Was sind Cannabinoide und warum sind sie wichtig?

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Jeder Cannabis-Enthusiast hat bereits von THC gehört, das in der Wissenschaft als (–)-Δ⁹-trans-Tetrahydrocannabinol bekannt ist. Dieses Molekül ist für die ausgeprägten psychoaktiven Wirkungen verantwortlich, die nach dem Rauchen eines Joints oder Verdampfen mit einem Vaporizer auftreten. Viele haben bestimmt auch schon von CBD oder Cannabidiol gehört.

Sowohl THC als auch CBD gehören zur chemischen Klasse der Cannabinoide. Diese Klasse besteht aus einer Vielzahl von Molekülen, die auf Cannabinoid-Rezeptoren einwirken. THC und CBD sind Phytocannabinoide, was bedeutet, dass sie von der Cannabispflanze produziert und aus ihr gewonnen werden. Bisher konnten über 100 dieser Moleküle identifiziert werden. Ein weiterer Cannabinoid-Typ sind Endocannabinoide, die im Körper gebildet werden und dazu gehören Anandamid und 2-AG. Schließlich gibt es auch noch Cannabninoide, die im Labor synthetisiert werden; diese werden synthetische Cannabinoide genannt.

In diesem Artikel liegt unser Fokus auf den Phytocannabinoiden. Viele dieser Moleküle wurden von der Wissenschaft erforscht und zeigten ein beeindruckendes therapeutisches Potential. Bevor wir uns näher mit den einzelnen Cannabinoiden auseinandersetzen, wollen wir uns die Funktion von Cannabinoiden und deren Entstehung etwas genauer ansehen.

WELCHE FUNKTIONEN HABEN CANNABINOIDE?

Die Antwort auf diese Frage hängt von der jeweiligen Lebensform ab. Pflanzen produzieren Cannabinoide als Sekundärmetaboliten, die nicht direkt in das Wachstum oder in die Entwicklung der Pflanze involviert sind. Man glaubt, dass sie stattdessen bei Schädlingen, Krankheiten und ultravioletter Strahlung eine protektive Rolle spielen. Beispielsweise konnte gezeigt werden, dass das Phytocannabinoid THCA den Tod von Insektenzellen verursacht, was darauf schließen lässt, dass es als Abwehrmechanismus gegen bestimmte Arten dient, die sich an Cannabisblüten und -blättern laben wollen.

Beim Menschen wirken Cannabinoide auf eine einzigartige und spezifische Art und Weise. Manche von ihnen interagieren auf direktem Weg mit dem Endocannabinoid-System, einem internen Netzwerk von Rezeptorstellen, die auf vielen Zelltypen zu finden sind. Diese Rezeptoren, namentlich CB-1 und CB-2-Rezeptoren, können überall im Zentralnervensystem und Immunsystem gefunden werden. Bestimmte Cannabinoide wie beispielsweise THC produzieren psychoaktive und therapeutische Effekte, indem sie mit diesen Stellen interagieren.

Das Endocannabinoid-System spielt innerhalb des Körpers eine regulatorische Rolle und hilft dem Organismus, den Zustand der Homöostase aufrechtzuerhalten – das biologische, dynamische Gleichgewicht, das unser Körper benötigt, um optimal zu funktionieren. Es wurde festgestellt^[1], dass das Endocannabinoid-System bei der Regulierung des endokrinen Systems und des Stoffwechsels eine wichtige Rolle spielt.

Die bereits genannten Endocannabinoide Anandamid und 2-AG dienen als Signalmoleküle, die mit diesen Rezeptoren interagieren, damit das Endocannabinoid-System diese Funktionen ausführen kann. Die molekulare Ähnlichkeit zwischen Phytocannabinoiden und Endocannabinoiden ermöglicht es diesen externen Gegenstücken, physiologische Effekte hervorzurufen.

WIE CANNABINOIDE GEBILDET WERDEN: BIOSYNTHESE

Es ist wichtig und interessant zu wissen, wie Cannabinoide gebildet werden. Hast Du Dir jemals eine Cannabisblüte aus der Nähe angesehen und etwas erkannt, das wie tausende von glitzernden Juwelen aussieht? Diese durchsichtigen, pilzförmigen Strukturen werden Drüsen-Trichome genannt und sind für die Herstellung eines Harzes verantwortlich, das reich an Cannabinoiden, Terpenen und vielem mehr ist.

Cannabispflanzen leiten Nährstoffe zu diesen Drüsen, insbesondere zu den Sekretionszellen, wo sie zu Vorläufern für die Cannabinoidproduktion werden. Diese Vorläufer werden anschließend zu den Sekretionsvesikeln transportiert, wo sie in Trichome eingebaut und schließlich ausgeschieden werden.

Alle Cannabinoide beginnen ihr Leben als CBGA (Cannabigerolsäure). Diese Cannabinoid-Säure wird nach einer Vielzahl von chemischen Prozessen^[2] und durch die Kombination der Cannabinoid-Vorläufer Olivetolsäure und Geranylpyrophosphat gebildet. CBGA ist der Vorläufer der Cannabinoid-Biosynthese und wird über die Enzyme CBDAS, CBCAS und THCAS als Substrat zur Bildung anderer Cannabinoide genutzt. Abhängig von dem verwendeten Enzym ist das Resultat dieser Reaktion entweder CBDA (Cannabidiolsäure), CBCA (Cannabichromensäure) oder THCA (Tetrahydrocannabinolsäure).

CANNABINOID-SÄURE VS. CANNABINOIDE

Cannabinoide treten in der Cannabispflanze von Natur aus in ihrer Säureform auf. Ihre molekulare Struktur ist aufgrund einer zusätzlichen Carboxygruppe unterschiedlich. Diese Gruppe besitzt jedoch eine gewisse Flüchtigkeit und kann mittels Hitze oder Zersetzung entfernt werden. Rohe Cannabisblüten enthalten beispielsweise THCA statt THC. Sobald man einen Joint mit Cannabisblüten befüllt und diese mit einer Flamme in Berührung kommen, katalysiert die Hitze die Freisetzung einer Carboxygruppe und inaktives THCA wird in psychoaktives THC umgewandelt. Dieser Prozess ist auch als Decarboxylierung bekannt.

VORSTELLUNG DER WICHTIGSTEN CANNABINOIDE

Von den mehr als 100+ bisher entdeckten Cannabinoiden wurden bisher nur ein paar relativ gut untersucht. Wir widmen uns nun ihren Eigenschaften und hören uns an, was die Wissenschaft über ihr therapeutisches Potential zu sagen hat. Wir beginnen mit der bekanntesten Familie und gehen dann zu den weniger bekannten Molekülen über.

THC

THC ist vielleicht das berühmteste und zugleich umstrittenste aller Cannabinoide. In erster Linie ist es diese Chemikalie, die für das bewusstseinsverändernde High verantwortlich ist, das beim Rauchen oder Essen von Cannabis entsteht. Darüber hinaus verfügt THC über eine Vielzahl von therapeutischen Nutzen. THC ist das in Chemotypen (ein beschreibender Begriff, der die chemische Zusammensetzung einer Sorte in Bezug auf ihre Sekundärmetaboliten beschreibt) am häufigsten vorkommende Cannabinoid, das selektiv gezüchtet wurde, um einen psychoaktiven Effekt hervorzurufen. Durch die Interaktion zwischen THC und den CB-1-Rezeptoren im Zentralnervensystems kommt es zu einer psychotropen Wirkung.

Eine der erstaunlichsten Entdeckungen in Bezug auf THC ist die Fähigkeit, Apoptose (den kontrollierten Zelltod) in Tumorzellen auszulösen und gleichzeitig gesunde Zellen vor dem Zelltod zu schützen. Diese Studie^[3] wurde an Tiermodellen durchgeführt, weshalb weitere Forschungen dringend nötig sind, um den therapeutischen Nutzen von THC in diesem Bereich näher zu untersuchen.

THC interagiert sowohl mit CB1- als auch CB2-Rezeptoren. Durch diesen Mechanismus konnte gezeigt werden, dass das Molekül Schmerzen, Spastik, Beruhigung, Appetit und Stimmung moduliert. In einer in der Fachzeitschrift _Clinical Therapeutics_ veröffentlichten Untersuchung^[4] konnte bei Patienten mit progressiver Multipler Sklerose unmittelbar nach der oralen Verabreichung eines THC-Präparats eine signifikante Schmerzreduktion festgestellt^[5] werden.

Neben seiner neuroprotektiven Wirkung konnte gezeigt^[6] werden, dass THC in vitro (außerhalb eines lebenden Organismus) die β-Amyloid-Werte senkt, was darauf hindeutet, dass es bei der Alzheimer-Krankheit als potenzielles Therapeutikum verwendet werden könnte.

Schließlich – und erstaunlicherweise – ist THC ein starkes entzündungshemmendes Mittel, von dem sich gezeigt^[7] hat, dass es eine 20-fache höhere entzündungshemmende Wirkung als Aspirin aufweist.

CBD

CBD ist das zweitbekannteste Cannabinoid in vielen selektiv gezüchteten Cannabis-Chemotypen und das Haupt-Cannabinoid in Sorten, die für medizinische Zwecke entwickelt wurden. In den letzten Jahren hat CBD aufgrund seines nicht-berauschenden Charakters, seiner sicheren Anwendung und seines beeindruckenden medizinischen Werts enorm an Beliebtheit gewonnen. In vielen Regionen, in denen Cannabis verboten ist, ist der Verkauf von CBD-haltigen Produkten erlaubt, solange der THC-Gehalt unter einem bestimmten Wert liegt, den die Gesetze des jeweiligen Landes festlegen.

Eine der bislang interessantesten Studien bezüglich des Cannabinoids beinhaltet Tumore. Eine in "Molecular Cancer Therapeutics" publizierte Studie^[8] untersuchte die Auswirkung von CBD auf Brustkrebszelllinien. Die Ergebnisse deuten auf einen komplexen Wirkmechanismus hin, wobei sie "den Wert von weiterführenden Untersuchungen des Potenzials von CBD" betonen.

CBD interagiert mit dem Endocannabinoid-System, obwohl es eine geringe Affinität für CB1- und CB2-Rezeptoren hat. Das Cannabinoid wirkt in erster Linie durch seine Anbindung an eine Vielzahl anderer Rezeptoren, zu denen Serotonin-Rezeptoren und TRPV1 zählen.

Dieses Molekül ist jedoch ein CB1-Antagonist^[9], was bedeutet, dass es andere Moleküle wie THC und 2-AG daran hindert, an diese Rezeptorstellen zu binden. Als negativer allosterischer Modulator^[10] von CB1 konnte gezeigt werden, dass CBD einige der nachteiligen psychologischen Auswirkungen von THC reduzieren kann.

Des Weiteren ist CBD indirekt dazu in der Lage, den Endocannabinoid-Spiegel im Körper zu heben, was möglicherweise seine analgetische und antipsychotische^[11] Wirkung erklärt. Endocannabinoide wie Anandamid und 2-AG werden von dem Enzym FAAH (Fettsäureamid-Hydrolase) verstoffwechselt (aufgespalten). Interessanterweise hemmt CBD FAAH und erhöht vorübergehend den Anandamid-Spiegel im periaquäduktalen Grau.

CBD wird auch mit antikonvulsiven Effekten und der Fähigkeit zur Reduktion verschiedener Arten von Anfällen assoziiert. Eine in der Fachzeitschrift _Neuropharmacology_ veröffentlichte Studie^[12] untersuchte die klinischen Nutzen von CBD-reichen Cannabisextrakten und reinem CBD bei behandlungsresistenter Epilepsie. Analysiert wurden die Daten von 670 Patienten und man stellte fest, dass ungefähr 60% der Patienten eine Verbesserung ihrer Anfallshäufigkeit verzeichneten. Interessanterweise fand man heraus, dass CBD-reiche Extrakte mit mehr Verbesserungen assoziiert waren als isoliertes CBD. Die Forscher führen diesen Unterschied auf den Entourage-Effekt zurück, der die Fähigkeit zur Synergie zwischen Terpenen und Cannabioniden beschreibt.

CBD zeigte^[13] außerdem angstlösende, immunsuppressive, neuroprotektive und antioxidative Eigenschaften.

CBG

In vielen Cannabissorten, die in voller Blüte stehen, findet sich CBG in großen Mengen, und es wurde festgestellt, dass es eine Vielzahl therapeutischer Anwendungsmöglichkeiten besitzt. Dieses Cannabinoid ist ein TRPV1- und CB1-Rezeptor-Antagonist und wirkt^[14] ähnlich wie CBD, indem es die Wiederaufnahme von Anandamid hemmt. Als ein Antagonist blockiert es die Bindung anderer Moleküle an Rezeptoren, anstatt sie zu aktivieren. In Bezug auf den CB1-Rezeptor ist CBG demnach nicht bewusstseinsverändernd.

Genau wie seine bereits erwähnten Gegenstücke, zeigt CBG im Bereich von Tumoren ein gewisses Potential. Eine in der Fachzeitschrift _Carcinogenesis_ veröffentlichte Studie^[15] befasste sich mit der Untersuchung der antineoplastischen Wirkung von CBG auf Darmkrebs bei Mäusen. Die Resultate zeigten, dass das Cannabinoid die Apoptose fördert und das Zellwachstum reduziert. Die Forscher schlossen daraus, dass CBG als zukünftige Behandlungsmethode in Betracht gezogen werden sollte. In anderen Studien zeigte^[16] CBG neben anderen Cannabioiden eine hemmende Wirkung des Zellwachstums in einem Brustkrebsmodell.

Ferner konnte bewiesen^[17] werden, dass CBG eine schmerzstillende, antidepressive und antibakterielle Wirkung ausübt. Außerdem fand man heraus, dass es einen positiven Effekt auf Psoriasis ausübt, indem es das exzessive Wachstum bestimmter Hautzellen stoppt.

CBN

CBN wird nicht in den Trichome der Cannabispflanze biosynthetisiert. Stattdessen ist es das Ergebnis des Zerfalls von THC durch Oxidation. Nach langer Lagerung oder durch die Einwirkung von Hitze, Licht und Sauerstoff wird THC zu CBN abgebaut.

Das komplette Wirkprofil von CBN ist bis dato unklar, aber es wird berichtet, dass es eine Sedierung bewirkt. Hast Du jemals eine Sorte geraucht, nach der Du Dich besonders müde gefühlt hast? Das wäre möglicherweise auf einen hohen Gehalt spezifischer Terpene oder vielleicht darauf zurückzuführen, dass die Blüten lange gelagert und zu einem gewissen Grad einem Zersetzungsprozess ausgesetzt waren.

Sogar dieses Cannabinoid, das durch Oxidation entsteht, weist einige äußerst beeindruckende medizinische Eigenschaften auf. Ähnlich wie CBG könnte CBN bei Psoriasis vielversprechend sein. Das liegt daran, dass beide scheinbar^[18] die Überproduktion von Hautzellen (sogenannte Keratinozyten) reduzieren, die zur Entzündung beitragen. Außerdem weist CBN auch antikonvulsive und antibakterielle Eigenschafen^[19] auf.

CBC

Innerhalb der Cannabispflanzen variieren die CBC-Werte dramatisch. Einige Proben weisen minimale Werte auf, während Sorten, die aus selektiven Zuchtprogrammen stammen, viel größere Mengen produzieren. Aufgrund dessen zählt dieses Cannabinoid zu den am häufigsten vorkommenden in der Cannabispflanze. Interessanterweise können Derivate dieses Cannabinoids an anderer Stelle in der Natur gefunden werden, darunter Rhododendron-Arten und manche Pilze.

Es konnte gezeigt werden, dass CBC antinozizeptive Eigenschaften aufweist, was bedeutet, dass es die Erkennung von Schmerzsignalen blockiert, was ein wünschenswertes Merkmal einiger schmerzstillender Medikamente ist. Neben seinen entzündungshemmenden Eigenschaften konnte gezeigt werden, dass das Cannabinoid die Wirkung von THC in vivo (im lebenden Organismus) verstärken kann. Dieser Effekt könnte für Züchter von großem Interesse sein, die Sorten mit starker psychoaktiver Wirkung züchten möchten.

CBC könnte diese Wirkungen^[20] durch seine Fähigkeit an CB2-Rezeptoren zu binden ausüben. CBC ist ein selektiver CB2-Rezeptor-Agonist und könnte zum therapeutischen Potential einiger Cannabis-Rezepturen beitragen, indem es Entzündungen über diese Rezeptorstelle angeht.

THCV

Wie der Name vermuten lässt, ist THCV (Tetrahydrocannabivarin) ein Molekül, das THC-ähnelt. Der Unterschied liegt darin, dass das Molekül ein Propyl-Analogon von THC ist. THCV interagiert^[21] sowohl mit CB1- als auch CB2-Rezeptoren. Das Cannabinoid ist ein partieller Agonist des CB2-Rezeptors, was bedeutet, dass es eine gewisse Affinität für diesen Rezeptor hat. THCV zeigt hinsichtlich seiner Beziehung zu CB1-Rezeptoren ein unterschiedliches Verhalten. In niedriger Dosis wirkt es als Antagonist, wobei es gewisse Rezeptor-Aktivitäten blockiert. Wird dieses Cannabinoid jedoch höher dosiert, wird es zu einem CB1-Rezeptor-Agonisten und beginnt damit ihn zu aktivieren.

Diese Beziehung zum CB1-Rezeptor ist der Grund, warum die psychoaktiven Eigenschaften von THCV in Betracht gezogen wurden. THC erzielt sogar in niedrigen Dosen eine Wirkung auf CB1-Rezeptoren. THCV ist tatsächlich psychoaktiv, aber es sind hohe Dosen erforderlich, um den Spieß umzudrehen, den Rezeptor zu blockieren und ihn zu aktivieren. Im Gegensatz dazu können niedrige Dosen den Appetit unterdrücken und die psychoaktive Wirkung von THC reduzieren.

Soweit es seine therapeutischen Eigenschaften^[22] betrifft, konnte gezeigt werden, dass THCV bei fettleibigen Mäusen zu Gewichtsverlust führte, und das es eine krampflösende und entzündungshemmende Wirkung besitzt.

CBDV

CBDV ist ein Propyl-Analogon von CBD. Wie CBD auch, hat CBDV eine geringe Affinität für Cannabinoid-Rezeptoren und hemmt ebenfalls den Abbau des Endocannabinoids Anandamid. Ferner interagiert CBDV mit TRPV1 und dem umstrittenen, dritten Endocannabinoid-Rezeptor GRP55. Frühe Untersuchungen^[23] zeigten, dass CBDV neurologische Defekte bei Mäusen verzögert; dies jedoch nur für kurze Zeit nach der Verabreichung. Des Weiteren konnten krampflösende Eigenschaften^[24] festgestellt werden, die die von CBD in diesem Bereich noch übertreffen könnten; ein Cannabinoid, das für diese Verwendung berühmt ist. CBDV scheint auch bei der Linderung von Übelkeit und Erbrechen vielversprechend zu sein.

THCA

THCA ist eine Cannabinoid-Säure, die in den Trichomen der Cannabispflanze synthetisiert wird. Das Molekül wird durch Hitze oder langfristigen Abbau in THC umgewandelt. THCA wirkt nicht berauschend und ist ein schwacher Agonist sowohl der CB1- als auch der CB2-Rezeptoren. Untersuchungen lassen vermuten, dass THCA entzündungshemmende, neuroprotektive, antineoplastische und immunmodulatorische Wirkungen aufweist. Eine Studie^[25] an fettleibigen Mäusen ergab, dass diese Cannabinoid-Säure in der Lage ist, Fettgewebe zu reduzieren und Stoffwechselerkrankungen zu verhindern.

CBDA

CBDA ist das Cannabinoidsäuren-Vorprodukt von CBD vor der Decarboxylierung. Ähnlich wie sein aktiviertes Gegenstück CBD interagiert dieses Molekül mit Serotonin-, Vanilloid- und GPR55-Rezeptoren. Und genau wie bei CBD sind zahlreiche Studien^[26] im Gange, die die Wirkung der Verbindung auf das Wohlbefinden untersuchen. Eine in der Fachzeitschrift "Toxicology Letters" veröffentlichte Forschungsarbeit behauptet, eine Wechselwirkung zwischen CBDA und bestimmten Arten von Brustkrebszellen festgestellt zu haben.

DIE ZUKUNFT DER CANNABINOID-FORSCHUNG

In diesem Artikel haben wir einen kurzen Blick auf die am besten untersuchten Cannabinoide geworfen. Die damit einhergehende Forschung ist jedoch alles andere als schlüssig. Durch umfangreichere klinische, placebokontrollierte Doppelblindstudien können wir mit größerer Sicherheit erforschen, wozu jedes einzelne Cannabinoid in der Lage ist und wie alle zusammen wirken. Bei über 100 identifizierten Phytocannabinoiden in der Cannabispflanze hält die Zukunft bestimmt noch faszinierende Entdeckungen parat.