Concentrações urinárias de GHB e seus novos conjugados de aminoácidos e carnitina após administração controlada de GHB a humanos

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 8983 (2023) Citar este artigo

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O gama-hidroxibutirato (GHB) continua sendo uma droga desafiadora em toxicologia clínica/forense. Sua rápida eliminação para níveis endógenos causa principalmente isso. Especialmente em agressões sexuais facilitadas por drogas, a coleta de amostras geralmente ocorre depois da janela de detecção do GHB. Nosso objetivo foi investigar novos conjugados de GHB com aminoácidos (AA), ácidos graxos e seus metabólitos de ácidos orgânicos quanto à sua adequação como marcadores de ingestão/aplicação na urina após administração controlada de GHB a humanos. Usamos LC–MS/MS para quantificação validada de amostras de urina humana coletadas em dois estudos cruzados randomizados, duplo-cegos e controlados por placebo (GHB 50 mg/kg, 79 participantes) em aproximadamente 4,5, 8, 11 e 28 h após ingestão. Encontramos diferenças significativas (placebo vs. GHB) para todos, exceto dois analitos em 4,5 h. Onze horas após a administração de GHB, GHB, GHB-AAs, ácido 3,4-dihidroxibutírico e ácido glicólico ainda apresentavam concentrações significativamente mais altas; às 28 h apenas GHB-glicina. Três diferentes estratégias de discriminação foram avaliadas: (a) concentração de corte de GHB-glicina (1 µg/mL), (b) proporções de metabólitos de GHB-glicina/GHB (2,5) e (c) limiar de elevação entre duas amostras de urina ( > 5). As sensibilidades foram 0,1, 0,3 ou 0,5, respectivamente. Apenas o GHB-glicina mostrou detecção prolongada sobre o GHB, principalmente quando comparado a uma segunda amostra de urina do indivíduo e do mesmo tempo (estratégia c).

O gama-hidroxibutirato (GHB), um ácido graxo de cadeia curta, representa um importante analito em toxicologia clínica e forense não apenas por seu consumo recreativo como droga de abuso (DOA), mas também por seu uso em crimes facilitados por drogas ou agressões sexuais facilitadas por drogas (DFSA)1,2,3. Matrizes como sangue ou urina permitem apenas janelas curtas de detecção de GHB de até 6 h e 12 h, respectivamente4. Para piorar a situação, o GHB também é um composto endógeno5,6, o que torna especialmente desafiador discriminar níveis baixos de GHB exógeno após consumo/administração de GHB de níveis endógenos. Cortes entre 6 e 10 µg/mL são comumente recomendados na urina para diferenciar entre os níveis endógenos de GHB e a ingestão de GHB1,5,7. Ainda assim, biomarcadores adicionais são necessários para melhorar a detecção e interpretação do GHB em intervalos mais longos. O GHB-glucuronídeo e o GHB-sulfato foram extensivamente investigados. Embora discutido de forma controversa, a maioria dos estudos não encontrou vantagens na detecção de GHB-glucuronídeo8,9,10,11. Mais recentemente, os ácidos orgânicos formados pela degradação do GHB ou beta-oxidação ganharam atenção como biomarcadores adicionais. As concentrações endógenas de ácido 2,4-dihidroxibutírico (2,4-DHB), 3,4-DHB, ácido glicólico (GA), ácido succínico (SA) e succinilcarnitina foram sistematicamente determinadas em coortes maiores12,13 e sua utilidade geral na melhoria das janelas de detecção e interpretação do GHB foi demonstrado14,15,16. Novos conjugados de GHB (Fig. 1) com carnitina, aminoácidos (glicina, glutamato, taurina, fenilalanina), pentose, ácidos graxos, fosfolipídios e algumas características ainda desconhecidas (U3, U4, U16) também apontaram para marcadores adicionais promissores de GHB . Eles foram descobertos por meio de perfis metabólicos não direcionados17,18 ou abordagens baseadas em hipóteses19,20,21. No entanto, estudos sistemáticos sobre suas concentrações urinárias ainda estão pendentes. Portanto, nosso objetivo foi caracterizar quantitativamente a excreção urinária de GHB, GHB-carnitina, GHB-glicina, GHB-glutamato, GHB-taurina, GHB-fenilalanina, GHB-ésteres de ácidos graxos (C8–C18, C18:1) e ácidos orgânicos 2 ,4-DHB, 3,4-DHB, GA, SA, succinilcarnitina após administração controlada de GHB em humanos e avaliar sua utilidade para detecção prolongada de ingestão/aplicação de GHB aplicando três diferentes estratégias de discriminação.

Estruturas químicas de conjugados de GHB recentemente identificados com os aminoácidos glicina, glutamato e taurina (à esquerda), carnitina, ácidos graxos ou pentose (à direita).

0.8). Only DHB isomers and GHB-glucuronide (r 0.4–0.6), SA, and succinylcarnitine (r 0.6–0.7) showed poor(er) correlation (Supplementary Fig. S3). Comparison between 4.5 h samples from cohorts I and II revealed no relevant differences, except for GHB-carnitine, where significantly higher concentrations were measured in study cohort I. Amino acid conjugate concentrations were slightly higher in cohort II. Concentrations were independent of age, sex, and underlying depressive disorder. Only SA concentrations were significantly higher in females at any timepoint and 2,4-DHB in depressive patients at 4.5 h (Supplementary Fig. S4). We found endogenous concentrations of GHB and GHB-metabolites (placebo) to be independent of daytime, except for GHB-glucuronide and succinylcarnitine, which showed significantly lower concentrations in the afternoon (Fig. 3, Supplementary Fig. S5). Spearman correlation of metabolite concentrations to those of GHB in study cohort II was high at 4.5 h and 11 h and moderate at 28 h, as shown in representative examples in Fig. 2A. In contrast, initial concentration did not influence concentrations at later time points, as indicated by a lack of correlation between early urine concentrations (4.5 h) and those at 11 h or 28 h, respectively (Fig. 2B)./p> 5) between two (subject- and time-matched) urine samples. Overall, better sensitivities were observed compared to a general cut-off application (strategy a; Table 2). After 28 h, about 50% or even 90% of the GHB-positive cases would be classified correctly by GHB-glycine or GHB-pentose, respectively. However, slightly lower specificity was detected for GHB-glycine because, in some urine pairs, one sample was negative for the corresponding biomarker./p>