Czym są kannabinoidy?

Kannabinoidy - działanie

Działanie kannabinoidów polega na pobudzaniu dwóch receptorów, receptora kannabinoidowego typu 1 i typu 2 (CB1 i CB2), w obrębie układu endokannabinoidowego. Układ ten jest złożoną siecią narządów w całym organizmie, w których znajdują się receptory kannabinoidowe i które pełnią rolę homeostatyczną. Funkcje układu endokannabinoidowego obejmują ból, pamięć, poruszanie się, apetyt, metabolizm, łzawienie/ślinienie, odporność, a nawet funkcje krążeniowo-oddechowe. Receptor CB1 znajdziemy w komórkach nerwowych zarówno w ośrodkowym układzie nerwowym jaki i obwodowym układzie nerwowym, a także w niektórych narządach. Najczęściej można je zlokalizować także w układzie rozrodczym, śledzionie, rdzeniu kręgowym, na siatkówce, w układzie krążenia i trawienia. Receptor CB2 poprzez obecność w komórkach układu odpornościowego wpływa na to jak działa układ odpornościowy. CB2 wpływa na zapalenie stawów, astmę, alergię, zaburzenia autoimmunologiczne, problemy z trawieniem i układem pokarmowym. Powszechnie znajduje się w organach i komórkach układu immunologicznego a także w innych miejscach, np. w gleju, komórkach kości, białych krwinkach, śledzionie i migdałkach. Należy wspomnieć, że zdecydowana większość efektów końcowych działania kannabinoidów, wynika z aktywacji CB1, przy czym CB2 odgrywa ważniejszą rolę w funkcjach odpornościowych i zapalnych. Endogennie, endokannabinoidy służą jako modulatory neuroregulacyjne odpowiedzialne za retrogradacyjną neurotransmisję. W tym przypadku neuron postsynaptyczny uwalnia endokannabinoidy, które wiążą się z receptorami CB1 na neuronie presynaptycznym. Wiązanie to prowadzi do zahamowania aktywacji presynaptycznego kanału wapniowego, a następnie do uwalniania presynaptycznego neuroprzekaźnika. Jeśli presynaptyczne neuroprzekaźniki są głównie hamujące, takie jak GABA, efekt netto jest pobudzający i odwrotnie.

Co to są fitokannabinoidy?

W artykule o efekcie otoczenia, wspominaliśmy o niektórych fitokannabinoidach produkowanych w trichomach konopnych. Najbardziej popularne na ten moment są w szczególności dwa: CBD – Kannabidiol i CBG – Kannabigerol. O THC, czyli najpopularniejszej substancji, oraz różnicy między THC a CBD, piszemy w osobnym artykule na blogu.

O tym jakie właściwości medyczne mają te dwa fitokannabinoidy można się rozpisywać w nieskończoność. Pozostaje jednak inne pytanie. Czy wiemy jak one powstają w konopiach?

Nie od razu w konopiach pojawia się CBD. Rośliny wystawiane są na działanie środowiska, działa na nie ciepło. Zachodzą w nich zmiany szczególnie w strukturze chemicznej. Przedstawimy krótko, jak wygląda szlak metaboliczny, który zachodzi w naszych konopiach.

Na początku były… trichomy (o których też pisaliśmy wcześniej). W nich tworzą się „prekursorzy kannabinoidowi” – pirofosforan geranylu i kwas oliwetolowy. I dopiero, gdy te dwie substancje się połączą otrzymujemy pierwszy kannabinoid … Kannabigerol – CBG. A dokładniej jego kwasowa forma, czyli kwas kannabigerolowy – CBGA.

Struktura CBGA to C₂₂H₃₂O₄ (specjalnie piszemy wzory chemiczne, żeby lepiej unaocznić zmiany jakie zachodzą)

W tym momencie rozpoczyna się biosynteza CBGA wraz ze specyficznymi enzymami. W zależności jaki to enzym możemy uzyskać trzy substancje:

• THCA – kwas tetrahydrokannabinolowy
• CBCA – kwas kannabichromenowy
• CBDA – kwas kannabidiolowy

Wszystkie mają ten sam wzór cząsteczkowy — C₂₂H₃₀O₄, ale różnią się ułożeniem atomów. Dzięki temu każda substancja działa inaczej

Te formy to są tzw. formy kwasowe. W tym momencie nasza konopia posiada niewielką ilość aktywnych substancji. Dlatego potrzebujemy kolejnego etapu – dekarboksylacji, czyli usuwamy jeden atom węgla i dwa atomy tlenu. Matematycznie możemy to zapisać jako -CO₂

Ten etap otrzymujemy podczas wystawiania konopi na ciepło.

Otrzymujemy wtedy:

• THC – tetrahydrokannabinol
• CBC – kannabichromen
• CBD – kannabidiol

Tak jak w poprzednim etapie, wszystkie mają ten sam wzór cząsteczkowy — C₂₁H₃₀O₂. I znowu, różnią się ułożeniem atomów, co wpływa na to, że każdy składnik ma inne właściwości.

Na tym etapie pozostaje bardzo niewielka ilość CBG, jest to resztka, która zostało po poprzednich przemianach chemicznych.

Wzór CBG – C₂₁H₃₂O₂

Widać, że THC od CBG różni się tylko o H₂.

Co to są endokannabinoidy?

Endokannabinoidy są grupą związków chemicznych, na które reagują receptory kannabinoidowe i które są wydzielane przez nasz organizm, gdy zaistnieje taka potrzeba - w odpowiednim czasie i miejscu oraz w stosownej ilości a efektem ich działania mają być pożądane z punktu widzenia homeostazy reakcje fizjologiczne. Endokannabinoidy razem z enzymami i receptorami kannabinoidowymi wchodzą w skład układu endokannabinoidowego. Endokanabinoidy, które w największym stopniu wpływają na te receptory to 2 AG (2-Arachidonyloglicerol) oraz anandamid (AEA).

Źródło

1. "Designing microorganisms for heterologous biosynthesis of cannabinoids", Ângela Carvalho, Esben Halkjær Hansen, Oliver Kayser, Simon Carlsen and Felix Stehle.