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Kava ichthyosis: a nitric oxide synthase inhibition?

L’ichtyose due au kava : une inhibition des nitric oxyde synthases ?

¹ Biochemistry, Toxicology and Haemostasis Laboratory, New Caledonia Territorial Hospital, 98849 Noumea, New Caledonia
² Département de Chimie des Substances Naturelles, Laboratoire Insulaire du Vivant et de l’Environnement, Université de la Nouvelle-Calédonie, BP R4, 98851 Nouméa, New Caledonia

^⋆ Correspondence: Yann Barguil, ybarguil@yahoo.fr

Received: 28 May 2013
Accepted: 30 December 2013

Abstract

Purpose: Kava is a traditional Pacific beverage made from the root of Piper methysticum. It is mainly used for its sedative properties due to lipophilic lactones called kavalactones. Various preparations or medications made from this plant can be purchased via the internet. Kava action mechanisms include cell membrane stabilisation, inhibition of intracellular Ca²⁺ increase and enzyme inactivation. Chronic or heavy kava consumption results in the skin taking on a scaly aspect. Biologically, an isolated increase in serum gamma-glutamyltransferase is apparent. Cases of sudden death after heavy kava sessions have occurred in Australia, and nine cases in New Caledonia were reported by our forensic laboratory during the 2000−mid-2013 period. No clear explanation has been given. We describe the possible action mechanism. Methods: We monitored 116 heavy kava drinkers. A multiple-probe drug cocktail was used on six other volunteers, all heavy and chronic kava drinkers, before and after kava abstinence to carry out CYP450 phenotyping. Results: The heavy chronic drinkers showed an isolated increase in GGT without any biological or clinical abnormality other than scaly skin. With the multiple-probe drug cocktail an inhibition of the CYP1A2 isoenzyme was demonstrated. In kava dermopathy a lack of epithelial nitric oxide production leading to an increased S-nitroso-glutathione degradation by the epithelial gamma-glutamyltransferase should be considered. Conclusions: As there are close structural and functional similarities between nitric oxide synthase (NOS) and CYP1A2, and as we have formerly demonstrated that kava inhibits CYP1A2, an inhibition of NOS in chronic kava drinkers must be studied to see if ichthyosis can be explained, and if high blood GGT level is a reflection of epithelial cell GGT activity. Furthermore, a decrease in NO bioavailability can cause myocardial and vascular dysfunctions and hypercoagulability, leading to acute coronary syndrome or ischemic stroke. This mechanism should be explored in cases of “post-kava session sudden death”.

Résumé

Objectifs : Le kava est une boisson traditionnelle faite à partir du rhizome de piper methysticum. Il est principalement consommé pour ses propriétés sédatives dues à des lactones lipophiles appelées kavalactones. Des préparations variées à base de kava peuvent aussi être commandées sur Internet. Les mécanismes d’action du kava comprennent une stabilisation membranaire, une inhibition de l’élévation du Ca²⁺ intracellulaire et des inactivations enzymatiques. Après une consommation chronique et importante on note cliniquement un aspect écailleux de la peau. Du point de vue biologique on observe une augmentation isolée de gamma-glutamyltransférase sérique. Des cas de mort subite après consommation de kava sont survenus en Australie, et neuf cas sont survenus en Nouvelle-Calédonie durant la période de 2000 à mi-2013. Aucune explication satisfaisante n’a été apportée et nous décrivons le possible mécanisme d’action de ces effets délétères. Méthodes : Nous avons réalisé le suivi clinique et biologique de 116 gros buveurs de kava. De plus, un cocktail multimédicamenteux pour phénotypage CYP450 a été administré à six autres volontaires, buveurs chroniques de kava, avant et après abstinence de kava. Résultats : Les buveurs de kava montraient une augmentation isolée de GGT sérique sans autre anomalie biologique ou clinique qu’une peau écailleuse. La sonde multimédicamenteuse a mis en évidence une inhibition des enzymes du CYP1A2. Dans la dermopathie liée au kava, un défaut de production épithéliale de monoxyde d’azote conduisant à une augmentation de dégradation de S-nitroso-glutathion par la gamma-glutamyltransférase épithéliale doit être considéré. Conclusions : Comme il existe des similitudes structurelles et fonctionnelles entre la nitrique oxydes synthase (NOS) et le CYP1A2, et étant donné que nous avons montré précédemment que le kava inhibait le CYP1A2, une inhibition de la NOS chez les buveurs chroniques de kava devrait être étudiée afin de pouvoir expliquer le phénomène d’ichtyose et de confirmer si l’élévation isolée de la GGT sérique est le reflet de l’activité GGT des cellules épithéliales. De plus, une diminution de la biodisponibilité du NO peut causer des dysfonctionnements cardiovasculaires pouvant entraîner un syndrome coronarien aigu ou un accident vasculaire cérébral ischémique. Un tel mécanisme devrait être étudié dans les morts subites survenant au décours d’une consommation de kava.