Kannabinoidy to organiczne związki chemiczne oddziaływające na receptory kannabinoidowe, występujące w konopiach jako alkaloidy roślinne, są nierozpuszczalne w wodzie, rozpuszczają się za to w tłuszczach i alkoholach oraz innych rozpuszczalnikach organicznych. Kannabinoidy konopi pochodzą od ich poszczególnych kwasów 2-karboksylowych, zostało ich odkrytych co najmniej 85, są one produkowane głównie wewnątrz trichomów roślin żeńskich. To kombinacja proporcji ich stężeń wpływa na złożone działanie stanu upalenia i działanie medyczne marihuany.
Między różnymi odmianami konopi mogą występować znaczne różnice w ilości i rodzaju kannabinoidów, które produkują. Do kontrolowania ich wykorzystywana jest selektywna uprawa, przez co udało się stworzyć odmiany rekreacyjne osiągające wysokie stężenia kannabinoidów psychoaktywnych, dzięki czemu dzisiaj możemy delektować się Skunkiem czy Mazarem z zawartością THC powyżej 20% co kilkadziesiąt lat temu było nie do pomyślenia, z kolei geny odmian przeznaczonych do celów przemysłowych są dobierane tak aby zminimalizować substancje psychoaktywne, zaś priorytetem odmian medycznych jest stosunkowo wysokie stężenie CBD do THC.
Wyróżnia się trzy rodzaje kannabinoidów:
- Fitokannabinoidy: Produkowane przez rośliny
- Endokannabinoidy: Prudukowane naturalnie przez organizmy ludzkie oraz zwierzęce
- Kannabinoidy syntetyczne: Uzyskiwane syntetycznie drogą chemiczną
Historia kannabinoidów
Kanabinoidy zostały odkryte w 1940 roku, kiedy zostały zidentyfikowane CBD i CBN. Struktura THC została odkryta w 1964 roku.
Ze względu podobieństwa molekularnego i łatwość syntetycznego nawrócenia, CBD był pierwotnie uważany za naturalny prekursor THC. Jednak teraz jest wiadomo, że CBD i THC są produkowane niezależnie od siebie z prekursora CBG.
W 1964 roku dr. Raphael Mechoulam, izraelski chemik, izolował i zidentyfikował pierwszy kannabinoid, czyli tetrahydrokannabinol (THC) - związek psychoaktywny odpowiedzialny za efekty narkotyczne konopi indyjskich. Następnie dr. Mechoulam i jego zespół odkryli endokannabinoidy, czyli naturalnie występujące związki w organizmie ludzkim, które oddziałują na te same receptory co THC.
Wraz z postępami w badaniach nad kannabinoidami, naukowcy zaczęli zauważać ich potencjalne zastosowania terapeutyczne. W latach 80. XX wieku zaczęto wykorzystywać kannabinoidy w leczeniu bólu, nudności, spastyczności mięśniowej, a także w terapii pacjentów z chorobami nowotworowymi i HIV/AIDS.
W 1996 roku Kalifornia stała się pierwszym stanem w USA, który zalegalizował medyczną marihuanę. Od tego czasu, wiele krajów i stanów w USA wprowadziło podobne regulacje dotyczące medycznej marihuany. W ostatnich latach, coraz więcej krajów legalizuje marihuanę również do celów rekreacyjnych.
Co ciekawe, istnieją dowody na to, że kannabinoidy były wykorzystywane przez ludzkość od tysięcy lat. W 2008 roku archeolodzy odkryli w Chinach naczynia ceramiczne datowane na około 2 500 lat, które zawierały ślady THC. W Ameryce Południowej znaleziono również archeologiczne dowody na to, że kannabinoidy były stosowane w celach leczniczych przez kultury prekolumbijskie.
Dziś, wraz z coraz większym zainteresowaniem badaniami nad kannabinoidami, naukowcy odkrywają coraz więcej potencjalnych zastosowań terapeutycznych tych związków, takich jak np. w terapii chorób neurodegeneracyjnych czy zaburzeń lękowych.
Powstawanie kannabinoidów
Produkcja kannabinoidów roślinnych zaczyna się, gdy enzym powoduje łączenie się pirofosforanu geranylu i kwasu 5-pentyl-1,3-benzenediolowego i utworzenie CBG. Następnie CBG ulega niezależnej cyklizacji do kannabinoidów takich jak THC, CBD, CBC, CBN itp. przez dwa odrębne enzymy syntezy. Większość fitokanabinoidów to 21-węglowe związki, jednak czasami zdarzają się wyjątki, głównie z powodu różnic w długości łańcucha bocznego dołączonego do pierścienia aromatycznego. W THC, CBD i CBN, występuje 5-węglowy boczny łańcuch, w homologu łańcuch ten jest zastępowany propylem łańcucha bocznego (3-weglowy). Kannabinoidy z propylem bocznego łańcucha nazywane są z przyrostkiem Varin, na przykład THCV, CBDV lub CBNV.
Sposób działania Kannabinoidów
Niegdyś uważano iż psychoaktywne, fizjologiczne i behawioralne efekty przyjmowania kanabinoidów były spowodowane nieswoistą interakcją z błoną komórkową aż do 1980 roku kiedy odkryto receptory kanabinoidowe - CB1 i CB2 - kannabinoidy łącząc się z nimi blokują wpływ jonów wapnia z płynu zewnątrzkomórkowego do cytoplazmy oraz hamują wytwarzanie cykliczego AMP. Skutkiem tego są zmiany metabolizmu komórek oraz uwalniania hormonów i neuroprzekaźników. Receptory te są powszechne u ssaków, ptaków, ryb i gadów. Ich obecność w zaowocowała odkryciem przez naukowców endokanabinoidów, takich jak anandamid i α2-arachidonoyl glicerydy (2-AG).
Receptory kannabinoidowe
Receptory CB1 znajdują się głównie w zwojach podstawy mózgu i układu limbicznego, w tym hipokampie, są one także obecne w rdzeniu przedłużonym, części pnia mózgu odpowiedzialnej za funkcje układu oddechowego i układu krążenia, móżdżku oraz w płucach, wątrobie i nerkach i organach rozrodczych obu płci. Grupa tych receptorów jest odpowiedzialna za narkotyczne, relaksacyjne, euforyczne i przeciwdrgawkowe efekty marihuany.
Grupa receptorów CB2 jest obecna układzie immunologicznym, w największym zagęszczeniu występują w śledzionie, występują także w komórkach B i komórkach krwiotwórczych. Receptory CB2 są odpowiedzialne za medyczne efekty marihuany.
Metabolizm kannabinoidów
Większość kannabinoidów jest metabolizowana przez enzymy wątrobowe, następnie poprzez dołączanie cząstek glukuronidu, co tworzy rozpuszczalne w wodzie związki, które mogą być łatwiej wydalone z organizmu. Niektóre z nich są przechowywane w tkance tłuszczowej. Okres półtrwania niektórych metabolitów kannabinoidów w organizmie może wynosić nawet ponad miesiąc, jak na przykład 11-Nor-9-karboksy-THC który jest główną substancją, której obecność sprawdzana jest w narkotestach.
Izolacja
Kannabinoidy mogą być odizolowane od rośliny przez ekstrakcję rozpuszczalnikami organicznymi, w tym celu często używane są węglowodory i alkohole, jednakże te rozpuszczalniki są łatwopalne i bywają toksyczne. Stosowany może być także butan, który paruje bardzo szybko. Alternatywą jest izolacja dwutlenkiem węgla, choć proces ten wymaga wysokich ciśnień (73 atmosfer lub więcej), istnieje minimalne ryzyko pożaru lub toksyczności. Rozpuszczalniki usuwa się bardzo prosto i skutecznie. Po wyodrębnieniu kannabinoidowe mieszanki mogą być rozdzielone na poszczególne kannabinoidy za pomocą destylacji próżniowej lub innych technik destylacji. Jednak, aby otrzymać kannabinoidy o wysokiej czystości wymagana jest synteza chemiczna.
Typy Kannabinoidów
W roślinach konopi indyjskich występuje wiele kannabinoidów naturalnie, a niektóre z nich są także syntetyzowane przez ludzki organizm. Kannabinoidy oddziałują na organizm poprzez układ endokannabinoidowy, który pełni kluczową rolę w regulacji różnorodnych procesów fizjologicznych, takich jak nastrój, sen, apetyt oraz odczuwanie bólu. Ze względu na swoje właściwości psychoaktywne, wiele kannabinoidów wykazuje również potencjał w zastosowaniach medycznych.
CBG
Kannabigerol nie wykazuje działania psychoaktywnego, występuje u odmian z niskim stężeniem THC, zmniejsza ciśnienie tętnicze i śródgałkowe co przyczynia się do leczenia jaskry. Jest prekursorem innych kannabinoidów takich jak THC, CBD, CBN, CBC i tym podobnych. Działa jako agonista receptora α2-adrenergicznego oraz 5-HT1A i jako antagonista receptora CB1.
THC
Delta-9-Tetrahydrokannabinol jako główna substancja psychoaktywna konopi jest też najbardziej nam znanym kannabinoidem. Dla konopii odgrywa rolę pierwszej lini obrony przed chorobami, grzybami i szkodnikami, ponadto posiada właściwości absorpcyjne promieniowania UV-B, które chronią roślinę przed szkodliwym promieniowaniem UV. Jego psychoaktywne efekty to polepszenie nastroju, euforia, wzmocnienie percepcji, głęboki relaks, zmniejszenie agresji, zaburzenia w percepcji przestrzeni i czasu oraz tymczasowe upośledzenie pamięci krótkotrwałej. Swoje działanie fizjologiczne przejawia pobudzeniem apetytu, wysuszeniem śluzówek jamy ustnej, przyspieszonym tętnem, spadkiem aktywności fizycznej, jego zastosowanie w medycynie zawdzięcza częściowej aktywności agonisty receptora CB1 posiada właściwości przeciwwymiotne, przeciwbólowe także niweluje mdłości i skurcze mięśni a efekt zwiększenia apetytu może być wykorzystany w leczeniu anoreksji. THC a także inne kanabinoidy, które zawierają grupę fenolową posiadają działanie antyoksydacyjne, które może chronić neurony przed stresem oksydacyjnym. Niektóre badania sugerują że THC ma też działanie anty cholinesterazowe co może przyczynić się do leczenia choroby Alzheimera i miastenii. Tetrahydrokannabinol ma w przybliżeniu równe powinowactwo do receptorów CB1 i CB2 jest ich agonistą. W czystej postaci jest szklisty, w niskich temperaturach ma postać stałą, po podgrzaniu staje się lepki. Jest izomerem Kannabidiolu, jego prekursorem jest CBG. THC jest metabolizowany w organizmie do 11-OH-THC, metabolit ten nadal pozostaje psychoaktywny i jest dalej utleniany do 11-nor-9-karboksy-THC, który jest rozpuszczalny w wodzie i zostaje wydalony.
Delta-8-Tetrahydrokannabinol posiada większość cech swojego analoga - Δ-9-THC, mianowicie podobnie jak on wykazuje działanie psychoaktywne jednak słabsze oraz posiada właściwości przeciwwymiotne i przeciwlękowe, stymulujące apetyt, przeciwbólowe i neuroprotekcyjne także jest antagonistą recoptorów CB1. W naturze występuje w niewielkich ilościach.
CBD
Kannabidiol sam w sobie nie wykazuje działania psychoaktywnego jednak wpływa na psychoaktywne efekty THC, oraz niweluje zaburzenia pamięci krótkotrwałej co jest jednym z efektów tetrahydrokannabinolu. Ma szerokie zastosowanie medyczne - wywołuje analgezję, działa relaksacyjnie, przeciwwymiotnie, stymuluje apetyt, skutecznie zwalcza drgawki, skurcze mięśni, zapalenia, niepokój, nudności, migreny, ADHD, stwardnienie rozsiane, jaskrę, żółtaczkę, dystonie oraz wiele innych chorób a także hamuję wzrost komórek raka o niskiej potencji w komórkach nienowotworowych. W listopadzie 2007 roku odkryto, że CBD ogranicza wzrost agresywnych ludzkich komórek raka piersi i zmniejsza ryzyko ich występowania. Ostatnie badania wykazały iż kannabidiol działa przeciwpsychotycznie i może być skuteczny w leczeniu schizofrenii. CBD może zmniejszyć tempo wydalania THC z organizmu, być może poprzez wpływ na metabolizm THC w wątrobie. Kannabidiol ma nie wielkie powinowactwo do receptorów CB1 i CB2, działa jako pośredni antagonista kannabinoidów-agonistów. Występuje w większych stężeniach u odmian z mniejszym stężeniem THC. Konopie produkują CBD-karboksylowy w ten sam sposób co THC za pośrednictwem tego samego szlaku metabolicznego co świadczy o tym iż obydwa kannabinoidy mają tego samego prekursora - Kannabigerol, aż do ostatniej fazy, gdzie katalizę wykonują syntazy CBDA zamiast syntazy THCA. W temperaturze pokojowej jest bezbarwny, zachowuje krystaliczne ciało stałe. W kwaśnych warunkach ulega cyklizacji do THC.
THCV
Tetrahydrokannabivarin choć jest kannabinoidem psychoaktywnym jego efekty nie są do końca scharakteryzowane, niemniej jednak powszechnie wiadomo, iż działa jako antagonista receptora CB1 przez co modyfikuje działanie Tetrahydrokannabinolu czego efektem jest wpływ na długość oraz przebieg stanu upalenia. Jego medyczne właściwości to zmniejszenie poziomu cukru we krwi i działanie przeciwdrgawkowe także hamuje apetyt, co może być wykorzystane w leczeniu otyłości. Jest homologiem THC o propylu łańcucha bocznego. Jest naturalnie powszechny w odmianach Indyjskich na terenach Pakistanu, Afganistanu, Indii, Chin, Nepalu i Tajlandii oraz w południowej i zachodniej Afryce, występuje głównie u roślin z dużym stężeniem THC. Związek ten jest również odpowiedzialny za charakterystyczny zapach marihuany podczas palenia.
CBDV
Kannabidivarin nie posiada właściwości psychoaktywnych. Jest homologiem Kannabidiolu, z łańcuchem bocznym skróconym przez dwie grupy CH2. CBDV jest prekursorem THCV. Rośliny o stosunkowo wysokim poziomie CBDV odnotowano w dzikich populacjach odmian Indica znajdujących się w Himalajach w rejonie północno-zachodnich Indii oraz Nepalu.
CBL
Kannabicyklol nie wykazuje działania psychoaktywnego, jest produktem utleniania podobnie jak CBN, powstaje w wyniku przekształcenia CBC przez światło. Pomimo że CBL nie ma działania psychoaktywnego, wykazuje on pewne właściwości lecznicze, które są badane w ramach badań naukowych. W jednym z badań na myszach, CBL wykazywał działanie przeciwbólowe i przeciwzapalne, co sugeruje, że może on być skutecznym lekiem w łagodzeniu objawów chorób zapalnych, takich jak reumatoidalne zapalenie stawów.
CBV
Kannabivarin wykazuje brak właściwości psychoaktywnych. Jest analogiem kannabinolu z łańcuchem bocznym skróconym przez dwie grupy CH2. CBV jest produktem utleniania THCV.
CBV jest stosunkowo rzadko występującym kannabinoidem w roślinach konopi indyjskich. Odnalezienie dużych ilości CBV w konopiach może być trudne, ponieważ większość konopi indyjskich zawiera znacznie więcej THC, który jest bardziej znany ze swojego psychoaktywnego działania. Jednakże, wiele firm produkujących produkty konopne skupia się na rozwijaniu odmian konopi, które zawierają większe ilości CBV, aby wykorzystać jego potencjalne właściwości lecznicze.
CBN
Kannabinol wykazuje średnie działanie psychoaktywne efektem czego jest apatia, znudzenie i zaburzenia orientacji, wywołuje analgezję, działa jako słaby agonista receptorów CB1 i CB2, ma niższe powinowactwo w od THC, wyższe do CB2 niż CB1. Jest pierwotnym produktem degradacji (utleniania) THC. Występuje w roślinach gdzie stężenie THC jest stosunkowo niskie, oraz gdy plony z zbierane są po czasie całkowitej dojrzałości.
CBC
Kannabichromen nie wykazuje działania psychoaktywnego, przypuszcza się, iż może on posiadać właściwości przeciwzapalne, przeciwbólowe i anty-wirusowe. Jego prekursorem jest Kannabigerol, więc strukturalnie podobny jest do innych naturalnych kannabinoidów.
Kannabinoidy w medycynie
Kannabinoidy znajdują coraz szersze zastosowanie w medycynie, zwłaszcza w terapii chorób, które trudno jest leczyć konwencjonalnymi metodami.
Poniżej przedstawiam kilka przykładów zastosowań kannabinoidów w medycynie:
- Leczenie bólu - kannabinoidy, zwłaszcza THC, są skuteczne w leczeniu różnych rodzajów bólu, w tym bólu neuropatycznego, bólu pourazowego i bólu związanego z chorobami przewlekłymi. Kannabinoidy oddziałują na receptory endokannabinoidowe w mózgu i układzie nerwowym, co pomaga zredukować odczuwanie bólu.
- Leczenie chorób neurologicznych - badania wykazały, że kannabinoidy mogą być skuteczne w leczeniu chorób neurologicznych, takich jak stwardnienie rozsiane, choroba Parkinsona, padaczka i choroba Alzheimera. Kannabinoidy mają właściwości neuroprotekcyjne i przeciwzapalne, co pomaga zahamować postęp choroby.
- Leczenie zaburzeń nastroju - CBD jest skuteczne w leczeniu zaburzeń nastroju, takich jak depresja, lęk i zaburzenia obsesyjno-kompulsyjne. Kannabinoidy oddziałują na receptory endokannabinoidowe w mózgu, co pomaga zmniejszyć poziom stresu i poprawić nastrój.
- Leczenie chorób nowotworowych - badania wykazały, że niektóre kannabinoidy, zwłaszcza CBD, mogą mieć działanie przeciwnowotworowe i przeciwwymiotne u pacjentów poddawanych chemioterapii. Kannabinoidy pomagają zmniejszyć nudności, bóle oraz zmniejszyć rozwój komórek rakowych.
- Leczenie chorób autoimmunologicznych - kannabinoidy mogą być skuteczne w leczeniu chorób autoimmunologicznych, takich jak choroba Leśniowskiego-Crohna, reumatoidalne zapalenie stawów i toczeń. Kannabinoidy pomagają zmniejszyć stan zapalny i poprawić funkcjonowanie układu odpornościowego.
Jednakże należy pamiętać, że każde zastosowanie kannabinoidów wymaga dalszych badań klinicznych i regulacji prawnych, by móc zapewnić bezpieczne i skuteczne leczenie.
Zastosowanie kannabinoidów w przemyśle kosmetycznym, farmaceutycznym i spożywczym
Kannabinoidy w przemyśle kosmetycznym zaczęto wykorzystywać już w w latach 90. XX wieku, kiedy to wykazano ich właściwości antyoksydacyjne i przeciwzapalne. Obecnie wiele marek kosmetycznych oferuje produkty z kannabinoidami, takie jak kremy, balsamy, maseczki, szampony i wiele innych. Najczęściej wykorzystywanym kannabinoidem w kosmetykach jest CBD, ze względu na swoje właściwości łagodzące stany zapalne i uspokajające skórę. Inne kannabinoidy, takie jak CBG, CBN i THC, są również wykorzystywane w kosmetykach, jednak w mniejszej ilości.
W przemyśle farmaceutycznym, kannabinoidy są wykorzystywane w terapii różnych chorób i stanów zdrowotnych, takich jak choroby neurologiczne, stany zapalne, bóle czy choroby autoimmunologiczne. Najczęściej stosowanymi kannabinoidami są CBD i THC, które posiadają silne właściwości lecznicze. W niektórych krajach, kannabinoidy są już oficjalnie zatwierdzane do stosowania w medycynie, a wiele innych krajów rozważa ich legalizację.
W przemyśle spożywczym, kannabinoidy są wykorzystywane do produkcji suplementów diety, napojów, przekąsek oraz innych produktów spożywczych. Najczęściej wykorzystywanym kannabinoidem w przemyśle spożywczym jest CBD, ze względu na swoje korzystne działanie na układ nerwowy i poprawę samopoczucia. W niektórych krajach, takich jak Kanada czy Stany Zjednoczone, kannabinoidy są już legalnie wykorzystywane w produkcji produktów spożywczych, a ich popularność rośnie wraz z coraz większą liczbą badań naukowych potwierdzających ich skuteczność i bezpieczeństwo.
Przyszłość kannabinoidów w tych dziedzinach jest bardzo obiecująca. Wraz z coraz większym zainteresowaniem badaniami nad kannabinoidami, naukowcy odkrywają coraz więcej potencjalnych ich zastosowań, co może przyczynić się do jeszcze szerszego wykorzystania. Jednakże, dalsze badania i regulacje prawne są niezbędne, aby zapewnić bezpieczeństwo i skuteczność stosowania kannabinoidów w przemyśle kosmetycznym, farmaceutycznym oraz spożywczym.
Podsumowując
Większość najbardziej znanych nam kannabinoidów oprócz działania psychoaktywnego w większej lub mniejszej mierze, ma szerokie zastosowanie w medycynie. Odizolowanie lub w postaci naturalnej tzn. Marihuany mogą być używane do leczenia niewyobrażalnie wielu chorób, schorzeń i tym podobnych (poniżej obrazek), gdzie zwykłe leki są mniej skuteczne lub niosą ze sobą ryzyko skutków ubocznych. W niektórych państwach leczenie przy pomocy konopi medycznych jest w pełni legalne, niestety w większości pozostaje jednak zabronione i karalne. Przecież nonsensem było by uprawiać swój własny lek za darmo, kiedy można kupić tony zawodnych leków na receptę za grubą forsę, które starczają na krótko.
Opracował: Natty Dread