Annales de Toxicologie Analytique

 

Résumés du n°1, vol XVI, 2004

ISSN 0768-598X

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Hallucinations : images mentales et imagerie cérébrale fonctionnelle
Claire RASCLE, Pierre THOMAS, Michel GOUDEMAND

L'hallucination, définie comme une perception sans objet à percevoir, entre dans la littérature psychiatrique au XIXe siècle. Outre les causes psychiatriques, un certain nombre de pathologies neurologiques, de causes toxiques, de situation de privation sensorielle, d'états de conscience modifiée peuvent être à l'origine de phénomènes hallucinatoires. Comme le suggère le mode d'action des substances hallucinogènes, d'une part, et des neuroleptiques anti-hallucinatoires, d'autre part, les systèmes dopaminergique et sérotoninergique sont impliqués dans la genèse des hallucinations, mais leur rôle précis n'est pas encore clairement établi. Les techniques d'imagerie fonctionnelle offrent les moyens de visualiser le fonctionnement cérébral au moment de la production de ces phénomènes riches et complexes, et d'étudier, en s'appuyant sur les modèles de l'action issus de la psychologie cognitive, les hallucinations décrites par les patients atteints de psychose. Les hallucinations ont un support biologique dans le cerveau qui les subit.

Viewing hallucinations with cerebral functional imaging
Claire RASCLE, Pierre THOMAS, Michel GOUDEMAND

Hallucinations are sensory perceptions in the absence of external stimuli. They have multiple aetiologies (neurological, toxic, psychiatric). Auditory hallucinations (especially voices) are by far the most common type of hallucination in schizophrenia. Dopaminergic and serotoninergic systems are involved in their genesis. Functional imaging techniques offer the opportunity to see all the varieties of these complex phenomenon in the living brain and to study cognitive models of self monitoring underlying hallucinations in schizophrenics.

Cannabis sativa var. indica : une plante complexe aux effets pervers
Patrick MURA, Bertrand BRUNET, Yves PAPET, Thierry HAUET

Cannabis sativa var. indica appartient à la famille des Cannabinaceae et à l'ordre des Urticales. Parmi les 60 cannabinoïdes contenus dans la plante, essentiellement dans les feuilles et les sommités fleuries, le delta-9-tétrahydrocannabinol (THC) constitue le principal responsable des effets observables chez l'homme. La teneur en THC est très variable selon les conditions de culture, pouvant dépasser 20% dans le cas de cultures sous serre aux conditions parfaitement contrôlées. Après inhalation, le THC pénètre dans la circulation sanguine puis, très lipophile, va se fixer sur les tissus riches en lipides et en particulier au niveau du cerveau. Ses effets chez l'homme reposent sur l'existence des récepteurs CB1 (essentiellement au niveau central) et CB2 (surtout présents au niveau périphérique). Tandis que la présence du THC dans le sang n'est observable que pendant 2 à 3 heures après inhalation, des travaux très récents chez l'homme et chez l'animal nous ont permis de montrer qu'il restait fixé dans la plupart des structures cérébrales pendant de très nombreuses heures, cela expliquant la persistance importante de ses effets sur le système nerveux central. Les effets aigus sur le psychisme consistent principalement en des perturbations sensorielles, des troubles thymiques et dissociatifs, une diminution des performances intellectuelles, motrices et cognitives, des perturbations de la mémoire à court terme. Lors d'un usage important, régulier et prolongé, on note fréquemment l'apparition de crises d'angoisse aiguë et d'un syndrome amotivationnel.
Si les risques pour soi-même liés à son usage sont loin d'être négligeables, les conséquences pour autrui peuvent être considérables lorsque les consommateurs sont des conducteurs d'automobiles, des femmes enceintes ou des travailleurs occupant des postes à risque et/ou de sécurité en entreprise. L'importance du risque est majorée par un nombre de consommateurs de plus en plus grand. C'est pour cette raison que la France a récemment mis en place une législation destinée à sanctionner les conducteurs ayant fait usage de cannabis, sur la base des résultats de l'analyse sanguine. C'est aussi pourquoi il serait désormais opportun d'instaurer par voie législative des dépistages chez les personnes occupant des postes à risque et/ou de sécurité dans les entreprises.

Cannabis sativa var. indica : a complex plant with perverse effects
Patrick MURA, Bertrand BRUNET, Yves PAPET, Thierry HAUET

Cannabis sativa var. indica is a Cannabaceae, belonging to Urticales order. Among the 60 cannabinoids present in the plant and essentially in leaves and flowering tops, delta-9-tetrahydrocannabinol (THC) is the main responsible of the observed in human using it. THC content is very variable depending on cultivation conditions, being able to contain more than 20% of THC in the case of under glass cultivations with well controlled conditions. After inhalation, THC moves to the blood and, because of its lipophily, distribution very fastly into the brain and other lipidic tissues. Its effects on human are supported by the presence of CB1 receptors (mainly in central nervous system) and CB2 (mainly present in other tissues). As THC is found in blood during only 2 to 3 hours after inhalation, recent studies allowed us to indicate that it remained present in brain structures during many hours, which explains the long persistence of its effects on central nervous system. Acute side effects on behavior and central nervous system consist essentially in sensitive perturbations, thymic and dissociative troubles, a decrease of intellectual, motor and cognitive performances, short term memory disorders. For an important, regular and long term use, the occurrence of acute angor attacks or an amotivational syndrome are frequently observed. While risks for oneself related to cannabis use are not negligible, consequences for others may be extensive when consumers are car drivers, pregnant women or workers occupying a risk position. This risk is becoming very important today considering account of the number of consumers. Consequently, the French government and the Parliament have recently laid down a law, in order to punish drivers who would have consumed cannabis, based on the blood test results. It is also the reason for considering that it could be now advisable to set up legal controls for workers occupying a risk position.

Mescaline : la religion du peyotl
Pascal KINTZ

Obtenue à partir du peyotl, cactus des zones arides du Mexique ou du sud-ouest des Etats-Unis, référencé comme Lophora williamsii ou Anhalonium Lewinii, la mescaline est un hallucinogène de puissance faible. Elle est principalement contenue dans les excroissances du sommet du cactus, dénommées boutons de peyotl.
Les Indiens mangent la couronne crue, séchée et écrasée en purée. Parfois, selon les rites religieux, la consommation peut se faire en décoction ou après incision, grillée.
La dose hallucinogène de la mescaline est de l'ordre de 200 à 500 mg, soit une activité 4000 fois plus faible que celle du LSD, composé de référence. Les effets sont rapides, dans l'heure qui suit la prise, et persistent environ 12 heures. Ils sont caractérisés par une altération de la perception et de l'humeur, des troubles de la vigilance, de la désorientation et des perturbations de la mémoire immédiate. Les effets secondaires sont de type nausées, vomissements, anxiété pouvant évoluer vers la paranoïa. Sur le plan analytique, la mescaline est identifiable et dosable selon les procédures classiques pour les amphétamines : extraction en milieu alcalin par l'acétate d'éthyle en présence de mescaline-d9, dérivation par HFBA, identification par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse par les ions m/z 181, 194 et 407. La littérature ne mentionne pas de cas de décès directement imputable au principe actif. Néanmoins des observations de défénestration ou des homicides sous influence de mescaline ont pu être rapportées. Par ailleurs, la conduite automobile sous mescaline peut provoquer des accidents mortels. La mescaline et le peyotl sont dans nos sociétés européennes des sujets de curiosité plus que d'inquiétude, et leur usage reste localisé en Amérique du Nord.

Mescaline : the religious peyote cactus
Pascal KINTZ

Mescaline, or 3,4,5-trimethoxyphenethylamine, is one of the most widely studied of the hallucinogens as well as one of the weakest, by volume. Quantitatively, mescaline serves as a sort of standard among hallucinogens. It is a naturally occuring alkaloid, found in the peyote cactus, that grows singly or in clusters in Mexico and the south-western United States. The dried tops of the plants, known as peyote buttons, have been used by Indian shamans for centuries. Typical hallucinogenic doses range from 200 to 500 mg, with blood concentrations of 3.8 mg/l at 2 h and 1.5 mg/l at 7 h after ingestion. On an analytical point, testing for mescaline is not more difficult than testing for amphetamine, as the drug can be extracted and derivatizated by the same procedures. After HFBA derivatization, mescaline target ions include m/z 181, 194 and 407. Lethal overdoses of mescaline have never been reported, nor have there been any reports of medical complications associated with its use. The deaths that have been reported have been accidental, usually as a result of drug-induced confusion.

Botanique, chimie et toxicologie des Solanaceae hallucinogènes : belladone, datura, jusquiame, mandragore.
Jean-Pierre GOULLÉ, Gilbert PEPIN, Véronique DUMESTRE-TOULET, Christian LACROIX

Ces quatre plantes de la famille des Solanaceae ont une histoire riche de légendes et de superstitions ; parmi elles, la mandragore. Pendant plusieurs siècles, on lui donna un caractère magique, et des propriétés médicinales, mais elle n'est plus utilisée aujourd'hui. En revanche les trois autres plantes le sont encore pour leurs vertus médicinales, surtout en homéopathie. En médecine allopathique, outre l'atropine et son oxyde, on trouve des spécialités contenant de la scopolamine mais également de la poudre de belladone, ou de l'hyoscyamine. Après une description botanique de la belladone, de la jusquiame, du datura, et de la mandragore, les auteurs précisent la nature et la structure des alcaloïdes contenus dans ces végétaux : l'hyoscyamine, la scopolamine et l'atropine. Chez l'homme, ces alcaloïdes exercent une action parasympatholytique pouvant conduire en cas d'intoxication à un syndrome atropinique ou anticholinergique. Celui-ci est caractérisé par un blocage de la production d'acétylcholine dans les synapses du système nerveux central et périphérique. Les principaux signes cliniques associés au blocage périphérique sont mydriase, sécheresse cutanée et muqueuse, vasodilatation et tachycardie. Le blocage central est responsable de confusion, d'agitation, d'hallucinations, de myoclonies, de convulsions, de coma et de dépression respiratoire. Lors de certaines intoxications, d'authentiques syndromes atropiniques peuvent être constatés. Bien que rares, ils peuvent cependant être mortels malgré le traitement symptomatique et la réanimation. Des observations d'intoxications sont présentées. Parmi les 150 000 intoxications signalées chaque année aux centres antipoison français, les végétaux représentent moins de 3 % des cas, mais dans l'enquête sur la consommation de drogues réalisée en 2002 chez les jeunes gens de 17 à 19 ans par l'observatoire français des drogues et des toxicomanies, le datura est cité en sixième position parmi les principales autres drogues. L'analyse toxicologique de ces composés est extrêmement délicate en raison des faibles concentrations susceptibles d'exercer une action pharmacologique. Celle-ci fait principalement appel à la chromatographie en phase liquide couplée à la détection de masse (CL-SM), et à la détection de masse en mode tandem (CLHP-SM/SM).

Botanical, chemical and toxicological review of the hallucinogenic Solanaceae : deadly nightshade, jimsonweed, henbane, mandrake.
Jean-Pierre GOULLÉ, Gilbert PEPIN, Véronique DUMESTRE-TOULET, Christian LACROIX

These four Solanaceae have a rich history of legends and superstitions, particularly mandrake. For many centuries this plant was considered magic, with medical properties, but is no longer used. On the other hand the three others are still used for their medical properties, particularly in the homoeopathic medications. Atropine and its oxide, scopolamine, hyoscyamine, deadly nightshade powder, are found in patent allotropic medicines. After a botanical description of deadly nightshade, jimsonweed henbane and mandrake, the authors study the nature and the structure of the alkaloids found in these vegetals : hyoscyamine, scopolamine and atropine. These alkaloids exert a parasympatholytic action in man, which may lead to atropinic i.e. anticholinergic syndrome. This syndrome is characterized by acetylcholine blockage in the central and peripheric nervous systems synapses. Typical anticholinergic syndrome includes confusion, agitation, hallucinations, combative behaviour, myoclonies, convulsions coma and pulmonary failure. Real atropinic syndromes are observed during intoxications but they stay rare. They may lead to death despite symptomatic and intensive care treatment. Some real cases are presented. Plant poisoning is not frequent, it is less than 3% of the 150 000 intoxications collected by French poison centers. Nevertheless, inquiry among young people 17-19 year- old about drug abuse revealed that datura is one of the most used among the other main drugs (rank 6). Alkaloids toxicological analysis is very difficult due to very low concentrations that may lead to pharmacological effects. Screening and quantitation methods to confirm the nature of the intoxication are gas chromatography and liquid chromatography coupled with mass spectrometry and mass tandem spectrometry.

Champignons hallucinogènes d'Europe et des Amériques : mise au point mycologique et toxicologique
Régis COURTECUISSE, Marc DEVEAUX

L'usage récréatif des champignons hallucinogènes est maintenant bien établi, en Europe et en Amérique du Nord. En Amérique Centrale, ils sont également utilisés dans un but spirituel et religieux. Les principes actifs à noyau indolique sont la psilocine et la psilocybine. Le syndrome hallucinogène causé par quelques milligrammes de psilocybine est très classique, avec dépersonnalisation, euphorie et dysphorie. Le traitement est symptomatique. La liste des espèces concernées et leur répartition sur les deux continents sont constamment révisées de manière critique par les mycologues, et nous en présentons l'état actuel. Le genre Psilocybe est le plus important, suivi par le genre Panaeolus. Le nombre d'espèces potentiellement hallucinogènes avoisine 150 et nous en présentons une liste extensive s'appuyant sur 280 références bibliographiques. Les cas prouvés d'intoxication chez l'homme restent cependant très rares et le diagnostic est essentiellement clinique. La mise en évidence et le dosage de la psilocine dans le sang et l'urine sont maintenant parfaitement réalisables par des méthodes de chromatographie liquide et de chromatographie gazeuse couplée à un détecteur de masse. Les quelques cas décrits dans la littérature indiquent, pour la psilocine, des limites de quantification de l'ordre de 5 ng/mL dans l'urine. La détection dans l'urine peut se faire pendant les 2 ou 3 jours suivants une ingestion de champignons, et les prélèvements biologiques doivent être absolument protégés de l'oxydation.

Mycology and toxicology of hallucinogenic mushrooms in Europe and Americas
Régis COURTECUISSE, Marc DEVEAUX

The recreational use of Fungi is now well established, in Europe and in North America as well. In Central America, they are also in use but mainly for spiritual and religious purpose. The indolic active molecules are psilocin and psilocybin. The hallucinogenic syndrome, induced by a few milligrams of psilocybin is very well known, with loss of personality, euphoria and dysphoria. The treatment is symptomatic. The list of involved species and their distribution on both continents are constantly critically revised by mycologists and we present their current state. The genus Psilocybe is predominant, followed by the genus Panaeolus. The number of hallucinogenic species may be around 150 and we present here an extended list, based on 280 scientific references. Nevertheless the number of attested cases of human poisoning remain very low and the diagnostic is mainly clinical. Testing and dosing psilocybin in blood and urine may now be achieved using liquid chromatography methods or gas chromatography-mass spectrometry. For psilocybin the few cases reported in scientific literature show limits of quantification about 5 ng/mL in urine. Detection in urine must be processed during the 2 or 3 days after ingestion of the fungi and biological samples must be strictly protected from oxidation.

Les substances hallucinogènes provenant de l'ergot de seigle et des volubilis
Marie Hélène GHYSEL, Francis TROTIN

Parmi les substances hallucinogènes, les dérivés ergotés occupent une place non négligeable. Différents champignons ou plantes en renferment. Le plus connu est l'ergot de seigle, un sclérote parasite du seigle. Dans les cas d'intoxications par des céréales contaminées les victimes ont présenté de nombreux troubles dont des hallucinations, mais il n'a pas été décrit de cas d'individus consommant sciemment de l'ergot de seigle pour avoir des hallucinations. En 1943, Albert Hofmann qui travaillait sur les composés de ce champignon et notamment sur l'acide lysergique a synthétisé de nombreux produits dont le diéthylamide de l'acide lysergique (LSD). Ce produit est tellement actif qu'il est déposé sous forme d'une goutte sur un support tel que du papier buvard qui sera placé sous la langue. Ces doses renferment généralement de 50 à 100 µg de LSD. Assez rapidement apparaissent des troubles des perceptions sensorielles et somesthésiques. Ces troubles sont imprévisibles.
Le LSD est rapidement transformé par N-déméthylation, N-dééthylation et hydroxylation. En fonction des appareils utilisés pour le détecter et de la dose absorbée, le LSD ou ses métabolites seraient détectables dans les urines pendant 30 à 120 heures. Le 2-oxo-3-hydroxy-LSD, présent en concentration plus importante est actuellement celui qui permet de détecter plus longtemps une concentration antérieure de LSD. Des alcaloïdes indoliques voisins de ceux de l'ergot de seigle ont été retrouvés dans des Convolvulacées, l'ololiuqui, Rivea corymbosa et des liserons, Ipomoea violacea. Cette dernière plante, originaire du Mexique, appelée " Morning glory " par les Anglo-saxons, a été introduite en Europe comme plante ornementale. Ces volubilis renfermeraient de l'ergine, substance responsable des effets psychodysleptiques à la dose de 2 mg. Les effets sont variables selon le nombre de graines absorbées.

Hallucinogen's alcaloids derivatives from ergot and morning glory
Marie Hélène GHYSEL, Francis TROTIN

Among natural hallucinogens, ergot derivatives are very important. The best known source is the Ascomycete Claviceps purpurea, ergot, a rhizomorph that parasitizes the grain of rye and other grasses. In 1943, Albert Hofmann synthetised a derivative of lysergic acid, which he called LSD 25. 50 to 100 µg of this very powerfull substance are enough to induce hallucinations and disturb the sensitive and somesthetic perceptions. LSD is rapidly metabolised by N-demethylation, N-deethylation and hydroxylation. LSD or its metabolites, according to the technical means, could be detected in urine during 30 to 120 hours. At present time, 2-oxo-3-hydroxy-LSD, seems most interesting due to its higher concentration and longer presence in urine. Among the family Convolvulaceae, Ololiuqui, Rivea corymbosa and previously introduced ornamental climbing plants as Ipomoea violacea (Morning glory) are presented. This volubilis contained ergine, product displaying psychodysleptic properties for 2 mg doses, the effects varying according to the number of seeds consumed.

Ayahuasca : liane de l'âme, chamanes et soumission chimique
Gilbert PEPIN, Gaëlle DUFFORT

Les plantes hallucinogènes sont utilisées dans les sociétés primitives depuis des siècles, mais jusqu'à maintenant leur usage se limitait à quelques individus chamanes, marabouts, etc… lors de rites religieux. Actuellement un regain d'intérêt est constaté pour les hallucinogènes naturels en rapport avec un mouvement de " retour à la nature " car la diffusion de ces substances est depuis peu largement facilitée et accélérée par l'intermédiaire d'internet. Parmi celles-ci l'Ayahuasca est la plus connue. Il s'agit d'un mélange de plusieurs plantes du nord-ouest de l'Amérique du Sud. Pour sa préparation, deux espèces de Banisteriopsis, liane géante, sont particulièrement importantes et sources de ß-carbolines (harmaline, harmine, tétrahydroharmine et harmol qui sont des hallucinogènes naturels). Généralement une autre plante est ajoutée afin de modifier l'intensité, la durée et les effets des ß-carbolines. Cette autre plante varie selon la région géographique et renferme plutôt des principes actifs riches en dérivés de la tryptamine, telle que la Psychotria Viridis qui contient principalement de la diméthyltryptamine (DMT) aux propriétés hallucinogènes. L'utilisation par les indiens d'Amérique du Sud d'une autre plante, la Virola, contenant des dérivés de la DMT sera également développée ici. La mise en évidence directe des principes actifs hallucinogènes peut être réalisée par dilution au demi de la solution à analyser dans de l'éthanol, puis la détection et la quantification peuvent être réalisées au moyen de la chromatographie en phase gazeuse couplée à un spectromètre de masse. La détection et la quantification dans le plasma humain des carbolines peut s'effectuer par chromatographie en phase liquide haute performance après précipitation des protéines plasmatiques et une détection par fluorescence. La DMT peut être dosée dans le plasma par chromatographie en phase gazeuse avec une détection azote-phosophore après extraction liquide-liquide par le chlorobutane à pH basique, ou par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (CPG/SM).
L'association de ces substances provoque une profonde altération de l'état de conscience. Il y a peu d'altération de la perception réelle de l'environnement hormis quelques améliorations des fonctions sensorielles générales. Après une période de vertige, de nausées, de nervosité, de transpiration et de manifestations digestives parfois violentes, l'ingestion d'ayahuasca entraîne des hallucinations sensorielles diverses suivies d'une période de lassitude ; il s'installe ensuite parfois un sommeil fiévreux, entrecoupé de rêves. Les risques liés à l'utilisation d'un hallucinogène aussi puissant que l'ayahuasca, outre l'interaction avec les antidépresseurs sérotoninergiques, sont essentiellement d'ordre psychologique : elle peut être un important facteur de déstructuration psychologique. Elle autorise également une forme de soumission chimique des adeptes par les responsables des sectes. C'est pourquoi le ministère de la santé publique français à classé la DMT et ses dérivés comme produits stupéfiants.

Ayahuasca : spirit liana, shamans and chemical submission
Gilbert PEPIN, Gaëlle DUFFORT

Hallucinogenic plants are used in the primitive societies for centuries, but so far they were only used by some shamans, healers, etc. during religious rites. Nowadays a renewal of interest is noticed for natural hallucinogens in connection with a "return to nature" movement because the spreading of these substances has been recently widely facilitated and increased through internet. Among these hallucinogens, Ayahuasca is the most well-known.
Ayahuasca is a mixture of several plants native to the northwest of South America. For it's preparation, two sorts of Banisteriopsis, huge liana, are particularly important and sources of ß-carboline alkaloids (harmol, harmaline, harmine and tétrahydroharmine which are natural hallucinogens). Generally another plant is added to modify intensity, duration and effects of ß-carbolines. This natural additive varies according to the region and contains predominantly active principles, rich in tryptamine's metabolites, such as Psychotria Viridis which contains mainly diméthyltryptamine (DMT) with hallucinogenic properties. The use by the Indians of South America of another plant, the Virola, containing by-products of the DMT will be also developed here. The direct analysis of the hallucinogenic active principles can be realized by a half and half dilution in ethanol, then detection and quantification can be realized by gas chromatography coupled with a mass spectrometer (CPG/SM).Detection and quantification of carbolines in human plasma can be done by means of high-performance liquid chromatography (HPLC) with fluorescence detection after blood proteins precipitation. DMT can be determined in plasma by gas chromatography with selective nitrogen - phosphorus or mass spectrometer detection following liquid - liquid extraction with chlorobutane at alkaline pH. This carbolines and DMT association engender a deep change of the consciousness state. Only a few changes of the perception of the environment are observed, but some improvements of the general sensory functions occur. After a period of dizziness, sickness, nervousness, perspiration and sometimes violent digestive symptoms, the ingestion of ayahuasca provoke different sensory hallucinations followed by a period of tiredness; then it sometimes settles down a feverish sleep, interrupted with dreams. Besides interaction with serotoninergic antidepressants, the risks related to the use of such a powerful hallucinogen as ayahuasca, are essentially psychological: it can led the mind to become destructured. It also authorizes a kind of chemical submission of the followers by sects responsibles. That's why the French ministry of health classified the DMT and its by-products as narcotics.