Cannabinoide: saure versus nicht-saure Form
In der Hanfpflanze liegen die Cannabinoide hauptsächlich in saurer Form vor. Dies bedeuet, dass an jedem Cannabinoid-Molekül eine Säuregruppe hängt. Sie werden von der Pflanze natürlicherweise auf diese Weise gebildet. In der lebenden Pflanze und in gut erhaltenem Trockenmaterial liegen normalerweise mehr als 90% der Cannabinoide in saurer Form vor.
Cannabinoide können eine Reaktion durchlaufen, die Dekarboxylierung genannt wird. Das heisst, dass sie diese Säuregruppe verlieren. Diese chemische Reaktion ist ein länger dauernder Prozess, der aber durch Erhitzung stark beschleunigt werden kann. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn ein Cannabisprodukt geraucht oder lange genug gekocht wird.
Das reglementierte Δ9-THC-Molekül ist in der nicht-sauren Form nachgewiesenermassen aktiver (Lewis et al., 2017). Somit wird im Fall von Reglementierungen bei der Bestimmung und Angabe des Gesamt-Cannabinoid-Gehalts von Hanfprodukten von der nicht-sauren Form ausgegangen.
Neben THC enthält Hanf mehr als 130 Cannabinoide. Im Folgenden wird aus Gründen der Klarheit immer Bezug auf die dekarboxylierte (nicht-saure) Form der Cannabinoide genommen.
Cannabinoids CBD: Cannabidiol
CBD gehört zusammen mit Δ9-THC zu den beiden hauptsächlichen Cannabinoiden der Hanfpflanze und wurde 1940 erstmals von dem amerikanischen Chemiker Roger Adam und seinen Mitarbeitern isoliert und identifiziert (Adams et al., 1940).
Im Gegensatz zu Δ9-THC hat CBD keine psychoaktive Wirkung (Pisanti et al., 2017). Falls ein genügend grosser Anteil vorliegt, kann CBD zudem die psychotrope Wirkung von Δ9-THC abschwächen oder sogar unterdrücken (Niesink and van Laar, 2013; Schubart et al., 2011).
Δ9-THC: delta-9-Tetrahydrocannabinol
Δ9-THC gehört zusammen mit CBD zu den beiden hauptsächlichen Cannabinoiden der Hanfpflanze. Es wurde erstmals 1964 von den israelischen Forschern Dr. Yechiel Gaoni und Prof. Raphel Mechoulam isoliert und identifiziert (Gaoni und Mechoulam, 1964).
Δ9-THC hat eine stark psychotrope Wirkung und ist deshalb von zahlreichen nationalen und internationalen Reglementierung als geregelte Substanz eingestuft worden. In der Schweiz ist der gesetzliche Grenzwert von Δ9-THC hauptsächlich von zwei Verordnungen des Bundesamts für Gesundheit (BAG) geregelt und hängt von der Art und Bezeichnung des Produktes ab:
– 1% in nicht essbaren Hanfprodukten (bspw. Tabak-Ersatz) gemäss Verordnung 812.121.11
– 0.00002 bis 0.003% in Esswaren (abhängig von der Art des Produkts) gemäss Verordnung 817.022.15.
CBC: Cannabichromen
CBC ist ein gewöhnlich in Hanf vorkommendes Cannabinoid und wird weitgehend als nicht psychotrop betrachtet (Russo, 2011; Turner et al., 1980).
In indoor angebautem Hanf ist CBC gewöhnlich in den gleichen Mengen vorhanden wie THC, kann aber bei aussen angebautem Hanf beträchtlich höhere Konzentrationen erreichen (bis zu 5 mal mehr als THC).
CBG: Cannabigerol
CBG, das als „Vorläufer“-Cannabinoid gilt, wird als erstes von der Hanfpflanze gebildet und im weiteren Verlauf zu anderen Cannabinoiden wie CBD und Δ9-THC umgewandelt.
Δ8-THC: delta-8-Tetrahydrocannabinol
Δ8-THC weist eine ähnliche Molekularstruktur wie Δ9-THC auf, soll jedoch eine bedeutend geringere psychotrope Wirkung entfalten (gemäss dem American National Health Institute).
In der Regel kommt es in CBD-reichem Hanf als Abbauprodukt von CBD vor, üblicherweise in einer Konzentration von 1-2% des Gesamt-CBD.
CBN: Cannabinol
CBN ist ein Abbauprodukt von Δ9-THC.
CBL: Cannabicyclol
CBL ist ein Abbauprodukt von CBC.
CBDv, THCv, CBCv usw.: die Gruppe der Cannabinoid-Varine
Die Varin-Gruppe der Cannabinoide umfasst eine Anzahl von Cannabinoiden mit sehr ähnlicher Struktur wie die oben aufgeführten Moleküle (CBD, THC, CBD usw.), aber mit einer kürzeren Alkylkette (wie eine kürzerer „Schwanz“, s. Abbildung oben).
Gewöhnlich kommen sie im Hanf in geringeren Mengen vor als die anderen Cannabinoide.
Terpene und Terpenoide
Diese Moleküle sind Kohlenwasserstoffe, die alle aus der gleichen Grundeinheit aufgebaut sind: Isopren. Entsprechend der Anzahl Isopren-Einheiten, aus denen sie zusammengesetzt sind, werden die Terpene in Untergruppen eingeteilt: Monoterpene (2 Einheiten), Sesquiterpene (3 Einheiten), Diterpene (4 Einheiten) usw.
Die Hanfpflanze bildet ebenfalls eine grosse Zahl von Stoffen, die Terpenoide genannt werden. Es handelt sich dabei um dieselben Kohlenwasserstoffe wie bei den Terpenen, aber mit funktionellen Gruppen, die gewöhnlich Sauerstoff enthalten (z.B. Alkohol, Säuren, Ketone, Ester..). Oft werden sie auch als „oxygenierte Terpene“ bezeichnet. Genau genommen sind Cannabinoide Diterpenoide (d.h. dass sie aus 4 Isoprenen mit zusätzlichen funktionellen Gruppen bestehen).
Einige der verschiedenen Terpenoide werden als wichtige Vorstufe für alle anderen Terpene, Terpenoide et demgemäss die Cannabinoide, betrachtet. Dies heisst, dass die Hanfpflanze zuerst diese Vorstufen bildet und sie so weiterverändert, dass sich die oben beschriebenen Verbindungen bilden (siehe nächsten Abschnitt).
Synthese der Cannabinoide
Die Vorstufe Geranylpyrophosphat (GP) wird als Ausgangsstoff für alle anderen Terpene betrachtet. Die Hanfpflanze enthält ebenfalls zwei andere Vorläufer, Olivetolsäure (OS) und Divarinolsäure (DS), die dann mit GP reagieren und CBG bzw. CBGv bilden. Aus diesen beiden „Cannabinoid-Vorläufern“ werden dann alle anderen im Hanf vorgefundenen Cannabinoide gebildet.
Verhältnis der Cannabinoide
Das Verhältnis des Gehalts der verschiedenen Cannabinoide hängt in erster Linie von der Genetik und von Umweltfaktoren ab. Dies betrifft insbesondere das Verhältnis CBD: Δ9-THC, das in einem sehr engen Bereich von Werten liegt.
Drei Hauptgruppen von Hanf können identifiziert werden:
– Die CBD-dominanten Stämme mit einem CBD: THC-Verhältnis im Allgemeinen zwischen 20: 1 und 32: 1. Einige Sorten können ein Verhältnis von nur 15: 1 haben, sind aber selten anzutreffen.
– die ausgeglichenen Stämme mit einem CBD: THC-Verhältnis zwischen 1: 1 und 4: 1.
– die THC-dominanten Stämme mit einem CBD: THC-Verhältnis deutlich unter 1:50 bis 1: 200.
Nur CBD-dominante Stämme enthalten wahrscheinlich einen ausreichend niedrigen THC-Gehalt, um als legal zu gelten. Da CBD: THC der CBD-dominanten Stämme genetisch festgelegt ist und sich deutlich von den beiden anderen Typen unterscheidet, kann es durch die Analyse junger Pflanzen vorhergesagt werden. Es fällt in einen ziemlich engen Bereich, wie im folgenden Diagramm dargestellt:
Referenzen
Adams, R., Hunt, M. & Clark, J.H. (1940). Structure of Cannabidiol, a Product Isolated from the Marihuana Extract of Minnesota Wild Hemp. I. Journal of the American Chemical Society 62, 196-200.
Gaoni, Y. & Mechoulam, R. (1964). Isolation, Structure, and Partial Synthesis of an Active Constituent of Hashish. Journal of the American Chemical Society 86, 1646-1647.
Niesink, R.J.M. & van Laar, M.W. (2013). Does Cannabidiol Protect Against Adverse Psychological Effects of THC? Frontiers in psychiatry 4, 130-130.
Pisanti, S., Malfitano, A.M., Ciaglia, E., Lamberti, A., Ranieri, R., Cuomo, G., Abate, M., Faggiana, G., Proto, M.C., Fiore, D., Laezza, C. & Bifulco, M. (2017). Cannabidiol: State of the art and new challenges for therapeutic applications. Pharmacology & Therapeutics 175, 133-150.
Russo, E.B. (2011). Taming THC: potential cannabis synergy and phytocannabinoid-terpenoid entourage effects. British Journal of Pharmacology 163, 1344-1364.
Schubart, C.D., Sommer, I.E.C., van Gastel, W.A., Goetgebuer, R.L., Kahn, R.S. & Boks, M.P.M. (2011). Cannabis with high cannabidiol content is associated with fewer psychotic experiences. Schizophrenia Research 130, 216-221.
Turner, C.E., Elsohly, M.A. & Boeren, E.G. (1980). Constituents of Cannabis sativa L. XVII. A review of the natural constituents. Journal of Natural Products 43, 169-234.
