Week 2 Transcripts.pdf

(95 KB) Pobierz
The  Addicted  Brain  
 
Video  2.1  
Hello,  today  we  are  going  to  talk  about  what  the  body  does  to  drugs  after  you  take  them.  
Drugs  have  to  get  the  brain.    That’s  the  only  way  they  can  make  someone  feel  different,  and  
it’s  the  only  way  to  get  high.    For  drugs  to  get  into  the  brain,  they  have  to  be  in  the  blood,  
and  various  factors  determine  how  much  drug  gets  into  the  blood  and  brain,  and  how  long  
they  remain  there.  
Overall,  what  happens  to  drugs  in  the  body  is  called  drug  dynamics.    
The  first  thing  that  happens  after  you  take  a  drug  orally  is  that  it  has  to  be  absorbed  from  
the  stomach  and  the  intestines  into  the  blood.  From  the  blood,  it  passes  into  the  brain,  and  
again,  all  of  these  drugs  have  to  get  into  the  brain  to  have  an  effect.  A  large  fraction  of  the  
blood  pumped  from  the  heart  goes  to  the  brain.  
Drugs  that  are  injected  directly  into  the  bloodstream  are  not  absorbed  by  the  stomach,  but  
are  still  passed  into  the  brain.  Some  drugs,  such  as  nicotine  or  inhalants,  are  absorbed  
directly  from  the  air  in  the  lungs  to  the  blood.  
Different  drugs  have  different  absorption  efficiencies.    Some  drugs  are  nearly  all  absorbed  
and  others  are  not.  
The  next  step  is  that  drugs  are  metabolized  or  changed.  The  metabolism  or  chemical  
modification  of  the  drugs  can  result  in  the  cessation  of  their  action,  and  metabolism  can  
also  enhance  the  next  step,  which  is  excretion.      Drug  metabolism  usually  takes  place  in  the  
liver  but  it  can  take  place  in  other  bodily  organs  as  well;  it's  the  enzymes  in  the  liver  and  
elsewhere  that  modify  the  structures  of  drugs.    
An  example  is  the  metabolism  of  ethanol.  Ethanol  –  or  alcohol  -­‐    is  acted  upon  by  an  enzyme  
called  ethanol  dehydrogenase  (and  other  enzymes)  to  form  acetaldehyde  which  is  then  
1  
 
changed  further  into  acetate.  Acetate  is  not  an  active  substance,  so  a  metabolite  of  ethanol  
is  inactive  and  the  effect  of  taking  ethanol  is  terminated  by  its  metabolism.    
This  next  example  shows  the  many  possible  metabolites  of  nicotine.  You  can  see  that  it  is  
extraordinarily  complicated  and  many  different  kinds  of  metabolites  and  chemical  
structures  are  possible.  Of  course  you  don't  have  to  remember  all  of  this.  I  show  you  this  
just  to  give  you  an  appreciation  of  how  complicated  drug  metabolism  can  be.  
The  next  and  final  step  in  a  drug’s  journey  in  the  body  is  drug  elimination.  Drugs  and  their  
metabolites  are  removed  from  the  body,  mainly  in  the  urine  or  feces.  
A  couple  of  important  concepts  related  to  drug  elimination  include  clearance,  which  is  a  
measure  of  the  body's  efficiency  in  eliminating  the  drug,  and  the  second  is  elimination  half-­‐
life.  The  half-­‐life  of  the  drug  is  a  measure  of  the  rate  of  removal  of  drug.  It's  the  time  needed  
to  remove  or  metabolize  50%  -­‐  or  a  half)  of  the  drug.    
So,  we  have  discussed  three  main  steps:  drug  absorption,  drug  metabolism,  and  drug  
elimination.    
This  graph  deals  with  the  idea  of  half  life.  It  shows  the  disappearance  of  two  different  
substances,  A  and  B,  from  the  blood,  and  they  have  different  half  lives.    Drug  A  has  a  shorter  
half  life  and  Drug  B  has  a  half  life  twice  that  of  A.      When  we  look  at  the  levels  of  these  drugs  
in  the  blood  (the  solid  lines  starting  at  8)  you  see  that  one  of  the  curves  falls  to  zero  much  
faster  than  the  other,  and  that  means  that  drug  A  a  has  a  shorter  half-­‐life.  If  the  half-­‐life  is  
shorter  then  the  drug  disappears  faster.  Normally  for  97%  of  a  drug  to  be  eliminated  from  
the  body  it  will  take  five  half-­‐lives.    
But,  if  a  drug  is  taken  orally,  then  the  drug  has  to  be  absorbed  first  and  then  builds  up  
slowly  in  the  blood.  After  it  builds  up  to  its  peak,  then  it  is  eliminated  at  a  rate  according  to  
its  half  life.  
2  
 
Now  I  will  introduce  the  topic  for  next  time.  One  of  the  practical  impacts  of  a  drug  being  
excreted  into  the  urine  is  that  many  drug  screens  and  tests  have  been  developed  to  screen  
for  the  presence  of  drugs  in  the  urine.  It's  interesting  that  sometimes  the  metabolites  of  a  
drug  persist  in  the  urine  for  longer  periods  of  time  than  the  drug  itself.  Therefore  the  
targets  of  the  tests  can  be  the  metabolites.    
We’ll  discuss  this  in  more  detail  next  time.  
 
 
Video  2.2  
We  discussed  how  the  body  handles  drugs,  and  having  noted  the  fact  that  drugs  and/or  
their  metabolites  end  up  in  the  urine  as  well  as  the  blood.  Now  we  can  talk  about  a  practical  
issue-­‐-­‐something  that  follows  the  fact  that  a  drug  accumulates  in  the  urine.  In  this  video,  
I'm  going  to  talk  about  the  various  screens  and  tests  used  for  detecting  drugs  and  drug  use.  
I  will  talk  a  little  bit  about  the  types  of  tests,  how  they're  done,  and  what  they  can  show.  
There  are  many  variations  on  the  assays  and  methods,  but  I’ll  present  some  of  the  more  
typical  ones.  
We  usually  use  two  different  words:  screens  and  tests.  A  “screen”  is  a  broad  assay  that  
looks  for  many  different  drugs.  A  “test”  is  an  assay  that  is  very  specific  and  rigorous.    In  
general,  there  are  different  kinds  of  assays  for  screens  and  tests  .  There  are  antibody  
detection  assays  where  the  shape  of  the  drug  is  detected  by  antibodies  that  bind  to  it,  
because  antibodies  bind  to  certain  shapes.  That  is  basically  what  a  screen  is.    Normally,  
many  different  drugs  with  similar  shapes  might  react  in  the  assay,  and  that's  why  we  call  
them  screens.  
After  we  detect  the  potential  presence  of  a  drug  in  the  urine  with  a  screen,  we  then  do  a  
much  more  detailed  assay,  usually  using  blood.  The  tests  for  drugs  in  the  blood  are  
3  
 
chemically  rigorous  and  highly  specific.  Using  these  tests  makes  it  clear  exactly  what  drug  
has  been  taken.  These  tests  utilize  expensive  equipment  that  can  include  gas  
chromatographs  and  mass  spectrometers.    They  are  very  precise  in  their  detection  
methods.  
When  carrying  out  drug  screenings  in  urine,  we  have  to  be  aware  that  levels  of  a  drug  in  
urine  will  vary  in  different  people.  These  assays  have  a  detection  window  that  depends  on  
various  factors  like:  how  well  was  the  drug  absorbed  in  this  individual,  was  the  drug  
metabolized,  does  the  individual  have  a  compromised  metabolism,  and  so  forth.  All  of  these  
factors  will  affect  whether  or  not  drugs  are  detected  in  the  urine.  I  also  want  to  emphasize  
that  a  screen  may  also  focus  on  detecting  a  metabolite,  because  the  metabolite  itself  may  
have  a  longer  half-­‐life  and  presence  that  the  drug  itself.  
This  table  shows  three  substances  and  what  is  assayed  for,  and  how  long  after  taking  the  
drug  they  can  be  detected.    First  is  cocaine.  In  many  screens  the  assay  detects  a  metabolite  
of  cocaine,  rather  than  cocaine  itself,  and  the  detection  time  is  2  to  5  days.  This  means  
cocaine  can  be  discovered  for  up  to  2  to  5  days  after  taking  it.  Screens  can  detect  marijuana  
as  well,  and  some  assays  detect  a  metabolite.    In  a  chronic  user,  the  detection  time  can  be  
up  to  30  or  60  days,  a  very  long  time.    A  drug  like  morphine  is  detected  directly  (it's  not  a  
metabolite)  in  many  assays,  and  the  detection  time  is  2  to  4  days.    From  this  information,  
you  get  the  idea  about  what's  detected  and  the  detection  time,  and  it  may  vary  depending  
on  the  drug  and  also  on  the  individual.  In  spite  of  the  uncertainties,  it  is  accepted  that  the  
drug  screens  are  quite  reliable.  
 
Screens  often  rely  on  antibodies  to  indicate  the  presence  of  a  drug  in  the  urine  ,  and  screens  
are  used  because  they're  less  expensive  than  the  more  rigorous  and  reliable  chemical  tests.    
If  a  screen  is  positive,  then  the  result  can  be  confirmed  using  sophisticated  analytical  
chemical  techniques  to  rigorously  identify  the  drug  that  was  present.  Tests  are  usually  
4  
 
done  with  blood  and  the  analytic  equipment  might  include  gas  chromatography  and  mass  
spectrometry.  
Here  are  some  questions  to  think  about.  First  of  all,  why  is  the  urine  a  good  place  to  look  for  
drugs  or  the  metabolites?  (PAUSE)    
The  next  question  is  what's  the  difference  between  a  “screen”  versus  a  “test”?    Thank  you  
for  your  attention  and  I'll  see  you  again  soon.  
 
 
Video  2.3  
Hello  everybody.  As  we  discussed,  a  drug  must  get  into  the  brain  in  order  to  have  an  effect.  
During  this  lecture,  we  address  what  the  drugs  have  to  do  in  the  brain  to  generate  a  feeling  
that  is  positive  and  something  that  you  want  to  feel  again  and  again—…  To  understand  this,  
we  need  to  discuss  synaptic  transmission.  
Synaptic  transmission  is  a  process  that  occurs  in  the  brain  and  is  fundamental  to  how  the  
brain  works.  Understanding  it  is  required  for  understanding  how  the  brain  functions.  It  is  
also  a  key  for  understanding  how  drugs  produce  their  effects,  so  this  is  going  to  be  
important  and  fun.  
Now,  there  are  different  words  used  and  I  just  used  the  phrase  synaptic  transmission  -­‐  this  
is  the  same  as  neurotransmission.  You  will  see  either  term  or  some  hybrid  of  these  words  
throughout  this  course.  
Here  we  see  a  picture  of  the  brain,  and  like  any  organ  in  the  body,  the  brain  has  cells  
specialized  for  its  function.  If  you  take  a  slice  of  the  brain  and  look  at  it  under  a  microscope,  
you  will  see  a  certain  cell  type  that  we  call  nerve  cells  or  neurons  (and  others  as  well).  
Neurons  are  uniquely  shaped  cells  tailor-­‐made  for  an  organ  like  the  brain.  The  nerve  cell  
5  
 
Zgłoś jeśli naruszono regulamin