Kokain kan måske bruges som anæstesi

En gådefuld, men afgørende opdagelse om hvordan kokain fremstilles kan fremme udviklingen af smertestillende midler, mener en gruppe biokemikere.

Nærbillede af en slægtning til kokaplanten, Erythroxylum australe.
Getty Images, Neil Fletcher and Matthew Ward
Nærbillede af en slægtning til kokaplanten, Erythroxylum australe.

Et afgørende trin i den proces, kokaplanter bruger til at producere kokain, er blevet opdaget og kan muligvis bane vej for nye smertestillende midler, der ikke fører til afhængighed.

Trods stoffets dårlige ry ligner kokain kemisk set en mængde bedøvende og stimulerende midler, der bruges fuldt lovligt hver dag. En forståelse af, hvordan kokain bliver dannet i kokaplanten, kan derfor muligvis føre til nye bedøvende midler, der ikke skaber afhængighed, siger forfatterne til undersøgelsen.

"Planter kan ikke løbe deres vej, så for at overleve må de være klodens bedste kemikere," siger en af ophavsmændene til undersøgelsen, John D'Auria, der er biokemiker på Max Planck-instituttet for kemisk økologi i Tyskland.

"De laver kemikalier, som andre organismer ganske enkelt ikke kan lave, heriblandt kokain."

Men for at maksimere et kemisk stofs positive egenskaber for mennesker, siger han, "er vi nødt til at vide noget om, hvordan planterne producerer det. Hvis man forstår biokemien, kan man måske fjerne de dårlige egenskaber og bevare de anæstetiske".

Kokain har lang medicinsk historie

Sydamerikanere har dyrket koka i omkring 8000 år.

"Koka har stor betydning som indtægtsgivende afgrøde for Sydamerika og som kilde til et berygtet stof, der sælges på gadeplan, men det har også en markant medicinsk historie," siger John D'Auria.

Indfødte stammer, der dyrkede koka, tyggede dens blade som led i religiøse ritualer og for at dæmpe sult og tørst.

Alligevel ved vi i dag meget lidt om, hvordan planten rent faktisk producerer kokain, og det skyldes til dels, at stoffet er stærkt ulovligt – få, om nogen laboratorier i USA har tilladelse til at dyrke koka eller studere kokain, som tilhører en gruppe stoffer, der kaldes tropan-alkaloider.

For at kaste lys på kokainets mysterier studerede John D'Auria og hans hold indledningsvis en lignende, men lovligt dyrket familie af blomstrende planter ved navn Solanaceae, også kendt som kartoffel- eller natskyggefamilien.

Selv om kokain tilhører en anden familie, producerer mange Solanaceae-planter også tropan-alkaloider, og nogle af dem er blevet brugt til medicin, der udvider pupillerne, modvirker transportsyge og gives for mavesår.

John D'Aurias hold opdagede dog, at kokaplanter ikke bruger de samme enzymer som Solanaceae-planter til at bygge deres tropan-alkaloid-molekyler.

Det er overraskende, siger han, fordi alkaloiderne er komplekse molekyler, som det kræver mange trin at skabe, og evolutionen holder som regel fast i de bedste løsninger frem for at opfinde dem på ny.

"Noget andet er, at rødderne hos Solanaceae producerer tropan-alkaloider. Koka gør det i bladene, og det er en meget væsentlig forskel," siger John D'Auria. "Det betyder, at naturen har fundet to meget forskellige måder at lave to meget ens stoffer på, og det er virkelig imponerende, synes jeg."

For at belyse et af trinene i produktionen af kokain arbejdede John D'Auria og hans kolleger sig baglæns og brugte kemiske reaktioner til at nedbryde det færdige molekyle, der ser ud som to kulstofbaserede ringe, som er indbyrdes forbundne med bindinger af ilt.

Til sidst fandt holdet et enzym – og genet, som koder for det – der forbereder kokainets hovedring på at smelte sammen med benzoesyre, plantens næstsidste trin i bygningen af stoffet.

Hvordan bliver kokain til medicin?

Næste skridt for forskerne bliver at offentliggøre en undersøgelse af det sidste trin i kokainbygningsprocessen, og de håber at kunne gentage de tidligere trin, indtil hele vejen er kortlagt.

Biokemiker Toni Kutchan, der studerer medicinske stoffer på Donald Danforth planteforskningscenter i USA, siger, at arbejdet ikke er en åbenbaring, men anerkender dets betydning med hensyn til at få løst gåden om dannelsen af kokain.

"Dette er et af mange skridt, så det vil interessere mig at se, hvad de afslører i den næste undersøgelse," siger hun.

Toni Kutchan siger desuden, at hun gerne vil vide, hvorfor kokaplanten overhovedet nogen sinde er begyndt at danne et så komplekst molekyle.

Medforfatter John D'Auria løfter lidt af sløret ved at bemærke, at naturens eget formål med kokain muligvis er at dræbe insekter.

Tidligere arbejder har vist, at en stor mængde kokain i dyrkede kokaplanter – op til 10 % af den tørre vægt af unge blade – virker som et insektmiddel. Flere undersøgelser af afgrødens vilde forfædre, siger han, kan være med til at løse gåden.

"Vi interesserer os meget for det og arbejder med spørgsmålet," siger John D'Auria og tilføjer, at hans hold netop nu studerer seks slægtninge til koka i laboratoriet, og "vi arbejder på at fremskaffe de planteædende insekter, som man ved, ernærer sig på den."

Den nye undersøgelse af, hvordan planter laver kokain, blev offentliggjort i sidste uge i onlinemagasinet Proceedings of the National Academy of Sciences.

Nyt blad: Er vi alene?

Abonnement: I blad nr. 7 / 2014 kan du læse om jagten på liv uden for jorden. Et af menneskehedens ældste spørgsmål bliver måske besvaret i vores levetid.

Fotokonkurrence: Deltag her

Deltag i National Geographics månedlige fotokonkurrence her. Vinderen får sit billede offentliggjort i magasinet.

Tilmeld nyhedsbrev

Gratis nyhedsbrev fra National Geographic.

Tilmeld og modtag hver uge:

  • De flotteste billeder
  • De bedste artikler
  • Ugens quiz