An integrated pharmacokinetic and pharmacodynamic study of a new drug of abuse, methylone, a synthetic cathinone sold as 'bath salts'

Material and methods. Methylone was administered to male Sprague-Dawley rats intravenously (10 mg/kg) and orally (15 and 30 mg/kg). Plasma concentrations and metabolites were characterized by LC/MS and LC-MS/MS fragmentation patterns. Locomotor activity was monitored for 180-240 min. Results. Oral administration of methylone induced a dose-dependent increase in locomotor activity in rats. The plasma concentrations after i.v. administration were described by a two-compartment model with distribution and terminal elimination phases of α = 1.95 h− 1 and β = 0.72 h− 1. For oral administration, peak methylone concentrations were achieved between 0.5 and 1 h and fitted to a flip-flop model. Absolute bioavailability was about 80% and the percentage of methylone protein binding was of 30%. A relationship between methylone brain levels and free plasma concentration yielded a ratio of 1.42 ± 0.06, indicating access to the central nervous system. We have identified four Phase I metabolites after oral administration. The major metabolic routes are N-demethylation, aliphatic hydroxylation and O-methylation of a demethylenate intermediate. Discussion. Pharmacokinetic and pharmacodynamic analysis of methylone showed a correlation between plasma concentrations and enhancement of the locomotor activity. A contribution of metabolites in the activity of methylone after oral administration is suggested. Present results will be helpful to understand the time course of the effects of this drug of abuse in humans.

An integrated pharmacokinetic and pharmacodynamic study of a new drug of abuse, methylone, a synthetic cathinone sold as 'bath salts'

Material and methods. Methylone was administered to male Sprague-Dawley rats intravenously (10 mg/kg) and orally (15 and 30 mg/kg). Plasma concentrations and metabolites were characterized by LC/MS and LC-MS/MS fragmentation patterns. Locomotor activity was monitored for 180-240 min. Results. Oral administration of methylone induced a dose-dependent increase in locomotor activity in rats. The plasma concentrations after i.v. administration were described by a two-compartment model with distribution and terminal elimination phases of α = 1.95 h− 1 and β = 0.72 h− 1. For oral administration, peak methylone concentrations were achieved between 0.5 and 1 h and fitted to a flip-flop model. Absolute bioavailability was about 80% and the percentage of methylone protein binding was of 30%. A relationship between methylone brain levels and free plasma concentration yielded a ratio of 1.42 ± 0.06, indicating access to the central nervous system. We have identified four Phase I metabolites after oral administration. The major metabolic routes are N-demethylation, aliphatic hydroxylation and O-methylation of a demethylenate intermediate. Discussion. Pharmacokinetic and pharmacodynamic analysis of methylone showed a correlation between plasma concentrations and enhancement of the locomotor activity. A contribution of metabolites in the activity of methylone after oral administration is suggested. Present results will be helpful to understand the time course of the effects of this drug of abuse in humans.

Dose and time-dependent selective neurotoxicity induced by mephedrone in mice.

Mephedrone is a drug of abuse marketed as 'bath salts'. There are discrepancies concerning its long-term effects. We have investigated the neurotoxicity of mephedrone in mice following different exposition schedules. Schedule 1: four doses of 50 mg/kg. Schedule 2: four doses of 25 mg/kg. Schedule 3: three daily doses of 25 mg/kg, for two consecutive days. All schedules induced, in some animals, an aggressive behavior and hyperthermia as well as a decrease in weight gain. Mephedrone (schedule 1) induced dopaminergic and serotoninergic neurotoxicity that persisted 7 days after exposition. At a lower dose (schedule 2) only a transient dopaminergic injury was found. In the weekend consumption pattern (schedule 3), mephedrone induced dopamine and serotonin transporter loss that was accompanied by a decrease in tyrosine hydroxylase and tryptophan hydroxylase 2 expression one week after exposition. Also, mephedrone induced a depressive-like behavior, as well as a reduction in striatal D2 density, suggesting higher susceptibility to addictive drugs. In cultured cortical neurons, mephedrone induced a concentration-dependent cytotoxic effect. Using repeated doses for 2 days in an elevated ambient temperature we evidenced a loss of frontal cortex dopaminergic and hippocampal serotoninergic neuronal markers that suggest injuries at nerve endings.

Dose and time-dependent selective neurotoxicity induced by mephedrone in mice.

Mephedrone is a drug of abuse marketed as 'bath salts'. There are discrepancies concerning its long-term effects. We have investigated the neurotoxicity of mephedrone in mice following different exposition schedules. Schedule 1: four doses of 50 mg/kg. Schedule 2: four doses of 25 mg/kg. Schedule 3: three daily doses of 25 mg/kg, for two consecutive days. All schedules induced, in some animals, an aggressive behavior and hyperthermia as well as a decrease in weight gain. Mephedrone (schedule 1) induced dopaminergic and serotoninergic neurotoxicity that persisted 7 days after exposition. At a lower dose (schedule 2) only a transient dopaminergic injury was found. In the weekend consumption pattern (schedule 3), mephedrone induced dopamine and serotonin transporter loss that was accompanied by a decrease in tyrosine hydroxylase and tryptophan hydroxylase 2 expression one week after exposition. Also, mephedrone induced a depressive-like behavior, as well as a reduction in striatal D2 density, suggesting higher susceptibility to addictive drugs. In cultured cortical neurons, mephedrone induced a concentration-dependent cytotoxic effect. Using repeated doses for 2 days in an elevated ambient temperature we evidenced a loss of frontal cortex dopaminergic and hippocampal serotoninergic neuronal markers that suggest injuries at nerve endings.

Repeated doses of methylone, a new drug of abuse, induce changes in serotonin and dopamine systems in the mouse

Rationale Methylone, a new drug of abuse sold as"bath salts' has similar effects to ecstasy or cocaine. Objective We have investigated changes in dopaminergic and serotoninergic markers, indicative of neuronal damage, induced by methylone in the frontal cortex, hippocampus and striatum of mice and according two different treatment schedules. Methods Methylone was given subcutaneously to male Swiss CD1 mice and at an ambient temperature of 26ºC. Treatment A: three doses of 25 mg/Kg at 3.5 h interval between doses for two consecutive days. Treatment B: four doses of 25 mg/Kg at 3 h interval in one day. Results Repeated methylone administration induced hyperthermia and a significant loss in body weight. Following treatment A, methylone induced transient dopaminergic (frontal cortex) and serotoninergic (hippocampus) impairment. Following treatment B, transient dopaminergic (frontal cortex) and serotonergic (frontal cortex and hippocampus) changes 7 days after treatment were found. We found evidence of astrogliosis in the CA1 and the dentate gyrus of the hippocampus following treatment B. The animals also showed an increase in immobility time in the forced swim test, pointing to a depressive-like behavior. In cultured cortical neurons, methylone (for 24 and 48 h) did not induce a remarkable cytotoxic effect. Conclusions The neural effects of methylone differ depending upon the treatment schedule. Neurochemical changes elicited by methylone are apparent when administered at an elevated ambient temperature, four times per day at 3 h intervals, which is in accordance with its short half-life.

A classical particle in heat bath under the influence of external noise

A very simple model of a classical particle in a heat bath under the influence of external noise is studied. By means of a suitable hypothesis, the heat bath is reduced to an internal colored noise (OrnsteinUhlenbeck noise). In a second step, an external noise is coupled to the bath. The steady state probability distributions are obtained.

Chemical etching without acids: from early etching solutions to today's corrosive salts

Conferència impartida a l'Accademia di Belle Arti di Bologna en motiu de de les jornades "Atossico incisione e la sua introduzione in istruzione superiore", del 25 al 27 de gener del 2011 a Bologna

A simple halide-to-anion exchange method for heteroaromatic salts and ionic liquids

A broad and simple method permitted halide ions in quaternary heteroaromatic and ammonium salts to be exchanged for a variety of anions using an anion exchange resin (A− form) in non-aqueous media. The anion loading of the AER (OH− form) was examined using two different anion sources, acids or ammonium salts, and changing the polarity of the solvents. The AER (A− form) method in organic solvents was then applied to several quaternary heteroaromatic salts and ILs, and the anion exchange proceeded in excellent to quantitative yields, concomitantly removing halide impurities. Relying on the hydrophobicity of the targeted ion pair for the counteranion swap, organic solvents with variable polarity were used, such as CH3OH, CH3CN and the dipolar nonhydroxylic solvent mixture CH3CN:CH2Cl2 (3:7) and the anion exchange was equally successful with both lipophilic cations and anions.

A simple halide-to-anion exchange method for heteroaromatic salts and ionic liquids

A broad and simple method permitted halide ions in quaternary heteroaromatic and ammonium salts to be exchanged for a variety of anions using an anion exchange resin (A− form) in non-aqueous media. The anion loading of the AER (OH− form) was examined using two different anion sources, acids or ammonium salts, and changing the polarity of the solvents. The AER (A− form) method in organic solvents was then applied to several quaternary heteroaromatic salts and ILs, and the anion exchange proceeded in excellent to quantitative yields, concomitantly removing halide impurities. Relying on the hydrophobicity of the targeted ion pair for the counteranion swap, organic solvents with variable polarity were used, such as CH3OH, CH3CN and the dipolar nonhydroxylic solvent mixture CH3CN:CH2Cl2 (3:7) and the anion exchange was equally successful with both lipophilic cations and anions.

Preparació de materials híbrids orgànico-inorgànics a partir de sals d'imidazoli

Estudi elaborat a partir d’una estada a l’ Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier, França, durant 2006. S’han sintetitzat materials híbrids orgànico-inorgànics mitjançant el procés sol-gel i altres estratègies sintètiques. En alguns casos, s’ha intentat estructurar aquests materials, ja sigui per autoestructuració o per mitjà de tensioactius. Com a catalitzadors de les reaccions d'hidròlisi i policondensació s’han utilitzat àcids, bases i fluorurs. Els materials obtinguts s’han caracteritzat mitjançant diferents tècniques: BET (Brunauer-Emmett-Teller), TEM (microscopia electrònica de transmissió), SEM (microscòpia electrònica de rastreig), raigs X en pols , IR i RMN (ressonància magnètica nuclear) en estat sòlid. Amb aquests materials es pretén preparar catalitzadors heterogenis de Pd per reaccions d’acoblament creuat, i de Ru per reaccions de metàtesi. També s’han sintetitzat sals d'imidazoli amb cadenes hidrocarbonades llargues amb l'objectiu de preparar gels de sílice amb aquestes molècules atrapades dins la matriu inorgànica. Aquests materials s’utilitzaran com a organocatalitzadors i també es prepararan els corresponents catalitzadors de Pd per reaccions de Heck, Suzuki i Sonogashira. Les sals d’imidazoli s’han utilitzat com a tensioactius en la preparació de gels de sílice estructurats. Aquestes molècules han resultat ser cristalls líquids i s’han caracteritzar mitjançant DSC (differential scanning calorimetry), microscopia òptica i raigs X.

Contractive probability metrics and asymptotic behavior of dissipative kinetic equations

The present notes are intended to present a detailed review of the existing results in dissipative kinetic theory which make use of the contraction properties of two main families of probability metrics: optimal mass transport and Fourier-based metrics. The first part of the notes is devoted to a self-consistent summary and presentation of the properties of both probability metrics, including new aspects on the relationships between them and other metrics of wide use in probability theory. These results are of independent interest with potential use in other contexts in Partial Differential Equations and Probability Theory. The second part of the notes makes a different presentation of the asymptotic behavior of Inelastic Maxwell Models than the one presented in the literature and it shows a new example of application: particle's bath heating. We show how starting from the contraction properties in probability metrics, one can deduce the existence, uniqueness and asymptotic stability in classical spaces. A global strategy with this aim is set up and applied in two dissipative models.

Thickening of phase change materials (PCM) to avoid segregation

Estudi elaborat a partir d’una estada a Çukurova University, Turquia, al juliol del 2006. L’emmagatzematge d’energia tèrmica ha atret interès en aplicacions tèrmiques com l’aigua calenta, la calefacció i l’aire condicionat. Aquests sistemes són útils per corregir la no coincidència entre la oferta i la demanda d’energia. Principalment hi ha dos tipus de sistemes d’emmagatzematge d’energia tèrmica, emmagatzematge amb calor sensible i amb calor latent. L’emmagatzematge amb calor latent és particularment atractiu degut a la seva habilitat de donar una densitat d’emmagatzematge d’energia més alt i la seva característica d’emmagatzemar calor a una temperatura constant corresponent a la temperatura de transició de fase de la substància emmagatzemadora de calor. Les salts hidratades orgàniques tenen certes avantatges com a materials d’emmagatzematge de calor latent sobre els materials orgànics. En canvi, quan les salts hidratades s’utilitzen com a materials de canvi de fase (PCM) apareixen alguns problemes en les aplicacions d’emmagatzematge de calor latent. Aquests són el subrefredament de les salts hidratades quan es congelen degut a les seves dèbils propietats de nucleació, i la separació de fase que hi apareix degut a una fusió incongruent. En aquest estudi, s’estabilitza sal de Glauber (Na2SO4.10H2O) amb diferents concentracions de poliacrilamida i gelatina per prevenir la fusió incongruent. Per prevenir el subrefredament s’utilitza un agent nucleant amb una estructura cristal•lina semblant a la de la sal de Glauber. La capacitat d’emmagatzematge de calor de les mostres de PCM estabilitzades amb diferents concentracions de gels polimèrics es determinen amb DCS i amb el mètode T-history.

La influència del dolor i els factors relacionats amb el dolor sobre el nivell de funcionament dels joves entre 8 i 16 anys d'edat

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Pain Management Unit de la University of Bath-Royal National Hospital for Rheumatic Disease, a Gran Bretanya, entre juliol i octubre del 2006. El dolor i la discapacitat que hi va associada són experiències comunes. Les relacions entre variables de tipus biològic, social i psicològic han estat rarament investigades en mostres de nens que informen de dolor però extrets de contextos no clínics. L’objectiu d'aquest estudi va ser identificar els predictors de funcionament ens nens escolaritzats, que informaven que el dolor era una experiència força freqüent. Mig miler de nens d'entre 8 i 16 anys i els seus pares van participar en aquest estudi de disseny transversal. Informació de tipus biològic, social i psicològic era recollida a través d'entrevistes individualitzades amb els nens i la complementació de qüestionaris auto-informats per pares. El nivell funcionament del nen va ser avaluat a partir de 4 indicadors: auto-informes de qualitat de vida, assistència a l'escola, implicació en activitats físiques i/o esportives fòra de l'escola, i implicació en activitats de tipus sedentari. Es van recollir diversos tipus de variables psicològiques referents a l’afrontament del nen davant del dolor i tipus d'atenció dels pares a les conductes de dolor dels seu fill. Els resultats mostren un patró variable en funció de la mesura de funcionament específica utilitzada. Més específicament, s'ha proposat que la resposta de por a les experiències de dolor diàries pot ser un important predictor de funcionament. Són necessaris més estudis sobre la relació entre dolor i nivell d'implicació en conductes actives o sedentàries en nens.

Bases pel desenvolupament i l’aplicació d'un tractament interdisciplinar del dolor crònic pediàtric

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Pain Management Unit de la University of Bath-Royal National Hospital for Rheumatic Disease, a Gran Bretanya, entre juliol i setembre del 2006. El dolor crònic en pediatria es defineix com aquell que és persistent o recurrent durant tres o més mesos. Recentment la prevalença a la nostra població entre els escolars de 8 a 16 anys ha estat quantificada en el 37.3%. Davant d’aquestes dades i coneixent la magnitud de l’impacte que el dolor crònic té en aquestes edats, sorgeix la necessitat de desenvolupar programes d’intervenció per donar una resposta a aquesta problemàtica en la nostra població. Les investigacions realitzades assenyalen que els programes multidisciplinars són els que obtenen una major eficàcia. Aquests programes estan adreçats a minimitzar l’impacte dels diferents factors que conformen l’experiència de dolor: físics, emocionals, cognitius, conductuals i socials. A Europa només l’hospital on s’ha realitzat l’estada ofereix un programa d’aquestes característiques. El servei que ofereixen en aquesta Unitat de dolor pediàtric està sent el model de referència pel disseny d’un programa de tractament a la nostra població. Per aquest motiu, s’ha realitzat una estada d’un mes de durada a la PMU, amb l’objectiu d’aprendre els procediments terapèutics per adaptar-los i aplicar-los en el nostre context. Sis adolescents amb problemes de dolor crònic i discapacitat associada, acompanyats de les seves mares han participat en aquest programa de tractament grupal interdisciplinari d’orientació cognitiu-conductual de tres setmanes. Es realitzen aproximadament 110 hores de tractament, distribuïdes en sessions de 50 minuts, d’activitat física i ocupacional, teràpia cognitiu-conductual i educació. Aquesta estada ha permès d’una banda, la formació d’un psicòleg dintre d’un equip de dolor pediàtric interdisciplinar i de l’altra evidenciar l’efectivitat que aquest programa interdisciplinar de rehabilitació cognitiu-conductual té pel maneig del dolor crònic i la discapacitat associada.

Índexos indicadors de l'estat de l'ecosistema costaner: influència dels factors físoco-químics en l'ecologia del plàncton

La tesi en projecte aborda l’estudi multiescala de la relació entre la variabilitat de la turbulència i els nutrients, i l’estructura i la dinàmica de l’ecosistema costaner en el Mediterrani noroccidental. A partir d’experiments al laboratori i de diferents campanyes al mar, es pretén generar indicadors de funcionament de l’ecosistema planctònic sensibles a variacions hidrodinàmiques. L’efecte conjunt de la turbulència i els nutrients es preveu condicionat no únicament per la magnitud d’ambdues variables, sino també per la relació temporal entre els episodis de turbulència i els aports de nutrients. Per tal de tenir una casuística més àmplia de validació dels indicadors, s’han seleccionat tres àrees d’estudi properes a les desembocadures de rius amb aports de nutrients de concentracions relatives molt variables. La finalitat última del treball és millorar la comprensió del funcionament de l’ecosistema costaner en la interfase terra-mar per a una gestió més eficaç dels recursos.