasionner des pneumomédiastins spontanés. Les praticiens doivent rechercher une consommation de cocaïne devant un pneumomédiastin survenant chez un sujet jeune, évoquer ce diagnostic en cas de douleur thoracique brutale chez un usager et l’aider à arrêter sa consommation.
In France, cocaine is the second most commonly used illicit drug after cannabis. It can be responsible for many respiratory disorders among which pneumomediastinum.
Systematic literature review of data on pneumediastinum in cocaine users. Documentary sources. Medline, on the period 1980–2016 with the keywords “pneumomediastinum” and “cocaine” or “free-base” or “freebasing” or “crack”; limits “title/abstract”; the selected languages were English or French. Among 72 articles, 48 abstracts have given use to a dual reading to select 37 studies.
Thirty-five selected articles related 44 subjects (sex-ratio: 5.2) whose age ranged from 15 to 36 years. Fourteen subjects used cocaine nasally and 30 others smoked it (12 as free-base and 18 in the form of crack). Thirty-two subjects had an isolated pneumomediastinum and 12 others had a pneumomediastinum combined with other gaseous effusions (pneumothorax, pneumopericardium, pneumoperitoneum or pneumorachis). Chest pain of sudden onset in the most common symptom which is often associated with tightness or swelling of the neck; more rarely there are dyspnea and/or a dry cough. The time between taking cocaine and the onset of the symptoms varies from a few minutes to 3 days. The course is usually good with healing in 1 to 4 days.
Cocaine use may be responsible for spontaneous pneumomediastinum. Practitioners must seek cocaine use in case of pneumomediastinum in a young person and consider the diagnosis in the case of sudden chest pain in cocaine users; they must help them to stop their consumption.