Inhaltsverzeichnis

  1. Allgemeines
  2. Vorkommen
  3. Geschichte
  4. Erste Entdeckungen
  5. Wirkungen von Cannabinoiden
  6. Künstliche Herstellung
  7. Cannabinoide in der Gentechnik
  8. Cannabinoide bei neurologischen Störungen
  9. Antibiotische Eigenschaften
  10. Cannabinoide im Kindesalter

Allgemeines

Unter Cannabinoiden versteht man chemische Verbindungen, deren großes Vorkommen man besonders in der Cannabis Sativa, also der Hanfpflanze, finden kann. Man könnte sie also auch als Stoffwechselprodukte bezeichnen. Erst im Rahmen der Forschung von Wirkungsweisen bestimmter Cannabinoiden, haben Wissenschaftler das menschliche Endocannabinoid-System, einen wichtigen Teil des Nervensystems, entdeckt[1]. Psychoaktive Cannabinoide, wie das Phytocannabinoid THC, fallen hierzulande meist unter das Betäubungsmittelgesetz, sind somit illegal oder zugegen verschreibungspflichtig.

Unterschieden wird bei Cannabinoiden in drei Gruppen.

Phytocannabinoiden: die isolierten Inhaltsstoffe aus Pflanzen und Blumen. Diese sind Transformationsprodukte aus der Stoffklasse der Terpenphenole. Bekannteste Vertreter sind THC und CBD.

Endocannabinoide: die vom Menschen und Wirbeltieren selbst produzierten, körpereigenen Botenstoffe. Sie zirkulieren in unserem Endocannabinoid-System, aktivieren die Rezeptoren und leisten lebenswichtige Arbeiten als Kommunikatoren und Informationsvermittler im Nervensystem.

Synthetische Cannabinoide: im Labor durch chemische Synthese, künstlich hergestellte Cannabinoide. So wurde beispielsweise der bekannte Wirkstoff Dronabinol entwickelt, der besonders in der Chemotherapie zum Einsatz kommt, um Patienten Linderung bei Erbrechen und Übelkeit zu verschaffen und den Appetit nach starkem Gewichtsverlust wieder anzuregen.

Vorkommen

Cannabis Sativa, im Sprachgebrauch besser bekannt als Hanfpflanze, enthält vermutlich mehr als 110 Phytocannabinoide. Auch wenn sie damit Spitzenreiter ist, weiß man inzwischen, dass es noch eine Reihe weiterer Pflanzen und Blumen gibt, die Cannabinoide produzieren können, welche an CB2-Rezeptoren von Immunzellen andocken.

Korbblüter wie Parákresse, Sonnenhut und Strohblume, der Teestrauch, die Kavapflanze sowie diverse Arten des Lebermoos stehen auf dieser Liste. Besonders Lebermoos wird durch ähnliche Inhaltsstoffe wie denen seines bekannten Bruders Cannabis Sativa für Forscher immer interessanter.

Im Jahr 2008 fand man heraus, dass sich auch Inhaltsstoffe vieler Gewürze an CB2-Rezeptoren binden. Im Gegensatz zu der Hanfpflanze findet man hier jedoch keine Cannabinoide, sondern Beta-Caryophyllen als Bestandteil eines ätherischen, pflanzlichen Öls. Diese Öle bestehen aus Terpenen und lassen sich verblüffenderweise auch in Cannabispflanzen finden. So fanden Wissenschaftler heraus, dass nicht nur Cannabinoide, sondern auch weitere Inhaltsstoffe von Cannabis, an den CB2-Rezeptoren andocken können [2]. Diese Stimulierung bringt, im Gegensatz zur THC-Wirkung, keine Wahrnehmungsveränderungen der Psyche mit sich.

Geschichte

Hanf galt über 6 Jahrtausende als Kulturpflanze. Ihr Bast lieferte den Menschen Fasern für Segeltücher, Seile und Papier. Die ältesten gefundenen Hanfseile lassen sich auf das Jahr 2800 v. Chr. In China zurückdatieren. In einem Grab der Zhou-Dynastie fand man Textilstücke aus Hanffasern [3]. Seitdem breiten sich historische Funde über den ganzen Globus aus. Von Ankara über das Kaspischen Meer hinweg, bis nach China war Hanfanbau allem Anschein nach gang und gäbe. Der älteste europäische Fund ist datiert auf 500 v. Chr. und wurde in einem keltischen Grab nahe Stuttgart gefunden. Im Spätmittelalter erlebte Hanf einen großen Aufschwung im Baltikum, der Bretagne und Burgund. In Amerika war es im 17. Jahrhundert sogar über zweihundert Jahre lang möglich, mit Hanf seine Steuern zu bezahlen. So war der Anbau von Hanf in mehreren US-Staaten ausdrücklich erwünscht. Obwohl Faserhanfsorten ebenfalls eine Vielzahl an Cannabinoiden enthalten, bewirken sie keinen Rauschzustand und gelten somit nicht als „Drogenpflanze“.

Bis zu Beginn des 20. Jahrhunderts galt Cannabis außerdem als wirkungsvolles Medikament, welches von Ärzten häufig verschrieben wurden. Da es zum damaligen Zeitpunkt jedoch nicht möglich war, paradoxe und veränderte Wirkungsweisen zu deuten oder eine optimale Dosierung zu garantieren, wurde das pflanzliche Produkt nach und nach von synthetischen Medikamenten abgelöst.

Im Jahr 1925 fand in Genf eine internationale Opium-Konferenz des Völkerbundes statt, auf der Cannabis schließlich weltweit verboten wurde. Das Verbot wurde durch den undurchsichtigen Nutzen und schwere psychotrope Nebenwirkungen mit der Gefahr einer psychischen Abhängigkeit bei den Patienten begründet.

Anfang der 60er Jahre trat das sogenannte „Einheitsabkommen über die Betäubungsmittel“ in Kraft, ein internationales und bis heute gültiges Vertragswerk, das den Zugriff auf bestimmte Betäubungsmittel regulieren soll. Darunter fällt auch Cannabis.

Erste Entdeckungen

Den Grundstein zur eigentlichen Entdeckung von Cannabinoiden legte eine Gruppe von Wissenschaftlern rund um den Hochschullehrer Dr. Raphael Mechoulam Anfang der sechziger Jahre in Israel [4]. Nach der Entdeckung der psychoaktiven Substanz von Cannabis schafften sie es am Weizmann-Institut für Wissenschaft, zum ersten Mal, THC in seiner reinen Form durch ein Extraktionsverfahren zu isolieren. Das eigentliche Ziel war dabei, ein Molekül mit therapeutischem Effekt zu erhalten. Man vermutete, dass THC eine nicht spezifische Wirkung auf unsere äußeren Zellschichten, also den Zellmembranen, haben wird. Diese Annahme stammte aus Beobachten von überschneidenden Wirkungsweisen nach dem Konsum von alkoholischen Getränken, wie etwa Beeinträchtigungen der Wahrnehmung oder das Nachlassen von motorischen Fähigkeiten. Alkohol findet im Körper keine Rezeptoren zum andocken, weshalb vermutet wurde, dass Cannabinoide einen ähnlichen Verlauf im Körper nehmen.

Es folgte eine erste Aufklärung über die genauen chemischen Strukturen von THC, die bisherige Vermutungen widerlegten.

Im Jahr 1987 konnte nachgewiesen werden, dass unser Gehirn mit spezifischen Rezeptoren ausgestattet sein muss, an die sich THC binden kann.

Nur drei Jahre später ließen sich durch diese Erkenntnisse, die spezifischen Strukturen unseres Endocannabinoid-Systems und damit die beiden Cannabinoid-Rezeptoren, CB2 und CB2, entschlüsseln.

Der erste gefundene CB2-Rezeptor befand sich dabei übrigens in der Milz.
Durch diese Entdeckung schlussfolgerten Wissenschaftler, dass körpereigene Cannabinoidrezeptoren nicht weit entfernt von selbst produzierten Botenstoffen, den sogenannten Endocannabinoiden, sein können. Benannt wurde das Endocannabinoid-System (ESC) übrigens nach den bereits entdeckten Wirkstoffen der Cannabispflanze.

Die Erforschung des Endocannabinoid-Systems, kurz ESC, als Teil des Nervensystems begann Anfang der neunziger Jahre und dauert bisweilen an. Dr. Raphael Mechoulam entdeckte schließlich das körpereigene produzierte Endocannabinoid „Anandamid“, was übersetzt so viel wie Glück bedeutet. Auch wenn die Verteilung einzelner Rezeptoren weitestgehend durchleuchtet ist, sind viele funktionelle Bedeutungen noch immer unbekannt.

Eine rezeptorenunabhängige Wirkung der Endocannabinoide ließ sich an Purkinjezellen feststellen. Diese Zellen sind multipolare Nervenzellen in der Rinde des Kleinhirns. Sie aktivieren Körnerzellen und übertragen Informationen aus der Großhirnrinde, um die komplexen Aufgaben des Kleinhirns zu unterstützen. Dort entdeckte man auch mehrere cannabinoidabhängige Formen von neuronaler Plastizität. Nervenzellen, Synapsen oder wenn nötig sogar ganze Hirnareale können sich hier in Anatomie und Funktion zwecks Prozessoptimierung anpassen.

Neben den zwei bekanntesten Endocannabinoid-Rezeptoren, vermutet man, dass der Mensch noch weitere Bindungsstellen auf Nervenzellen im zentralen Nervensystem und anderen Zelltypen besitzt. Ob biologische G-Protein-gekoppelte Rezeptoren wie GPR18 oder GPR119 auch Cannabinoid-Rezeptoren sind, ist noch nicht vollständig bewiesen.

Wirkungen von Cannabinoiden

Die bekannteste Wirkung bieten vermutlich Cannabispflanzen mit hohem THC-Gehalt. Tetrahydrocannabinol, kurz THC, ist ein Naturstoff und ein psychoaktives Cannabinoid, das für die berauschende Wirkung und das High-Gefühl beim Konsumieren von Cannabis verantwortlich ist. Es dockt an unseren CB1-Rezeptor an und übermittelt innerhalb des zentralen Nervensystems die Wirkung des exogen-konsumierten Cannabinoids. Gleichzeitig ist der CB2-Rezeptor damit beschäftigt, die THC-Wirkung an Zellen im Immunsystem und Zellen am Knochenaufbau und Knochenabbau zu vermitteln.

Eine einheitliche Beschreibung der Wirkungsweise von THC auf den menschlichen Körper ist nicht möglich. Jeder Mensch erlebt den Rausch subjektiv und zeigt andere Effekte. So kann beispielsweise die geistige Leistungsfähigkeit kurzzeitig beeinträchtigt sein, die Aufmerksamkeitsspanne sinkt und euphorische Gefühle treten auf. Viele Konsumenten berichten von einem aufsteigenden Entspannungsgefühl. Doch auch eine gegenteilige Wirkung kann auftreten. Es ist möglich, durch den Kontrollverlust motorischer Fähigkeiten, einem Blutdruckabfall bis hin zu Herzrasen, in Panikattacken zu fallen. Bei Menschen mit psychischen Erkrankungen wie Depression wurden diese negative Auswirkung des allgemeinen Wohlbefindens während des Rauschs dokumentiert. Auch leichte Nebenwirkungen wie Übelkeit oder Kopfschmerzen können auftreten. Besonders bei Menschen mit vorbelastetem Herzinfarktrisiko kann Cannabis einen negativen Effekt auf die Gefäße ausüben. Todesfälle oder schwerwiegende Komplikationen konnten durch den Konsum von Cannabis bisher jedoch nicht nachgewiesen werden.

Wie lang der Rausch letztlich andauert, hängt von vielen Faktoren, wie beispielsweise der Dosierung und Toleranz, ab.

Die Toleranz gegenüber dem Cannabinoid THC steigt meistens durch einen regelmäßigen Cannabiskonums an, der zur psychischen Abhängigkeit des Konsumenten führen kann. Entgegen vieler Gerüchte, ist Cannabis auch in der Lage, bei einem dauerhaften Konsum eine milde körperliche Abhängigkeit hervorzurufen. Dafür spricht vor allem die steigende Toleranzgrenze und leichte Entzugserscheinungen. Hiervon ist nicht jeder Konsument betroffen, was die Folgen eines übermäßigen Konums nicht vergleichbar macht, mit den Effekten andere Drogen, wie Opiate oder Alkohol.

Wenn man auf die Funktionen und Wirkungsweisen von Cannabinoiden in Pflanzen schaut, kommen gleich mehrere Effekte zum Vorschein.

Hanfpflanzen beispielsweise produzieren harzähnliche Cannabinoide in den Drüsen, die sich vor allem auf den Blütenständen der weiblichen Cannabispflanze befinden. Durch diese Harzdrüsen können natürliche, pflanzenfressende Feinde ferngehalten werden.

Oft entfalten sie auch eine antimikrobielle Wirkung, um sich selbst vor diversen Mikroorganismen, Pilz- oder Bakterienbefall zu schützen. Das machen die pflanzlichen Cannabinoid-Typen, also die Phytocannabinoide, zu sekundären Pflanzenstoffen.

Durch Kaltpressverfahren lässt sich ein nicht psychoaktiver Hanfssaft gewinnen. Man kann ihn als Nahrungsmittel entweder aus den oberen Blättern, sowie aus den Schäben und Stängel ernten. Bei purem Genuss gleicht er dem Umami-Geschmack. Dieser verändert sich jedoch beim Zusatz von geringen Mengen an Obst- oder Gemüsesäfte. Die im Hanfsaft enthaltenen Cannabinoide verstärken den beigefügten Fruchtzucker, sodass eine natürliche Süße entsteht.

Künstliche Herstellung

Das Verfahren zur Herstellung künstlicher Cannabinoide durch chemische Synthese wird ständig neu entwickelt.

Dabei werden Verbindungen von Stereoisomere und Homologe der Cannabinoide in speziellen Verfahren hergestellt.

Als Vater synthetisierter Cannabinoide gilt der Amerikaner John William Huffman, ein inzwischen emeritierte Professor für organische Chemie. Er befasste sich mit der Forschung organischer Synthesen im Rahmen der medizinischen Chemie und schaffte es bereits 1984, Cannabinoid-Verbindungen mit THC-Eigenschaften für medizinische Forschungszwecke zu synthetisieren. Es folgten über vierhundert weitere künstlich-erzeugte Cannabinoidverbindungen. Als Wissenschaftler veröffentliche er seine Studien-Ergebnisse. Für jedermann zugänglich wurde dieses Wissen auf Kosten von Verbraucher immer wieder missbraucht. Obwohl Huffman seine Arbeit ausschließlich der medizinischen Forschung gewidmet hatte, wurde er für die Zweckentfremndung synthetischer Cannabinoide wie beispielsweise JWH-018 verantwortlich gemacht.

Da „Drogenköche“ mit Huffmans Verfahren beinahe endlose Möglichkeiten zur Verfügung stehen, um immer wieder neue Cannabinoide herzustellen, war es lange Zeit nicht möglich, rechtzeitige oder gar präventive Maßnahmen zur Einhaltung durch das Betäubungsmittelgesetz zu vollziehen.

Um Konsumenten trotz allem vor gefährlichen Nebenwirkungen von sogenannten Kräutermischungen, die häufig als THC-Ersatz mit berauschender Wirkung angepriesen und verkauft werden, zu schützen, trat im November 2016 das NpSG in Kraft. Das Neue-Psychoaktive-Stoffe-Gesetz, das erstmalig ganze Stoffklassen verbietet und als erstes Gesetz überhaupt chemische Formeln beinhaltet, die immer wieder aktualisiert werden.

Synthetische Cannabinoide können im Blut und Urin nachgewiesen werden. Herkömmliche Cannabis-Schnelltests schlagen nach einer Einnahme von synthetischen Cannabinoiden jedoch nicht an.

Cannabinoide in der Gentechnik

2019 ist es Wissenschaftlern der staatlichen University of California, Berkeley in den USA gelungen, durch gentechnisch-veränderte Bierhefe das Cannabinoid Tetrahydrocannabinol im Labor zu produzieren.

Es ist der erste erfolgreiche Versuch, THC und CBD künstlich herzustellen. Dazu schleuste man Gene der Cannabispflanze in die Bierhefe ein und wandelte durch Bioengineering den in Bierhefe enthaltenen Zucker in spezielle Chemikalien um, die sich mit Enzymen verbinden. Es entstanden die bekannten Cannabis-Wirkstoffe CBD, THC, THCV und CBDV.

Sollte sich die Methode zur Extrahierung der Cannabinoide bewähren, wäre eine kosten- und zeitintensive Aufzucht von Marihuanapflanzen in Zukunft hinfällig. Auch eine Verunreinigung der Wirkstoffe würde ausgeschlossen werden können.

Vielleicht sei es sogar möglich, völlig neue, noch unbekannte Cannabinoide herzustellen, die nicht in der Cannabispflanze vorkommen.

Cannabinoide bei neurologischen Störungen

Bei verschiedenen neurologischen Erkrankungen hat sich eine begleitende Therapie mit Cannabinoiden in Langzeitstudien bewährt.

Eine Erkrankung des motorischen Nervensystems ist Amyotrophe Lateralsklerose, besser bekannt als ALS. Sie äußert sich in ersten Symptomen häufig durch Funktionsstörungen der Feinmotorik der Hände. Auch die Atemmuskulatur kann betroffen sein und eine Nahrungsaufnahme sowie das Sprachvermögen einschränken. Der degenerative Krankheitsverlauf lässt sich zwar auch nicht durch die Wirkung von Cannabinoiden stoppen oder gar umkehren, um Schmerzen zu lindern und Spastiken zu behandeln, können Cannabis-Kombinationspräparate jedoch wirkungsvoll sein.
Während Cannabis-Konsumenten einen trockenen Mund häufig als unerwünschte Nebenwirkung bezeichnen, profitieren ALS-Patienten nach der Einnahme von CBD von einer Reduktion der Speichelproduktion. Das Cannabinoid der Hanfpflanze wirkt den schmerzhaften Schluckbeschwerden auf natürliche Weise entgegen.

Andere Medikamente versuchen durch eine anhaltende, muskelentspannende Wirkung den Patienten Schmerzlinderung zu verschaffen. Der größte Nachteil ist dabei häufig die Begünstigung eines fortschreitenden Muskelschwunds und Verstärkung von Lähmungen.

CBD hingegen zeigt den Effekt, die Muskeln entspannen zu können und gleichzeitig Appetitanregend zu wirken. Zusätzlich unterstützt das Cannabinoid Enzym und Nervenzellen, um vor Beschädigungen zu schützen. Nebenwirkungen zeigt die Einnahme von CBD in diesen Fällen fast keine.

In Kanada werden Cannabinoid-Mischungen bereits seit über zehn Jahren zur Behandlung von neurologischen Krankheiten in Apotheken frei verkauft.

Antibiotische Eigenschaften

Bereits in den fünfziger Jahren wurde auf eine mögliche antibiotische Wirkung der Cannabis-Pflanze hingewiesen. Doch erst 2008 begannen Forscher, Cannabinoide als Ersatz für Antibiotika zu untersuchen [5]. Das Ziel war, gleiche Effekte im Kampf gegen multiresistente Bakterien zu erhalten, ohne die häufig-auftretenden schweren Nebenwirkungen für Patienten zu erzeugen. Wissenschaftler auf Großbritannien und Italien vermuteten, dass aufgrund der antibakteriellen Inhaltsstoffe der Cannabis-Pflanze, auch schwere Krankheiten wie Tuberkulose behandelt werden könnten. Diese Forschung ist besonders interessant, da sich immer mehr Resistenzen gegenüber Antibiotika bilden. Eines der stärksten Antibiotika ist Vancomycin, welches eine ähnliche Wirkung mit gleicher Abtötungskraft bei Bakterien aufweist, wie mehrere Extrakte verschiedener Cannabinoiden in bakteriellen Kulturen.

Darüber hinaus können Cannabinoide wie THC und CBD die Wirkung hochwirksamer Opiate und Opioide-Schmerzmittel, wie Morphin oder Codelin, verstärken können.

Erste Studien ergaben, dass Patienten die Dosis der benötigten Schmerzmittel bei gleichzeitiger Einnahme von Cannabinoiden reduzieren konnten.

Cannabinoide im Kindesalter

Bereits als Embryo werden Kinder über die Nabelschnur mit körpereigenen Cannabinoiden versorgt. Nach der Geburt nehmen Säuglinge Endocannabinoide reichhaltig über die Muttermilch auf. Ihnen wird dabei eine wichtige Rolle der pränatalen Entwicklung des Kindes nachgesagt. Einen Cannabiskonsum stillender Mütter soll diese Erkenntnis jedoch nicht rechtfertigen. Da Cannabinoide eine fettbindende Wirkung zeigen, ist es schwer, Fette und zugeführte Phytocannabinoide isoliert zu untersuchen und über mögliche Auswirkungen auf das Neugeborene zu schlussfolgern. Es liegen zu wenige Studien mit fundierten wissenschaftlichen Belegen über dieses Thema vor.

Erstmals wurden Endocannabinoide in der Muttermilch bei Rindern und Menschen entdeckt. Werden Säuglinge gestillt, nehmen sie vor allem das Endocannabinoid 2-Arachidonoylglycerol, kurz 2-AG, auf, obwohl sich die CB1-Rezeptoren erst ab der 14. Lebenswoche entwickeln.

Man fand heraus, dass 2-AG appetitanregende Wirkungen besitzt und den Saugreflex der Babys fördert. Das macht das Endocannabinoid zu einem lebenswichtigen Inhaltsstoff der Muttermilch, ohne den die Babys vermutlich nicht wissen würden, was und wie sie essen sollten.

Des Weiteren helfen die Botenstoffe, Neuronen bei der postnatalen Entwicklung der Gehirnstrukturen zu schützen.

[1] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4219871/

[2] https://www.worldcat.org/title/biomass-based-biocomposites/oclc/1033800537

[3] https://www.youtube.com/watch?v=qwfC5ye2UBk

[4] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18681481

[5] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2544377/