Desarrollo de un método para la extracción y purificación de Cannabidiol a partir de Cannabis sativa

Objetivo general

- Extraer y purificar Cannabidiol a partir de Cannabis sativa

Objetivos específicos

Introducción y Antecedentes

A lo largo del tiempo, el hombre a usado compuestos encontrados en la naturaleza ya sea para fines industriales, medicinales o recreativos, un ejemplo la planta Cannabis sativa que desde hace 5 mil años fue usado por los chinos para la obtención de fibras o aceites, mientras que los hindúes la usaban en una serie de rituales religiosos y empleaban sus propiedades medicinales. Pero desde su prohibición, a inicios del siglo XX, los estudios realizados hacia los componentes de esta planta han sido escasos, sin embargo desde hace varias décadas se a retomado su interés debido a las propiedades terapéuticas que poseen.

Cannabis sativa

La Cannabis sativa, es una planta, ampliamente distribuida en regiones templadas y tropicales, de la misma forma su cultivo y mantenimiento resulta ser muy fácil y sobre todo es de bajo costo. Actualmente se han encontrado más de cien especies diferentes. Se ha adaptado a diversos climas y su crecimiento es mejor en suelos húmedos, fácilmente desmenuzables y con alto contenido de nitrógeno. Es una planta que llega a crecer de uno o dos metros, que se caracteriza por tener un olor fuerte; su raíz es leñosa, blanca y recata. Es una planta dioica, esto significa que se encuentra una planta macho (poniliza) y una hembra (da el fruto). La mayor concentración de los principales activos de la Cannabis sativa se encuentran en las hojas superiores y en la flor.

Cannabinoides

Los cannabinoides son compuestos con una estructura carbociclica con 21 carbonos, que generalmente se organizan en 3 anillos (ciclohexeno, benceno, hexano y tetrahidropirano). La calcificación general de los cannabinoides, en base a su procedencia, se presenta en tres categorías:

• Herbarios: se presentan únicamente en la planta, son casi insolubles en agua pero solubles en lípidos, alcohol y solventes orgánicos no polares.• Sintéticos: que son fabricados. • Endógenos: producidos in vivo.

Por otro lado los cannabinoides que se encuentran en mayor proporción dentro de la planta son:

• Ʌ9 -tetrahidrocannabinol (Ʌ9 -THC o THC): posee la mayor potencia psicoactiva, presenta propiedades hidrofobias por lo cual es soluble en lípidos.• Ʌ8 -tetrahidrocannabinol (Ʌ8-THC): es muy parecido al compuesto mencionado anteriormente, solo que sus efectos son más débiles. Se encuentra en menor proporción en comparación al Ʌ9 -THC• Cannabinol (CBN): posee propiedades psicoactivas, pero en comparación con el THC solo es una décima parte. Si al THC se le expone a la luz o a un cambio térmico se convierte en este compuesto.• Cannabidiol (CBD): compuesto biciclico, el anillo tetrahidropiano esta eliminado. No presenta propiedades psicoactivas. Se han encontrado dos formas diferentes que solo difieren en la conformación de la cadena pentil, ambas formas están unidas por enlaces hidrogeno del grupo hidroxilo. Dentro de la planta es el compuesto non psicoactivo más abundante.

Cabe destacar que el porcentaje mostrado en la tabla 1 comprende en su mayoría los compuestos mencionados anteriormente, se pueden encontrar otros cannabinoides pero estos estarán en cantidades traza.

La estructura general de los cannabinoides se representa en la Figura 1.0

En este artículo nos enfocaremos en el cannabidiol. Fue extraído por primera vez entre los 30’s y 40’s de la planta cannabis sativa y su estructura fue descubierta y desarrollada en 1963.

Debido a sus propiedades no psicoactivas y su poca toxicidad es el principal compuesto que puede ser utilizado para fines medicinales, algunas aplicaciones que puede tener es como antiinflamatorio,

neuroprotector, anticancerígeno, anticombulcionate, etc. El área de investigación con respecto a este compuesto ha ido aumento en los últimos años, es por ello que se necesita desarrollar un método con el cual se pueda aislar de forma correcta este compuestos, para lograr este fin es necesario conocer las propiedades fisicoquímicas del cannabidiol, como se muestra en la Tabla 2.

Tabla 2: Propiedades fisicoquímicas del CannabidiolFormula molecular (Condesada) C21H30O2

Donador de hidrógenos 2Aceptor de hidrógenos 2Enlaces rotables 6Peso molecular (g/mol) 314.469Topológica Polar (A2) 40

Desviación apolar (kcal/mol) 0.62Desviación polar (kcal/mol) -3.91Coeficiente de partición (pKow) 7.14Carga neta 0Rango de pH (punto isoeléctrico) 7pKa 9.64pKb -Índice de refracción 1.545Solubilidad Cloroformo, metanol, hexanoÍndice de solubilidad(H2O) 250 mg/LDensidad 1.025 g/cm3Punto de fusión 62-63 ºCPunto de ebullición 463.9 ºCPunto de inflamabilidad 206.3ºCPresión de vapor a 25 ºC 3.14x10-09mmHgTemperatura almacenamiento 2-8ºC

Aspectos farmacológicos

Durante los años de 1970 se realizaron trabajos de investigación, con respecto al cannabidiol (CBD), sin fines farmacológicos, en los años posteriores algunos trabajos se enfocaron en descubrir las propiedades anticombulcionantes, posteriormente sobre sus efectos para controlar la ansiedad y recientemente se investiga sus propiedades para controlar las nauseas, funcionar como un neuroprotector, sus capacidades como antioxidante biológico y como una antiinflamatorio para la artritis reumatoide.

CBD Efecto anticonvulsivo: En el año de 1970, investigadores de distintas universidades encontraron que el CBD es un compuesto que puede ayudar a reducir o inhibir las convulsiones producidas a animales de laboratorio. El CBD en comparación con el difenildantoina (DFH), droga utilizada clínicamente para el control de convulsiones, posee una mayor potencia y efecto, sin embargo también se demostró que al combinar ambos compuestos el CBD aumento la eficacia del DFH y el fenobarbital. De igual forma se a demostrado que los enantiomeros del CBD tienen la misma capacidad anticonvulsiva y que su forma de actuar no es mediante el receptor CB1 como el (+)CBD, cannabidiol sintético, a demás mediante estudios de administración oral a monos, se demostró la poca toxicidad que tiene el CBD, ya que se necesita entre 20-50 veces más dosis para empezar una intoxicación por cannabidiol.

CBD Efecto antiansiedad: Al comienzo de los años 80’s algunos grupos de investigación descubrieron la capacidad sedativa y de antiansiedad que posee en CBD, compararon su eficacia con respecto a otro tipo de medicamentos y obtuvieron un mayor efecto de control para la ansiedad, todo ello en base a la administración oral del CBD en ratones, obteniendo como resultado la disminución de ulceras, causadas por el estrés, en el ratón.

CBD Efecto antipsicótico: Debido a su baja toxicidad y su eficacia para controlar la ansiedad, estudios han demostrado que el CBD produce una mayor eficacia de control ante un trastorno de sistema nervioso como el Parkinson, en comparación con la apomorfina. De igual forma se

compararon sus efectos con el haloperidol, medicamento para el tratamiento de trastornos mentales como la esquizofrenia, y demostraron que el CBD tiene un menor efecto para el control de enfermedades mentales ,sin embargo la ventaja que posee ante el haloperidol es que el CBD no produce catalepsia, enfermedad que se caracteriza por la inmovilización y rigidez del cuerpo de forma repentina.

CBD Efecto antiinflamatorio: El sistema inmunológico es capas de producir diferentes compuesto como el factor de necrosis tumoral (TNF), reactivos intermediarios de oxigeno (ROI) y el oxido nítrico (NO), que son capaces de eliminar microorganismos patógenos y tumores, sin embargo el tener altos nivel de estos compuestos pude causar inflamación y daño a las células y tejidos de nuestro cuerpo e incluso puede ocasionar envenenamiento en la sangre, es por ello que cuando se manifiesta algún tipo de infección en alguna parte del cuerpo es muy probable que exista inflamación del tejido. Para ello se han creado medicamentos que actúen sobre el sistema inmunológico para que se limiten los efectos de el TNF, ROI y NO. Se a demostrado que el THC y el cannabidiol contienen propiedades para modular la producción de estos compuestos inmunológicos, lo que da como resultado que tengan propiedades antiinflamatorias, pero principalmente el CBD posee un mayor potencial para actuar como antiinflamatorio debido a su baja toxicidad y efectos psicóticos. Por los cual en algunos estudios realizados en ratones que manifiestan artritis reumatoides, se sea les a tratado con cannabidiol y resulta que este compuesto bloquea el progreso de la enfermedad, es por ello que el CBD posee una capacidad inmunosupresora y antiinflamatoria.

A pesar de conocer las múltiples propiedades medicas que contiene el cannabidiol (CBD), en la actualidad se desconocen en su totalidad los mecanismos de acción de este compuesto.