TOXICOLOGIE

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

2. 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 • Expertises • Analysemethoden

3. 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)

4. Wat is 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 toxicologie • Bepalen van de aan- of afwezigheid van lichaamsvreemde stoffen om de mogelijke doodsoorzaak te vinden

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

6. TOEDIENING ABSORPTIE &VERDELING AFBRAAK &UITSCHEIDING Oraal  MAAG/DARMKANAAL LEVER: metabolisatie Intraveneus Bloedbaan Inhalatie  LONGEN NIER: excretie (urine) Snuiven  NEUSSLIJMVLIES WEEFSELS o.a. HERSENEN (bloedhersenbarrière) EFFECT Haar Nagels Zweet Speeksel Uitgeademde lucht

7. 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

8. 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 • Toepassingsgebieden voor een urine staalname bij verkeersveiligheid: • Bewijs van druggebruik of niet-druggebruik • enkel oriënterende test

9. 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 verleden • teruggave van rijbewijs (Duitsland, Italië)

11. Biologische matrices: samenvatting

12. Bloed Conc. Therapeutische concentratiegebied Minimum therapeutische concentratie Tijd Farmacodynamiek: Wat is het effect van drugs/geneesmiddelen op het lichaam? • Farmacologisch effect • Therapeutisch (gewild) • Bijwerkingen (toxisch) • Letaal Minimum toxische concentratie

13. INDELINGPSYCHOTROPE STOFFEN • PSYCHOLEPTICA: onderdrukken het centraal zenuwstelsel “downers” • PSYCHOANALEPTICA: stimuleren het centraal zenuwstelsel “uppers” • PSYCHODYSLEPTICA: verstoren het centraal zenuwstelsel “bewustzijnsverruimend”

14. PSYCHOLEPTICA OPIATEN • 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

15. Effect PSYCHOLEPTICA op rijvaardigheid • Heroïne • Sedatie(slaperigheid, geen aandacht besteden aan reflexen van buitenaf) • Afwisselende heldere en bewusteloze momenten • Miosis (verminderde aanpassing van ogen aan duisternis) • Reactiesnelheid verminderd

16. PSYCHOANALEPTICA COCAÏNE • Cocaïneis 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)

17. PSYCHOANALEPTICA AMFETAMINE ANALOGEN • 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

18. Effect PSYCHOANALEPTICA op rijvaardigheid • 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

19. PSYCHODYSLEPTICA CANNABIS • Actief bestanddeelvan cannabis sativa is Δ9-Tetrahydrocannabinol • Effecten/Toxiciteit : • euforie, ontspanning, verandering van zintuigelijke waarnemingen • verlies van concentratie en korte-termijn geheugen, paranoia • Duur effect 3-6 uur na roken van een joint • Effect afhankelijk van dosering, rooktechniek, gewenning gebruiker, metabolisatie

20. Effect PSYCHODYSLEPTICA op rijvaardigheid • 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

21. Andere Drugs/Geneesmiddelen • 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 H2O slechts 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

22. Andere Drugs/Geneesmiddelen • Alcohol (Kintz P., Toxicologie et Pharmacologie médico-légales, 1998)

23. Drug effecten: samenvatting • 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

24. Wetgeving - rijden onder invloed: ethanol (1) • 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)

25. Absorptie Eliminatie Wetgeving - rijden onder invloed: ethanol (1I) • 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.

26. Verkeersveiligheid - rijden onder invloed: drugs 31 maart 1999 Bestuurder mag doorrijden Testbatterij Aanwijzing van gebruik Geen aanwijzing van gebruik Urine Screening - + Lab confirmatie: GC-MS Bestuurder mag doorrijden

27. Wet tot invoering van speekseltesten op drugs in het verkeer 31 juli 2009 Bestuurder mag doorrijden Checklist Aanwijzing van recent gebruik Geen aanwijzing van recent gebruik Speeksel Screening - + Lab confirmatie: GC-MS of LC-MS/MS Bestuurder mag doorrijden

28. Screening • Immunologische Screeningstechnieken • Snel • 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 waarde Morfine MDMA Amf. Resultaten dienen ALTIJD bevestigd te worden met een specifieke, kwantitatieve techniek

29. Screening • Screeningstechnieken • Immunologische tests niet mogelijk voor GHB, bepaalde designer drugs, bepaalde geneesmiddelen • Vandaar keuze: THC, Amfetamine, MDMA, Cocaïne, Heroïne • Urine screening • Hogere concentraties • Grotere volumes • Langere detectietijden • Vervalsing mogelijk • Speeksel screening • Lagere concentraties • Kleinere volumes • Detectietijden vergelijkbaar met bloed • Directe afname (minder invloed voor vervalsing) OPLETTEN: 15 minuten wachten na snoep, eten, kauwgom,…

30. Screening bloed speeksel urine (acuut) urine (chronisch) haar -100 -80 -60 -40 -20 0 Dagen Voordeel screening in speeksel ivm urine Korter detectievenster, dus recent gebruik 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

31. Screening: keuze speekseltest

32. Screening: keuze speekseltest Wettelijke screening cut-off speeksel THC= 25 ng/ml Gevoeligheid testen ten opzichte van bloed THC cut-off van 2 ng/ml

33. Confirmatie in Laboratorium • Chromatografische Technieken • Specifiek • Kwantitatief

34. Confirmatie in Laboratorium Gas Vloeistof Staalvoorbereiding Chromatografie Gaschromatografie Vloeistofchromatografie

35. Confirmatie in Laboratorium

36. Confirmatie in Laboratorium Chromatogram B E C A Abundance D 0 5 10 20 15 Time (minutes) Het chromatogram De tijd waarop een piek verschijnt (retentietijd) is karakteristiek voor een bepaalde verbinding Chromatograaf De relatieve omvang van een piek (opp. of hoogte) is proportioneel mbt het relatief voorkomen van de verbinding in het mengsel

37. Confirmatie in Laboratorium Massaspectrometrie Ionization Mass Sorting (filtering) Detection MS1 Collision Cell MS2 Ion Detector Ion Source • Detect ions • Forms ions • (charged molecules) Sort Ions by Mass (m/z)

38. Confirmatie in Laboratorium THC-d3 cannabidiol THC 318>196 2.31e4 cannabinol 315>193 2.17e4 311>223 3.69e4 THC in speeksel MRM chromatogram (5 ng/mL in 100 µL gepreserveerd speeksel):

39. Confirmatie in Laboratorium Confirmatie speeksel ten opzichte van bloed • Bloed confirmatie • Relatie concentratie en effect • Invasieve afname • Speeksel confirmatie • Geen relatie concentratie en effect • Niet invasieve afname • Kleinere volumes • Hogere concentraties • Speekselconcentratie afhankelijk van type collector

40. Confirmatie in Laboratorium 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.

41. Confirmatie in Laboratorium Confirmatie speeksel ten opzichte van bloed Zero-tolerantie of ‘onder invloed’? • ‘Danger Cut-offs’ werden nog niet vastgelegd Grotenhermen et al., Addiction 102, 2007

42. Confirmatie in Laboratorium Confirmatie speeksel ten opzichte van bloed • Keuze cut-off? • Gebaseerd op • Internationale richtlijnen • Analytische betrouwbaarheid • Zero-tolerance 2-5 ng/ml serum 30 ng/ml speeksel 71% is ‘onder invloed’ Drug. Alc. Depend.(2006)85:114-122

43. Confirmatie in Laboratorium Ratio: 10-30 Orasure Intercept Collector Ratio: 1,2 Spuwen in tube gestimuleerd door zure snoep Confirmatie speeksel ten opzichte van bloed • Keuze speekselcollector • Concentratie in speeksel hangt af van • Stimulatie van speekselafname • Tijd van afname

44. Confirmatie in Laboratorium Confirmatie speeksel ten opzichte van bloed BESLUIT • Wetgever 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 invloed’ • Gekozen cut-offs resulteren in zero-tolerantie • Speekselcollector zal geselecteerd worden na publicatie KB • Bij problemen met de speekselcollector (door bv. droge mond) is bloedafname mogelijk

45. Bedankt voor jullie aandacht! • Juridische Experten Labo Toxicologie NICC : • Sarah Wille, Dr. Apr. (NL) sarah.wille@just.fgov.be • Vincent Di Fazio, Lic. Sc. (Fr) vincent.difazio@just.fgov.be • Nele Samyn, Dr. Apr. (NL) nele.samyn@just.fgov.be • Nationaal Instituut voor Criminalistiek en Criminologie • Vilvoordsesteenweg, 100 • 1120 Brussel • Tel : +32 2 240 05 00 • Fax: + 32 2 240 05 01