RQS Interviews — Maak Kennis met Andreu, een Bioloog en Expert in Cannabisgenetica

Royal Queen Seeds is altijd op zoek naar de beste voorlichting en kennis over cannabis. In onze interviews praten we met personen uit alle hoeken van de cannabisindustrie. Vandaag hebben we het genoegen om met Andreu te spreken.

"Hallo, mijn naam is Andreu. Ik ben een 27-jarige bioloog gespecialiseerd in het kweken van planten. Ik heb altijd al een passie voor cannabis gehad, dus het was een logische keuze om tijdens mijn studie een onderzoek naar de therapeutische toepassingen van cannabinoïden te doen. Momenteel draag ik bij aan verschillende onderzoeks- en ontwikkelingsprojecten, waaronder een kweekprogramma gericht op het creëren van nieuwe cannabissoorten."

1. Wat zijn cannabinoïden, terpenen en flavonoïden?

Al deze verbindingen zijn secundaire metabolieten, en niet direct betrokken bij de plantengroei, maar wel bij de interactie tussen de cannabisplant en haar omgeving. Vooral vrouwelijke toppen maken veel cannabinoïden en terpenen aan, maar ze komen ook in mindere mate in de bladeren voor. Flavonoïden komen echter wel grotendeels in de blaadjes van de plant voor.

Cannabinoïden zijn een zeer brede groep stoffen die zich aan de cannabinoïdereceptoren in ons lichaam binden. Cannabinoïden komen echter niet alleen in wietplanten voor. Er zijn ook endocannabinoïden - die onze hersenen aanmaken - en synthetische cannabinoïden, die in laboratoria worden gesynthetiseerd. Tot nu toe zijn er ongeveer 150 cannabinoïden geïdentificeerd in cannabis, waarvan er slechts enkele psychoactief zijn.

Terpenen zijn stoffen die de organoleptische eigenschappen van de plant bepalen, oftewel de smaak en het aroma. Ze zijn verantwoordelijk voor de goede of slechte smaak van een soort bij consumptie.

Ten slotte zijn flavonoïden fenolische verbindingen die de laatste jaren aan populariteit hebben gewonnen vanwege hun antioxiderende functie. Flavonoïden manifesteren zich in veel planten in de vorm van pigmenten. Als je bijvoorbeeld ziet dat een cannabisplant paars wordt, komt dit doordat er blaasjes in de cellen zijn, zogenaamde vacuolen, die een hoger gehalte anthocyanen verzamelen, wat resulteert in paarse pigmentatie.

2. Waarom produceert wiet deze stoffen van nature?

Planten produceren duizenden chemische verbindingen, en cannabis is daarop geen uitzondering. Hoewel cannabinoïden en terpenen een heel verschillend effect hebben op mensen, synthetiseert de plant ze voor hetzelfde doel: als verdedigingsmiddel tegen herbivore insecten. Opmerkelijk is dat insecten geen endocannabinoïdesysteem hebben, en niet op dezelfde manier als mensen op deze stoffen reageren. Van THCA is bijvoorbeeld aangetoond dat het in insectencellen celdood veroorzaakt.

Sommige onderzoekers beweren ook dat cannabinoïden de plant beschermen tegen bacteriën en schimmels, vanwege hun antischimmel- en antibioticumwerking. Daarnaast beschermen terpenen de cannabisplant tegen hoge temperaturen. De plant hanteert een vernuftige werkwijze; ze slaat deze beschermende stoffen op in de trichomen van de toppen - een belangrijke plek, want hier zullen de zaadjes ontstaan.

Ten slotte maakt de plant flavonoïden aan om bepaalde lichtgolven, anders dan chlorofyl, op te kunnen vangen. Om deze reden kunnen de bladeren en toppen specifieke kleuren gaan vertonen. Bovendien beschermen flavonoïden de plant tegen ultraviolette straling.

3. Heeft een bepaalde cannabissoort altijd precies dezelfde kenmerken wat betreft cannabinoïden, terpenen en flavonoïden?

Nee, maar dit zou wel het ideale scenario zijn. De biologie vertelt ons dat een fenotype de expressie is van een groep genen in een bepaalde omgeving. Op basis hiervan zouden alle planten van dezelfde soort in principe dezelfde genen moeten hebben die bijdragen aan de productie van cannabinoïden, terpenen en flavonoïden.

Maar omdat er veel genen komen kijken bij deze complexe eigenschappen, zijn er altijd kleine genetische variaties. Bovendien zouden de groeiomstandigheden voor alle planten volledig consistent moeten zijn. Dan heb ik het over het substraattype, de irrigatie, bemesting, temperatuur, het licht, de ventilatie, et cetera.

"Om een goed terpeenprofiel te krijgen, moet je tijdens de bloeifase nooit overdrijven met meststoffen, omdat deze de smaak beïnvloeden." 

4. Welke cannabinoïden, terpenen en flavonoïden komen het meest in de plant voor?

Voor zover we weten, zijn THC en CBD de overheersende cannabinoïden in de plant. De afgelopen jaren zijn er echter meer soorten gecreëerd met minder voorkomende cannabinoïden, zoals cannabigerol (CBG), cannabichromeen (CBC), cannabidivarine (CBDV) en tetrahydrocannabivarine (THCV). De laatste heeft psychoactieve eigenschappen. Wat dit aangaat, heb ik gezien dat Royal Queen Seeds twee variëteiten heeft uitgebracht met minder voorkomende cannabinoïden, eentje met CBG en eentje met CBDV.

Wat betreft terpenen, zijn pineen, myrceen, limoneen, linalool en caryofylleen belangrijk. Elke terpeen draagt met een specifiek aroma aan het organoleptische profiel van een soort bij. Wat betreft flavonoïden, daar weten we op dit moment nog het minste van. Sommige komen daarbij exclusief voor in de cannabisplant, zoals cannflavine A, B en C, die een ontstekingsremmende functie hebben.

5. Hoe werken ze in op ons lichaam?

Cannabinoïden binden zich aan cannabinoïde-receptoren in ons lichaam. Er zijn twee belangrijke cannabinoïde-receptoren: CB1 en CB2. Hierdoor kan een cannabinoïde inwerken op zowel een cannabinoïde-receptor in de hersenen als in de darmen, of in een cel in het immuunsysteem.

Terpenen en flavonoïden dragen bij aan de farmacologische werking van cannabinoïden via het entourage-effect. Terpenen en flavonoïden beïnvloeden dus eigenlijk de functie van cannabinoïden in ons lichaam. In 2018 werd bijvoorbeeld een preklinisch onderzoek naar borstkanker gepubliceerd, waarbij met een THC-preparaat met terpenen en flavonoïden sprake was van een hogere antitumorwerking vergeleken met geïsoleerde THC. Er is echter nog geen onomstotelijk bewijs wat betreft de moleculaire mechanismen achter de samenwerking tussen cannabinoïden, terpenen en flavonoïden in ons lichaam.

6. Waarom maakt THC ons high en CBD niet?

THC en CBD lijken qua chemische structuur veel op elkaar. In feite komt hun chemische samenstelling precies overeen: 21 koolstofatomen, 30 waterstofatomen en 2 zuurstofatomen. De rangschikking van hun atomen is echter niet hetzelfde, en dus wijken hun chemische en farmacologische eigenschappen van elkaar af.

Maar waarom is THC psychoactief en CBD niet? Het antwoord is simpel: daarvoor moeten we kijken naar hoe ze interageren met de CB1-receptoren, die voornamelijk in het centrale zenuwstelsel zitten. Het psychoactieve effect van THC is te danken aan de agonistische activiteit ervan met de CB1-receptor. De stof bindt zich met een hoge affiniteit aan deze receptor en activeert deze, waardoor het psychoactieve effect ontstaat.

CBD bindt echter met een zeer lage affiniteit aan de CB1-receptor, en werkt bovendien als een negatieve allostere modulator. Dit betekent dat deze binding de receptor niet activeert, maar juist de activiteit ervan vermindert, en hiermee dus ook het stimulerende effect van andere cannabinoïden, zoals THC. Daarom zullen toppen met een hoog THC- en laag CBD-gehalte altijd sterkere psychoactieve effecten hebben dan wiettoppen met zowel veel THC als CBD.

7. Wat is het verschil tussen natuurlijke en synthetische cannabinoïden?

Een synthetische cannabinoïde is een gesynthetiseerde molecule die de chemische structuur van THC of CBD nabootst om met cannabinoïdereceptoren te kunnen communiceren. Deze verbindingen werden vooral gemaakt om potentiële therapeutische effecten te onderzoeken. Daarnaast zijn ze gebruikt om de farmacologie van cannabinoïdereceptoren te bestuderen. Meer recentelijk worden ze echter ook als verdovende middelen gebruikt.

Voor dit recreatieve gebruik worden synthetische cannabinoïden gemengd of op plantmateriaal gesproeid met oplosmiddelen, zoals aceton of methanol, waar de cannabinoïden in worden opgelost. Deze middelen worden illegaal verkocht als kruidenwierook, smaakstoffen en meststoffen met namen als 'Spice', 'K2' en 'Mojo'.

Het moet gezegd worden dat deze stoffen geen natuurlijke cannabinoïden zijn, noch cannabis, en dat ze echt gevaarlijk zijn. HU-210 is bijvoorbeeld wel 100 tot 800 keer sterker dan THC. Bovendien zijn deze verbindingen niet op mensen of dieren getest. Het lijkt er daarnaast op dat iedere keer als er een middel illegaal wordt verklaard, makers snel weer nieuwe variaties maken. Het Europees Waarnemingscentrum voor Drugs en Drugsverslaving (EWDD) heeft tot nu toe 169 verschillende synthetische cannabinoïden ontdekt.

8. Kunnen we de productie van cannabinoïden, terpenen of flavonoïden in de plant verhogen?

Jazeker. In mijn ogen is het essentieel om alle groeiomstandigheden te optimaliseren om de expressie hiervan te vergroten. Persoonlijk zou ik me echter vooral op de verlichting en bemesting richten.

Verschillende studies hebben aangetoond dat LED-verlichting, vergeleken met hogedruknatriumlampen (HPS), de totale productie van cannabinoïden verhoogt. Bovendien is gebleken dat UV-B-licht de concentratie THC en flavonoïden bevordert. Wat betreft bemesting is het tijdens de bloeifase belangrijk de plant te voorzien van de nodige macronutriënten, en dan vooral van fosfor en kalium, en van micronutriënten, maar let wel op dat je geen toxiciteit veroorzaakt.

Om een goed terpeenprofiel te krijgen, moet je tijdens de bloeifase nooit overdrijven met meststoffen, omdat deze de smaak beïnvloeden. Wil je de werking van bepaalde flavonoïden waarnemen, zoals anthocyanen, dan is het niet nodig om hun productie direct te verhogen. Beter creëer je een koelere omgeving voor de plant. Zo wordt het chlorofyl afgebroken en krijg je eerder die paarse kleur.

9. Veranderen cannabinoïden afhankelijk van de consumptiemethode?

Jazeker, ze veranderen. Wiet wordt normaal gesproken geconsumeerd via roken of edibles. Bij roken worden cannabinoïden vanaf het moment dat ze aan een vlam worden blootgesteld gedecarboxyleerd, waarbij ze van hun zuurvorm (THCA en CBDA) in een neutrale vorm veranderen (THC en CBD). Als de rook de longen heeft bereikt, komen de cannabinoïden binnen twee tot tien minuten in de hoogste concentratie in de bloedbaan terecht.

Wanneer je echter rauwe cannabis eet, is er niet sprake van decarboxylering, dus je consumeert de cannabinoïden dan in hun zure vorm (THCA en CBDA) zonder het gewenste effect. Daarom is het noodzakelijk om cannabinoïden eerst te decarboxyleren door ze te verhitten. Eenmaal in het lichaam, wordt THC in de lever omgezet in 11-hydroxy-delta(9)-tetrahydrocannabinol, een psychoactieve metaboliet vergelijkbaar met THC. CBD wordt omgezet in 7-hydroxy-cannabidiol. De effecten van het eten van gedecarboxyleerde wiet voel je na ongeveer dertig tot negentig minuten en bereiken na twee of drie uur hun hoogtepunt.

10. Wat is de beste methode van decarboxylatie voor cannabinoïden?

Zoals eerder vermeld, vindt decarboxylatie plaats door verhitting van cannabinoïden, waardoor deze als zure vorm (THCA en CBDA) in een neutrale vorm (THC en CBD) worden omgezet. Dit is een eenvoudige chemische reactie, waarbij een koolstofdioxidemolecule (CO₂) verloren gaat door een hoge temperatuur of UV-licht. Onthoud dat bij decarboxyleren zeer hoge temperaturen en de aanwezigheid van zuurstof of licht ook bijdragen aan de afbraak van cannabinoïden. Daarom moet je wiet altijd op een koele en donkere plek bewaren.

Optimale decarboxylering van THCA gebeurt bij een temperatuur van 110°C gedurende dertig minuten, 130°C gedurende negen minuten of 145°C gedurende zes minuten. Bij hogere temperaturen of een langere blootstellingstijd wordt THC echter afgebroken tot cannabinol (CBN), een minder psychoactieve cannabinoïde.

In het geval van CBDA varieert de optimale temperatuur voor decarboxylering tussen de 110°C en 130°C, gedurende 30 tot 45 minuten. Bij afbraak ontstaat er cannabielsoin (CBE), een cannabinoïde die in concentraties van minder dan 0,01% in de plant voorkomt.

Ten slotte wil ik benadrukken dat elke keer als je wiet rookt, cannabinoïden volledig worden gedecarboxyleerd, maar een deel ervan door verbranding wordt afgebroken. Om deze afbraak te voorkomen, kun je daarom veel beter voor vaping kiezen.