病因与发病机制
可卡因是一种天然植物生物碱。古柯叶（erythroxylon coca）中含有0.2%～1%的可卡因。可卡因的名字来源于“coca”的前缀和标准生物碱的后缀“ine”相结合而成cocaine。古柯灌木生长在南美洲安第斯地区的较高海拔区。非法可卡因制作首先是粉碎古柯叶，然后将它们在有机溶剂（通常是煤油）里加热而提取和部分纯化可卡因，经过多次提取和过滤步骤，古柯糊（现在纯化到80%～90%）在有机溶剂（通常为乙醚或丙酮）中加热与浓酸结合转化成盐的形式。
市售的可卡因多数是从古柯叶中直接提取的，一般都不纯。主要含有苯甲酰甲基芽子碱、芽子碱（ecgonine）、苯甲酰芽子碱（benzoylecgonine，BZE）、肉桂酰可卡因、N-甲醛可卡因、6-羟基可卡因、3，4，5-三甲氧基肉桂酰可卡因和3，4，5-三甲氧基卓可卡因等。可卡因酯键不稳定，在碱性、强酸或水溶液中煮沸可迅速水解断裂酯基。主要代谢产物为苯甲酰芽子碱（大约为总量的29%～54%）、芽子碱甲醋（ecgoninemethylester，EME，约占26%～60%），此外还有去甲可卡因（norcocaine）、乙基苯酞爱康宁（cocaethylene）、间羟基可卡因、对羟基可卡因、3-羟基-4-甲氧基可卡因、4-羟基-3-甲氧基可卡因。
纯品可卡因的化学名称是8-甲基-3-（苯甲酰氧基）-8-氮杂双环[3，2，1]辛烷-2-甲酸甲酯。分子式C17H21NO4，分子量303。纯品为白色结晶，无气味，味略苦而麻，不溶于水（1∶600），易溶于氯仿（1∶0.7）、乙醚（1∶3）、乙醇（1∶7）等有机溶剂，溶于丙酮、苯、乙酸乙酯、二硫化羰、石油醚等有机溶剂；在乙醇中呈现单斜片状结晶。熔点98°（90°以上即可缓慢挥发），比旋光度-16°（C=4，氯仿）。其盐酸盐为白色结晶或结晶性粉末，极易溶于水，可溶于乙醇和氯仿，但不溶于乙醚。可卡因的主要代谢产物有苯甲酰芽子碱和芽子碱甲酯，还可进一步水解生成芽子碱（又名爱冈宁）。
可卡因的形式：可卡因存在几种化学形态，有不同的服用方式，然而无论哪种形式，一旦可卡因到达脑部或其他靶器官，其分子本身的作用是相同的。
常见的可卡因类及制剂包括：①古柯叶（古柯灌木的叶子，是提炼可卡因的原料，也是南美地区含微量可卡因饮品食品来源），南美地区千年历史已经证明咀嚼古柯叶不会上瘾，因为叶子中可卡因含量极低，按秘鲁库斯科的风俗折算每天摄入量不超过0.5mg；②可卡膏（称为basulea，一种灰白、奶白或米色的粉状物，颗粒较粗，为潮湿的团块状，有特殊气味；其实就是可卡因的粗型浸膏，含有烃的剩余物和化学产物，有一定的成瘾危险）；③可卡因（大部分可卡因样品为纯白到灰白色粉末，极少潮湿，有特殊气味）。国际上走私的可卡因纯度一般为80%～90%。在发达国家走私贩运过程中，一般都掺杂稀释两三倍，使其重量增加。还要掺入人工合成的麻醉剂，如利多卡因，普鲁卡因或苯唑卡因。也有的掺入碳氢化物，如甘露醇，乳糖或葡萄糖，纯度一般在30%左右。经过纯化处理即可制成快球、克勒克等成品。④可卡因饮料，这是早年可卡因服用的最主要方式，后来随着各国禁令的发布而逐渐消失，由于能量饮料的出现有重新抬头之势，其所含主要成分是微量的盐酸可卡因。(https://www.daowen.com)
可卡因是当今世界主要的成瘾性药物之一，除了作为一种精神刺激剂，可卡因还对大脑代谢有深远的影响，影响糖酵解和损害氧化磷酸化。可卡因暴露改变了大脑区域的代谢基因表达和蛋白质网络，包括前额叶皮层，腹侧被盖区和伏隔核，大脑奖励系统的主要核。
动物模型表明，破坏谷氨酸在伏隔核的稳态基础成瘾样的行为。
科学家们一直在试图揭示可卡因成瘾的机制，从而找到治疗可卡因成瘾的方法。经典的机制是可卡因通过与多巴胺转运体结合，抑制多巴胺的重摄取，导致大脑内的多巴胺能神经元持续兴奋，使服用者产生快感并成瘾；而最新发现可卡因影响某些与“奖赏”回路中基因表达有关的系统，并且这种影响最终导致该区域神经元树突可塑性发生改变，造成该环路中基因表达的持久性变化，而这些变化可能是可卡因成瘾的某些行为效应的基础。
目前也有新的理论认为，大脑中的星形胶质细胞与可卡因成瘾有关。药物成瘾是当前神经科学研究面临的一个关键的生物医学挑战。迄今为止绝大多数研究关注神经机制外，星形胶质细胞也越来越被认为是“帮凶”。根据三方突触模型，星形胶质细胞对突触前和突触后附近的神经元底物进行关键调节，以制造经验依赖的突触可塑性，包括突触的形成和消除。在大脑区域内的星形胶质细胞，涉及药物成瘾表现出动态变化的活动后，暴露于可卡因，随后进行适应性变化。星形胶质细胞信号通路，参与可卡因诱导的突触和电路适应。
兴奋剂的给药途径对其药物代谢动力学特征有很大影响。烟吸类兴奋剂（如可卡因碱或甲基苯丙胺）通过肺部迅速吸收，可6～8秒就到达大脑，给药几分钟内达到高峰。静脉注射给药也在4～7分钟就在脑部达到高峰。兴奋剂的鼻腔和口服给药吸收较慢，需30～45分钟起效，其峰值效应持续较长，进入高峰后效应下降也较慢。