La Sativa, nota anche come Cannabis Sativa L., è un membro della famiglia delle piante di cannabis. Le piante di Cannabis Sativa L vengono coltivate come fonte di fibre tessili (raccolte dagli steli) e CBD (raccolte dai fiori). All’interno della famiglia Cannabis Sativa L. esistono altre classificazioni, una delle quali è la canapa, comunemente utilizzata dall’industria del benessere per estrarre cannabinoidi come CBD e CBG.
La Cannabis sativa L., una specie erbacea dell’Asia centrale, è stata impiegata per secoli nella medicina tradizionale e come fibra tessile. Di recente la pianta è diventata più ricercata per i suoi molteplici usi, essendo una riserva di sostanze fitochimiche e una fonte abbondante di fibre sia cellulosiche che legnose. L’industria farmaceutica e quella edile sono interessate a questa pianta per le forti bioattività dei suoi metaboliti sulla salute umana e per il suo potenziale di produrre bioplastiche e materiali simili al cemento dai suoi tessuti staminali. Questa rassegna esamina la vasta gamma di sostanze fitochimiche della canapa, concentrandosi principalmente sulle molecole di interesse industriale, come i cannabinoidi, i terpeni e i composti fenolici, e sulle loro vie biosintetiche. I cannabinoidi sono stati il gruppo di composti più studiato per la loro vasta gamma di effetti benefici sull’uomo, comprese le attività psicotrope. Inoltre, il potenziale terapeutico e commerciale di alcuni terpeni e composti fenolici, in particolare stilbenoidi e lignani, è evidenziato nel contesto della letteratura più recente. Vengono poi discussi gli approcci biotecnologici per massimizzare la produzione e la bioattività dei metaboliti secondari della canapa, tenendo conto del potere dell’ingegneria genetica vegetale e della coltura dei tessuti, in particolare delle colture in sospensione cellulare e delle radici pelose.
Introduzione alla canapa sativa
Alla luce delle attuali condizioni climatiche ed economiche, siamo spinti a utilizzare risorse sostenibili con l’obiettivo di diminuire la nostra dipendenza dai prodotti petrolchimici e di ridurre l’impatto ambientale. Le piante sono un bene naturale, poiché forniscono sostanze fitochimiche e biomassa lignocellulosica. Tra queste c’è la canapa (Cannabis sativa L.), che è un fornitore di fibre, olio e molecole, e come tale rappresenta la quintessenza di una coltura polivalente.
Fin dall’antichità, la canapa è stata utilizzata per scopi medicinali e tessili. Ora, grazie alla sua abbondanza di sostanze fitochimiche, fibre e vantaggi agricoli, sta vivendo una rinascita. Questi vantaggi includono la sua resistenza alla siccità e ai parassiti, un sistema di radici profonde che previene l’erosione del suolo e un fabbisogno idrico inferiore rispetto ad altre colture come il cotone, dimostrando la grande versatilità della canapa e stimolando ulteriori ricerche sulla sua chimica. Attualmente sono in coltivazione varietà di canapa che producono olio, biomassa o entrambi e la sequenza del genoma della canapa sta aiutando gli studi molecolari (van Bakel et al., 2011). Inoltre, la comunità scientifica sta esplorando modi per sfruttare il potenziale terapeutico della Cannabis, come l’uso di microrganismi per generare acido Δ9-tetraidrocannabinolico (THCA) e acido cannabidiolico (CBDA) (Taura et al., 2007a; Zirpel et al., 2015).
Gli steli di canapa possiedono fibre con qualità antibatteriche
Oltre alle applicazioni nell’edilizia e nell’industria automobilistica, le fibre di canapa possiedono anche proprietà antibatteriche naturali. Ciò è stato attestato da studi che riportano l’uso di fibre di canapa per la produzione di un agente di finitura antibatterico, dispositivi chirurgici e tessuti funzionalizzati. La natura antibatterica delle fibre di canapa è legata alla loro composizione chimica contenente steroli, triterpeni, β-sitosterolo e β-amirina. È già stato documentato che questi composti hanno proprietà antibatteriche. Inoltre, le fibre di canapa contengono cannabinoidi. Recentemente è stato osservato che la polvere di canapa ha un’azione antibatterica contro l’Escherichia coli. Ciò potrebbe essere dovuto al suo maggiore contenuto di lignina e alla presenza di composti fenolici, alcaloidi e cannabinoidi.
Cannabinoidi dalle piante
I fitocannabinoidi sono composti che provengono dalla vegetazione. Sono una parte significativa della composizione di vari tipi di piante, in particolare di quelle di cannabis.
I fitocannabinoidi sono un tipo di composti terpenofenolici C21 o C22 che si trovano principalmente nelle piante di Cannabis. Quantità minori sono state segnalate nelle specie Radula ed Helichrysum. Sono stati segnalati circa 90 cannabinoidi diversi, anche se alcuni di questi sono prodotti di degradazione. Questi composti sono suddivisi in 10 sottoclassi. I più abbondanti sono il THCA, il CBDA, l’acido cannabinolico (CBNA), l’acido cannabigerolico (CBGA), l’acido cannabicromenico (CBCA) e l’acido cannabinodiolico (CBNDA). Il THCA è il cannabinoide principale nella Cannabis di tipo droga e il CBDA predomina nella canapa di tipo fibra. Il CBCA si trova solitamente nelle piante più giovani e diminuisce con la maturazione. Gli acidi sono decarbossilati non enzimaticamente in forme neutre. Questi composti si accumulano nella cavità secretoria dei tricomi ghiandolari, che si trovano tipicamente nei fiori femminili e in altre parti aeree. Sono stati rilevati in quantità minori in altre parti della pianta, come semi, radici e polline, e variano a seconda del tipo di Cannabis e del tipo di tessuto, dell’età, della varietà, delle condizioni di crescita, del periodo di raccolta e delle condizioni di conservazione. L’olio di semi di canapa contiene livelli molto bassi di THC e CBD, anche se sulla superficie esterna del rivestimento del seme si possono trovare concentrazioni più elevate di THC, probabilmente a causa di una contaminazione. Recentemente, sono state trovate quantità significative di cannabinoidi, soprattutto THC, in campioni di olio di canapa disponibili sul mercato croato. Il contenuto di cannabinoidi nelle foglie diminuisce con l’età e lungo l’asse del fusto, con i livelli più alti nelle foglie dei nodi più alti. Il contenuto di cannabinoidi nello stelo è scarso.
I cannabinoidi hanno diversi effetti positivi sulla salute
Precedenti revisioni della farmacologia dei fitocannabinoidi sono state fatte negli studi di Pacher et al., 2006, Russo, 2011, Hill et al., 2012, Giacoppo et al., 2014 e Burstein, 2015. In questa sede forniremo una breve sintesi e un aggiornamento di questo argomento.
Il sistema endocannabinoide nell’uomo, costituito da due recettori dei cannabinoidi accoppiati a proteine G (CB1 e CB2) e da due ligandi endogeni (anandamide e 2-arachidonilglicerolo), ha un ruolo importante nella regolazione di proprietà biologiche come l’appetito, la sensazione del dolore, l’umore, la memoria, l’infiammazione, la sensibilità all’insulina e il metabolismo dei grassi e dell’energia (De Petrocellis et al., 2011; Di Marzo e Piscitelli, 2015). Il THC, la forma psicoattiva decarbossilata del THCA, è un agonista parziale di entrambi i recettori CB1 e CB2, ma ha un’affinità maggiore con il recettore CB1, che sembra mediare le sue proprietà psicoattive; ha anche bersagli molecolari che possono portare a effetti antinfiammatori, antitumorali, analgesici, rilassanti muscolari, neuro-antiossidativi (De Petrocellis et al, 2011) e attività antispasmodiche (Pacher et al., 2006), ma può anche causare effetti collaterali, come ansia, deficit colinergici e immunosoppressione (Russo, 2011).
Il CBDA, il fitocannabinoide più diffuso nella canapa da fibra, è il secondo più importante nei chemiotipi della droga. Il CBD (dopo la decarbossilazione del CBDA) ha molte proprietà farmacologiche, tra cui effetti ansiolitici, antinausea, antiartritici, antipsicotici, antinfiammatori e immunomodulatori (Burstein, 2015). Inoltre, il CBD è in grado di ridurre gli effetti collaterali del THC (Englund et al., 2012) e può essere usato per trattare malattie del sistema nervoso centrale come l’epilessia, le malattie neurodegenerative, la schizofrenia, la sclerosi multipla, i disturbi affettivi e la modulazione centrale del comportamento alimentare (Hill et al., 2012). Ha anche forti proprietà antifungine e antibatteriche, con una potente attività contro lo Staphylococcus aureus resistente alla meticillina (MRSA) (Appendino et al., 2008).
Il CBC, il terzo fitocannabinoide più diffuso, ha proprietà antinfiammatorie (Delong et al., 2010), sedative, analgesiche (Davis e Hatoum, 1983), antibatteriche e antimicotiche (Eisohly et al., 1982), ed è anche un potente inibitore dell’assorbimento dell’anandamide (De Petrocellis et al., 2011). Il CBN, un prodotto di degradazione del THC, ha un’affinità due volte inferiore con i recettori CB1 e tre volte superiore con i recettori CB2 rispetto al THC e agisce sulle cellule del sistema immunitario e del sistema nervoso centrale (McPartland e Russo, 2001).
Canapa Sativa