Använda positronemissionstomografi (PET) för att spåra spårämne doser av metamfetamin i människans hjärna, forskare vid US Department of Energy: s (DOE) Brookhaven National Laboratory tycker att beroendeframkallande och långvariga effekterna av denna allt vanligare drog kan delvis förklaras av dess farmakokinetik - i vilken takt det går in och rensar hjärnan och dess fördelning.
Denna studie hos 19 friska, icke-narkotika-missbruk frivilliga inkluderar en jämförelse med kokain och även tittat för skillnader i ras. Den visas i November 1, 2008, frågan om NeuroImage.
"Metamfetamin är en av de mest beroendeframkallande och neurotoxiska missbruksmedel", säger Brookhaven kemist Joanna Fowler, huvudförfattare på studien. "Det ger stora ökningar av dopamin, en hjärnans kemiska förknippad med känslor av välbehag och belöning - både genom att öka dopamin släpptes från nervceller och genom att blockera dess återupptag."
Studier av Fowler och andra har visat att läkemedel som ger större förhöjningar i hjärnans dopamin tenderar att vara mer beroendeframkallande. Men andra faktorer, inklusive den hastighet med vilken ett läkemedel kommer in och rensar hjärnan och dess fördelning i hjärnan, kan också vara viktiga för att bestämma dess beroendeframkallande och toxisk potential.
Företar denna första studien av metamfetamin farmakokinetik, ville forskarna också veta om det fanns skillnader mellan kaukasier och afroamerikaner. "Rapporter om att graden av metamfetamin missbruk bland afrikanska amerikaner är lägre än för kaukasier ledde oss till frågan om biologiska eller farmakokinetiska skillnader kan förklara denna skillnad," Fowler sade.
Forskarna mätt hjärnans upptag, distribution och clearance av metamfetamin genom att injicera 19 friska män (9 kaukasiska, 10 African American) med ett radioaktivt märkt form av drogen i "spår" doser för små för att ha några psykoaktiva effekter. De använde PET-scanning kameror för att övervaka koncentrationen och fördelningen av de märkta metamfetamin i försökspersonernas hjärnor. Samma dag var de samma ämnen injiceras med spår doser av kokain och scannas för jämförelse. Forskarna använde också PET för att mäta antalet dopaminåterupptaget proteiner, som kallas dopamin transportörer, som finns i varje forskningsämne hjärna.
Som kokain, in metamfetamin hjärnan snabbt, vilket överensstämmer med både droger "mycket förstärkande effekter. Metamfetamin dock dröjt i hjärnan betydligt längre än kokain, som rensas snabbt. I själva verket visade en del av hjärnan, speciellt vita substansen, fortfarande tecken på spårämne metamfetamin i slutet av 90-minuters skanning session, då alla kokain hade godkänts. Fördelningen av metamfetamin i hjärnan var anmärkningsvärt annorlunda än kokain. I kokain var koncentrerad bara på "belöning" centrum och försvinner snabbt, var metamfetamin koncentrerad hela hjärnan, där det förblev under hela studien.
"Den här långsamma clearance av metamfetamin från sådana utbredda områden i hjärnan kan förklara varför drogen har en sådan långvarig beteendemässiga och neurotoxiska effekter," Fowler sade. Metamfetamin är känt för att ge bestående skada inte bara till dopamin celler utan också till andra delar av hjärnan, inklusive vita substansen, som inte är del av dopamin-nätverket.