SlideShare uma empresa Scribd logo
1 de 27
Baixar para ler offline
The Brain & Drugs 

Including the actions of Cocaine, 
     Opiates, and Marijuana 
Objectives 
1. Understand the basic geography of the brain and its 
   relationship to function. 
2. Know the anatomy and function of the neuron. 
3. Understand the chemical synapse including the basic 
   mechanism of nervous communication. 
4. Know the function, components and location of the 
   reward pathway. 
5. Understand the signs and symptoms of use and the 
   mechanism of action of cocaine, opiates and THC. 
6. Apply knowledge to a case study. 
    
Case Study – Part 1a 
• Parents of a 33 year old man called 911 after finding their son 
  lying unresponsive on the floor of the basement 
• The parents report he is a drug addict and may have used 
  earlier 
• Paramedics arrive and get the following vital signs: 
   –   BP: 124/80 
   –   Pulse: 104 
   –   Respirations: 10, shallow 
   –   Pupils: constricted and non‐reactive 
   –   Skin: cool and cyanotic (blue) 
   –   Glucose: 55 mg/dL 
• Are these vital signs normal? 
• Are there any other questions you would ask or observations 
  you should make before you take the patient to the hospital? 
Case Study – Part 1b 
•   BP: 124/80 – prehypertensive but not an emergency 
•   Pulse: 104 – slightly tachycardic 
•   Respirations: 10, shallow – hypoventilating  
•   Pupils: constricted and non‐reactive ‐ abnormal 
•   Skin: cool and cyanotic (blue) ‐ abnormal 
•   Glucose: 55mg/dL – hypoglycemic 
    – We did not cover this, but 70‐180 for non‐fasting glucose is 
      normal 
• There are many possible questions or observations but you 
  should be trying to figure out what he took. Do the parents 
  know? Is there any of it lying around the room? 
• There is a tourniquet and a needle in the room. 
   
The Brain 
• The brain is the center of the 
  nervous system 
• Cells in the brain are grouped into 
  neurons and glia 
    – Neurons are the functional units 
    – Glia is a term for a broad class of 
      supporting cells 
• The lobes of the brain: Frontal, 
  Parietal, Occipital, and Temporal 
• Neurons are connected by 
  synapses which allow them to 
  communicate with each other 
The Neuron 
• Dendrites and soma (cell 
  body) receive chemical 
  information from neighboring 
  neuronal axons 
• The chemical information is 
  converted to electrical 
  currents which travel toward 
  and converge on the soma 
• A major impulse is produced 
  (the action potential) and 
  travels down the axon toward 
  the terminal. 
The Synapse and Synaptic Neurotransmission 
• The action potential traveling down the axon starts a series of events at 
  the terminal that results in vesicles containing a neurotransmitter, such as 
  dopamine (the stars), to become exocytosed into the synaptic cleft.  
• Once inside the synaptic cleft, the dopamine can bind to specific proteins 
  called dopamine receptors (in blue) on the membrane of a neighboring 
  neuron 
• Occupation of receptors by 
  neurotransmitters causes various 
  actions in the cell 
    •   activation or inhibition of enzymes 
    •   entry or exit of certain ions 
• These actions can be excitatory 
  or inhibitory 
Reuptake 
• Neurotransmitters (NTs) in the synaptic cleft are removed by: 
   – Enzymatic degradation 
   – Reuptake by specific proteins (in purple) to return the NT to presynaptic terminal 
   – Diffusion  
• Removing the NT is important to prevent constant stimulation of the 
  receptor 
       
• Synaptic clefts 
Neuromodulation      sometimes include 
                     more than two neurons 
                     that allow for 
                     neuromodulators, such 
                     as endorphin (gray), to 
                     act on the same neuron 
                   • Neuromodulators act 
                     on a different receptor, 
                     opiate in this case, 
                     which adds another 
                     signal to the 
                     postsynaptic 
                     membrane 
                   • The sum of all the 
                     signals determines 
                     what occurs in the next 
                     neuron 
                      
The Reward Pathway 
• There are pathways in the brain that 
  have been identified for specific 
  functions such as sight, movement or 
  reward. 
• The reward pathway is activated by a 
  rewarding stimulus such as food, 
  water, sex and some drugs. 
• Reward Pathway Components (In 
  order): 
    – Ventral Tegmental Area (VTA) 
    – Nucleus Accumbens 
    – Pre‐Frontal Cortex 
• This pathway and many others were 
  identified by placing probes into rat 
  brains 
Case Study – Part IIa 
• En route to the hospital, the paramedics give dextrose and 5.2mg of 
  Narcan 
    – Why give dextrose? 
    – We will discuss Narcan later. 
• When the patient arrives at the hospital, he is alert and responsive, 
  new vital signs: 
    –   BP: 117/88 
    –   Pulse: 111 
    –   Respirations: 24 
    –   Pupils: not observed 
    –   Skin: 97.4 °F  
    –   Glucose: 120 mg/dL 
• Classify these vital signs. 
• At this point, what do you think the patient took? 
   
     
Case Study – Part IIb 
• Dextrose given to raise blood sugar 
   
• BP: 117/88 ‐ prehypertensive 
• Pulse: 111 ‐ tachycardia 
• Respirations: 24 ‐ hyperventilating 
• Pupils: not observed 
• Skin: 97.4 ‐ normal 
• Glucose: 120 mg/dL – normal 
   
• Place your bets on what he took, we will review some 
  drugs now  
   
Cocaine                    Possible presenting 
                                       signs and symptoms: 
                                         
• A central nervous system                 body temperature 
  stimulant                                blood pressure 
                                           heart rate 
• Can be snorted, injected or             confusion 
  smoked                                  paranoia 
                                          dilated pupils 
• Is the active ingredient in crack       irritability 
• Gives a euphoric and energetic          scratching 
                                          hallucinations 
  feeling                                 short temperament 
• Risks: Heart attack, respiratory        Anxiety/panic attacks 
                                          Sleeplessness 
  failure, strokes, seizures,             Loss of appetite 
  abdominal pain, nausea, death            sex drive 
                                          Very talkative 
• 2009: 4.8 million Americans 12        
  or older had abused cocaine 
   
Mechanism of Action Of Cocaine 
• Cocaine (teal) localizes in the reward 
  pathway of the brain and mimics 
  dopamine 
• Cocaine blocks reuptake of dopamine, 
  leaving more dopamine in the synapse 
  and causing more receptors to be 
  activated 
• Increased activation of the dopamine 
  receptor results in an abnormally high 
  firing rate in the post synaptic 
  terminal 
• The reward pathway is maximized and 
  addiction results from prolonged use 
  and the inability to reproduce cocaine 
  affect without the drug 
Localization of 
   Cocaine 
Opiates                           Possible presenting 
                                                 signs and symptoms: 
• A class of drugs that share a similar            
  chemical structure originally obtained as       Fade in and out 
  natural products of the opium poppy plant        wakefulness 
• Includes: heroin, morphine, fentanyl,           Flushing of skin 
  oxycodone, methadone, codeine                   Dry mouth 
• Many routes of administration, injection is     Slowed breathing 
  common                                          Constricted pupils 
                                                  “Heavy” extremities  
• Creates a feeling of euphoria and               Nod off suddenly 
  relaxation – a depressant                       Unclear thinking 
• The major risk is depression of breathing       Itching 
  possibly resulting in death                     Vomiting 
• Mixing opiates together or with stimulants      Nausea 
  (cocaine) greatly increases the dangers of      Constipation  
  abuse                                             
• Overdose should be immediately treated 
  with an opiate antagonist 
Mechanism of Action of Opiates 
• Opiates act in the dopamine synaptic cleft with three neurons 
• Opiates activate the opiate receptor causing more dopamine to be 
  released into the synaptic cleft 
• Opiates, like cocaine over stimulate the reward pathway causing 
  addiction 
Marijuana and THC 
• Marijuana is dried up parts of 
  the Cannabis sativa hemp plant    Possible presenting 
• THC is the active ingredient,     signs and symptoms: 
  delta‐9‐tetrahydrocannabinol        
• Method of abuse is usually         Bloodshot eyes 
  smoking                            Compulsive eating 
                                     Squinty eyes that may be 
• It gives a euphoric feeling,        difficult to keep open 
  distorted perceptions, memory      Dry mouth 
  impairment and difficulty          Forgetfulness 
  solving problems                   Uncontrollable laughter 
                                     Short‐term memory loss 
• It is the most commonly used       Lethargy 
  illegal drug in the US             Delayed motor skills 
                                     Paranoia 
                                     Hallucinations 
THC and the Brain 
• THC acts with a similar 
  mechanism to opiates 
• THC binds to THC receptors  in 
  the following areas: 
   – Reward Pathway (VTA, NA) ‐  
     Pleasure 
   – Hippocampus – Affecting memory 
   – Cerebellum – Loss of coordination 
     and balance 
The Reward Pathway and Drugs 
• The reward pathway is only one area that 
  each drug acts 
• It is what makes the user feel good and can be 
  involved in the addiction process 
• Each drug acts on other areas as well, which is 
  why each can have different affects such as 
  stimulating or depressing  
Prescription Drug Abuse 
• Defined as taking a prescription medication that is not 
  prescribed to you or taking it for reasons or dosages 
  other than prescribed 
• Different classes and varieties that are abused include: 
   – Opiods – Vicodin, Oxycontin, Darvon, Dilaudid, Demerol, 
     Lomotil 
   – Depressants – barbituates, benzodiazepines (Valium, 
     Xanex) 
   – Stimulants – Ritalin, Concerta, Adderall 
• It a serious and growing problem 
   – About 20% of people in the US have used prescription 
     meds for nonmedical reasons 
   – Prescription drug abuse now exceeds illicit drug abuse 
     worldwide 
Case Study – Part 3a 
• What drug do you think the patient took? 
• What do you think Narcan is? 
 
Case Study – Part IIIb 
• Narcan is a brand name for naloxone, an opiate 
  antagonist, given for opiate overdoses 
• The patient says he took too much heroin. 
• Urine toxicology is positive for opiates and cocaine. 
• The patient is evaluated by a physician and reports he 
  has normal neurologic function and normal mentation. 
• Three hours after getting to the hospital a nurse 
  reports decreased lung sounds on both sides. 
• Five hours after getting to the hospital his vital signs 
  have returned to normal. 
• The ED and the waiting room are full. What should you 
  do? Discharge, admit or keep in the ED? 
Case Study – Part IIIc 
• The attending physician decides to discharge 
  the patient to his parents. 
• Five hours after discharge, the patient is once 
  again found unresponsive in his bed. 
• Paramedics arrive, find him in asystole, 
  attempt resuscitation but have no success 
• Patient is pronounced dead at the scene 
• How could this have been prevented? 
Case Study – Part IIId 
• Presence of cocaine in the urine should have 
  tipped the physician off that there was more to 
  the story. 
• Decreased breath sounds was another clue that 
  should have prompted further evaluation. 
• Cocaine can cause pulmonary edema and 
  myocardial infarctions, which is what occurred in 
  this patient. 
• The physician did not follow the standards of care 
  for this situation. 
This is your brain on drugs… 




      Any Questions? 

Mais conteúdo relacionado

Mais procurados

Central nervous system, Drugs acting on CNS
Central nervous system, Drugs acting on CNSCentral nervous system, Drugs acting on CNS
Central nervous system, Drugs acting on CNSpharma zone
 
Cns stimulants by Dr. Nadeem Korai
Cns stimulants by Dr. Nadeem KoraiCns stimulants by Dr. Nadeem Korai
Cns stimulants by Dr. Nadeem KoraiNadeemkorai
 
CNS stimulants & cognitive enhancers
CNS stimulants & cognitive enhancersCNS stimulants & cognitive enhancers
CNS stimulants & cognitive enhancersDr.UMER SUFYAN M
 
Oct 5 stimulants
Oct 5 stimulantsOct 5 stimulants
Oct 5 stimulantsbyrdsmit
 
Neurotransmitters and neurohumoral transmission
Neurotransmitters and neurohumoral transmissionNeurotransmitters and neurohumoral transmission
Neurotransmitters and neurohumoral transmissionKoppala RVS Chaitanya
 
Dopamine
DopamineDopamine
DopamineSethu S
 
Drugs That Act In The Central Nervous System
Drugs That Act In The Central Nervous SystemDrugs That Act In The Central Nervous System
Drugs That Act In The Central Nervous SystemClaiddin Bangalisan
 
Sedatives -Hypnotics
Sedatives -HypnoticsSedatives -Hypnotics
Sedatives -HypnoticsHeena Parveen
 
9. sedatives and hypnotics,psychopharmacology
9. sedatives and hypnotics,psychopharmacology 9. sedatives and hypnotics,psychopharmacology
9. sedatives and hypnotics,psychopharmacology Dr.Manish Kumar
 
Neurohumoral transission in CNS
Neurohumoral transission in CNSNeurohumoral transission in CNS
Neurohumoral transission in CNSDekollu Suku
 
Sleep inducing drugs
Sleep inducing drugsSleep inducing drugs
Sleep inducing drugssupreet rupam
 
Opioid receptors & opioid analgesics
Opioid receptors & opioid analgesicsOpioid receptors & opioid analgesics
Opioid receptors & opioid analgesicsHeena Parveen
 
CNS stimulants - Parmacology
CNS stimulants - ParmacologyCNS stimulants - Parmacology
CNS stimulants - ParmacologyAreej Abu Hanieh
 

Mais procurados (20)

Central nervous system, Drugs acting on CNS
Central nervous system, Drugs acting on CNSCentral nervous system, Drugs acting on CNS
Central nervous system, Drugs acting on CNS
 
Cns stimulants by Dr. Nadeem Korai
Cns stimulants by Dr. Nadeem KoraiCns stimulants by Dr. Nadeem Korai
Cns stimulants by Dr. Nadeem Korai
 
Cns stimulants drugs (1)
Cns stimulants drugs (1)Cns stimulants drugs (1)
Cns stimulants drugs (1)
 
CNS stimulants & cognitive enhancers
CNS stimulants & cognitive enhancersCNS stimulants & cognitive enhancers
CNS stimulants & cognitive enhancers
 
CNS Drugs
CNS DrugsCNS Drugs
CNS Drugs
 
Oct 5 stimulants
Oct 5 stimulantsOct 5 stimulants
Oct 5 stimulants
 
Neurotransmitters and neurohumoral transmission
Neurotransmitters and neurohumoral transmissionNeurotransmitters and neurohumoral transmission
Neurotransmitters and neurohumoral transmission
 
CNS stimulants
CNS stimulantsCNS stimulants
CNS stimulants
 
CNS pharmacology
CNS pharmacologyCNS pharmacology
CNS pharmacology
 
Dopamine
DopamineDopamine
Dopamine
 
Cns stimulants
Cns stimulantsCns stimulants
Cns stimulants
 
Drugs That Act In The Central Nervous System
Drugs That Act In The Central Nervous SystemDrugs That Act In The Central Nervous System
Drugs That Act In The Central Nervous System
 
Sedatives -Hypnotics
Sedatives -HypnoticsSedatives -Hypnotics
Sedatives -Hypnotics
 
Drugs that act on CNS
Drugs that act on CNSDrugs that act on CNS
Drugs that act on CNS
 
9. sedatives and hypnotics,psychopharmacology
9. sedatives and hypnotics,psychopharmacology 9. sedatives and hypnotics,psychopharmacology
9. sedatives and hypnotics,psychopharmacology
 
Neurohumoral transission in CNS
Neurohumoral transission in CNSNeurohumoral transission in CNS
Neurohumoral transission in CNS
 
Sleep inducing drugs
Sleep inducing drugsSleep inducing drugs
Sleep inducing drugs
 
Opioid receptors & opioid analgesics
Opioid receptors & opioid analgesicsOpioid receptors & opioid analgesics
Opioid receptors & opioid analgesics
 
CNS stimulants - Parmacology
CNS stimulants - ParmacologyCNS stimulants - Parmacology
CNS stimulants - Parmacology
 
Tobacco Addiction
Tobacco AddictionTobacco Addiction
Tobacco Addiction
 

Semelhante a The brain & drugs

E.4 presentation
E.4 presentationE.4 presentation
E.4 presentationpaprescott
 
Pharmacological actions of CNS Stimulants
Pharmacological actions of CNS StimulantsPharmacological actions of CNS Stimulants
Pharmacological actions of CNS StimulantsSreenivasa Reddy Thalla
 
Addiction –a brain disease
Addiction –a brain diseaseAddiction –a brain disease
Addiction –a brain diseaseTara Rayburn
 
Drug abuse.pdflshglshglsjgsigjsi;ktgrdtgrter
Drug abuse.pdflshglshglsjgsigjsi;ktgrdtgrterDrug abuse.pdflshglshglsjgsigjsi;ktgrdtgrter
Drug abuse.pdflshglshglsjgsigjsi;ktgrdtgrterSriRam071
 
6 Pharmacology I CNS Stimulants NK, trimmed.pptx
6 Pharmacology I CNS Stimulants NK, trimmed.pptx6 Pharmacology I CNS Stimulants NK, trimmed.pptx
6 Pharmacology I CNS Stimulants NK, trimmed.pptxAhmad Kharousheh
 
Neurobiology in everyday life
Neurobiology in everyday lifeNeurobiology in everyday life
Neurobiology in everyday lifepurec
 
Psych states of consciousness
Psych states of consciousnessPsych states of consciousness
Psych states of consciousnessprofessorjcc
 
Monoamine Neurotransmitters-2.pptx
Monoamine Neurotransmitters-2.pptxMonoamine Neurotransmitters-2.pptx
Monoamine Neurotransmitters-2.pptxNimish Savaliya
 
Neurotransmitters
NeurotransmittersNeurotransmitters
NeurotransmittersAnant Rathi
 
Opioid pharmacology - A comprehensive subject seminar on Opioids
Opioid pharmacology - A comprehensive subject seminar on OpioidsOpioid pharmacology - A comprehensive subject seminar on Opioids
Opioid pharmacology - A comprehensive subject seminar on OpioidsRohan Kolla
 
PHAR 4472 CNS Stimulants abuse & toxicity.ppt
PHAR 4472 CNS Stimulants abuse & toxicity.pptPHAR 4472 CNS Stimulants abuse & toxicity.ppt
PHAR 4472 CNS Stimulants abuse & toxicity.pptPrabaNanthan
 
General introduction of neuotransmitters, difference from neuromodulators
General introduction of neuotransmitters, difference from neuromodulatorsGeneral introduction of neuotransmitters, difference from neuromodulators
General introduction of neuotransmitters, difference from neuromodulatorsJithin Mampatta
 
PSYCHOPARMACOLOGY presentation by profes
PSYCHOPARMACOLOGY presentation by profesPSYCHOPARMACOLOGY presentation by profes
PSYCHOPARMACOLOGY presentation by profesJesniAugusty
 
마더리스크라운드 - Dopamine transporter in ADHD & Alcohol intake
마더리스크라운드 - Dopamine transporter in ADHD & Alcohol intake마더리스크라운드 - Dopamine transporter in ADHD & Alcohol intake
마더리스크라운드 - Dopamine transporter in ADHD & Alcohol intakemothersafe
 
2-CNS-stimulant.ppt
2-CNS-stimulant.ppt2-CNS-stimulant.ppt
2-CNS-stimulant.pptKhadiza8
 
CNS introduction and antipsychotics.pptx
CNS introduction and antipsychotics.pptxCNS introduction and antipsychotics.pptx
CNS introduction and antipsychotics.pptxAmitSherawat2
 

Semelhante a The brain & drugs (20)

E.4 presentation
E.4 presentationE.4 presentation
E.4 presentation
 
Pharmacological actions of CNS Stimulants
Pharmacological actions of CNS StimulantsPharmacological actions of CNS Stimulants
Pharmacological actions of CNS Stimulants
 
Addiction –a brain disease
Addiction –a brain diseaseAddiction –a brain disease
Addiction –a brain disease
 
Drug abuse.pdflshglshglsjgsigjsi;ktgrdtgrter
Drug abuse.pdflshglshglsjgsigjsi;ktgrdtgrterDrug abuse.pdflshglshglsjgsigjsi;ktgrdtgrter
Drug abuse.pdflshglshglsjgsigjsi;ktgrdtgrter
 
6 Pharmacology I CNS Stimulants NK, trimmed.pptx
6 Pharmacology I CNS Stimulants NK, trimmed.pptx6 Pharmacology I CNS Stimulants NK, trimmed.pptx
6 Pharmacology I CNS Stimulants NK, trimmed.pptx
 
Neurobiology in everyday life
Neurobiology in everyday lifeNeurobiology in everyday life
Neurobiology in everyday life
 
Neurotransmitter 2
Neurotransmitter 2Neurotransmitter 2
Neurotransmitter 2
 
Psych states of consciousness
Psych states of consciousnessPsych states of consciousness
Psych states of consciousness
 
Monoamine Neurotransmitters-2.pptx
Monoamine Neurotransmitters-2.pptxMonoamine Neurotransmitters-2.pptx
Monoamine Neurotransmitters-2.pptx
 
Neurotransmitters
NeurotransmittersNeurotransmitters
Neurotransmitters
 
Opioid pharmacology - A comprehensive subject seminar on Opioids
Opioid pharmacology - A comprehensive subject seminar on OpioidsOpioid pharmacology - A comprehensive subject seminar on Opioids
Opioid pharmacology - A comprehensive subject seminar on Opioids
 
PHAR 4472 CNS Stimulants abuse & toxicity.ppt
PHAR 4472 CNS Stimulants abuse & toxicity.pptPHAR 4472 CNS Stimulants abuse & toxicity.ppt
PHAR 4472 CNS Stimulants abuse & toxicity.ppt
 
General introduction of neuotransmitters, difference from neuromodulators
General introduction of neuotransmitters, difference from neuromodulatorsGeneral introduction of neuotransmitters, difference from neuromodulators
General introduction of neuotransmitters, difference from neuromodulators
 
PSYCHOPARMACOLOGY presentation by profes
PSYCHOPARMACOLOGY presentation by profesPSYCHOPARMACOLOGY presentation by profes
PSYCHOPARMACOLOGY presentation by profes
 
마더리스크라운드 - Dopamine transporter in ADHD & Alcohol intake
마더리스크라운드 - Dopamine transporter in ADHD & Alcohol intake마더리스크라운드 - Dopamine transporter in ADHD & Alcohol intake
마더리스크라운드 - Dopamine transporter in ADHD & Alcohol intake
 
Antipsychotics
AntipsychoticsAntipsychotics
Antipsychotics
 
FCA 0113 - Drugs of Abuse
FCA 0113 - Drugs of AbuseFCA 0113 - Drugs of Abuse
FCA 0113 - Drugs of Abuse
 
2-CNS-stimulant.ppt
2-CNS-stimulant.ppt2-CNS-stimulant.ppt
2-CNS-stimulant.ppt
 
CNS introduction and antipsychotics.pptx
CNS introduction and antipsychotics.pptxCNS introduction and antipsychotics.pptx
CNS introduction and antipsychotics.pptx
 
Goldberg Chapter 5
Goldberg Chapter 5Goldberg Chapter 5
Goldberg Chapter 5
 

Mais de minimedschool

Mais de minimedschool (9)

Renal & gi
Renal & giRenal & gi
Renal & gi
 
Sex ed and pregnancy
Sex ed and pregnancySex ed and pregnancy
Sex ed and pregnancy
 
Cancer
CancerCancer
Cancer
 
Contraception
ContraceptionContraception
Contraception
 
The Cardiovascular system
The Cardiovascular systemThe Cardiovascular system
The Cardiovascular system
 
Vital signs
Vital signsVital signs
Vital signs
 
Nutrition and Exercise
Nutrition and ExerciseNutrition and Exercise
Nutrition and Exercise
 
Mini med flu, pneumonia, vaccines
Mini med flu, pneumonia, vaccinesMini med flu, pneumonia, vaccines
Mini med flu, pneumonia, vaccines
 
Mini med diabetes
Mini med diabetesMini med diabetes
Mini med diabetes
 

The brain & drugs

  • 2. Objectives  1. Understand the basic geography of the brain and its  relationship to function.  2. Know the anatomy and function of the neuron.  3. Understand the chemical synapse including the basic  mechanism of nervous communication.  4. Know the function, components and location of the  reward pathway.  5. Understand the signs and symptoms of use and the  mechanism of action of cocaine, opiates and THC.  6. Apply knowledge to a case study.   
  • 3.
  • 4. Case Study – Part 1a  • Parents of a 33 year old man called 911 after finding their son  lying unresponsive on the floor of the basement  • The parents report he is a drug addict and may have used  earlier  • Paramedics arrive and get the following vital signs:  – BP: 124/80  – Pulse: 104  – Respirations: 10, shallow  – Pupils: constricted and non‐reactive  – Skin: cool and cyanotic (blue)  – Glucose: 55 mg/dL  • Are these vital signs normal?  • Are there any other questions you would ask or observations  you should make before you take the patient to the hospital? 
  • 5. Case Study – Part 1b  • BP: 124/80 – prehypertensive but not an emergency  • Pulse: 104 – slightly tachycardic  • Respirations: 10, shallow – hypoventilating   • Pupils: constricted and non‐reactive ‐ abnormal  • Skin: cool and cyanotic (blue) ‐ abnormal  • Glucose: 55mg/dL – hypoglycemic  – We did not cover this, but 70‐180 for non‐fasting glucose is  normal  • There are many possible questions or observations but you  should be trying to figure out what he took. Do the parents  know? Is there any of it lying around the room?  • There is a tourniquet and a needle in the room.   
  • 6. The Brain  • The brain is the center of the  nervous system  • Cells in the brain are grouped into  neurons and glia  – Neurons are the functional units  – Glia is a term for a broad class of  supporting cells  • The lobes of the brain: Frontal,  Parietal, Occipital, and Temporal  • Neurons are connected by  synapses which allow them to  communicate with each other 
  • 7. The Neuron  • Dendrites and soma (cell  body) receive chemical  information from neighboring  neuronal axons  • The chemical information is  converted to electrical  currents which travel toward  and converge on the soma  • A major impulse is produced  (the action potential) and  travels down the axon toward  the terminal. 
  • 8. The Synapse and Synaptic Neurotransmission  • The action potential traveling down the axon starts a series of events at  the terminal that results in vesicles containing a neurotransmitter, such as  dopamine (the stars), to become exocytosed into the synaptic cleft.   • Once inside the synaptic cleft, the dopamine can bind to specific proteins  called dopamine receptors (in blue) on the membrane of a neighboring  neuron  • Occupation of receptors by  neurotransmitters causes various  actions in the cell  • activation or inhibition of enzymes  • entry or exit of certain ions  • These actions can be excitatory  or inhibitory 
  • 9. Reuptake  • Neurotransmitters (NTs) in the synaptic cleft are removed by:  – Enzymatic degradation  – Reuptake by specific proteins (in purple) to return the NT to presynaptic terminal  – Diffusion   • Removing the NT is important to prevent constant stimulation of the  receptor   
  • 10. • Synaptic clefts  Neuromodulation  sometimes include  more than two neurons  that allow for  neuromodulators, such  as endorphin (gray), to  act on the same neuron  • Neuromodulators act  on a different receptor,  opiate in this case,  which adds another  signal to the  postsynaptic  membrane  • The sum of all the  signals determines  what occurs in the next  neuron   
  • 11. The Reward Pathway  • There are pathways in the brain that  have been identified for specific  functions such as sight, movement or  reward.  • The reward pathway is activated by a  rewarding stimulus such as food,  water, sex and some drugs.  • Reward Pathway Components (In  order):  – Ventral Tegmental Area (VTA)  – Nucleus Accumbens  – Pre‐Frontal Cortex  • This pathway and many others were  identified by placing probes into rat  brains 
  • 12. Case Study – Part IIa  • En route to the hospital, the paramedics give dextrose and 5.2mg of  Narcan  – Why give dextrose?  – We will discuss Narcan later.  • When the patient arrives at the hospital, he is alert and responsive,  new vital signs:  – BP: 117/88  – Pulse: 111  – Respirations: 24  – Pupils: not observed  – Skin: 97.4 °F   – Glucose: 120 mg/dL  • Classify these vital signs.  • At this point, what do you think the patient took?     
  • 13. Case Study – Part IIb  • Dextrose given to raise blood sugar    • BP: 117/88 ‐ prehypertensive  • Pulse: 111 ‐ tachycardia  • Respirations: 24 ‐ hyperventilating  • Pupils: not observed  • Skin: 97.4 ‐ normal  • Glucose: 120 mg/dL – normal    • Place your bets on what he took, we will review some  drugs now    
  • 14. Cocaine  Possible presenting  signs and symptoms:     • A central nervous system    body temperature  stimulant    blood pressure    heart rate  • Can be snorted, injected or   confusion  smoked   paranoia   dilated pupils  • Is the active ingredient in crack   irritability  • Gives a euphoric and energetic   scratching   hallucinations  feeling   short temperament  • Risks: Heart attack, respiratory   Anxiety/panic attacks   Sleeplessness  failure, strokes, seizures,   Loss of appetite  abdominal pain, nausea, death    sex drive   Very talkative  • 2009: 4.8 million Americans 12    or older had abused cocaine   
  • 15. Mechanism of Action Of Cocaine  • Cocaine (teal) localizes in the reward  pathway of the brain and mimics  dopamine  • Cocaine blocks reuptake of dopamine,  leaving more dopamine in the synapse  and causing more receptors to be  activated  • Increased activation of the dopamine  receptor results in an abnormally high  firing rate in the post synaptic  terminal  • The reward pathway is maximized and  addiction results from prolonged use  and the inability to reproduce cocaine  affect without the drug 
  • 16. Localization of  Cocaine 
  • 17. Opiates  Possible presenting  signs and symptoms:  • A class of drugs that share a similar     chemical structure originally obtained as   Fade in and out  natural products of the opium poppy plant  wakefulness  • Includes: heroin, morphine, fentanyl,   Flushing of skin  oxycodone, methadone, codeine   Dry mouth  • Many routes of administration, injection is   Slowed breathing  common   Constricted pupils   “Heavy” extremities   • Creates a feeling of euphoria and   Nod off suddenly  relaxation – a depressant   Unclear thinking  • The major risk is depression of breathing   Itching  possibly resulting in death   Vomiting  • Mixing opiates together or with stimulants   Nausea  (cocaine) greatly increases the dangers of   Constipation   abuse    • Overdose should be immediately treated  with an opiate antagonist 
  • 18. Mechanism of Action of Opiates  • Opiates act in the dopamine synaptic cleft with three neurons  • Opiates activate the opiate receptor causing more dopamine to be  released into the synaptic cleft  • Opiates, like cocaine over stimulate the reward pathway causing  addiction 
  • 19. Marijuana and THC  • Marijuana is dried up parts of  the Cannabis sativa hemp plant  Possible presenting  • THC is the active ingredient,  signs and symptoms:  delta‐9‐tetrahydrocannabinol     • Method of abuse is usually   Bloodshot eyes  smoking   Compulsive eating   Squinty eyes that may be  • It gives a euphoric feeling,  difficult to keep open  distorted perceptions, memory   Dry mouth  impairment and difficulty   Forgetfulness  solving problems   Uncontrollable laughter   Short‐term memory loss  • It is the most commonly used   Lethargy  illegal drug in the US   Delayed motor skills   Paranoia   Hallucinations 
  • 20. THC and the Brain  • THC acts with a similar  mechanism to opiates  • THC binds to THC receptors  in  the following areas:  – Reward Pathway (VTA, NA) ‐   Pleasure  – Hippocampus – Affecting memory  – Cerebellum – Loss of coordination  and balance 
  • 21. The Reward Pathway and Drugs  • The reward pathway is only one area that  each drug acts  • It is what makes the user feel good and can be  involved in the addiction process  • Each drug acts on other areas as well, which is  why each can have different affects such as  stimulating or depressing  
  • 22. Prescription Drug Abuse  • Defined as taking a prescription medication that is not  prescribed to you or taking it for reasons or dosages  other than prescribed  • Different classes and varieties that are abused include:  – Opiods – Vicodin, Oxycontin, Darvon, Dilaudid, Demerol,  Lomotil  – Depressants – barbituates, benzodiazepines (Valium,  Xanex)  – Stimulants – Ritalin, Concerta, Adderall  • It a serious and growing problem  – About 20% of people in the US have used prescription  meds for nonmedical reasons  – Prescription drug abuse now exceeds illicit drug abuse  worldwide 
  • 24. Case Study – Part IIIb  • Narcan is a brand name for naloxone, an opiate  antagonist, given for opiate overdoses  • The patient says he took too much heroin.  • Urine toxicology is positive for opiates and cocaine.  • The patient is evaluated by a physician and reports he  has normal neurologic function and normal mentation.  • Three hours after getting to the hospital a nurse  reports decreased lung sounds on both sides.  • Five hours after getting to the hospital his vital signs  have returned to normal.  • The ED and the waiting room are full. What should you  do? Discharge, admit or keep in the ED? 
  • 25. Case Study – Part IIIc  • The attending physician decides to discharge  the patient to his parents.  • Five hours after discharge, the patient is once  again found unresponsive in his bed.  • Paramedics arrive, find him in asystole,  attempt resuscitation but have no success  • Patient is pronounced dead at the scene  • How could this have been prevented? 
  • 26. Case Study – Part IIId  • Presence of cocaine in the urine should have  tipped the physician off that there was more to  the story.  • Decreased breath sounds was another clue that  should have prompted further evaluation.  • Cocaine can cause pulmonary edema and  myocardial infarctions, which is what occurred in  this patient.  • The physician did not follow the standards of care  for this situation.