OPEN Foundation

Day: 23 July 2014

The Therapeutic Potentials of Salvinorin A

February 7, 2022 / Articles, Background articles, Research, Salvia / Salvinorin A / By

Salvia divinorum is a sprawling perennial herb found in the Sierra Mazatec region of Mexico. It has a history of use as a divinatory psychedelic, and has been widely available since the mid 1990s primarily as a smoked herb. Jean Basset Johnson was the first to document its use in 1939. R. Gordon Wasson, better known for his ‘discovery’ of the psilocybin mushroom, continued to document the Salvia divinorum herb and eventually confirmed its psychoactivity on himself in ‘A new Mexican psychotropic drug from the mint family’ published in Botanical Museum Leaflets (1962). Salvia divinorum remained an obscure psychedelic until the mid 1990s when Daniel Siebert, a then still unknown independent researcher, began self experimentation and documented its effects extensively. The Salvia divinorum experience is rather elusive, that is to say its effects seem to vary even more tremendously then other psychedelics, both between people and across sessions.

The molecule, or more specifically; ‘neoclerodane diterpenoid’ (not to be confused with ‘alkaloid’, which always contains a nitrogen atom), behind the dramatic effects of Salvia divinorum is the extremely potent Salvinorin A. “Essentially inactive if taken orally”, says Valdés in ‘Salvia divinorum and the unique diterpene hallucinogen, Salvinorin A’ (1994), “the compound is effective in doses of 200 to 500 mcg when smoked”. This makes Salvinorin A the first documented diterpene hallucinogen and the most potent naturally occurring hallucinogen thus far isolated”. “Salvinorin A”, says Siebert in ‘Salvia divinorum and Salvinorin A: new pharmacological findings’ (1994), “produces effects which are subjectively identical to those experienced when the whole herb is ingested. Salvinorin A is effectively deactivated by the gastrointestinal system, so alternative routes of absorption must be used to maintain its activity”.

This compound is interesting for many reasons, but recently it has come to the attention of researchers because it acts as a kappa opioid receptor agonist (Roth, 2002). It is the first known compound acting on this receptor that is not an alkaloid. The κ-opioid receptor is a protein and is one of four related receptors that bind opium-like compounds in the brain and are responsible for mediating the effects of these compounds. These effects include altering the perception of pain, motor control, and mood. Wang et al. (2013) demonstrated that “administration of Salvinorin A after hypoxia/ischemia preserves cerebral autoregulation via the κ-opioid receptor pathway”, ultimately presenting a novel opportunity for the prevention of prenatal cerebral hypoxia/ischemia. Fichna et al. (2012) investigated the effect of Salvinorin A (administered intraperitoneally once a day) on acute pain, oedema and formalin-induced persistent pain in mice. The researchers concluded that Salvinorin A exerts analgesic actions and also shows moderate anti-inflammatory effects.

More recently Salvinorin A was used to research the relationship between the claustrum (a sheet of neurons which is attached to the neocortex in the center of the brain) and consciousness. Stiefel et al. (2014) suggests that “the consciousness-altering effects of S. divinorum/salvinorin A are due to a κ-opioid receptor mediated inhibition of primarily the claustrum and, additionally, the deep layers of the cortex, mainly in prefrontal areas”. This finding leads them to believe that Salvinorin A might be new evidence in favour of the ‘Crick and Koch theory’ (1990) which claims that the claustrum is the “conductor of consciousness”, not unlike the philosopher René Descartes claimed for the pineal gland.

Dr. Karl Hanes, researcher at the ‘Cognitive-Behavioural Treatment Centre’ in Melbourne Australia, reported on a treatment-resistant depressed patient (Ms. G) under his care and the management of her symptoms of depression through Salvia (2001). “During a review consultation some seven months after discontinuing cognitive-behavioural therapy”, says Hanes, “Ms. G claimed to have found relief from her symptoms of depression with use of the herb Salvia divinorum. A HAM-D score of 2 confirmed remission of her symptoms of depression at this time. Ms. G claims that she discovered its antidepressant effects accidentally after smoking the herb and had later developed a method of oral consumption which she claimed maintained its antidepressant effects even after she abstained from using it for up to a week”. Preliminary research (animal models) asserts Ms. G’s case and shows that Salvinorin A might become a therapeutic agent in the treatment of depression.

Carlezon et al. (2006) found that Salvinorin A “decreased extracellular concentrations of dopamine within the nucleus accumbens, a critical component of brain reward circuitry, without affecting extracellular concentrations of serotonin (5-HT)”. Butelman et al. (2004) showed that “the naturally occurring hallucinogen Salvinorin A produces discriminative stimulus effects similar to those of a high efficacy κ-agonist in non-human primates” (rhesus monkeys). Much research is done in the field of addiction and focuses primarily on Salvinorin A’s supposed anti-addictive effects. Activating the kappa-opioid receptors (KORs or KOPrs) produces anti-addictive effects by regulating dopamine levels in the brain (Kivel et al., 2014). The κ-opioid receptor may provide a natural addiction control mechanism, and therefore, drugs that act as agonists and increase activation of this receptor may have therapeutic potential in the treatment of addiction. “Activation of KORs”, says Tomasiewicz (2008), “reduces the reward-related effects of cocaine. Inasmuch as cocaine-induced behavioral stimulation in rodents may model key aspects of enhanced mood in humans, these findings raise the possibility that KOR agonists might ameliorate symptoms of conditions characterized by increased motivation and hyperfunction of brain reward systems, such as mania and stimulant intoxication”. These are obviously very exciting effects. “The development of KOPr-selective agents with improved drug-like characteristics” says Carlezon (2009), “would facilitate preclinical and clinical studies designed to evaluate the possibility that KOPrs are a feasible target for new medications”.

“Unfortunately”, says Kivel (2014), “classic kappa-opioid agonists have undesired side effects such as sedation, aversion, and depression, which restrict their clinical use”. Acute activation of kappa opioid receptors produces ‘anti-cocaine’ like effects, but because of considerate adverse effects their clinical use has remained limited (Simonson, 2014). Salvinorin seems to sidestep this problem. “Salvinorin A and its semi-synthetic analogs”, says Simonson (2014), “have been shown to have potent KOPr agonist activity and may induce a unique response with similar anti-cocaine addiction effects as the classic KOPr agonists but with a different side effect profile”. Salvinorin A retains the anti-addictive properties of traditional kappa-opioid receptor agonists with remarkable reduction of side effects.

However, there are still many obstacles to be overcome. For instance, a major problem is Salvinorin A’s rapid metabolism in the human body. Because of the short length of activation, Salvinorin as such will probably not be a good candidate for clinical development. In an effort to re-engineer Salvinorin’s pharmacokinetics, researchers have sought to produce kappa-opioid receptor agonists based on the structure of Salvinorin A that do have the desired length of activity. “While work in this field is still in progress”, says Kivel (2014), “several analogs with improved pharmacokinetic profiles have been shown to have anti-addictive effects”. These new analogs will eventually provide the characteristics sought after by clinical researchers for treatment.

Given the reemergence of interest into psychedelics and their potential as therapeutic agents it is hardly surprising that Salvia divinorum would attract attention. Salvia manifests a powerful psychedelic experience which is grounded in a unique neurochemical process which seems to have anti-addictive potential. It is surely a substance worth exploring within the psychiatric and psychopharmacological disciplines in the future.

 
References
Butelman, E. R., Harris, T. J., & Kreek, M. J. (2004). The plant-derived hallucinogen, salvinorin A, produces κ-opioid agonist-like discriminative effects in rhesus monkeys. Psychopharmacology, 172(2), 220-224.
Carlezon, W. A., Béguin, C., DiNieri, J. A., Baumann, M. H., Richards, M. R., Todtenkopf, M. S., … & Cohen, B. M. (2006). Depressive-like effects of the κ-opioid receptor agonist salvinorin A on behavior and neurochemistry in rats. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics, 316(1), 440-447.
Carlezon, W. A., Béguin, C., Knoll, A. T., & Cohen, B. M. (2009). Kappa-opioid ligands in the study and treatment of mood disorders. Pharmacology & therapeutics, 123(3), 334-343.
Crick, F. & Koch, C. (1990) Towards a neurobiological theory of consciousness. Seminars in the Neurosciences, 2, 263-275.
Fichna, J., Dicay, M., Lewellyn, K., Janecka, A., Zjawiony, J. K., MacNaughton, W. K., & Storr, M. A. (2012). Salvinorin A has antiinflammatory and antinociceptive effects in experimental models of colitis in mice mediated by KOR and CB1 receptors. Inflammatory bowel diseases, 18(6), 1137-1145.
Hanes, K. R. (2001). Antidepressant effects of the herb Salvia divinorum. Journal of Clinical Psychopharmacology, 21, 634-635.
Johnson, J. B. (1939). The Elements of Mazatec Witchcraft. Ethnological Studies, 9.
Kivell, B. M., Ewald, A. W., & Prisinzano, T. E. (2013). Salvinorin a analogs and other kappa-opioid receptor compounds as treatments for cocaine abuse. Advances in pharmacology (San Diego, Calif.), 69, 481-511.
Roth, B. L., Baner, K., Westkaemper, R., Siebert, D., Rice, K. C., Steinberg, S., … & Rothman, R. B. (2002). Salvinorin A: a potent naturally occurring nonnitrogenous κ opioid selective agonist. Proceedings of the National Academy of Sciences, 99(18), 11934-11939.
Siebert, D. J. (1994). Salvia divinorum and salvinorin A: new pharmacologic findings. Journal of ethnopharmacology, 43(1), 53-56.
Simonson, B., Morani, A. S., Ewald, A. W. M., Walker, L., Kumar, N., Simpson, D., … & Kivell, B. M. (2014). Pharmacology and anti‐addiction effects of the novel kappa opioid receptor agonist Mesyl Sal B, a potent and long‐acting analogue of salvinorin A. British journal of pharmacology.
Stiefel K, M., Merrifield A., Holcombe A. (2014). The claustrum’s proposed role in consciousness is supported by the effect and target localization of Salvia Divinorum. Frontiers in Integrative Neuroscience. 8(20). doi:10.3389/fnint.2014.00020
Tomasiewicz, H. C., Todtenkopf, M. S., Chartoff, E. H., Cohen, B. M., & Carlezon Jr, W. A. (2008). The kappa-opioid agonist U69, 593 blocks cocaine-induced enhancement of brain stimulation reward. Biological psychiatry, 64(11), 982-988.
Valdés, L. J. (1994). Salvia divinorum and the unique diterpene hallucinogen, Salvinorin (divinorin) A. Journal of psychoactive drugs, 26(3), 277-283.
Wang Z., Ma N., Riley J., Armstead WM., Liu R (2013). Autoregulation Preservation by Salvinorin A After Brain Hypoxia/Ischemia and Reperfusion in Piglet Model. Trans Periop & Pain Med. doi:10.4000/2330-4871.1000001
Wasson, R. G. (1962). A new Mexican psychotropic drug from the mint family. Botanical Museum Leaflets, Harvard University, 77-84.

De Therapeutische Potentie van Salvinorin A

December 2, 2021 / Achtergrondartikelen, Artikelen, Dutch, Onderzoek / By

Salvia divinorum is een overjarig kruid dat gevonden wordt in de Sierra Mazatec regio van Mexico. Het is door de geschiedenis heen veel gebruikt als psychedelicum voor devinatie en is op grote schaal beschikbaar geworden vanaf het midden van de jaren 90, vooral als een te roken kruid. Jean Basset Johnson documenteerde het voor het eerst in 1939. R. Gordon Wasson, beter bekend om zijn ‘ontdekking’ van de psilocybine paddenstoel, ging verder met het documenteren van het Salvia divinorum kruid en bevestigde door op zichzelf te experimenteren de psychoactiviteit. Hij publiceerde hierover in Botanical Museum Leaflets in 1962. Salvia divinorum bleef een obscuur psychedelicum tot aan het midden van de jaren 90. Daniel Siebert, in die tijd nog een onbekende onafhankelijke onderzoeker, begon toen uitgebreid te experimenteren en de resultaten hiervan te documenteren en te publiceren. De ervaring die Salvia divinorum teweeg brengt is moeilijk te beschrijven, en in vergelijking met andere psychedelica lijken de effecten, zowel tussen mensen als tussen sessies, nog sterker te variëren.

Het molecuul, of specifieker; ‘neoclerodane diterpenoïde’ (niet verwarren met ‘alkaloïde’, dat altijd een stikstofatoom bevat), achter de indrukwekkende effecten van Salvia divinorum is het extreem potente Salvinorin A. “In essentie is het inactief wanneer het oraal ingenomen wordt”, zegt Valdés in ‘Salvia divinorum and the unique diterpene hallucinogen, Salvinorin A’ (1994), maar de stof is effectief in doseringen van 200 tot 500 mcg wanneer het verbrand wordt. Dit maakt Salvinorin A de eerst gedocumenteerde diterpene hallucinogeen en de meest potente natuurlijk voorkomende hallucinogeen dat tot dusver is geïsoleerd”. “Salvinorin A”, zegt Siebert in ‘Salvia divinorum and Salvinorin A: new pharmacological findings’ (1994), “brengt effecten voort die subjectief gezien identiek zijn aan de ervaring van het innemen van het hele kruid. Salvinorin A wordt snel gedeactiveerd door het maag-darmstelsel, dus alternatieve absorptie routes zullen gebruikt moeten worden om de activiteit te bewaren”.

Salvinorin A heeft veel interessante eigenschappen, maar recentelijk heeft het de interesse gewekt van veel onderzoekers omdat het werkt als een ‘kappa-opioïde receptor agonist’ (Roth, 2002). Het is de eerste ‘niet alkaloïde’ stof die zich richt op deze receptor. De κ-opioïde receptor is één van vier gerelateerde receptoren waaraan opiumachtige stoffen zich in de hersenen binden, en is verantwoordelijk voor het mediëren van de effecten van deze stoffen. De effecten omvatten het veranderen van de pijnperceptie, motorische controle en de gemoedstoestand. Wang et al. (2013) demonstreerden dat het “toedienen van Salvinorin A na hypoxia/ischemia (HO) de cerebrale autoregulatie via de k-opioïde receptor route bewaakt”, waarmee er eventueel een nieuwe mogelijkheid wordt geboden voor de preventie van prenatale cerebrale HO. Fichna et al. (2012) onderzochten de effecten van Salvinorin A (dagelijkse intraperiotoneale injecties) op acute pijn, oedeem en formaline geïnduceerde langdurige pijn bij muizen. De onderzoekers concludeerden dat Salvinorin A pijnstillende en ontstekingsremmende effecten teweegbrengt.

Recentelijk is Salvinorin A gebruikt in onderzoek naar de relatie tussen de claustrum (een dun vel van neuronen die in het midden van de hersenen aan de neocortex vastzitten) en het menselijke bewustzijn. Stiefel et al. (2014) suggereren dat “de bewustzijnsveranderende effecten van Salvia divinorum/Salvinorin A toegeschreven kunnen worden aan een κ-opioïde receptor gemediërde inhibitie van in het bijzonder de claustrum en, daarnaast, de diepe lagen van de cortex, voornamelijk in de prefrontale gebieden”. Deze bevindingen doen hen geloven dat de werking van Salvinorin A misschien nieuw bewijs kan zijn voor de ‘Crick en Koch theorie’ (1990) die stelt dat de claustrum de “geleider van het bewustzijn” is, niet veel anders dan filosoof René Descartes suggereerde over de pijnappelklier.

Dr. Karl Hanes, onderzoeker bij het ‘Cognitive-Behavioural Treatment Centre’ in Melbourne Australië, rapporteerde over Mevr. G, een behandelresistente patiënt met een depressieve stoornis die door het gebruik van Salvia haar symptomen had leren onderdrukken (2001). “Tijdens een ‘follow-up’ consultatie, zeven maanden na het beëindigen van cognitieve gedragstherapie, zegt Hanes, “claimde Mevr. G dat ze een verlichting van haar depressieve symptomen gevonden had door het gebruik van Salvia divinorum. Een ‘HAM-D score van 2 bevestigde de remissie van haar depressieve symptomen”. Mevr. G beweert dat ze de antidepressieve effecten per ongeluk had ontdekt tijdens het roken van het kruid, en dat ze pas later de methode van orale consumptie voor zichzelf had ontwikkeld. Deze orale methode veroorzaakte effecten die aanhielden, ook nadat Mevr. G gestopt was met het gebruik van Salvia (Hanes, 2001). Voorbereidend onderzoek (diermodellen) lijkt Mevr. G haar ervaring te bevestigen en suggereert dat Salvinorin A eventueel een therapeutische rol kan gaan spelen bij de behandeling van depressie.

Carlezon et al. (2006) vonden dat Salvinorin A “de extracellulaire concentraties van dopamine verlaagt in de nucleus accumbens, een cruciaal component van het beloningsysteem in de hersenen, zonder de extracellulaire concentraties van serotonine (5-HT) te beïnvloeden”. Butelman et al. (2004) lieten zien dat “het natuurlijk voorkomende hallucinogeen Salvinorin A discriminatoire stimulus effecten produceert vergelijkbaar met die van een hoog rendement κ-agonist in niet-menselijke primaten” (resusapen). Veel onderzoek naar Salvinorin A is specifiek gericht op Salvinorin A’s antiverslavende effecten. Het activeren van kappa-opioïde receptoren (KORs of KOPrs) produceert antiverslavende effecten door het reguleren van de dopamine niveaus in de hersenen (Kivel et al., 2014). De κ-opioïde receptor kan wellicht een natuurlijk controlemechanisme tegen verslaving zijn, en hierdoor kunnen stoffen die als agonisten fungeren en de receptor activeren een therapeutische functie krijgen in de behandeling van verslaving. “Activering van KORs”, zegt Tomasiewicz (2008), “reduceert de beloninggerelateerde effecten van cocaïne. Voor zover dat cocaïne geïnduceerde gedragsstimulatie in knaagdieren een model kan vormen voor aspecten van een verbeterde gemoedstoestand bij mensen, suggereren deze bevindingen dat KOR agonisten de symptomen, gekarakteriseerd door verhoogde motivatie en hyperfunctie van het beloningssysteem in de hersenen (zoals manie en stimulantia intoxicatie) kunnen verminderen”. Dit zijn uiteraard hele interessante effecten. “De ontwikkeling van KOPr-selectieve middelen met verbeterde karakteristieken”, zegt Carlezon (2009), “zal preklinische en klinische studies faciliteren die ontworpen zijn om de mogelijkheid te evalueren dat KOPrs een potentieel doel voor nieuwe medicatie zou kunnen worden”.

“Helaas”, zegt Kivel (2014), “hebben klassieke kappa-opioïde agonisten ongewenste bijwerkingen zoals verdoving, aversie, en depressie, wat grenzen stelt aan de mogelijke klinische toepassingen”. Acute activatie van kappa-opioïde receptoren zorgt voor ‘anticocaïne-achtige’ effecten, maar omdat ze aanzienlijke bijwerkingen hebben is de klinische waarde beperkt onderzocht gebleven (Simonson, 2014). Salvinorin lijkt dit probleem te ontwijken. “Salvinorin A en semisynthetische analogen”, zegt Simonson (2014), “laten potente KOPr agonistische activiteit zien en induceren daarnaast een unieke respons met vergelijkbare anticocaïne-achtige effecten, maar met een heel ander bijwerkingenprofiel”. Salvinorin A behoudt de antiverslavende eigenschappen van traditionele kappa-opioïde receptor agonisten met een opmerkelijke reductie van bijwerkingen. Echter zijn er nog vele obstakels tot een werkbare therapeutische toepassing. Een groot probleem is bijvoorbeeld Salvinorin A’s snelle metabolisme in het menselijk lichaam. Vanwege de korte werkingsduur is Salvinorin A op dit moment nog geen goede kandidaat voor klinische ontwikkeling. Onderzoekers zijn Salvinorin’s farmacokinetica aan het veranderen zodat nieuwe kappa-opioïde agonisten ontwikkeld kunnen worden gebaseerd op de structuur van Salvinorin A, maar met de gewenste werkingsduur. “Hoewel de werkzaamheden op dit gebied nog in volle gang zijn”, zegt Kivel (2014), “zijn er een aantal analogen met verbeterde farmacokinetische profielen ontwikkeld die ook antiverslavende effecten laten zien”. Deze analogen zullen op een gegeven moment de gezochte eigenschappen voor klinische toepassingen gaan bezitten.

Het is, gezien de recente aandacht voor psychedelica en nieuwe therapeutische toepassingen, niet vreemd dat nu ook Salvia divinorum bestudeerd wordt. Salvia zorgt voor een krachtige psychedelische ervaring en heeft unieke neurochemische effecten waarvan een antiverslavende werking uit lijkt te gaan. Het is daarom absoluut een stof die het onderzoeken waard is.

 
Referenties
Butelman, E. R., Harris, T. J., & Kreek, M. J. (2004). The plant-derived hallucinogen, salvinorin A, produces κ-opioid agonist-like discriminative effects in rhesus monkeys. Psychopharmacology, 172(2), 220-224.
Carlezon, W. A., Béguin, C., DiNieri, J. A., Baumann, M. H., Richards, M. R., Todtenkopf, M. S., … & Cohen, B. M. (2006). Depressive-like effects of the κ-opioid receptor agonist salvinorin A on behavior and neurochemistry in rats. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics, 316(1), 440-447.
Carlezon, W. A., Béguin, C., Knoll, A. T., & Cohen, B. M. (2009). Kappa-opioid ligands in the study and treatment of mood disorders. Pharmacology & therapeutics, 123(3), 334-343.
Crick, F. & Koch, C. (1990) Towards a neurobiological theory of consciousness. Seminars in the Neurosciences, 2, 263-275.
Fichna, J., Dicay, M., Lewellyn, K., Janecka, A., Zjawiony, J. K., MacNaughton, W. K., & Storr, M. A. (2012). Salvinorin A has antiinflammatory and antinociceptive effects in experimental models of colitis in mice mediated by KOR and CB1 receptors. Inflammatory bowel diseases, 18(6), 1137-1145.
Hanes, K. R. (2001). Antidepressant effects of the herb Salvia divinorum. Journal of Clinical Psychopharmacology, 21, 634-635.
Johnson, J. B. (1939). The Elements of Mazatec Witchcraft. Ethnological Studies, 9.
Kivell, B. M., Ewald, A. W., & Prisinzano, T. E. (2013). Salvinorin a analogs and other kappa-opioid receptor compounds as treatments for cocaine abuse. Advances in pharmacology (San Diego, Calif.), 69, 481-511.
Roth, B. L., Baner, K., Westkaemper, R., Siebert, D., Rice, K. C., Steinberg, S., … & Rothman, R. B. (2002). Salvinorin A: a potent naturally occurring nonnitrogenous κ opioid selective agonist. Proceedings of the National Academy of Sciences, 99(18), 11934-11939.
Siebert, D. J. (1994). Salvia divinorum and salvinorin A: new pharmacologic findings. Journal of ethnopharmacology, 43(1), 53-56.
Simonson, B., Morani, A. S., Ewald, A. W. M., Walker, L., Kumar, N., Simpson, D., … & Kivell, B. M. (2014). Pharmacology and anti‐addiction effects of the novel kappa opioid receptor agonist Mesyl Sal B, a potent and long‐acting analogue of salvinorin A. British journal of pharmacology.
Stiefel K, M., Merrifield A., Holcombe A. (2014). The claustrum’s proposed role in consciousness is supported by the effect and target localization of Salvia Divinorum. Frontiers in Integrative Neuroscience. 8(20). doi:10.3389/fnint.2014.00020
Tomasiewicz, H. C., Todtenkopf, M. S., Chartoff, E. H., Cohen, B. M., & Carlezon Jr, W. A. (2008). The kappa-opioid agonist U69, 593 blocks cocaine-induced enhancement of brain stimulation reward. Biological psychiatry, 64(11), 982-988.
Valdés, L. J. (1994). Salvia divinorum and the unique diterpene hallucinogen, Salvinorin (divinorin) A. Journal of psychoactive drugs, 26(3), 277-283.
Wang Z., Ma N., Riley J., Armstead WM., Liu R (2013). Autoregulation Preservation by Salvinorin A After Brain Hypoxia/Ischemia and Reperfusion in Piglet Model. Trans Periop & Pain Med. doi:10.4000/2330-4871.1000001
Wasson, R. G. (1962). A new Mexican psychotropic drug from the mint family. Botanical Museum Leaflets, Harvard University, 77-84.

30 April - Q&A with Rick Strassman

REGISTER NOW!
X