Czym są kannabinoidy i dlaczego są ważne?

Spis treści:

Wszyscy entuzjaści konopi słyszeli o THC, które w świecie nauki jest znane jako (–)-trans-Δ⁹-tetrahydrokannabinol. Ta molekuła jest odpowiedzialna za psychoaktywne efekty odczuwane po wypaleniu spliffa albo wapowaniu marihuany. Wiele osób słyszało również o CBD —kannabidiolu.

THC i CBD należą do grupy chemicznej o nazwie kannabinoidy. Ta grupa jest złożona z różnorodnych molekuł, które działają na receptory kannabinoidowe. THC oraz CBD to fitokannabinoidy, co oznacza, że są syntezowane i pozyskiwane z roślin konopi. Do tej pory zidentyfikowano ponad sto takich molekuł. Innym rodzajem kannabinoidów są endokannabinoidy, które powstają w ciele i do których zaliczają się anandamid i 2-AG. Istnieją również kannabinoidy syntezowane w laboratoriach — te są nazywane kannabinoidami syntetycznymi.

W tym artykule skupimy się na fitokannabinoidach. Wiele z tych molekuł zostało zbadanych przez naukowców i wykazało imponujący potencjał leczniczy. Zanim przyjrzymy się indywidualnym kannabinoidom, zerknijmy na funkcje kannabinoidów i sposób, w jaki powstają.

JAKIE SĄ FUNKCJE KANNABINOIDÓW?

Odpowiedź na to pytanie zależy od danego organizmu. Rośliny wytwarzają kannabinoidy jako metabolity wtórne. Nie biorą one bezpośredniego udziału we wzroście lub rozwoju rośliny i uważa się, że zamiast tego odgrywają rolę ochronną, przeciw szkodnikom, chorobom i promieniowaniu ultrafioletowemu. Na przykład fitokannabinoid THCA wykazał zdolność do wywoływania śmierci komórek owadów, co sugeruje, że działa jako mechanizm obronny przeciw określonym gatunkom, które chcą zrobić sobie posiłek z liści i kwiatów konopi.

U ludzi kannabinoidy działają w bardzo wyjątkowy i specyficzny sposób. Niektóre z nich wchodzą w bezpośrednie interakcje z układem endokannabinoidowym, wewnętrzną siecią receptorów znajdujących się w wielu rodzajach komórek. Te receptory, konkretnie receptory CB1 oraz CB2, znajdują się w ośrodkowym układzie nerwowym oraz układzie odpornościowym. Określone kannabinoidy, na przykład THC, wykazują psychoaktywne i terapeutyczne działanie poprzez interakcje z tymi receptorami.

Układ endokannabinoidowy odgrywa funkcję regulującą w ciele oraz pomaga organizmowi zachować stan homeostazy — dynamicznej, biologicznej równowagi, której potrzebuje nasz organizm do prawidłowego funkcjonowania. Odkryto^[1], że układ endokannabinoidowy odgrywa rolę w regulacji układu hormonalnego oraz metabolizmu.

Wspomniane wcześniej endokannabinoidy, anandamid oraz 2-AG, służą jako cząsteczki sygnałowe, które wchodzą w interakcje z receptorami, pozwalając układowi endokannabinoidowemu spełniać swoje funkcje. Podobieństwo molekularne fitokannabinoidów i endokannabinoidów sprawia, że te zewnętrzne odpowiedniki mogą wywoływać efekty fizjologiczne.

JAK POWSTAJĄ KANNABINOIDY: BIOSYNTEZA

Warto wiedzieć, jak powstają kannabinoidy. Widziałeś kiedyś tysiące lśniących kryształków przyglądając się z bliska kwiatowi konopi? Te półprzezroczyste struktury w kształcie grzybów nazywają się trichomami gruczołowymi i są odpowiedzialne za wytwarzanie żywicy bogatej w kannabinoidy, terpeny i nie tylko.

Rośliny konopi kierują składniki odżywcze do tych gruczołów, konkretnie do komórek wydzielniczych, gdzie są zmieniane są w prekursory do produkcji kannabinoidów. Te prekursory są następnie transportowane do pęcherzyków wydzielniczych, gdzie są wbudowywane w trichomy i w końcu wydalane.

Wszystkie kannabinoidy zaczynają życie jako CBGA (kwas kannabigerolowy). Ten kwas kannabinoidowy powstaje poprzez połączenie prekursorów kannabinoidowych — kwasu oliwetolowego i difosforanu geranylu po szeregu procesów chemicznych^[2]. CBGA jest prekursorem biosyntezy kannabinoidów i jest używane jako substrat do tworzenia innych kannabinoidów poprzez enzymy CBDAS, CBCAS i THCAS. W zależności od zastosowanego enzymu rezultatem tej reakcji jest albo CBDA (kwas kanabidiolowy), CBCA (kwas kannabichromenowy) lub THCA (kwas tetrahydrokannabinolowy).

KWASY KANNABINOIDOWE A KANNABINOIDY

Kannabinoidy występują naturalnie w konopiach w swoich formach kwasowych. Ich struktura molekularna jest inna z powodu dodania grupy karboksylowej, jednakże ta grupa jest lotna i może zostać usunięta przez ciepło lub rozpad. Na przykład surowe kwiaty konopi zawierają THCA, w przeciwieństwie do THC. Kiedy te kwiaty są umieszczane w joincie, którego palimy, ciepło doprowadza do uwolnienia grupy karboksylowej i nieaktywne THCA zmienia się w psychoaktywne THC. Ten proces nazywany jest dekarboksylacją.

GŁÓWNE KANNABINOIDY

Z ponad stu odkrytych kannabinoidów jedynie kilka zostało przebadanych stosunkowo dogłębnie. Tutaj przyjrzymy się charakterystyce każdego z nich i zobaczymy, co badania mają do powiedzenie na temat ich potencjału leczniczego. Zaczniemy od najbardziej znanych, a potem przejdziemy do tych mniej sławnych molekuł.

THC

THC to prawdopodobnie najsławniejszy kannabinoid, jak również najbardziej kontrowersyjny. Ta substancja chemiczna jest przede wszystkim odpowiedzialna za odurzający haj wywoływany przez palenie lub spożywanie konopi, jak również wykazuje szereg zastosowań terapeutycznych. THC występuje w największej ilości w chemotypie (to termin opisujący skład chemiczny odmian w kontekście metabolitów wtórnych) specjalnie hodowanym w celu uzyskania działania psychoaktywnego. To interakcja THC z receptorem CB1 w ośrodkowym układzie nerwowym odpowiada za jego psychotropowe działanie.

Jednym z najbardziej zdumiewających odkryć na temat THC jest jego zdolność do wywołania apoptozy (kontrolowanej śmierci komórek) w komórkach nowotworowych, jednocześnie chroniąc zdrowe komórki przed śmiercią. Te badania^[3] zostały przeprowadzone na zwierzętach i potrzeba dodatkowych badań w celu poznania wartości terapeutycznej THC na tym polu.

THC wchodzi w interakcje z receptorami CB1 i CB2. Przez ten mechanizm wykazuje^[4] ono zdolność do regulowania bólu, spastyczności, sedacji, apetytu i nastroju. Na przykład badania^[5] opublikowane w piśmie _Clinical Therapeutics_ wykazały znaczną i natychmiastową redukcję bólu u pacjentów z progresywnym stwardnieniem rozsianym po doustnym podaniu THC.

Dodatkowo THC wykazuje działanie neuroprotekcyjne, jak również obniża^[6] poziomy amyloidu beta in vitro (poza żywymi organizmami), co sugeruje, że mogłoby potencjalnie odgrywać rolę w leczeniu choroby Alzheimera.

Zadziwiające są również przeciwzapalne zdolności THC, które zostały oszacowane^[7] jako 20 razy silniejsze niż zdolności przeciwzapalne aspiryny.

CBD

CBD to drugi pod względem stężenia kannabinoid występujący w wielu selektywnie hodowanych chemotypach konopi i główny kannabinoid obecny w odmianach hodowanych w celach medycznych. CBD zyskało duży rozgłos w ostatnich latach ze względu na jego nieodurzającą naturę, dobry profil bezpieczeństwa oraz imponującą wartość medyczną. W wielu miejscach, gdzie konopie są zabronione, przepisy zostały tak skonstruowane, aby umożliwić sprzedaż produktów CBD — o ile poziomy THC są poniżej określonego progu określonego przez lokalne regulacje.

Jedno z najciekawszych dotychczasowych badań nad kannabinoidami dotyczy guzów. W badaniu opublikowanym w „Molecular Cancer Therapeutics”^[8] zbadano wpływ CBD na linię komórkową raka piersi. Wyniki wskazały na złożony mechanizm, podkreślając „wartość ciągłego badania potencjału CBD”.

CBD wchodzi w interakcje z układem endokannabinoidowym, ale ma niskie powinowactwo z receptorami CB1 oraz CB2. Ten kannabinoid głównie działa poprzez łączenie się z szeregiem innych receptorów, w tym receptorów serotoninowych i waniloidowych.

Jednakże ta molekuła jest antagonistą^[9] receptorów CB1, co oznacza, że blokuje inne molekuły, takie jak THC i 2-AG, przed łączeniem z tymi receptorami. Jako negatywny modulator allosteryczny^[10] CB1, CBD wykazało zdolność do redukcji niektórych szkodliwych efektów psychologicznych THC.

Co więcej, CBD jest w stanie pośrednio zwiększać poziomy endokannabinoidów w organizmie, co potencjalnie odpowiada za jego przeciwbólowe i przeciwpsychotyczne^[11] działanie. Endokannabinoidy anandamid i 2-AG są metabolizowane (rozbijane) przez enzym FAAH (hydrolaza amidów kwasów tłuszczowych). CBD blokuje FAAH, tymczasowo zwiększając poziomy anandamidu w okołowodociągowej istocie szarej.

CBD jest również związane z działaniem przeciwpadaczkowym oraz wykazuje zdolności do ograniczania niektórych rodzajów napadów. Badania^[12] opublikowane w piśmie _Neuropharmacology_ badały kliniczne korzyści z ekstraktów konopnych bogatych w CBD oraz czystego CBD w leczeniu padaczki odpornej na leczenie. Dane od 670 pacjentów zostały przeanalizowane i odkryto, że około 60% pacjentów zgłosiło obniżenie częstotliwości napadów padaczkowych. Odkryto, że ekstrakty bogate w CBD są związane z większą ilością pozytywnych efektów, niż wyizolowane CBD. Badacze stwierdzili, że za tą różnicą może stać efekt świty, czyli zdolności terpenów i kannabinoidów do działania w synergii.

W warunkach badawczych CBD wykazało^[13] również właściwości przeciwlękowe, immunosupresyjne, neuroprotekcyjne oraz przeciwutleniające.

CBG

CBG występuje w wysokim stężeniu w wielu odmianach konopi, kiedy są w pełnym rozkwicie i ma liczne zastosowania terapeutyczne. Ten kannabinoid to antagonista receptorów CB1 i receptorów waniloidowych i działa^[14] w podobny sposób do CBD, głównie poprzez blokowanie wychwytu zwrotnego anandamidu. Jako antagonista blokuje inne molekuły przed łączeniem się z receptorami i nie aktywuje ich. Wpływ CBG na receptory CB1 czyni go substancją nieodurzającą.

Jak wyżej wspomniane kannabinoidy, CBG wykazuje potencjał w leczeniu komórek nowotworowych. Praca^[15] opublikowana w piśmie _Carcinogenesis_ badała działanie przeciwnowotworowe CBG w przypadkach raka jelita grubego u myszy. Wyniki pokazały, że ten kannabinoid wywołuje apoptozę i redukuje wzrost komórek rakowych. Badacze doszli do wniosku, że CBG powinno być brane pod uwagę w przyszłych terapiach. W innych badaniach, CBG wraz z innymi kannabinoidami, wykazało^[16] zdolność do hamowania wzrostu komórek raka piersi.

Udowodniono^[17] również, że CBG ma działanie przeciwbólowe, przeciwdepresyjne oraz przeciwbakteryjne. Odkryto również jego pozytywne działanie na łuszczycę poprzez zatrzymywanie nadmiernego wzrostu określonych komórek skóry.

CBN

CBN nie jest biosyntezowane w trichomach konopi. Jest rezultatem rozpadu THC poprzez utlenianie. Po dłuższym przechowywaniu lub wystawieniu na ciepło, światło i tlen, THC jest rozbijane do CBN.

Pełny profil działania CBN jest jeszcze nieznany, ale substancja ta ma mieć działanie uspokajające. Paliłeś kiedyś odmianę, po której czułeś się wyjątkowo senny? Może tak być z powodu wysokich poziomów określonych terpenów, albo ponieważ pąki były przechowywane przez dłuższy czas i wystawione były na czynniki wywołujące degradację.

Nawet ten powstający przez utlenianie kannabinoid wykazał całkiem imponujące właściwości medyczne. Tak jak CBG, CBN jest obiecujące przy łuszczycy. Obydwa wydają się^[18] redukować nadprodukcję komórek skóry keratynocytów, które przyczyniają się do stanu zapalnego. CBN ma również właściwości przeciwpadaczkowe oraz przeciwbakteryjne^[19].

CBC

Poziomy CBC ogromnie się różnią między roślinami konopi. Niektóre próbki wykazują tylko minimalne ilości tego kannabinoidu, podczas gdy okazy pochodzące z selektywnych programów hodowlanych wytwarzają o wiele większe stężenie CBC, co prowadzi do tego, że staje się on jednym z najobficiej występujących kannabinoidów w danej roślinie. Co ciekawe, pochodne CBC występują w naturze, w tym w rododendronach i niektórych grzybach.

CBC wykazało właściwości antynocyceptywne, co znaczy, że blokuje wykrywanie stymulantów bólu, co jest cechą pożądaną w niektórych lekach przeciwbólowych. Ten kannabinoid ma również działanie przeciwzapalne i wykazał zwiększenie efektów THC in vivo (w żywych organizmach). To działanie może zainteresować hodowców szukających odmian z silnym działaniem psychoaktywnym.

CBC może wywoływać te efekty^[20] za sprawą swojej zdolność do łączenia się z receptorami CB2. CBC jest selektywnym agonistą receptora CB2 i może przyczyniać się do leczniczego potencjału niektórych preparatów konopnych, obniżając stan zapalny poprzez ten receptor.

THCV

Jak wskazuje jego nazwa, THCV (tetrahydrokannabiwarin) to molekuła podobna do THC. Różnica polega na tym, że ta molekuła jest analogiem propylowym THC. THCV wchodzi w interakcje^[21] w receptorami CB1 i CB2. Ten kannabinoid jest częściowym agonistą receptorów CB2, co oznacza, że ma pewne powinowactwo z tymi receptorami. THCV wykazuje różne zachowania, jeśli chodzi o jego związek z receptorami CB1. W niskich dawkach działa jako agonista, blokując część aktywności tych receptorów. Jednakże w większych dawkach staje się agonistą receptorów CB1 i zaczyna jeaktywować.

Ten związek z receptorami CB1 jest przyczyną, dla której psychoaktywne właściwości THCV są brane pod uwagę. THC osiąga swoje działanie w receptorach CB1 nawet w małych dawkach. THCV jest psychoaktywne, ale potrzeba dużych dawek, aby zamiast blokować receptory zaczął je aktywować. Za to małe dawki są w stanie tłumić apetyt oraz redukować psychoaktywne działanie THC.

Jeśli chodzi o jego właściwości lecznicze^[22], THCV wywołało utratę wagi u otyłych myszy oraz ma właściwości przeciwpadaczkowe oraz przeciwzapalne.

CBDV

CBDV jest analogiem propylowym CBD. Tak jak CBD, CBDV ma niskie powinowactwo z receptorami kannabinoidowymi, jak również hamuje rozbijanie endokannabinoidu anandamidu. CBDV wchodzi również w interakcje z receptorami waniloidowymi i spornym, trzecim receptorem endokannabinoidowym GRP55. Wczesne badania^[23] odkryły również, że CBDV opóźnia defekty neurologiczne u myszy, ale tylko krótkoterminowo po podaniu. CBDV wykazało również właściwości przeciwpadaczkowe^[24] i może nawet na tym polu sprawdzać się lepiej od CBD, kannabinoidu znanego z tego działania. CBDV również jest obiecujące w łagodzeniu mdłości i wymiotów.

THCA

THCA to kwas kannabinoidowy syntezowany w trichomach konopi. Ta molekuła jest zmieniania w THC przez ciepło lub długotrwały rozpad. THCA jest nieodurzające i jest słabym agonistą receptorów CB1 i CB2. Badania wskazują na działania przeciwzapalne, neuroprotekcyjne, przeciwnowotworowe oraz immunomodulujące. Badania^[25] przeprowadzone na otyłych myszach wykazały, że ten kwas kannabinoidowy jest w stanie zmniejszać tkankę tłuszczową i zapobiegać chorobom metabolicznym.

CBDA

CBDA to kwas kannabinoidowy i prekursor CBD przed dekarboksylacją. Ta cząsteczka oddziałuje z receptorami serotoninowymi, waniloidowymi i GPR55, podobnie jak jej aktywowany odpowiednik, CBD. Podobnie jak w przypadku CBD, prowadzone są liczne badania^[26] nad wpływem CBDA na samopoczucie. Badania opublikowane w czasopiśmie „Toxicology Letters” twierdziły, że znaleziono interakcje między CBDA a niektórymi typami komórek raka piersi.

PRZYSZŁOŚĆ BADAŃ NAD KANNABINOIDAMI

W tym artykule przyjrzeliśmy się najbardziej zbadanym kannabinoidom, ale badania są dalekie od rozstrzygających. Więcej szeroko zakrojonych, podwójnie ślepych prób klinicznych z placebo pomoże nam określić z większą pewnością, do czego są zdolne poszczególne kannabinoidy, jak również to, jak dobrze współdziałają. Ponieważ w roślinach konopi zidentyfikowano ponad sto fitokannabinoidów, przyszłość z pewnością przyniesie fascynujące odkrycia.