UNIVERSITATEA DE MEDICINA SI FARMACIE ,,GR.T.POPA IASI FACULTATEA DE FARMACIE DISCIPLINA DE FARMACOGNOZIE

CANNABINOIDE MEDICAMENTE CU LIGANZI CANABINOIZI

INDRUMATORI STIINTIFICI : ASIST UNIVERSITARI : ADRIANA TRIFAN SEF LUCRARI : MIRON ANCA

ABSOLVENT MUNTEANU LENUTA

-IASI, 2011

1

CUPRINS

I . Introducere. Istoric II. Cannabis sativa planta 2 1 Incadrare sistematica 2 2 Genul Cannabis 2 3 Raspandire III. Date fitochimice 3 1 Principii active canabinoide 3 1.1 Nomenclatura si clasificare 3 1.2 Biosinteza 3 2 Principii active non-canabinoide 3 2.1 Clasificare 3.3 Sistemul cannabinoid endogen IV Date farmacotoxicologice 4.1 Farmacocinetica si metabolizare 4 2 Efecte farmacologice si utilizari 4 3 Intoxicatia cu marijuana Concluzii Bibliografie

2

I .Introducere.Istoric

Canepa (Cannabis sativa L), origianra din Asia Centrala , s-a raspandit rapid pe intreg globul pamanresc, fiind cunoscuta si cultivata de popoarele continentului european din cele mai vechi timpuri .In Europasi in generalin climatele temperate a fost cultivata pentru fibre si seminte .In climatele calde a fost cultivata atat ca planta textila si alimentara,cat si ca sursa de produse vegetale folosite pentru a provoca un anumit tip de intoxicatie,care avea un rol important in ritualurile magice si religioase. Aceste utilizari s-au pastrat pana in zilele noastre,cand canepa este o planta industriala cat si un produs pentru comertul ilicit cu substante de abuz (traficul cu marijuana) Originara din China , canepa a fost cultivata in India de unde a patruns in Orientul Mijlociu si de aici in Europa in secolul al XVI-lea Chinezii au cunoscut hasisul cu 2700 ani i.Hr., iar Herodot cu 2000 de ani i.Hr., relateaza despre consumul hasisului de catre sciti In anul 2008vestea decoperii in regiunea Turpan din nord-vestul Chinei a unui mormant vechi de 2700 de ani in care s-a gasit cannabis a fcut inconjorul lumii. Evenimentul a trezit un viu viu interes in intreaga lume stiintifica,reprezentand cea mai veche dovada a utilizarii cannabisului ca agent psihoactiv.Decedatul un saman de origine cauzaziana fusese ingropat impreuna cu cannabis uscatsi seminte de cannabis ,destinate utilizarii in viata de dupa moarte.Din pacate semintele vechi de aproape 3000de ani nu au germinatin ciuda eforturilor si sperantelor echipei de cercetatori,dar cloma si atmosfera din mormant au oferit conditii de conservare remarcabile,cannabisul pastrand inaca (dupa2700 ani) culoarea verde Nu intamplator cea mai veche,,captura de cannabis provine din China .tot din China provine si cel mai vechi document care mentioneaza canepa si face o descriere a plantei ,cu mentiunea ca se cunosteu 2 varietati, una cultivata pentu seminte si alta pentru flori.. Acest document este un tratat cunoscut sub numele

3

de Rh-ya care dateaza din secolul XV .Tot din antichitate in secolul VIII a H.,asirienii foloseau cannabisul sub denumirea de Quonoubou Qunnapu pentru asi provoca intoxicatia caracteristica. Documente medicale sanscrite mentioneaza canepa ca medicament sub denumirea bhanga, termen care apare si in vedele indiene Tratatul medical Kou-Kin-i-Tong, scris in China la inceputul erei noastre ,mentioneaza utilizarea ca anestezic in chirurgie a unui preparat pe baza de canepa denumit Ma-Yo. Canepa a devenit cunoscuta in antichitate nu numai in India si China, dar si in regiunea Tigrului si Eufratului.Ea pare insa a nu fi cunoscuta sau cultivata de vechii egipteni si de vechii evrei,nefiind mentionata nici in hieroglife,nici in scripturi HERODOT prezinta canepa ca o planta cultivata de sciti si de traci pentru a-si face tesaturi din fibrele ei si pentru a-si provoca un anumit tip de intoxicatie prin inhalarea vaporilor degajati de semintele prajite pe pietre incinse . DIOSCORIDE aminteste proprietatile emoliente ale semintelor dar nu pare sa detina cunostinte legate de utilizarea pentru inducerea efectelor psihoactive. In China ,din timpuri stravechi canabisul a fost utilizat ca anestezic in chirurgie. In medicina traditionaladin India si in lumea islamica s-a recurs (si se recurge inca) atat la actiunea spasmolitica ,hipnotica si analgezica , in tulburari mintaele,cat si pentru a mari rezistenta la conditiile naturale severe Se presupune ca asirienii au cunoscut planta inca din secolele VII-VIII i . Hr.,denumind-o Ononobon sauOnanabon,termen imprumutat din Iran de Kanaban, concordat cu denumirea scitica de Kannabis, care denumeste astazi planta,folosit totodata este si cuvantul Kanabas. La romani,conform scrierilor lui PLINIUS COLUMELLA si LUCILIUS canapa era folosita ca planta textila si se cunosteau f putine date despre utilizarile ei medicinale In schimb in Orient canepa a fost din cele mai vechi timpuri si pana in prezent cunoscuta si cultivata pentru efectele sale psihoactive.Lucrearea sanscrita ZendAvesta , scrisa in nordul Iranului in secolul VI a.H, mentioneaza atat canepacat si proprietatile psihoactive ale rezinei .In Vedele indiene este mentionata sub numele de vijahia (sursa fericirii) sau ananda (care provoaca rasul).La inceputul erei noastre canepa este intens folosita in India pentru efectele psihoactive, in timp ce utilizarea ei ca sursa de fibre textile nici macar nu este cunoscuta in acea zona a lumii ENGELBERT KAEMPFER (1651-1716)unul dintre cei mai mari naturalisti si medici ai lumii, a descris modul in care canepa era folosita in ceremonii religioase in India secolului XVII .In 1692 a testa pe el insusi si pe echipajul sau efectele unui preparat pe baza de cannabis in timpul unei calatorii in Golful Persic realizand o descriere detaliataa simtomelor observate. JEAN CHARDIN (1643-1713),bijutier si exlorator francez, autor al ,,Calatoriilor lui Sir Jhon Chardin in care scrie voiajele sale in Persia si alte zone ale

4

Orientului, mentioneaza folosirea frecventa a unor preparate pe baza de cannabis si nux vomica in scopuri medicale. Cel mai mare botanist al lumii CARL LINNAEUS (1707-1778) descrie cannabisul ca fiind un narcotic,in timp ce MURRAY il considera un aphrodisiac Prima mentionare a utilizarii cannabisului pe continental american(de catre negrii din Brazilia) a fost facuta in 1825 de botanistul si exploratorul german CARL FRIEDERICH PHILIPP VON MARTIUS (1794-1868) Toxicologul WILLIAM BROOKE OSHAUGHNESSY(1808-1889) a realizat primele experimente privind utilizarile medicale ale canepei ai ai-a castigat reputatia calmand durerile reumatismale si convulsiile la copii cu ajutorul cannabisului. Tot el a observat efectele benefice ale rezinei in durerile spastice si a propus folosire ei pentru combaterea anumitor simtome ale tetanosului si turbarii. Medicul JACQUES-JOSEPH MOREAU DE TOURS (1804-1884) unul dintre cei mai cunoscuti psihiatri ai timpului sau, realizeaza o descriere detaliata si foarte bine documentata a efectelor hashish-ului ,lucrarea sa Du haschisch et de lalienation mentale evidentiand in special aspectele pshihotice ale intoxicatiilor cu cannabis In lumea araba , in ciuda numeroaselor resrictii ale religiei si pedepselor aspre practicate de-a lungul secolelor rezina de cannabis a fost si continua sa fie utilizata Cannabisul cultivat pentru obtinerea de produse cu efecte psihoactive a inceput sa fie cunoscute pe teritoriul Statelor Unite sun numele de marijuana,, iar legile SUA au incercat de-a lungul timpului sa faca diferentierea intrre marijuana si canepa textila In 1937,prin Marijuana Tax Act sa stabilit urmatoarea definitie a marijuanei toate partile plantei Cannabis sativa L. aflate in vegetatie sau nu,prin urmare si semintele ,rezina extrasa din orice astfel de plantas oricecompus,produs,saree,derivate,amestec sau preparat din astfel de planta seminte sau rezina . In document se specifica faptul ca ,, marijuana nu include tulpinile mature,fibrele obtinute din tulpini,uleiul sau turtele obtinute din seminte si nici un alt compus , produs, sare , derivat, amestec sau preparat obtinut din astfel de tulpini,fibre ulei sau turte , dupa cum nu include nici semintele sterilizate incapabile de germinare,, Se crea astfel cadrul legal pentru sanctinarea cultivatorilor de cannabis In timpul celui de-al doilea razboi mondial si in anii ce au urmat in SUA a fost interzisa cultivarea canepei pentru obtinerea produselor psihoactive dar o fost incurajata cultivarea ei ca planta textila , plantatiile de cannabis ocupand suprafete importante pe intregul teritoriu al Statelor Unite.Cultivatorii erau incurajati si sprijiniti de armata si de departamentul de stat pentru agricultura

5

II Cannabis sativa planta

2. Incadrare sistematica Cannabis este un gen de angiosperme ce cuprinde dup Systema Nature 2000 trei specii, Cannabis sativa L, Cannabis indica Lam., i Cannabis ruderalis . Aceti trei taxoni sunt plante originare din Asia Centrala si Asia de Sud i din regiunile nconjurtoare. Plantele din genul Cannabis sunt utilizate ca plante textile, n scopuri medicinale, iar unele extrase ca droguri. Produsele industriale de cnep sunt realizate din soiuri de Cannabis selecionate pentru a produce o cantitate mare de fibre i un nivel minim de THC (9- tetrahidrocannabinol), o substan psihoactiv. Substanele psihoactive sunt extrase din florile uscate i frunzele soiurilor selecionate pentru a produce cantiti mari de THC. Diferite extrase de cannabis, printre care i hasisul sunt i ele obinute din aceste plante.6

Cnepa are cea mai mare capacitate de industrializare dintre toate plantele tehnice: nimic nu se arunc, totul e valorificat, iar produsele obinute sunt folosite de la fabricarea banalei funii pn n industria cosmetic sau auto. Dup cultivarea cu cnep, terenul devine n anul urmator propice cultivrii cerealelor deoarece cnepa ucide buruienile]. De asemenea, cantitatea de ngrmnt chimic necesar unei producii bune este mult mai mic decat la alte culturi Din semine se produce bere, uleiul utilizat n industria vopselelor, n cosmetic, ulei comestibil sau margarin, partea lemnoas, care rmne dup prelucrarea primar, poate fi folosit la realizarea hrtiei, a zahrului de lemn, a plcilor prefabricate, chiar i a unui combustibil solid cu mare putere caloric, iar din frunze se fac medicamente i ceaiuri medicinale Fibrele din cnep pot nlocui fibra de sticla n unele componente din industria auto 2.2 Genul cannabis

7

Descriere: Plant erbacee, anual, dioic, nalt de 1-3 m. n regiunile cu clima temperata se cultiva planta mascul (cnepa de var) pentru fibrele celulozice, iar n cele cu clima tropical (Egipt, India) pentru inflorescenele femele, cu coninut mare de oleorezin. Planta are tulpina fistuloas, frunze opuse, stipelate i peiolate, palmat sectate cu 5-7 lobi ascuii, cu margine serat. Frunzele din partea superioar a tulpinii snt intregi sau trilobate. Inflorescenele mascule sunt panicule axilare, iar o floare mascul este format din 5 sepale libere i 5 stamine episepale drepte n boboc. Inflorescenele femele, dispuse spre vrful tulpinii sunt glomerule axilare, iar o floare femel are 5 sepale unite, ovar superior cu 2 carpele concrescute, uniovulate, cu stiluri i stigmate lungi, libere. Floarea are la baz o bractee protectoare dezvolta

2.3 Raspandire

Planta de canepa a fost cultivata din vremuri memoriale pentru fabricarea funiilor, oamenii stiind cam din aceleasi vremuri ca din ea se poate obtine un drog psihotrop. Herodot descria in anul 450 i.Hr. modul in care era consumat acest drog de catre sciti . . "Cand scitii obtin semintele acestui Kannabis, le arunca in foc pe pietre inrosite. Semintele ard asemenea tamaii, degajand mai mult fum decat orice baie de aburi greceasca. Ei inhaleaza fumul si incep sa delireze." Termenul latin cannabis este preluat din greaca, din el fiind derivat cuvantul canepa. in anul 1753, Cari von Linne, parintele clasificarii botanice, i-a dat acestei te numele Cannabis sativa. Au existat dezbateri privind identificarea unei subspecii distincte de canabis (canepa indiana sau Cannabis indica parea un candidat), insa botanica moderna sugereaza ca, desi exista varietati mai bogate sau mai sarace in substanta psihotropa, canepa, indiferent unde creste, este in esenta aceeasi specie - o buruiana lunguiata ce produce frunze elegante multidigitate, folosite frecvent ca emblema de sustinatorii consumului de canabis. Planta este viguroasa si creste in regiunile temperate si subtropicale. Tocatura de frunze si de varfuri inflorite de canepa constituie un material ce poate fi fumat, numit adesea marijuana. Rasina este cunoscuta sub numele de hasis. "Uleiul de hasis" este un extract alcoolic concentrat. Termenul "canabis" are tendinta de a fi folosit generic in cercurile stiintifice pentru a descrie toate drogurile importante derivate din canepa, insa apar confuzii datorita preferarii in SUA a termenului generic "marijuana". Numarul enorm de cuvinte pentru canabis din diferite tari ilustreaza vasta8

raspandire a drogului. Pe subcontinentul indian rasina este numita "charas", frunzele fumate sunt numite "ganja", iar o infuzie de frunze bauta asemenea unui ceai poarta numele de "bhang". Muncitorii indieni ajunsi in Caraibe au introdus pe insule cuvantul "ganja". in Africa de Sud, cannabisul pentru fumat se numeste "dagga", in timp ce in Africa de Nord este "kif". America de Nord a dovedit o inventivitate deosebita in privinta numelor acordate acestui drog; iata numai cateva: muggles, Mary Jane, Indian Hay, the weed, loco weed, tea, pot. "Reefer", "zoot" si "joint" au aparut pe ambele maluri ale Atlanticului ca nume preferate pentru o tigara de canabis. Adoptand conventia stiintifica, in acest modul se va folosi termenul de canabis ca denumire generica pentru produsele asociate drogurilor derivate din ta numita de Linne Cannabis saliva. Substanta chimica din aceste produse, ce este responsabila pentru efectele drogului, a fost identificata a fi delta-9-tetrahidrocannabinolul, abreviat de obicei THC. Aceasta substanta poate exista, in diferite concentratii, in diferite parti ale tei si in diferite variante botanice ale speciei. Frunzele tocate contin intre 0,5 si 5 procente de THC, insa prin incrucisare selectiva se poate ajunge la o valoare a THC de 30 de procente. Un astfel de material vegetal, cu o concentratie ridicata, este numit in argou "skunk". in medie, rasina contine circa 10 procente THC, insa poate avea valori mult mai ridicate.

III. Date fitochimice

3.1 Principii active cannabinoide 3.1.1 Nomenclatura si clasificare Cannabis sativa prezinta interes din puct de vedere fitochimic in principal datorita producerii si utilizarii ilicite a mai multor droguri.Efectele sale psihoactive se datoreaza unor compusi pe care planta Cannabis sativa ii produce in cantitati semnificative doar in anumite conditii de cultivare. Acesti compusi specificimetabolismului plantei C.sativa au fost cuprinsi sub denumirea colectiva de cannabinoide, progresele in ceea ce priveste identificarea structurii lor, a cailor de biosinteza si a potentialului psihoactiv al fiecaruia fiind facute ulterior si continuind si in prezent. Istoricul izolarii si identificarii substantelor cannabinoide este lung, interesant si adesea marcat de controverse ,datorita faptului ca fiecare cercetator9

este tributar metodelor de analiza ale epocii in care isi desfasoara activitatea . pe vremea cand a inceput izolarea si caracterizarea cannabinoidelor metodele ultraperformante de analiza utilizate in prezent nu existau si in consecinta ipotezele formulate atunci erau bazate in mare parte pe analogii cu experimentele de labotator,pe comparatii si pe geniul cercetatorilor respectivi. Unele dintre acele ipoteze au fost confirmate ulterior altele au fost infirmate, dar chiar si ipotezele infirmate au reprezentat un mare progres deoarece au pus bazele pentru reorientarea anumitor cercetari spre alte directii care altfel ar fi ramas neexploatate Inainte de a prezenta istoricul cercetarilor privind substantele cannabinoide si pentru a facilita intelegerea datelor pe care urmeaza sa vi le expun trebuie sa ne amintim cateva notiuni des chimie Asemeni marii majoritati a compusilor naturali substantele cannabinoide sunt alcatite din doar trei elemente ; carbon, hidrogen si oxigenul . posibilitatile nelimitate ale acestoer trei elemente de a se combina intrre ele pt. A forma o imensitate de compusi cu proprietati dintre cele mai diferite si surpeinzatoare se datoreaza in esenat urmatoarelor prorietati simple ; atomul de carbon tetravalent,adica se poate lega fie de alti patru atomi prin legaturi simple fie de alti trei atomi printr o le4gatura dubla si doua legaturi simple, fie de alti doi atomi printr-o legatura tripla si una simpla ; atomul de oxigen este bivalent,adica se poate lega fie de alti doi atomi prin doua legaturi simple, fie de un singur alt atom printr-o legatura dubla ;atomul de hidrogen este monovalent adica poate forma doar o legatura simpla cu un singur alt atom. Atomul de azot este trivalent iar cel de sulf este divalent. Modul in care atomii sunt legati intre ei si se infuenteaza reciproc genereaza structura chimica . legaturile care sew stabiles cintre ei poarta numele de legaturi covalente (sunt realizate prin punerea in comun de electrroni intre atomii respectivi) si au trei partculariati importante ; sunt dirijate in spatiu sub unghiuri specifice ce se conserva atat timp cat exista molecula ; intre atomii legaturii covalente sunt distante fixe,in functie de natura legaturii, adica leg covalenta are o anumita lungime numai substantele formate prin legaturi covalente individualizeaza molecule . Acestor particulariati ale legaturilor covalente li se adauga cea mai importanta proprietate a atomului de carbon anume aceea de a forma legaturi covalente atat cu alte elemente nemetalice cat si cu el insusi ,formand lanturi de carbon. Catenele pot fi aciclice sau ciclice Un atom de carbon dintr-o catena care prezinta doar legaturi simple cu atomi de hidrogen este un atom care se leaga de numarul maxim permis de atomi de hidrogen si este in consecinta un atom saturat in hidrogen. O structura in care toti atomii de carbon se leaga de numarul maxim posibil de atomi de hidrogeneste in consecinta o structura saturata si presupune doar legaturi simple. In momentul in care apare o dubla legatura sau un ciclu formarea dublei legaturi sau ciclului duce la scaderea numarului de atomi de hidrogen. Daca se formeaza triple legaruri pentru fiecare tripla legatura se pierd cate patru atomi de hidrogen.1

Este important de retinut faptul ca in cazul unui atom de carbon care prezinta patru legaturi simple cu patru substituenti , unghiurile dintre covalente sunt de 109* 28 ceea ce duce la o dispozitie tetraedrica a substituentilor respectivi, atomul de carbon poate fi imaginat in mijlocul unui tetraedru,iar substituentii sai pot fi imaginati in varfurile tetraedrului respectiv Trebuie facute cateva precizari legate de structurile denumite nuclee aromatice(sau benzenice) . Compusul ciclic care contine sase atomi de carbon si sase atomi de hydrogen legati apparent prin trei legaturi simple si trei legaturi duble sete denumit benzene. Lui i sa atribuit initial structura de ciclu cu trei duble legaturi care alterneaza cu tri simple legaturi,dar reactiile chimice la cae el poate participa presupun o structura mult mai complexa. Aceasta structura a fost elucidata prin mecanica cuantica si reprezinta de fapt o intrepatrundere de orbitali de un anumit tip al tuturor atomilor de carbon ceea ce duce la aparitia unui orbital extins care confera tuturor celor sase atomi de carbon proprietati identice cu o dispunere a lor intr-un singur plan. Substituentii se pot lega de nucleul benzenic la nivelul oricaruia dintre cei sase atomi de carbon, in locul atomului de hidrogen. Daca nucleul benzenic prezinta mai mult de un substituent se pune problema pozitiei substituentilor respectivi unul fata de celalalt. De exemplu in cazul a doi substituenti ,acestia pot fi legati de doi atomi de carbon invecinati (situatie denumita pozitie ,,orto ), de doi atomi de carbon separati de un carbon nesubstituit (pozitie ,, meta) sau de doi atomi de carbon separati de doi atomi de acrbon nesubstituiti (pozitie ,,para). Situarea substituentilor in aceste trei pozitii diferite duce la proprietati diferite ale compusilor respectivi, astfel incat cei trei compusi sunt substante diferite. De exemplu, exista trei compusi aromatici cu cate doua grupe hidroxil (OH) legate de nucleul aromatic cu proprietati diferite si cu denumiri diferite : pirocatechina, rezorcina , si hidrochinona corespunzand derivatilor orto, meta si para. Una dintre cele mai importante clase de compusi chimici organici este clasa derivatilor fenolici reprezentata de acei compusi hidroxilici in care gruparea functionala OH este legata la un atom de carbon al nucleului benzenic . Fenolii pot fi monohidroxilici sau polihidroxilici. Datorita faptului ca derivatul dihidroxilic care prezinta cele doua grupe hidroxil in pozitie meta se numeste rezorcina (sau rezorcinol) compusii care contin acest fenol in molecula lor pot fi numiti derivati rezorcinolici * Monoterpenele reprezinta derivati nesaturati ai 3,7-dimetiloctanului adica hidrocarburi nesaturate care contin zece atomi de carbon dintre care doi reprezinta grupe metil(-CH3) grefate pe o catena de opt atomi de carbon Catena respectiva poate sa fie liniara sau poate prezenta un ciclu,iar la nivelul ciclului poate prezenta una sau mai multe nesaturari. Daca monoterpena respectiva prezinta un ciclu care cuprinde sase atomi de carbon iar la nivelul acestui ciclu prezinta si trei nesaturari atunci ea va prezenta si caracter aromatic ,1

devenind practic un derivat fenolic. Compusii care contin in molecula lor o monoterpena pot fi denumiti compusi terpenici

Prima cannabinoida izolata din rezina de Cannabis sativa a fost cannabinolul- un compus alcatuit din 21 atomi de carbon care prezinta si doi atomi de oxigen, unul care face parte dintr o grupa hidroxil fenolica si unul care face parte dintr-un ciclu. Este bine de retinut cu aceasta ocazie faptul ca ciclurile care contin si alti atomi pe langa atomii de carbon se numesc heterocicluri,iar respectivul atom, care poate contine oxigen,azot sau sulf se numeste heteroatom. Analiza moleculei cannabinolului a aratat ca ea este o combinatie intre o monoterpena si un derivat rezorcinolic dar una dintre gruparile hidroxil ale derivatului rezorcinolic nu este libera ci inclusa intr-un heterociclu. Heterociclul respectiv contine sase atomi si leaga partea terpenica a moleculei de cea rezorcinolica. Partea terpenica este in cazul cannabinolului aromatica si provine dintr-o molecula de cimen. In marea majoritate a celorlalte cannabinoide componenta terpenica nu mai prezinta caracter aromatic, ciclul fiind partial hidrogenat de cele mai multe ori ramanand o singura dubla legatura. Partea aromatica rezorcinolica provine dintr-o molecula de olivetol. In celelalte cannabinoide aceasta parte rezorcinolica poate fi reprezentata tot de olivetol sau de acidul carboxilic corespunzator olivetolului. Faptul ca moleculele de cannabinoide pot fi considerati atat derivati monoterpenici cat si derivati rezorcinolici a ridicat unele probleme in stabilirea regulilor pentru nomenclatura lor(nomenclatura se refera la denumirile chimice si la regulile de stabilire a lor) datorate tendintei de a le numerota si denumi fie ca si cand ar fi monoterpene fie ca si cand ar fi derivati rezorcinolici. Situatia a devenit si mai complicata avand in vedere faptul ca substantele cannabinoide care prezinta heterociclu pot fi ccconsiderate derivati de piran. * Cele mai multe probleme in tentativa de a gasi un sistem de numeroatre unitar si aplicabil tuturor cannabinoidelor naturale au fost generate de faptul ca nu toate cannabinoidele naturale prezinta inel piranic-in multe dintre ele heterociclul se desface generand o structura de tip bifenilic. Ca urmare , in

1

domeniul cannabinoidelor au fost propuse si folosite de a lungul timpului mai multe sisteme de numerotare dintre care patru au fost frecvent folosite in literatura de pecialitate fiecare avand avantaje si dezavantaje SHULGIN(1969) face o trecere in revista acestor patru sisteme si prezinta si un al cincilea system folosit doar pentru cannabinoide cu componenta terpenica neciclica Un prim sistem de numerotare( sistemul piranic) introdus de TODD (citat de SHUGLIN,1969) in Anglia , considera toate substantele cannabinoide ca fiind derivati piranici si porneste numaratoarea de la atomul de oxigen, numerele de baza ( 1-6) fiind atribuite atomilor din ciclul piranic. Numaratoarea celorlaltor 2 inele porneste de la atomii 4 ,respectiv 5 al ciclului piranic. In sensul acelor de ceasornic in cazul inelului terpenic(16) si in sens invers acelor de ceasornic in cazul inelului aromatic rezorcinolic(1-6) . Astfel, atomii de carbon comuni cu inelul piranic sunt numerotati ca primii atomi ai celorlaltor cicluri. * Un alt sistem de numerotare (sistemul dibenzopiranic) inrudit cu cel prezentat anterior se bazeaza pe conventiile recomandate de Chemical Abstracts si considera substantele cannabinoide ca fiind derivati de dibenzopiran, numerotarea de baza(1-10) incepand la nivelul componentei rezorcinolice si vizand atomii de carbon care nu sunt comuni mai multor cicluri * Dezavantaj al acestor prime doua metode este faptul ca numaratoarea se schimba complet in cazul cannabinoidelor care prezinta inel piranic deschis. Un alt treilea sistem de numerotare( sistemul bifenilic) a fost acceptat mai intai in Europa si mai tarziu in intreaga lume : acest sistem considera cannabinoidele ca fiind derivati bifenilici numerotarea facandu-se la nivelul inelelor fenilice pornind de la atomii de carbon implicate in legatura bifenilica. Inelul terpenic este considerat prioritar atomii acestuia primind numerele 1-6 in sens invers acelor de ceasornic, iar atomii inelului aromatic rezorcinolic primesc numerele 1-6 in sensul acelor de ceasornic* Avantajele si dezavantajele acestui system sunt inverse fata de sistemele anterioare desi numerotarea se face foarte usor in cazul compusilor neheterociclici , nu a oferit posibilitatea unei numerotari unitare in cazul cannabinoidelor care prezentau structura heterociclica * Un al patrulea-a sistem de numerotare( sistemul terpenic) care a fost intens utilizat( fiind inclusiv astazi preferat de unii cercetatori) este cel care recunoaste atat natura terpenica, cat sic ea aromatica a cannabinoidelor, astfel partea terpenica este numerotatain sensul acelor de1

ceasornic incepand cu atomul de carbon de care se leaga grupul metilic(16)carbonul metilic primeste numarul 7 ,iar ceilalti 3 atomi ramasi din partea terpenica a moleculelor de cannabinoide sunt numerotati in continuarea atomilor din ciclul terpenic, primind numerele 8, 9 si 10. Componenta rezorcinolica este numerotata in sens invers acelor de ceasornic(1-6) incepand cu atomul de carbon implicat in legatura cu partea terpenica a moleculei. Avantajul- acestui system este faptul ca poate fi aplicat atat cannabinoidelor cu inel piranic deschis,cat si celor cu inel piranic inchis, atomii pastrand aceleasi numere in ambele situatii. * In practica, aceluias compus ii pot fi aplicate mai multe sisteme de numerotare, el putand fi cunoscutsub denumiri diferite, ca de exemplu in cazul tetrahidrocanabinolului( notat prescurtat THC) principalul responsabil pentru efectele psihoactive ale marijuaneicel mai adesea acesta este denumit delta 9tetrahidrocannabinol aceasta denumire fiind corespunzatoare sistemului de numerotare dibenzopiranic. Alti cercetatori prefera insa pentru acelasi compus denumirea de delta 1 THC ,care deriva din sistemul de numerotare terpenic

3.1.2 Biosinteza Este de la sine inteles faptul ca in paralel cu identificarea primilor compusi au aparut si primele intrebari legate de biosinteza lor( biosinteza insemnand modul in care planta ajunge sa produca acesti compusi pornind de la substantele absorbite impreuna cu apa din sol) compusii psihoactivi sunt sintetizati in toata planta sau doar in organe ? Sunt necesare anumite conditii de mediu ? Orice varietate de canepa ii poate produce ? Pot fi gasite cai alternative de sinteza in conditii de laborator ? Raspunsurile la aceste intrebari erau asteptate cu mare interes atat de catre lumea farmaceutico-medicala si publicul larg, cat si de catre lumea traficantilor din motive diferite : cercetatorii din domeniul farmaceutic erau interesati de posibilele utilizari ca analgezic ,iar traficantii ar fi dorit metode de obtinere a marijuanei mai ieftine si mai sigure. In definitiv, dureaza luni de zile sa obtii o recolta iar marijuana de calitate nu se poate obtine decat in anumite conditii de cultivare. In plus, o recolta poate fi periclitata de capriciile climei si de numeroase fenomene din natura. Si nu in ultimul rand, deseori culturile clandestine sfarsesc prin a fi arse de oamenii legii. Raspunsurile la aceste intrebari au fost date treptat, pe masura ce metodele de analiza s-au perfectionat, dar in permanenta au aparut alte intrebari care asteapta noi raspunsuri.1

Observatia ca marijuana de calitate nu se poate obtine din orice organ al plantei, ci doar din inflorescentele femele ,i-a determinat pe cercetatori sa incerce sa identifice sediul biosintezei, substantelor cannabinoide.desi , acestea au fost identificate atat in perisorii glandulari , cat si in tulpina, polen, seminte si radacini, studiile efectuate prin metode histochimice, chimice si imunochimice au aratat ca principalul loc de producere a cannabinoidelor este reprezentat de perisorii glandulari care secreta rezina ce protejeaza inflorescentele femele impotriva deshidratarii. Constituentii activi ai marijuanei sunt cannabinolul, cannabidiolul si tetrahidrocanabinolii ( acestia din urma reprezinta principiile raspunzatoare pentru proprietatile psihoactive ale marijuanei cel mai important fiind 9 THC ) . Concentratia acestora variaza foarte mult de la o zona geografica la alta , de la o cultura la alta si de la o proba la alta, in limitele de 1 pana la 30. Cel mai mare continut a fost depistat in unele probe dehash oil :50-60% THC 9 THC se formeaza in perii glandulari de pe suprafata plantei. Exemplarele femele ale speciei sunt preferate deoarece produc mai multi perisori glandulari si contin in consecinta o cantitate mai mare de cannabinoide. Frunzele contin aproximativ 1% 9 THC in timp ce influorescentele contin 3,5% sau 4,2% in culturile din anumite zone ale globului. In general rezina contine 210%9 THC, iar uleiul de hasis 10-30%. 9 THC are patru stereoizomeri, dar in compusii naturali apare numai izomerul trans levogir, a carui denumire chimica completa este (-)-(6aR,10aR)-6,6,9-trimetil-3-pentil-6a,7,8,10a-tetrahidro-6Hbenzo(c) chromen -1-ol. Doua substante innrudite, acidul 9 THC-2-oic si acidul 9 THC-4-oic sunt de asemenea prezente in cannabis,uneori in cantitati mari. Cannabidiolul(CBA) prezinta efecte farmacologice opuse unora dintre efectele tetrahidrocanabinolului. Cannabivarinele si cannabichromenele participa la aparitia efectelor pshihoactive. Prezenta in cantitate mare a cannabinolului (CBN), care este un compus de degradare a THC indica faptul ca marijuana este veche si partial degradata In ceea ce priveste caile de biosinteza propriu-zise , dupa cum am ma spus , la momentul cand au fost initiate cerceterile in aceasta directie metodele de analiza nu erau extrem de performante , astfel incat primele ipoteze au fost formulate pe baza analogiei cu experimentele de laborator. Se proceda astfel : se studia structura moleculei de interes , se incerca sinteza partilor ei componente in conditii de laborator , iar in caz de reusita se presupunea ca in planta au loc procese de sinteza similare , dar catalizate de alti factori. Pe langa faptul ca acestye experimente au dus la formularea unor prime ipoteze privind biosinteza cannabinoidelor, marele lor merit este acela ca au ajutat foarte mult la elucidarea structurii chimice a multora dintre substantele cannabinoide, altele decat cannabinolul si tetrahidrocannabinolul. In plus au dus la descoperirea unor metode sintetice de obtinere a tetrahidrocannabinolului, care au mare valoare teoretica, desi nu ar fi rentabile pentru inlocuirea la scara industriala a traficului1

de marijuana. Metodele de sinteza sunt insa valoroase pentru industria farmaceutica, in special in domeniul antagonistilor cannabinoizi. SHULGIN (1969) mentiona faptul ca existenta unei fractiuni acide in uleiul de C. sativa era de mult timp cunoscuta.unul dintre primii acizi izolati din aceasta fractiune a fost acidul cannabidiolic. Prezenta lor precum si altor acizi in rezina izolata din marijuana cultivata la latitudini nordice sugereaza rolul acestora de precursori pentru alte substante cannabinoide neutre din punct de vedere chimic. Separarea cromatografica a fractiunii acide a permis evidentierea altor trei acizi carboxilici aromatici : acidul cannabigerolic, acidul cannabinolic si acidul tetrahidrocannabinolic. Cercetarorii au formulat la nivelul anilor 70 ipoteza ca este foarte probabil ca acesti acizi sa fie intermediari biologici in procesul de biosinteza a cannabinoidelor neutre si au adus in acest sens o serie de argumente. Analiza cromatografica a altor componente ale fractiunii acide arezinei de cannabis a evidentiat existenta unui derivat rezorcinolic a carui analiza spectroscopica a sugerat faptul ca ar putea fi rezultatul unei fuziuni intgre o terpena monociclica si olivetol. Compusul respectiv, denumit cannabigerol, poate rezulta din decarboxilarea acidului cannabigerolic, care la randul sau a fost obtinut in conditii de laborator prin reactie dintre terpena neciclica respectiva si acidul olivetolic. Ulterior au fost caracterizate alte doua substante din componenta rezinei : cannabinochromena si cannabiciclolul un compus caruia pe baza absentei oricarei legaturi nesaturate in afara ciclului aromatic rezorcinolic,i s-a atribuit o structura cu doua cicluri saturate de atomi dee carbon in plus pe langa heterociclul saturat care contine atomul de oxigen. Structura atribuita initial cannabiciclolului era bazata la nivelul anilor 60-70 pe considerente pur teoretice. Existenta tuturor acestor compusi izolati si studiati din punct de vedere al structurii si al posibilitatilor de obtinere a dus la presupunerea ca biosinteza lor ar putea urma aceeasi pasi pe care ii urmau si succesiunule de reactii chimice prin care se reusise obtinerea lor in laborator si s-ar baza pe reactia dintre doiverse structuri terpenice si diversi rezorcinoli, printre acesti p ;recursori numarandu-se si diversi acizi carboxilici aromatici. Un argument in sprijinul acestei ipoteze a fost faptul ca in cazul marijuanei cultivate in climate reci acesti acizi se gasesc in cantitate mai mare decat in marijuana puternic psihoactivaprovenite din culturile din climatele calde, in timp ce cannabinoidele neutre psihoactive se gasec bin cantitare mai mica. MECHOULAM si GAONI (citati de SHULGIN in 1969 ) au formulat si argumentat ipoteza ca nu numai olivetolul dar si acidul ilivetolicpoate servi ca partener in reactia cu un component terpenic. Ei au argumentat ca geranolul in conditii de reactie potrivite, poate reactiona atat cu olivetolul, cat si cu acidul1

olivetolic, pentru a forma cannabigerol. S-a considerat ca ulterior cannabigerolul poate suferi o alfa-oxidare transformandu-se in cannabidiol sau in cannabichromena. Ei au explicat formarea altor compusi cannabinoizi prin diverse alte reactii de dehidrogenare si ciclizare. In concluzie, pe baza cercetarilor din anii 70 si 80 era cunoscut cu certitudine faptul ca acidul cannabigerolic este sintetizat din geraniol si acis olivetolic, fapt reconfirmat ulterior si de FELLERMEIER (1998) care a demonstrat ca extractele celulare de C. sativa pot converti difosfatul de geranil si acidul olivetolic in acid cannabigerolic. Dar , pana la jumatatea anilor 90 in lipsa datelor experimentale dersista convingerea ca acidul 9 tetrahidrocannabinolic precursorul 9 tetrahidrocannabinolului este sintetizat prin ciclizarea acidului cannabidiolic (CBDA ), iar CBDA este format din acid cannabigerolic( CBGA) avand ca intermediar un compus alfa-hidroxilat. Pentru a investiga aceste presupuneri, TAURA (1995,1996) a studiat sinteza 9-THCA prin metode enzimologice si au stabilit ca de fapt 9-THA este biosintetizat din CBGA sub actiunea 9 THA sintetazei si nu din presupusul sau precursor ,CBDA Enzimele care catalizeaza formarea acidului tetrahidrocannabinolic (THCA), acidului cannabichromenic (CBCA)si a acidului cannabidiolic (CBDA)din acid cannabigerolic au fost toate purificate si caracterizate. Ele fac parte din clasa oxidocilazelor si au fost studiate de urmatorii cercetatiri : - sintetaza acidului cannabidiolic(CBDA sintetaza)- TAURA,1996 ; - sintetaza acidului 9-tetrahidrocannabinolic( 9-THCAsintetaza) TAURA 1995 - sintetaza acidului cannabichromenic(CBCA-sintetaza) MORIMOTO, 1998si 1999. A fost demonstrate ca toti acesti 3 cannabinoizi (THCA, CBCA, CBDA) se formeaza direct din acid cannabigerolic, fiind astfel infirmata teoria intermediarului alfa-oxigenat.

Pe masura ce stiinta progresa, progresau si metodele de analiza. In consecinta pe la mijlocul anilor 70 , analogiilor cu reactiile in conditii de laborator li s-au alturat studiile efectuate cu izotopi radioactivi ,care au ridicat cu mult nivelul de cunoastere a proceselor biosintetice Dar ce sunt izotopii radioactivi ? Mai inatai sa ne amintim cateva notiuni lrgate de structura atomului ; un atom prezinta un nucleu si un invelis electronic in jurul nucleului.nucleul contine particule cu sarcina pozitiva numite protoni,iar invelisul electronic contine particule cu sarcina negativa numite electroni care sunt in numar egal cu protonii astfel incat per ansamblu atomul respectiv este neutru. Numarul atomic Z corespunde corespunde numarului de electroni ai unui atom care este egal cu1

numarul de protoni ai atomului respectiv.acest numar atomic Z a fost folosit drept criteriu de ordonare a elementelor in sistemul periodic al elementelor si indica si pozitia unui element in sistemul periodic. Toti atomii aceluias element contin acelasi numar de protoni si acelasi numar de electroni

Pe langa protoni,multe elemente contin in nucleu si un alt tip de particule, neutre din punct de vedere al sarcinii electrice, numite neutroni. Numarul neutronilor se noteaza cu litera N. suma numarului de peotoni (Z) si a numarului de neutroni(N) reprezinta numarul de masa , notat A (deci A=Z+N) Un izotop reprezinta unul dintre mai multe elemente chimice in care toti atomii au acelesi numar atomic Z , dar prezinta numar de masa diferit datotita numarului inegalde nuutroni din nucleele lor. Cei mai cunoscuti izotopi sunt cei ai hiddrogenului si ai carbonului. Hidrogenul are 3 izotopi si fiecare dintre ei prezinta cate un proton si un electron(Z=1 pentru toti 3), Dar ei prezinta numar diferit de neutroni : izotopul care nu prezinta neutroni(N=0 ;A=Z+N=1+0=1) se numeste protiu si este cea mai raspandita specie dw hidrogen ; izotopul care prezinta un neutron(N=1 ;A= Z+N=1+1=2) se numeste deuteriu , iar izotopul care prezinta 2 neutroni( N=2 ; A=Z+N=2+!=3) se numeste tritiu * Tritiu este un izotop instabil , radioactiv, care in mod natural apare extrem de rar, dar este obtinut artificial in reactoarele nucleare. Deuteriul este folosit ca marker radioactive in experimentele biochimice. In ceea ce priveste atomul de carbon se cunosc in prezent 13 izotopi ai sai dintre care doar 2 se pot forma in conditii naturale. Un alt exemplu este uraniul pntru care se cunosc 25 de izotopi dintre care doar 3 apar mai frecvent. Revenind la atomul de carbon, cei mai import izotopi ai sai sunt cei cu 6,7 . respectiv 8 neutroni , carora le corespund numere atomice egale cu 13- 13 respectiv 14 . izzotopii sunt reprezentati grafic prin simbolul elementultu respectiv numarul de masa fiind notat in stanga sus, iar numarul atomic in stanga jos * Multi izotopi sunt radioactivi. Radioactivitatea reprezinta proprietatea pe care o au anumite elemente de a emite raze si particule subatomice , fie datorita nuicleleor insatbili fie ca rezultat al unor rteactii nucleare. Un izotop eadioactiv este un izotop cu nucleul instabil care emite radiatii de ionizare cu scopul de ase stabiliza prezentand astfel o tyendinta de descompunere radioactiva. In ce consta un experiment de biosinteza cu izotopi radiactivi ? un asemenea experiment se bazeaza pe faptul ca un izotop radiactiv pate fi detectat1

prin diverse metode indiferent de molecula in care ajunge sa fie incorporat. Ca urmare in mediul de crestere al unei plante se introduce o substanta pe care plabnta o poate absorbi si inc ude in propiul ei metabolism, iar substanta respectiva contine un izotop radioactiv, adica este marcata radioactiv. Oastfel de substanta este glucoza , deoarece plantele sunt capabile sa o absoarba si sa o descompuna ,transformand-o in compusi proprii metabolismului lor : de exemplu plante de Cannabis sativa hranite cu o solutie de glucoza marcate cu carbon radioactiv vor decompune glucoza si o vor folosi in diverse reactii de biosinteza, astfel incat atomii de carbon radioactivi vor ajunge sa fie incorporati in diverse alte molecule sintetizate de planta. Urmarind parcursul acestor izotopi radiactivi si studiind pozitiile4 in care principiile active sintetizate de palntab ajung sa ii contina se pot trage numeroase concluzii priovibd peocesele biosintetice din planta. Avand in vedere faptul ca moleculelel de cannabinoide au toate o componenta terpenica si o componenta rezorcinolica sa incercat identificarea cailor de biosinteza care duc la formarea celor doua componente Terpenele sunt compusi cu o larga raspandire in regnul vegetal indeplinind diverse functii,in special functii de aparare . ele au fost amnuntit studiate . datorita faptului ca marea majoritate a cazurilor ele sunt sintetizate prin asa numita cale a mevalonatului sa propus ca si in cazul cannabinoidelor componenta terpenica se obtine prin aceasta cale metabolica, pentru a cerceta aceasta presupunere FELLERMEIER(2002) a fost urmatorul experiment: butasi Cannabis sativa au fost crescuti in mediul de gluza marcata cu C13 (care contine un atomC13 la nivelul C1, notat cu litera C ) si a analizat prin RMN dispozitia atomului C13in molecula a 2 metaboliti caracteristici pentru Cannabis : accidul tetrahidrocannabinolic si acidul cannabichromenic. Glucoza absorbita din mediu poate fi valorificata de palnte in cadrul mai multor cai metabolice . doua dintre aceste cai sunt calea mevalonatului sio calea deoxixilulozei denumite astfel dupa metabolitii lor intyermediari reprezentativi ambele cai pot sintetiza la diferite nivele ale lor compusi identici. De exemplu , isopentenil difosfatul (IPP) si dimetilalil difosfatul(DMAPP) pot fi biosintetizati atat pe cale metabolica a mevalonatului cat si pe cale metabolica a deoxixilozei , dar fiecare ii biosintetiozeaza in alt mod, prin alte succesiuni de reactii si utilizand alte enzime. In cazul caii mevalonatului , IPP si DMAPP sunt sintetiozati cu ajutorul mai multor unitati de acetil -coenzima A formate din glucoza astfel incat, daca se foloseste( 1- 13 C)glucoza fiecare unitate de acetil Co A va contine cate un C13 la nivelul grupei CH3 ( marcat prin litera C ingrosat). Moleculele de IPP si DMAPP obtinute stfel vor avea fiecare cate 3 atomi C13. faptul ca molecula de geranil difosfat din care se formeaza componenta terpenica a tuturor cannabinoidelor se formeaza din IPP si DMAPP era deja cunoscut si confirmat experimental. Daca geranil difosfatu l este sintetizat din IPP di DMAPP rezultati din calea mevalonatului el va prezenta sase atomi de C13. In urma reactiei dintre acest tip de geranildifosfat si acid1

olivetolic ar rezulta acid cannabigerolic cu sase Atomi C13 la nivelul componentei terpenice * Calea mevalonatului este prima si cea mai cunoscuta cale pentru biosinteza terpenelor dar nu este singura. Recenta a fost decoperita in microorganisme , alge si unele planet superioare (EISENREICH, 1998 si ROHMER,1999 citati de FELLERMEIER, 2001) asa numita cale a deoxixilulozei, care sintetizeaza geranildifosfat tot din IPP si DMAPP , dar si acesti doi precursori nu sunt formati cu ajutorul mai multor unitati de acetil Co A, ci sunt sintetizati din doi compusi de degradare a glucozei : piruvatul si gliceraldehid- 3-fosfatul. Noutatea acestei recent descoperite cai nu a constat in faptul ca din glucoza se obtin piruvat si gliceraldehid-3-fosfat , modul in care molecula de glucoza este degradata in plante si transformata in gliceraldehid-3fosfat si piruvat fiind de mult timp cunopscut. Noutatea a consta in faptul ca acesti doi compusi de degradare pot anstitui materii prime pentru sinteza IPP si DMAPP. Numele acestei cai este dat de primul intermediar al sau , 1-deoxi-Dxilulozo-5-fosfatul, format din gliceraldehid-3-fosfat si piruvat sub actiunea enzimei 1-deoxixilulozo-5-fosfat-sintaza si care este transformata intr-un cciclodifosfat prin actiunile consecutive ale proteineleo enzimatice . Aceste proteine enzimatice au fost identificate atat la bacterii cat si la plante. * Nelamurirea cercetatorilor pana la acest tip de experimente era urmatoarea :in Cannnabis partea terpenica aprincipiilor active se formeaza pe calea metabolica a mevalonatului sau pe alta cale ? Studiul moleculelor radioactive de acid cannabichromenic si acid tetrahidrocannabinolicmarcate cu C13 biosintetizate de butasi de Cannabis crescuti in mediu de glucoza a aratat ca ambii acizi prezinta doar cate patru atomi C13 la nivelul compenentei terpenice ceea ce a dus la concluzia ca , spre deosebire de numeroase alte palnet, Cannabis sativa sintetizeaza partea terpenica a moleculei in principal pe calea deoxixilulozei, calea mevalonatului avand un rol nesemnificativ.. * Aceasta contributie minora a caii mevalonatului la biosinteza cannabinoidelor a fost evidentiata de SHOYAMA ,in 1975 , care a demonstrat incorporarea in acidul tetrahidrocannabinolic si in acidul canabichromenic a mevalonatului si a malonatului marcati cu C14. La nivelul anului in care SHOYAMA a facut acest experiment calea deoxixilulozei nu era inca descoperita, modul in care era sintetizata componenta terpenica pentru restul de 99,98%,dintre substantele cannabinoide ramanand un mister pana in ultimul deceniu. Acest mister a fost elucidat abia la inceputul mileniului al treilea,cand experimentele cu glucoza corelate cu decoperirea caii deoxixilulozei au clarificat modul de formare a componentei terpenice a cannabinoizilor.2

In plantele superioare calea deoxixilulozei are loc in compartimentul plastidic,in timp ce calea mevalonatului se desfasoara in citoplasma. In ceea ce priveste partea rezorcinolica a moleculei de acid cannabichromenicsi tetrahidrocanabinolicsa constatat ca acestia contin cate sase atomi de C13 . pe baza acestor date experimentale FLLERMEIER a facut presupunerea ca acidul olivetolic care genereaza partea rezorcinolica a tuturor moleculelor de cannabinoide trebuie sa fie sintetizat printr-un mecanism de tip poliketida din mai multe unitati de coenzima A si apropus urmatoarea posibila cale de sinteza, care presupune condensarea unei unitati de acetil-CoA cu cinci unitati de malonil CoA Poliketidele sunt compusi ai metabolismului secundar al plantelor, obtinuti prin polimerizarea unor subunitati acetil sau propionil. Enzimele care guverneaza sinteza lor se numesc poliketid-sintaze. Varianta propusa de FELLERMEIER(2001) ar justifica distributia izotopilor la nivelul moleculei de acid olivetolic, respectiv la nivelul compenentei rezorcinolice a cannabinoidelor. Studii ulterioare au confirmat mecanoismul de tip poliketida , dar au infirmat ca acesta se bazeaza (in cazul Cannabis sativa ) pe condensarea acetil- Co A cu cinci unitai de malonil-CoA. Mecanismul exact consta in condensarea a trei molecule de malonil CoA cu o molecula de hexanoil-CoA, cu formarea unei poliketide intermediare,care se transforma in acid olivetolic. * Concluzie - in baza datelor disponibile in literatura de specialitate pana in prezent se pot face urmatoarele aprecieri cu privire la sinteza cannabinoidelor ; precursorii cannabinoidelor sunt sintetizati pe doua cai metabolice : - acidul olivetolic pe calea poliketidelor - geranildifosfatul pe calea deoxixilulozei. Ei sunt condensati sub actiunea unei enzyme din clasa preniltransferazelor denumita olivetolat geraniltransferaza (GOT) , pentru a forma acid cannabigerolic(CBGA) care este un substrat comun pentru trei oxidociclaze: sinteza acidului cannabidiolic care il transforma in CBDA,sinteza acidului 9tetrahidrocanabinolic care il transforma in 9 THCA si sinteza acidului canabichromenic care il transforma in CBCA 3.2 Principii active non-cannabinoide 3.2.1 Clasificare Fitochimia plantei Cannabis sativa este extreme de complexa ,fiind identificati pana in present mai mult de 480 de compusi apartinand mai multor clase de principii active. Unii dintre compusii identificati rezulta din metabolismul primar :( aminoacizi ,acizi grasi,steroizi) in timp ce cannabinoidele ,2

flavonoidele, stilbenoidele,terpenele metabolismul secundar.

,lignanii

si

alcaloizii

rezulta

din

Flavonoide si compusi feniltropanici Flavonoidele sunt derivati glicozilati ai cromonei * In cannabis au fost identificate mai mult de 20 de flavonoide reprezentand structuri care pot fi glicozilate , prenilate sau metilate. Pentru unele dintre ele se cunosc efecte farmacologice proprii : cannflavinele A si B inhiba producerea prostaglandinei E2 , iat C-diglicozilflavonele,orientina si quercetinul inhiba activitatea aldoz-reductazei in ochiul de sobolan. Flavonoidele au fost identificate in flori, frunze,lastari si polen , dar nu au fost evidentiate pana in prezent in perisorii glandulari. Compusii fenilpropanici sunt produsi de asemenea identificati in cannabis. Ei sunt precursori ai flavonoidelor . Stilbenoidele Stilbenoidele sunt compusi fenolici derivati de bibenzil care la randul sau este un derivat hidrogenat al stilbenului. Se observa ca atat fenantrenul hidrogenat cat si nucleul de baza al spiranilor pot fi considerati derivati ciclizati si hidrogenati bibenzilului. * In Cannabis sativa au fost identificate urmatoarele grupe de stilbenoide : compusi bibenzilici, derivati hidrogeneti ai fenantrenului si spirani. In planta indeplinesc diverse roluri de aparare si de inhibare a cresterii. A fost observata o actiune antibacteriana a unora dintre acesti compusi. * Terpene In cannabis au fost identificate 120 de terpene : 61 monoterpene, 52 sesquiterpene, doua triterpene, o diterpene si 4 derivati terpenici. Terpenele sunt responsabile pentru aroma diferitelor varietati de marijuana si pot determina preferintele consumatorilor. Au fost identificate si izolate din flori, radacini si frunze, dar sunt in principal localizate la nivelul perisorilor glandulari. Prezinta efecte farmacologice sinergice cu substantele cannabinoide * Alcaloizi2

Alcaloizii sunt compusi naturali azotati cu caracter bazic care prezinta activitate farmacologica in organismul uman chiar si la doze mici. In cannabis au fost identificati 10 alcaloizi grupati in sase grupe structurale : protoalcaloizi, feniletilamine,piridine, pipiridine si poliamide de tip dihidropenfilina. In clasa poliamidelor de tip dihidropenfilina au fost incadrate cannabisativina si anhidrocannabisativina- doi alcaloizi derivati din spermidina. Piperidina si pirolidina au fost izolate din radacini, frunze, tulpini ,polen si seminte. A fost investiogata si prezenta muscarinei in cannabis. * Lignamide si amide fenolice In fructele si radacinile de Cannabis sativa au fost identificati 11 compusi din grupa lignanilor si amidelor fenolice : N-trans-cumaroiltiramina, N-transferuloiltiramina si N-trans-cafailtiramina sunt amide fenolice , in timp ce cannabisinele A,B,C,D,E,F,G si grossamida sunt lignanamide. Lignanii se formeaza prin reactii biochimice care presupun dimerizarea unor compusi fenilpropanici. Lignamidele se formeaza prin dimerizarea unor unitati obtinute pe reactia dintre tiramina si diversi derivati feniltropanici. Lignamidele identificate in cannabis sunt de tip arilnaftalen. Amidele fenolice prezinta actiune citotoxica, antiinflamatoare, antineoplazica si slab analgezica . Grossamida si cannabisinele D si G au actiune citotoxica. Rolul amidelor fenolice si al lignamidelor in planta este de aparare fata de ranire , lumina UV si alte plante, ele confera rezistenta impotriva unor virusuri, sunt implicate in procesul de inflorire si de geneza a organelor sexuale ale plantei si in procesele de vindecare si de suberizare( suberizarea reprezinta procesul de formare a unui tesut vegetal denumit suber care are rol protector).

IV Date farmacotoxicologice 4.1 Farmacocinetica si metabolizare Administrarea si absorbtia Distributia Depozitarea Metabolizrea si eliminarea 4.2 Efecte farmacologice si utilizari Sistemul nervos si sistemul neuroendocrin Viabilitatea celulara2

Procese imunomodulatoare si inflamatoare Embriogeneza Aparatul respirator Aparatul cardiovascular Analizatorul vizual Medicamente care contin liganzi cannabinoizi Obiectii privind utilizarile medicale ale marijuanei 4.3 Intoxicatia cu cannabis Intoxicatia acuta Intoxicatia cronica

4.1 Farmacocinetica si metabolizare

Caile tipice de administrare a marijuanei sunt fumatul si calea orala. Din momentul administrarii si pana la aparitia efectelor farmacologice specifice urmate de eliminare , drogul parcurge in organism un drum lung,care presupune mai multe faze , fiecare avand anumite particularitati , adsorbtia , distributia, stocarea,legarea de structurile specifice din organismul uman cu aparitia efectelor caracteristice , metabolizarea si eliminarea Administrarea si adsorbtia In cazul administrarii prin fumat adsorbtia THC se face pe cale respiratorie. Procesul respiratiei implica trecerea aerului prin mai multe segmente ale aparatului respirator : nasul, gura ,faringele, traheea, bronhiile caile respiratorii inferioare si alveolele pulmonare Suprafata alveolelor pulmonare este foarte mare si foarte bine irigata deoarece aici are loc schimbul de gaze intre aerul inspirat si sange . La nivel alveolar o substanta va fi cu atat mai mult absorbita cu cat va trce mai usor prin membranele celulare. Datorita faptului ca membranele celulare sunt lipofile, vor trece mai usor compusii lipofili si mai greu cei hidrofili. Tetrahidrocannabinolul fiind un compus puternic lipofil, va trece usor prin membranele biologice si va fi preluat aproape integral in sange.totusi nu toata cantitatea de THC din fumul expirat va trece in sange , deoarece au loc doua fenomene care reduc cantitatea ce ajunge la nivel alveolar: in primul rand o parte din fumul expirat din tigara va fi eliminat prin expiratie si astfel se elimina din organism o parte din THC inspirat, iar in al doilea rand nu toate particulele inspirate prin fumul de tigara ajung pana2

la nivelul alveolelor : particulele cu dimensiuni mai mari de 5ym i regiunea traheobronsica de unde sunt eliminate prin tuse sau stranut

Procesele de piroliza sunt o alta cauza a pirderilor de THCdar aceste pierderi au loc innaintea intrarii THC in organism . Desi pe de o parte ele favorizeaza conversia cannabinoidelor acide in cannabinoide neutre, pe de alta parte cauzeaza si distrugerea partiala a principiilor active prin carbonizarea lor . Dupa administrarea orala ( prin infuzii , decocturi, produse de patiserie cu cannabis) THC este absorbit in proportie de 90-95 % dar maximul concentratiei plamatice se atinge mai tarziu si are valoare mai mica decat in cazul administrarii prin inhalare . THC nu ajunge direct din stomac in sange ci este mai inatai supus procesului de digestie sub influenta sucurilor gastrice si a enzimelor hepatice si intestinale, ceea ce duce la degradarea sa partiala si la intarzierea momentului adsorbtiei sale in circulatia generala

Distributia

2

Administrata prin fumat marijuana ajunge rapid in creier.THC inhalat este usor absorbit la nivel alveolar si ajunge in sange , care il va transporta catre toate organele. In sange THC se leaga in proportie de 97-99% de proteinele plasmatice si in mica masura si de celulele rosii. Datorita lipofiliei sale ridicate este rapid distribuit in tesuturi , acumulandu-se imediat dupa administrarea in organele bine perfuzate si cu continut ridicat in grasimi precum creierul si ficatul , fiind in aceasta prima faza mai putin distribuit catre organele mai putin perfuzate Intensitatea efectelor psihoactive poate fi corelata cu concentratia plasmatica a Intoxicatia cronica

2

Consumul de droguri are urmatoarele particularitati stadiale: - consumul experimental (in scop recreational); - consumul regulat - consumatorul incepe sa lipseasca din ce ince mai mult de la scoala/serviciu, se ingrijoreaza sa nu piarda sursade procurare a drogului; - preocuparea zilnica - consumatorul pierde motivatia (scoala/serviciul ii devin i indiferente - dependenta - consumatorul nu poate face fata treburilorzilnice fara drog, neaga problema pe care o are, se produce inrautatirea conditiei fizice, dupa consum isi pierde controlul Toxicomania indusa de consumul de Cannabis se numeste canabism. Dupa criteriul "consum regulat" la adultii tineri, in unele zone ale SUA se situeaza dupa tutun si alcool. Efectele cel mai frecvent observate sunt reprezentate de o senzatie de relaxare si euforie moderata (asemanatoare celei induse de alcool), insotita de tulburari de gandire si concentrare, de perceptie si ale functiilor psihomotorii. Efectele apar imediat dupa ce marijuana ajunge la nivel cerebral au o durata de 1-3 ore. Dupa cateva minute de la inhalarea fumului, creste ritmul cardiac, apare relaxarea bronhiiilor si dilatarea vaselor la nivel ocular cu efectul de "ochi rosii". In cazul ingestiei latenta efectelor este de 30 de minute. Au fost descrise mai multe faze succesive in starea de intoxicatie cronica produsa de Cannabis : 1. Faza de excitatie euforica - este o stare de betie, de bine fizic si psihic, de multumire si bucurie intensa insotita de ras nestapanit si convulsiv. 2. Faza de exaltare senzoriala si afectiva insotita de dezorientare - cel mai slab sunet capata rezonante exacerbate (prin stimularea perceptiilor) generand ostare de ideatie si chiar halucinatii vizuale (culori placute sii ntense), tactile sau chiar cu conotatii sexuale. Apar lipsa de coordonare si dezorganizarea gandirii, dimensiunile spatiului si timpului cresc, iar extremitatile capului se resimt grele si capul pare umflat. Desi reflexele sunt incetinite, impulsurile capata frau liber si uneori se exteriorizeaza instincte perverse, intoxicatul avand trairea de persoana dubla si comportament agresiv . 3. Faza extatica - avalansa de idei si imagini este urmata de o stare de extaz, traversata uneori deviziuni si insotita de incapacitate fizica 4. Faza de depresiune si somn de obicei agitat si insotit de delir cu senzatie manifesta de foame la trezire . Consumatorii cronici de cannabis au relatat si traversarea unor stari de panica sau chiar psihoze acute (mai ales la doze mari si in cazul utilizarii orale). Toleranta se instaleaza rapid, dupa doar cateva doze, dar dispare de asemenea rapid, o data cu intreruperea folosirii drogului. Consumatorii de marijuana dezvolta rapid toleranta pentru efectele psihoactive ale drogului, de asemenea, toleranta pentru efectul tahicardizant se dezvolta rapid, in timp ce pentru efectul la nivelul vaselor conjunctivei se dezvolta mai lent. Dependenta fizica nu apare in aceasta toxicomanie, iar sindromul de abstinenta nu2

este observat cu regularitate. Semne si simptome de abstinenta au fost totusi raportate in cazul consumatorilor cronici, severitatea acestora fiind corelata cu dozasi durata de utilizare. Simptomele sevrajului sunt: - tremor, nistagmus ; - transpiratie ; - greturi, varsaturi; - diaree, iritabilitate ; - anorexie, tulburari de somn; - cefalee . Ele sunt de obicei moderate si rareori impun interventie medicala (un sindrom de abstinenta ceva mai grav si prelungit poate sa apara dupa utilizarea pe termen lung a produselor cu potenta ridicata). Conform testelor psihologice agresivitatea din cadrul sindromului de retragere apare la aproximativ o saptamana dupa ultima doza de drog. Efectele pe termen lung ale utilizarii cronice a cannabisului: - creste aparitia simptomelor psihotice (mai ales la cei predispusi", ca de exemplu schizofrenicii); pe de alta parte, studii realizate in Suedia au relevat aparitia depresiei si anxietatii cu o frecventa de 5 ori mai mare la consumatorii cronici de Cannabis. - tulburari persistente ale functiilor cognitive si memoriei (consecinte ale neurotoxicitatii). - afectarea functiei pulmonare; la fumatorii cronici de marijuana pot sa apara bronsita stari astmatiforme si scadere semnificativa a capacitatii respiratorii, cancer al gurii laringelui si plamanilor. Fumatul determina o crestere de aproximativ 5 ori a nivelului sanguin de carboxihemoglobina si o crestere a cantitatii de gudroane inhalate si retinute in tractul respirator (cateva tigari cu marijuana pe zi sunt echivalente cu a fuma peste 20 de tigari cu tutun pe zi). - "Sindrom amotivational" - sindromul nu a fost diagnosticat oficial, dar in special in randul tinerilor consumatori de Cannabis au fost observate manifestari constand in neglijarea si pierderea interesului pentru activitatile sociale in care sunt implicati. - afectarea functiilor endocrine (la barbati - scaderea secretiei de testosteron, oligospermie iar la femei, tulburari de ciclu) - afectarea sistemului imun (inhibitia activitatii macrofagelor la nivel pulmonar, scaderea numarului de limfocite). - la consumatorii cronici de hasis au fost observate nivele crescute ale catecolaminelor (tahicardie frecventa in cazul consumului drogului prin fumat). Fumatul de marijuana poate precipita crize de angina pectorala la indivizii cu afectiuni cardiace. - risc de malformatii la nou-nascutii ale caror mame sunt consumatoare de marijuana. In cadrul dependentei de Cannabis, se produc o serie de tulburari neuropsihice2

(insomnie, stari de dezorientare, persistenta halucinatiilor, o stare pasiva a subiectului fata de viata sociala si familie) si digestive ( anorexie scadere ponderala pana la casexie), ajungandu-se in final la o degradare fizica si alterarea psihicului. Consumul pe perioade scurte duce la tulburari de memorie, invatare, distorsiuni ale perceptiei si dificultati in rezolvarea problemelor. Tratamentul intoxicatiei acute Diagnosticarea intoxicatiei cu un produs din Cannabis se face pe baza anamnezei si a simptomatologiei. Tahicardia si aspectul de "ochi injectati" asociate cu dovezi de tulburari comportamentale si ale functiilor cognitive ajuta la diagnosticarea cazului. Pentru determinarea cannabinoidelor in urina se pot aplica metode imunoenzimatice, care permit determinarea metabolitilor majori. Acesti metaboliti pot fi prezenti in urina catevazile dupa o doza unica sau timp de saptamani dupa folosirea cronica a cannabinoidelor, insa nivelele urinare nu sunt corelate cu gradul de intoxicatie sau cu perturbarile functionale. Tratamentul este in general simptomatic si de sustinere: - se administreaza propranolol (betablocante pentru controlul tahicardiei; - hipotensiunea ortostatica raspunde la asezarea subiectului in decubit dorsal si administrarea de fluide i.v.; - pentru ameliorarea tulburarilor psihice ce pot surveni este necesara plasarea subiectului intr-un mediu linistit si calmarea acestuia prin asigurari permanente. Se poate administra diazepam sau midazolam . Nu exista antidot specific! Tratamentul intoxicatiei cronice Actualmente, nu exista tratament specific pentru dependenta de Cannabis. Totusi, in unele studii preclinice s-a aratat ca naloxonul blocheaza efectele de recompensa induse de THC la nivelul creierului. In plus, benzodiazepinele pot fi uneori utilizate pentru tratamentul anxietatii grave cauzate de intoxicatia cu Cannabis. Intrucat consumatorii cronici pot suferi de depresii, medicatia antidepresiva poate fi utila, dar decizia unui astfel de tratament trebuie luata pe baza evaluarii severitatii manifestarilor, dupa disparitia efectelor produse de drog.

sistemul cannabinoid endogen(SCBE)1. Introducere Cunoaterea SCBE a deschis o nou perspectivpentru tratamentul unei patologii foarte largi:tulburri nervoase (depresie, epilepsie, boli neurodegenerative ca bolile Parkinson i Alzheimer), boli imune (scleroza multipl, artrita reumatoid, boalaCrohn), boli cardiovasculare (infarct de miocard,HTA),2

stroke, obezitate - caexie, anorexie orexie,emez (post chimioterapie anticanceroas),durere(ne uropat, fantompostamputaie, trigeminal),inflamaie, cancer, adicie la tutun i alcool. Se afl in studiu avansat noi medicamente cu mecanisme la nivelul SCBE. Au fost deja introduse in terapeutic, unele medicamente, ca de ex.: rimonabant (antagonist sintetic al receptorilor CB1indicat in dependena de nicotin i ca anorexigena si adjuvant in obezitate; nabilona (agonist) indicat ca antiemetic de rezerv; dronabinol (agonist, izomerul levogir al trans-delta-9-THC) indicat ca antiemetic de rezerv Cu toate c SCBE este un sistem semnalizatort tanr (in raport cu anul derscoperirii receptorilor cannabinoizi, respectiv CB1, in 1990 i CB2,in 1993), cu datele existente actualmente in literaturade specialitate, se poate redacta chiar o monografie. .2. Mecanismele moleculare la nivel de scbe, efectele farmacodinamice i indicaiile farmacoterapeutice corespunztoare Cunoaterea SCBE a deschis o nou perspectiv pentru tratamentul farmacologic al unei patologii foarte diversificat i care nu este inc acoperit corespunztor, cu medicaie eficient i bine tolerat. Patologia, creia i se poate adresa medicaia ce acioneaz la nivelul SCBE, cuprinde: tulburrinervoase (depresie, epilepsie, boli neurodegenerative ca bolile Parkinson i Alzheimer), boli imune scleroza multipl, artrita reumatoid, boala Crohn),boli cardiovasculare i neurovasculare (HTA,infarct de miocard, stroke), obezitate - caexie,anorexie orexie, emez (post chimioterapieanticanceroas), durere (neuropat, fantompostamputaietrigeminal), inflamaie, cancer,consum i adicie la tutun i alcool. Mecanismele la nivelul SCBE, ce pot induce efecte farmacoterapeutice, sunt urmtoarele activarea receptorilor cannabinoizi CB1 sau CB2 (mecanism de tip agonist); blocarea receptorilor cannabinoizi CB1 (mecanism de tip antagonist); inhibarea enzimelor de degradare a endocannabinoidelor (mecanism indirect); alte mecanisme, extra-SCBE (reducereatonusului sistemului semnalizator excitatorglutamatergic etc). 2.1 Mecanismul de tip agonist 2.1.1. Efectul in depresie

3

Cannabinoidele stimuleaz neurogeneza in hipocampul de embrion i de adult, i induc efecte anxiolitic i antidepresiv. Cercetrile au relevat faptul c blocada specific farmacologic i genetic a receptorilor CB1 induceo stare fenotipic analoag cu depresia melancolic sugerand implicarea hipofunciei endocannabinoide in etiologia depresiei melancolice. Date recente aratc activitatea SCBE este down-reglat de stresulcronic generator de stare depresiv. .Aceste date sugereaz posibilitatealansrii unei noi linii de medicamente, de tip agonitiCB1, pentru tratamentul depresiei melancolice rezistente la farmacoterapia existent. Atenie! Antagonitii (blocanii) receptorilorCB1, ei insii cu poteniale indicaii terapeutice,unii fiind deja introdui in terapeutic, pot genera efect secundar depresiv, la administrare prelungit(ca de ex.: rimonabant) ! 2.1.2. Efectul in stres Implicarea endocannabinoidelor in variatesituaii corelate cu stresul a fost comunicat in anul 2005, separat, de trei echipe de cercettori DENUMIRE CB1 CB2AGONITI NATURALI(fitocannabinoide) 9-THC, 9-THC,Canabinol (CB),Canabidiol (CBD) AGONITI SINTETICI Di Shi a artat c in situaiile de stres fiziologicsau psihologic, hormonii de stres stimuleaz eliberareaendocannabinoidelor in hipotalamus, iar acetiaacioneaz ca mediatori la nivelul hipotalamusului in sensul inhibrii rapide a secreiei hormonilor tropi hipofizari i declanrii mecanismului defeedback negativ, cu reducerea rspunsului neuroendocrinla stres.Soya Atsushi a demonstrat prin cercetri invitro, in nucleul supraoptic, locul de sintez al vasopresinei i oxytocinei, c CP55940, cannabinoidde sintez, inhib transmisiile sinaptice, att pe cele excitatoare, cat i pe cele inhibitoare, fr tulburarea homeostaziei neuronale. Sabatier Nancy a relevat c celulele oxytocinicedin creierul de obolan, despre care se tie c suntimplicate in comportamentul social, produc endocannabinoide.Studii ulterioare aprofundate vor elucida posibilitile terapeutice al agonitilor cannabinoizi,in stres. Cercetri preclinice efectuate in Polonia i Germania in 2007, au evideniat c fitocannabinoidul anandamida inhib semnificativ,

3

doz-dependent,dezvoltarea ulcerului gastric indus de stres, laobolan. Atenie ! Administrarea unui antagonistcannabinoid sintetic a agravat ulceraia. 2.1.3. Efectul in stroke, traumatisme cerebrale,boal Parkinson, boal Alzheimer i scleroza multipl inflamatorie. Cercettorii au descoperit c, dup traumatismelecerebrale, sunt eliberate endocannabinoide. Endocannabinoiziiau manifestat efect neuroprotector in tulburri hipoxice i traumatice i au demonstrat eficacitate inalt in modelele animale de stroke,traumatisme cerebrale, boal Parkinson i boal Alzheimer. Analogii de sintez ai endocannabinoizilorar putea fi utili in aceste stri patologice. In acest sens mai trebuie avut in vedere faptul cboala Parkinson este caracterizat printr-o distruciemarcat la nivelul ganglionilor bazali, iar receptoriiCB1 sunt larg reprezentai in ganglionii bazali icerebel, formaiuni ce coordoneaz micarea ipostura. De asemenea, noile cercetri au demonstratc boala Alzheimer prezint o importantcomponent inflamatorie, iar endocannabinoidele posed i aciune antiinflamatorie. Studii clinice i experimentale au relevat faptulc fitocannabinoidele din marijuana, precum iendocannabinoidele protejeaz neuronii contrainflamaiei. S-a observat c marijuana amelioreaz simptomele sclerozei multiple inflamatorii Studiile efectuate de Ullrich Oliver i colab,publicate in 2006, au evideniat c endocannabinoiddulAEA (anandamida) are niveluri mai ridicate in esutul cerebral al pacienilor cu MS, comparativcu esutul cerebral sntos. Continuand cercetrile,experimental, au gsit niveluri crescute de AEA,in esutul cerebral de oarece, la care au provocatdistrucii neuronale cu NMDA (excitant al celulelor neuronale), urmate de invazia de celule imunecerebrale (celule microgliale). Adugand AEA laesutul cerebral lezat, au contracarat inflamaiaconsecutiv. Efectul antiinflamator s-a manifestati in experienele in care distrucia cerebral a fost provocat prin privare de oxigen sau glucoz. Procesul inflamator a fost exacerbat, cand a fosta dugat un antagonist al

3

receptorilor cannabinoizi.Investigand mecanismul prin care AEA previneprocesul inflamator cerebral, ei au descoperit csunt activate cile ce suprim producia de oxidde azot (NO). In concluzie, cercettorii considerc eliberarea de AEA (anandamid), in esutulcerebral lezat, funcioneaz ca un controlor depoart (gatekeeper), de tip bucl de feedback negativ in cadrul sistemului imun central, cu rolulde a diminua rspunsul inflamator i reaciile imune neurodegenerative, consecutive afectriicerebrale primare. Endocannabinoidele suprim astfel, agresiunea celulelor microgliale asupra neuronilor neafectai. SCBE funcioneaz ca un sistemmesager local, intre sistemul nervos i cel imun, fiind fiziologic implicat in controlul rspunsului imun i in neuroprotecie. Se deschide astefel o cale nou pentru farmacoterapeutic. 2.1.4. Efectul in hipertensiunea arterial,tulburrile cardiovasculare post oc i remodelarea post infarct de miocard (IM) Receptorii cannabinoizi CB1 i CB2 au fostlocalizai i in sistemul cardiovascular.(36) Cannabinoidele induc efect intens hipotensiv icardiodepresor bradicardizant, prin mecanism complex,direct i indirect, exercitand un rol important in reglarea hipertensiunii arteriale.Se intrevede o nou linie farmacoterapeutic in HTA.Endocannabinoidele activeaz eliberarea de oxid de azot (NO) constitutiv, ce exercit o serie de efecte fiziologice pozitive, la nivel cardiovascular.Endocannabinoizii i analogii lor ar putea limita tulburrile cardiovasculare post oc i post infarct de miocard. Ipoteza deriv din observaiile efectuate pe modele animale, in care antagonitii receptorilor CB1 au exacerbat disfunciile endoteliale i au crescut mortalitatea. Wagner JA ic olab. (1998-2003), experimentand efectele unor antagoniti CB1 (SR141716A i AM-251) i a unui agonist cannabinoid neselectiv (HU-210), in ocul hemoragic, endotoxic, precum i in IM i ocul cardiogen, au observat urmtoarele fenomene. In ocul hemoragic i endotoxic indus la obolan,producia de endocannabinoide (AEA i 2-AG) de ctre plachetele sanguine i macrofage este crescut. Antagonistul SR141716A, reduce hipotensiunea in ocul hemoragic i endotoxic.(42) AntagonistulSR141716A, administrat la obolani incepand cu

3

24 de ore post IM, crete tensiunea sanguin inocul cardiogen post IM, dar exacerbeaz disfuncia endotelial, are efecte negative asupra performanei cardiace i crete rata mortalitii. Interesant este c in acest experiment, antagonistul AM-251 nu a avut efect semnificativ asupra ratei de mortalitate. Diferena dintre cei doi antagoniti const numai in substituentul halogenat pe un ciclu fenil (clor i respectiv iod). Fenomenul observat sugereaz ins ca ,endocannabinoidele ar putea avea efect protector in ocul cardiogen i ar putea limita mortalitatea dup ischemia miocardic provocat prin ocluzia arterei coronare. De altfel se tie c, dup IM, nivelurile circulante de endocannabinoide sunt crescute.Agonistul cannabinoid relativ neselectiv HU-210a fost benefic, limitand remodelarea primar (intr-un model fr reperfuzie dup ocluzia arterei coronare),in cazurile in care aria infarctului a fost maimic decat 40% din suprafaa de risc, sugerand c intervenia cannabinoidelor este limitat de severitatea afectrii. Evidenele acumulate susin rolulcannabinoidelor in reducerea difunciei endoteliale, ameliorarea tulburrilor de ischemie-reperfuzie (IRI), reducerea fazei primare de remodelare i limitarea mortalitii post IM. Atenie! Aceste observaii de farmacotoxicologie preclinic, efectuate asupra antagonitilor cannabinoizi, trebuie luata in cercetare aprofundat, in cadrul studiilor clinice privind noilemedicamente de tip antagonist cannabinoid, unele deja introduse in terapeutic (ca de ex.: rimonabant), in scopul stabilirii contraindicaiilor. Efectul in durere, durerea neuropat i durerea inflamatorie Cannabinoidele reduc hiperalgezia i inflamaia, pe calea receptorilor CB1 periferici.(38) Agonitii receptorilor CB1 ar putea constitui o grup de analgezice forte, cu mecanism diferit de cel opioid.(6)Efectul analgezic al fitocannabinoidului delta-9-tetrahidrocannabinoid (9-THC) a fost demonstrat experimental. Metabolitul hidroxilat 11-OHTHC s-a dovedit analgezic mai activ. Deasemenea, 9-THC poteneaz analgezia morfinic.Antagonitii receptorilor cannabinoizi reduc efectul analgezic al cannabinoidelor. Antagonitii receptorilor opioizi miu nu diminu efectul analgezic indus de cannabinoide, fapt ce exclude medierea

3

opiodergic. In seria agonitilor de sintez biciclici ( cum este agonistul CP 55940,) s-a observat o relaie intre structura chimic i aciunea analgezic. Lanul alifatic de 7-8 atomi de carbon imprim afinitate mare pentru receptorii CB1,precum i eficacitatea nalgezic maximal. Agonitii receptorilor CB2 ar putea constitui o grup nou de medicamente antiinflamatoare. CBN (cannabinol) i CBD (cannabidiol) sunt fitocannabinoide bioactive nonpsihotropice, dar induc unele dintre efectele antiinflamatoare i imunologice cunoscute pentru cannabis. Aceste efecte sunt mediate de receptorii cannabinoizi CB2 din celulele imune. Mecanismele efectului antiinflamator produs de cannabis sunt reprezentate de: creterea ratei de proliferare i supravieuire a celulelor imune i de scderea produciei de citokine. Ca atare, CBN i CBD pot reprezenta compui de referin pentru designul de medicamente noi antiinflamatoare, cu mecanism cannabinoidergic, fr efectesecundare psihotrope. Agonitii receptorilor CB2 ar putea constitui o nou clas de medicamente pentru durerea inflamatorie i neuropatic. De asemenea, ar putea ameliora i bolile autoimune caracterizate printr-o reacie puternic a celulelor T- helper, aa cum sunt:scleroza multipl, artrita reumatoid, boala Crohn. Acest potenial este investigat pentru agonitii de sintez: CP 55940 i WIN 55212-2. Agonistul WINprezint o selectivitate moderat pentru receptorii CB2. Atenie ! Viitoarele medicamente de tip agonist cannabinoid, unele deja introduse terapeutic (ca de ex.: dronabinol i nabilona, indicate ca orexigene i antiemetice) ar putea avea unele contraindicaii, bazate pe efectele secundare reliefate i ar trebuis fie investigate atent, in acest sens. Dintre aceste contraindicaii probabile, notm: starea de graviditate, obezitatea, predispoziia spre adicie la nicotin sau alcool. 2.1.6. Efectul in reflux acid gastric, colici,sindrom de colon iritabil, boala Chron Cercetrile preclinice indic faptul c SCBE ar putea fi o int terapeutic pentru aceste boligastrointestinale. Cercetri preclinice au evideniat faptul c activarea SCBE antreneaz: hipomotilitate gastrointestinal, reducerea refluxului acid gastric, efect antiinflamator. Cercetri efectuate in Polonia(Krakovia) i Germania (Nuremberg), in 2007, audemonstrat c administrarea endocannabinoiduluianandamid inhib doz-dependent, dezvoltareaulcerelor induse prin stres la obolani i crete

3

fluxulsanguin in mucoasa gastric. Administrarea unui antagonist de sintez anuleaz efectul anandamidei i agraveaz leziunile gastrice. 2.1.7. Efectul in cancere Cercetri experimentale in vitro i in vivo pe tumori murine de origine imun au evideniat faptul c agonitii receptorilor cannabinoizi cercetai (9-THC, Anandamida, HU 210) au stimulat apoptoza celulelor tumorale i a crescut rata de supravieuire a oarecilor. Studii in vitro, pe linii celulare tumorale umane cu leucemie i limfoame, au demonstrat susceptibilitatea acestora la cannabinoide (9-THC, anandamida i HU 210), care au indus apoptoza. JWH-015, agonist selectiv al receptorilor CB2, a avut deasemenea efect. Pretratarea cu un antagonist CB2 (SR144528) a antagonizat parial apoptoza indus de 9-THC. Examinarea liniilor celulare tumorale umane studiate (Jurkat, Molt-4, Sup-T1) a relevat prezena receptorilor cannabinoizi CB2, i nu a celor CB1. Aceste rezultate demonstreaz c receptorii cannabinoizi CB2, existeni in celulele maligne ale sistemului imun, pot reprezenta inte poteniale pentru noi medicamente anticanceroase, selective pentru cancerele de origine imun.(30) Studiile cu ligand-radioactiv au relevat un numr semnificativ de receptori CB2 in splina normal Cercetri experimentale, efectuate pe celule splenice normale de oarece sau celule cu leucemie mieloid au demonstrat c o funcie major a receptoruilor CB2 este reprezentat de stimularea migrrii. Ligandul endogen specific este 2-AG (2-arahidonoilglicerol) i acioneaz ca agent chemokinetic. Afost pus in eviden migrarea limfocitelor B i celulelor NK (Natural Killer), indus de 2-AG.(23,25) S-a observat un sinergism de activitate intre 2-Ag i interleukina-3. Alte cercetri au adus ins la lumin, efectul nefast al agonitilor cannabinoizi (de origine vegetal, endogen sau de sintez), in sensul inducerii proliferrii celulelor canceroase, in unele linii celulare tumorale (glioblastom, cancer de s). (31) De altfel, studii epidemiologice au evideniat incidena alt de cancere de anumite tipuri (pulmonar, glioblastom, de prostat), la utilizatorii de cannabis ca drog.(11) 2.1.8. Efectul stri de grea i vom Efectul antiemetic al fitocannabinoidului delta-9tetrahidrocannabinol (-9-THC) , in emeza indus cu 5hidroxitriptofan, are mecanism central i periferic.(10)

3

Medicamente cu mecanism agonist cannabinoid au fost deja autorizate (nabilona, dronabinol) in unele state (Canada, SUA, UK), ca antiemetice de rezerv, in profilaxia greurilor i vomei induse de chimioterapia anticanceroas.(28,39) Atenie ! Trebuie exclui pacienii cu tipuri decancere in care cannabinoidele stimuleaz proliferarea celulelor canceroase (conform cercetrilor recente) 2.2. Mecanismul de tip antagonist 2.2.1. Efectul in obezitate Endocannabinoidele, pe calea receptorilor CB1 de la nivelul hipotalamusului, controleaz pozitiv apetitul, consumul de alimente i balana energetic. Blocajul receptorilor CB1 reduce consumul de alimente cu gust foarte bun. Blocantele receptorilor CB1, moduland funcia cannabinoid, au dovedit eficacitate in obezitate. in aceast direcie, a fost deja introdus in terapeutic un nou medicament, denumit rimonabant (DCI),avand ca indicaii obezitatea i dependena de nicotin. La ora actual, se manifest o nevoie acut de medicamente noi, eficace i bine tolerate, pentru tratamentul obezitii. deoarece obezitatea reprezint o problem major de sntate public. In ceea ce privete obezitatea, prevalena acesteia s-a triplat din anul 1980, in rile dezvoltate, datele statistice artand c 2/3 dintre brbai i 1/2 dintre femei sunt supraponderali sau chiar obezi. in tratamentul obezitii, derivaii amfetaminici anorexigeni, cu mecanism central dopaminergic, au efecte secundare de tip dopaminergic i simpatomimetic,la nivel central (insomnie, agitaie) i periferic (hipertensiune, tahicardie, aritmii), precum i o sfer larg de contraindicaii (boli psihice, hipertiroidie, tulburri ale somnului, hipertensiune arterial, insuficien cardiac, aritmii, arterite). In aceast categorie sunt anorexigenele: amfepramonum (Regenon) i sibutraminum (Reductil).Orlistat, un alt medicament recomandat inobezitate, este inhibitor specific al lipazelor digestivei favorizeaz eliminarea lipidelor nedigerate prin scaun, dar nu are eficacitate in toate cazurile. In nunele cazuri, dup trei luni de tratament, greutatea nu scade cu minim 5%.SCBE pare a fi un sistem cheie in obezitate.(8,13) in acest sens pledeaz urmtoarele date din literatura de specialitate Tmduitorii tradiionali utilizau cannabis castimulant al apetitului. Consumatorii de cannabis raporteaz adesea foame.

3

Tetrahidrocannabinoid (THC) trateaz pierderea in greutate la pacienii cu SIDA i cancer. Cannabinoidele cresc consumul de alimente cu gust foarte bun, la animale fometate.SCBE pare a fi up- reglat la roztoarele cu obezitate indus genetic. Hormonul adipocitar anorexigen, leptin, ce se afl in concentraie inalt in stare de saietate, regleaz negativ sinteza hipotalamic de anandamid i de 2- AG, suprimand astfel semnalul endocannabinoid hipotalamic, la obolani normali. Activarea receptorilor endocannabinoizi CB1 crete nivelui semnalului endogen orexin.SCBE are un rol important in homeostazia energetic, cu extensie asupra factorilor de risc cardiovascular. Cercetrile efectuate la Bethesda, SUA, pe roztoare obeze leptin-deficiente sau receptor CB1-deficiente demonstreaz c endocannabinoidele, pe calea receptorilor CB1, provoac creterea prelurii de mancare in stare de infometare, iar aciunea este negativ reglat de leptin, in regiunile creierului implicate in controlul apetitului (hipotalamus, sistemul limbic i amigdala).Se remarc oarecii CB1-deficieni, ca fiind suplii, deci rezisteni la diet ce induce obezitatea DIO), in pofida prelurii nutriional-energetice similare cu oarecii neprivai de receptori CB1.Aceste studii experimentale sugereaz c reglarea greutii corpoarale de ctre endocannabinoide, pe calea receptorilor CB1, include pe lang controlul central al apetitului i mecanisme metabolice periferice la nivelul ficatului i esutului adipos.(32,37) Astfel, receptorii CB1 din adipocite sunt implicai in controlul secreiei de adiponectin i in activitatea lipoproteinlipazei. Endocannabinoidele i receptorii CB1 prezeni in ficat sunt upreglai in caz de DIO. Activarea receptorilor CB1 crete de novo lipogeneza hepatic, prin activarea cilor de biosintez a acizilor grai i reduce sensibilitatea la insulin. Calea de biosintez a acizilor grai pare s reprezinte o int molecular comun, atat pentru efectul central asupra apetitul cat i pentru efectele periferice metabolice ale endocannabinoidelor.Blocanii receptorilor CB1 au efecte opuse. 2.2.2. Efectul in adicia la nicotin Blocajul receptorilor CB1 reduce adicia la nicotin i motivaia de continuare a fumatului.Blocantele receptorilor CB1, moduland funcia cannabinoid, au dovedit eficacitate in adicia la nicotin. in aceast direcie, a fost deja introdus in terapeutic un nou medicament, denumit rimonabant(DCI), avand ca indicaii dependena de nicotin i obezitatea.(20)La ora actual, se

3

manifest o nevoie acut demedicamente noi, eficace i bine tolerate, pentru oprirea fumatului, deoarece fumatul reprezint una dintre problemele majore de sntate public. Statisticile din UK arat c, fumatul este responsabil de 1 din 5 mori, omor d un numr de cca 114 000 persoane, anual. Aproximativ 70% dintre fumtorii aduli doresc s renune, dar renunarea este dificil datorit simptomelor declanate de sevraj. (BHF, www.heartstats.org).In tratamentul adiciei la nicotin, terapia cu nicotin (gum masticabil) nu este eficace in toate cazurile. Terapia cu bupropionum, indicat in sevrajul tabagic, are efecte secundare. Bupropion este un antidepresiv, inhibitor al recaptrii noradrenalinei,serotoninei i dopaminei. Prezint risc crescut deconvulsii i este contraindicat in epilepsie. De asemenea este contraindicat i in anorexie nervoas i bulimie. SCBE pare a fi un sistem cheie in adicia la nicotin.Mecanismele neurobiochimice implicate in adicia la fumat sunt urmtoarele. Consumul cronic de nicotin stimuleaz continuu SCBE, innucleul accumbens, parte a cii mesolimbice a plcerii corelat cu invarea stimulat de rsplat i efectele hedoniste ale medicamentelor adictive.Dopamina eliberat nucleus accumbens contribuie la motivaia fumtorilor de a beneficia de efectele nicotinei. 2.2.3. Efectul in consumul i adicia la alcool SCBE, pe calea receptorului CB1, pare a avea rol in comportamentul de consum excesiv de alcool,precum i dezvoltarea adiciei i toleranei la alcool. In acest sens, cercetri experimentale recente au evideniat creterea biosintezei de endocannabinoizi, AEA i 2-AG, prin tratament cronic cu alcool. Consecutiv, stimularea persistent a receptorilor CB1, de ctre concentraiile crescute de AEA i 2-AG, antreneaz compensator reglarea down a receptorilor CB1, cu instalarea toleranei la alcool.Aceste date au fost confirmate i de cercetrile ulterioare, care au demonstrat c activarea receptorilor CB1 antreneaz dorina de alcool, iar blocarea receptorilor CB1, cu antagonistul SR141716A, suprim preluarea voluntar de alcool de ctre obolani. In consecin, blocantele receptorilor

3

CB1 pot fi utilizate in manegementul consumului i adiciei la alcool. Atenie! Observaiile de farmacotoxicologie preclinic, efectuate asupra antagonitilor cannabinoizi,in diverse modele experimentale, trebuie luate in considerare i cercetate intensiv i extensiv,in cadrul studiilor clinice, prei postmarketing,privind noile medicamente de tip antagonist cannabinoid. Pentru antagonitii cannabinoizi, deja introdui in terapeutic (aa cum este rimonabant),este abolut necesar s se iniieze studii postmarketing de farmacoepidemiologie, privind potenialul farmacoepidemiologic datorat efectelor secundare demonstrate deja (depresie melancolic, anxietate,pierdere in greutate pan la caexie, exacerbarea disfunciilor endoteliale i creterea mortalitii cardiovasculare, etc). 2.3. Mecanismul indirect, de cretere a nivelurilor de endocannabinoizi, prin inhibarea enzimelor de degradare a endocannabinoizilor 2.3.1. Efectul in anxietate, durere, boli neurodegenerative i cancere Inhibitorii enzimelor ce catalizeaz degradarea endocannabinoidelor (FAAH i MAGL) ar putea avea utilitate terapeutic, ca urmare a creterii concentraiei i efectelor endocannabinoidelor, in esuturile in suferin (stres celular sau degenerare celular), posibil fr efecte in alte esuturi. Astfel, inhibitorii anandamid- hidrolazei (enzima ce degradeaz anandamida) ar putea fi utili in managementul anxietii, durerii, unor boli neurodegenerative i cancere.(6) De asemenea, monitorizarea nivelurilor enzimei ar putea oferi markerul molecular dorit pentru femeile gravide predispuse la avort spontan.Anandamid hidrolaza acioneaz ca un punct de control la intersecia dintre hormonii i citokinele ce controleaz sarcina. Progesteronul crete nivelurile de anandamid hidrolaz i astfel reduce concentraia de anandamid. Atenie! Trebuie reinute posibilele contraindicaii ale acestor inhibitori ai enzimelor ce degradeaz endocannabinoidele,fundamentate pe reaciile adverse

4

induse de nivelurile crescute de endocannabinoide.Astfel, de exemplu, s-a observat c nivelurile joase de anandamid-hidrolaz par a contribui la avortul spontan. Acest fenomen poate fi un efect secundar al anandamidei, care pe calea receptorilor CB1 poate induce, la concentraii ridicate, moartea celular i sistarea implantrii blastocitelor. Ca urmare, o probabil contraindicaie a viitoarelor medicamente inhibitoare de anandamid hidrolaz este sarcina. 2.3.2. Efectul in hipertensiunea arterial Cercetri experimentale recente evalueaz potenialul farmacoterapeutic al inhibitorilor enzimei FAAH, in tratamentul hipertensiunii arteriale. In acest scop, a fost cercetat performana cardiac, la oareci FAAH-knockout comparativ cu oarecii normali. Parametrii cardiovasculari bazali, funcia sistolic i diastolic, precum i sensibilitatea baroreflexelor a fost similar la cele dou categorii de oareci. Totui, la oarecii FAAHknockout efectele cardiovasculare ale anandamidei administrate au fost potenate, inregistrandu-se efecte mai intense hipotensive i deprimante ale contractilitii