La química de los cannabinoides

Hoy en día la ciencia está interesada en investigar aquellos cannabinoides que tienen efectos en el comportamiento y en mecanismos moleculares en bajas concentraciones. Los fitocannabinoides han demostrado ser de interés recreativo y terapéutico durante miles de años. A pesar de esto, la estructura de los principales fitocannabinoides obtenidos de la planta de marihuana fue descubierta y publicada recién en 1971. Veamos a continuación las características químicas de los mismos.

¿Qué son los cannabinoides?

Hay varias definiciones de los fitocannabinoides. En algunos casos solo se incluyen las sustancias terpeno-fenólicas aisladas de la planta de marihuana. Que no cunda el pánico, veamos qué significan estos conceptos químicos.  

Primero tenemos que saber que los compuestos orgánicos son aquellos que se forman por átomos de carbono e hidrógeno unidos. Las sustancias fenólicas son moléculas orgánicas cuya estructura química tiene grupos denominados fenoles. Los grupos fenoles son anillos aromáticos, es decir, seis carbonos unidos con sus respectivos átomos de hidrógeno en forma de anillo circular, que contiene un grupo hidroxilo. Los grupos hidroxilos están formados por un átomo de hidrógeno y otro de oxígeno. A continuación los representamos para su mayor comprensión.

Por lo tanto podemos darnos cuenta con esta información que los cannabinoides son moléculas formadas por átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno que tienen un anillo en el átomo de carbono número 21 de su estructura molecular.  Contrariamente a lo que ocurre con otras drogas como los opioides, la nicotina, la cocaína o la cafeína, los cannabinoides no contienen átomos de nitrógeno en su estructura molecular, por lo que no son compuestos alcaloides.

En otros casos se les llama cannabinoides a aquellas sustancias que se derivan naturalmente de la planta o aquellas que se le parecen. En este artículo se definen a los fitocannabinoides como cualquier producto natural que comparta el mismo centro molecular que el tetrahidrocannabinol.

Hay compuestos derivados que poseen las 4 permutaciones estereo-isométricas del núcleo molecular que caracteriza a los fitocannabinoides. Esto quiere decir que las sustancias tienen distinta estructura espacial de los átomos pero la misma composición química. Todas estas sustancias han demostrado científicamente tener actividad en los organismos vivos.

¿Cuántos cannabinoides hay en la planta de marihuana?

La cantidad de compuestos aislados de la planta de marihuana ha aumentado en las últimas décadas. Al día de hoy, 565 compuestos se han identificado en esta maravillosa planta. 

Desde el comienzo de las investigaciones químicas en la planta de marihuana se han aislado 120 cannabinoides. Entre ellos el trans-Δ9-tetrahydrocannabinol (Δ9-THC), y el trans-Δ8-tetrahydrocannabinol (Δ8-THC) han mostrado unirse a los receptores cannabinoides para producir el efecto psicotrópico característico asociado a la planta de marihuana. Estas sustancias químicas no solo producen resultados psicotrópicos, sino que también tienen otros impactos beneficiosos como estimulantes del apetito, analgésicos, antiomitivos, o para tratar patologías como el glaucoma. Por otro lado, los fitocannabinoides que no tienen efecto psicotrópico están emergiendo como compuestos clave presentes en la marihuana. Esto ocurre en el caso del cannabidiol (CBD), que es de gran interés debido a sus propiedades antiinflamatorias, analgésicas, anti-tumorales y ansiolíticas. 

Éstos 120 cannabinoides constituyen aproximadamente el 24% de todos los compuestos naturales presentes en la planta. La proporción de cada sustancia presente en la planta de marihuana depende de las condiciones de cultivo, los métodos de procesamiento, la variedad de la planta, y alguna que otra variable más. Por lo tanto, dichas variables influyen en los efectos farmacológicos de los cannabinoides. Por este motivo es importante tener en cuenta estas variables cuando hablamos de los efectos de los extractos de marihuana.

¿Cómo se clasifican los cannabinoides?

Los cannabinoides se clasifican en los tipos mencionados a continuación:

• Δ9-trans-tetrahydrocannabinol (Δ9-THC)
• Δ8-trans-tetrahydrocannabinol (Δ8-THC)
• cannabigerol (CBG)
• cannabichromene (CBC)
• cannabidiol (CBD)
• cannabinol (CBN)
• Δ9-tetrahydrocannabivarin (THCV)
• cannabivarin (CBV)
• cannabidivarin (CBDV)

En menores cantidades en la planta de marihuana se encuentran los siguientes tipos de cannabinoides:

• cannabinodiol (CBND)
• cannabielsoin (CBE)
• cannabicyclol (CBL)
• cannabitriol (CBT)

Además existen otros cannabinoides que se agrupan en la clasificación de “otros”.

¿Cómo se sintetizan los cannabinoides?

El anillo estructural de los cannabinoides deriva de una molécula denominada geranil-difosfato. Existen dos mecanismos responsables de la biosíntesis de los compuestos terpenoides. Los compuestos terpenoides o terpenos son compuestos orgánicos derivados de una sustancia conocida como isopreno. El isopreno es una molécula formada por cinco átomos de carbono. Una de las vías por las que se sintetizan los terpenoides es la vía del mevalonato y la otra es la vía del metileritrol fosfato (MEP). 

El primer paso en la síntesis de los cannabinoides es la formación del ácido olivólico. La síntesis de este compuesto aún no se ha descrito en detalle. Las moléculas de geranil-difosfato y las de ácido olivólico se acoplan gracias a la acción de una enzima determinada. El resultado de esta unión produce el ácido cannabigerólico (CBGA). A partir de este compuesto, tres enzimas diferentes actúan para formar tres compuestos distintos que se ilustran en la imagen a continuación: Ácido Δ9-tetrahidrocannabinólico (THCA-A), ácido cannabidiólico (CBDA) y ácido cannabicroménico (CBCA). Estos compuestos son descarboxilados para formar THC, CBD y CBC correspondientemente. La descarboxilación es una reacción química que ocurre con la exposición a la luz y/o al calor y lo que hace es eliminar el grupo carboxilo (COOH) en forma de dióxido de carbono. 

Esperamos no haberos liado con esta información, leedla en detenimiento y descubrir la maravillosa ciencia que contiene nuestra querida planta de marihuana, les aseguramos que os deslumbrará. Conocer la química de los cannabinoides permite abrir el conocimiento a muchas de sus características y propiedades, no escatimar en energía y voluntad para lograrlo. Cualquier consulta o comentario no duden en hacerla llegar a nosotros a través de nuestras redes sociales ¡Estamos encantados de oíros y responderos!

Fuente: S. Chandra, M.A. ElSohly, A. Galal, W. Gul, M.M. Radwan, E.M. Carreira, M.A. Schafroth, L. Iversen, S.E. Turner, B.J. Whalley, C.M. Williams, D.P. Hurst, P. Morales, P.H. Reggio. Phytocannabinoids: Unraveling the Complex Chemistry and Pharmacology of Cannabis sativa. Vol. 103. Springer International Publishing Switzerland. 2017.