1.2.1 Endokanabinoidni sistem
Kanabinoidi v telesu delujejo na endokanabinoidni sistem, katerega del sta med drugim receptorja tipa CB1 in CB2, ki sta sklopljena z G-proteinom.
3
CB1 receptorji so večinoma izraženi na nevronih, medtem ko so CB2 receptorji najbolj prisotni na celicah imunskega sistema. Endogena agonista kanabinoidnih receptorjev sta anandamid in 2-arahidonoilglicerol. CBD je negativni alosterični modulator CB1 receptorjev in zniža anksioznost, inducirano z uporabo Δ9-THC (6, 7).
1.2.2 Potencialna uporaba CBD in obstoječa zdravila
• Epilepsija V 80. letih prejšnjega stoletja so raziskovalci začeli izvajati študije o vplivu CBD na paciente z nekontrolirano epilepsijo. Pacienti so CBD dobro prenašali, brez znakov toksičnosti in neželenih učinkov. CBD je zmanjšal pogostost konvulzivnih epizod (8, 9).
• Anksioznost CBD naj bi anksioznost zaviral z delovanjem na CB1 in 5HT1A receptorje.
Glede na dosedanje raziskave ima CBD velik potencial za zdravljenje anksioznih stanj, vseeno bo potrebno učinkovitost potrditi z nadaljnjimi študijami (10).
• Psihoza Obstoječa zdravila za zdravljenje psihoznih motenj pogosto povzročajo neželene učinke in pri določenem deležu pacientov tudi niso učinkovita. Pacienti s psihozo imajo povišane vrednosti anandamida v krvi in likvorju. Pri tem je prisotna tudi povečana ekspresija CB1 receptorjev v perifernih imunskih celicah. CBD kot negativni alosterični modulator CB1 receptorjev predstavlja velik potencial pri zdravljenju teh stanj. Njegovo delovanje bo potrebno še ovrednotiti s kliničnimi študijami (11).
CBD se je v nekaterih študijah izkazal kot učinkovit tudi pri spastičnosti, kronični bolečini, nekaterih vrstah raka in pri zasvojenosti s konopljo zaradi Δ9-THC (8).
Na trgu sta dve zdravili s CBD. Epidyolex je peroralna raztopina, uporablja se kot dodatna terapija pri redkih oblikah epilepsije (Lennox-Gastaut sindrom in Dravetov sindrom) za paciente, starejše od 2 let (9).
Sativex je oralno pršilo, ki vsebuje CBD in Δ9-THC v enakih razmerjih, ki sta prisotna v obliki dveh ekstraktov navadne konoplje. Ekstrakte proizvajalec izdeluje z uporabo ekstrakcije s superkritičnim CO2. Uporablja se za terapijo spastičnosti pri odraslih pacientih z multiplo sklerozo, ki se ne odzivajo na ostala zdravila (12).
4
1.3 Farmakokinetika CBD
CBD je najbolj biološko uporaben pri inhalaciji (v določenih raziskavah 31 %), v primeru peroralnega vnosa pa 6 % (13). Ob inhalaciji je bila maksimalna plazemska koncentracija CBD dosežena že v 3–10 min, medtem ko so bile pri peroralni aplikaciji v povprečju za to potrebne 3,0 h (13). Čas, v katerem je bila dosežena maksimalna koncentracija CBD v plazmi ob peroralni uporabi raztopine v sezamovem olju, je bil približno 4 h (14).
Nizka biološka uporabnost po peroralni aplikaciji je posledica slabe topnosti CBD v vodi in obsežnega predsistemskega metabolizma v jetrih. Če ga per os apliciramo v obliki praška, je biološka uporabnost nižja kot v primeru oljnih raztopin (14). Absorpcija je tudi boljša, če ga zaužijemo skupaj s hrano, ki vsebuje maščobe (13).
Hitrost absorpcije CBD in biološka uporabnost se razlikujeta tudi med peroralnimi oljnimi raztopinami. Do tega pride zaradi različnih načinov absorpcije med olji srednjeverižnih trigliceridov (MCT) in olji dolgoverižnih trigliceridov (LCT). Trigliceridi se v gastrointestinalnem traktu (GIT) z lipolizo razgradijo do prostih maščobnih kislin in monogliceridov. Kratko in srednjeverižne proste maščobne kisline se hitro absorbirajo v enterocit in po portalni veni preko jeter dosežejo sistemski krvni obtok. Medtem v jetrih pride do metabolizma prvega prehoda (14).
Dolgoverižne proste maščobne kisline se absorbirajo v enterocite in v njih tvorijo hilomikrone.
Slednji iz enterocitov preidejo v limfni sistem, po katerem se transportirajo do sistemskega krvnega obtoka. Tudi CBD se pridruži hilomikronom in z njimi potuje po telesu. Ta pot absorpcije zaobide portalno veno in s tem pride do izognitve začetnemu jetrnemu metabolizmu.
Zaradi tega je prisotna razlika med absorpcijskim profilom CBD v MCT olju in CBD v LCT oljih (14, 15).
CBD ima zelo velik volumen distribucije in se počasi eliminira iz telesa (16). Metabolizira se v jetrih z encimi CYP450 in UGT. Metabolizem 1. faze omogočata encimski izoformi CYP2C19 in CYP3A4. Od reakcij 2. faze največ poteka glukuronidacija, ki jo izvajajo encimske izoforme UGT1A7, UGT1A9 in UGT2B7 (9).
5
1.4 Topnost
Topnost je največja količina topljenca, ki z danim volumnom ali maso topila tvori nasičeno homogeno molekularno disperzijo. Odvisna je od kemičnih in strukturnih lastnosti topljenca in topila, ki določajo vzajemne interakcije. Nanjo vplivajo tudi temperatura, tlak, pH in prisotnost drugih snovi v topilu (17).
Definicije topnosti:
Intrinzična topnost je ravnotežna topnost proste kisline ali baze pri pH, pri katerem se v celoti nahaja v neionizirani obliki.
Ravnotežna topnost oz. termodinamska topnost je koncentracija topljenca v nasičeni raztopini, ko je prisotna presežna trdnina in sta raztopina in trdnina v ravnotežju.
Kinetična topnost je koncentracija substance v času, ko se prvič pojavi oborina (18).
Eno prvih pravil topnosti je bilo: »Podobno se topi v podobnem«. Načelo je izpeljano iz dejstva, da so večinoma polarne spojine topne v polarnih topilih, medtem ko so nepolarne bolje topne v nepolarnih topilih. To pravilo ima sicer veliko izjem. Dielektrična konstanta je merilo polarnosti topil, večja kot je, bolj je topilo polarno (preglednica II) (19, 20).
Preglednica II: Vrednosti dielektričnih konstant nekaterih topil pri 25 °C (21)
Topilo Dielektrična konstanta (ε)
aceton 20,7
1-butanol 17,8
N,N-DMF 37,6
DMSO 46,2
etanol 24,6
izooktan 1,94
izopropanol 19,9
metanol 32,7
voda 77,46
6
1.4.1 Biofarmacevtski klasifikacijski sistem (BCS)
Topnost v vodi je ena od ključnih lastnosti pri razvoju zdravilne učinkovine. Predstavlja tudi eno od meril pri uvrščanju zdravilnih učinkovin glede na BCS. Drugo merilo pri tem je prehajanje bioloških membran (permeabilnost). BCS (preglednica III) omogoča določanje kritičnega koraka pri absorpciji z. u. iz črevesja.
Preglednica III: Razredi spojin glede na BCS (22)
Razred I
DOBRA TOPNOST
DOBRA PERMEABILNOST
Razred II
SLABA TOPNOST
DOBRA PERMEABILNOST Razred III
DOBRA TOPNOST
SLABA PERMEABILNOST
Razred IV
SLABA TOPNOST
SLABA PERMEABILNOST
Z. u. se smatra za dobro topno, če se največji odmerek učinkovine raztopi v 250 mL vode s pH
= 1,2–6,8 pri 37 ± 1 ºC. Poskus je potrebno izvesti pri vsaj 3 različnih pH znotraj intervala, obvezno pa pri pH = 1,2; 4,5 in 6,8.
Najnižjo izmerjeno topnost znotraj pH intervala 1,2–6,8 uporabimo za razvrščanje substance po BCS (22). CBD spada v BCS razred 2, je slabo topen v vodi, a dobro prehaja biološke membrane (23).
7
1.4.2 Stopnja topnosti
Evropska farmakopeja topnost določa z intervali, ki tvorijo stopnjo topnosti (preglednica IV).
Tako je npr. substanca zelo lahko topna, če se 1 g substance raztopi v manj kot 1 mL topila.
Preglednica IV: Stopnje topnosti kot so navedene v Evropski farmakopeji (24)
Stopnja topnosti Volumen topila, potreben za raztopitev 1,0 g vzorca
Zelo lahko topno < 1 mL
Lahko topno 1–10 mL
Topno 10–30 mL
Zmerno topno 30–100 mL
Težko topno 100–1000 mL
Zelo težko topno 1000–10000 mL
Praktično netopno > 10000 mL
1.4.3 Načini določanja topnosti
Obstaja več načinov določanja topnosti substanc. Najpogosteje se uporabljata termodinamska in kinetična metoda.
Termodinamska shake-flask metoda je zlati standard pri določanju topnosti. Temelji na vzpostavitvi ravnotežja med nasičeno raztopino in neraztopljenim trdnim topljencem. Poleg ostalih omenjenih dejavnikov je ta topnost odvisna tudi od časa za vzpostavitev ravnotežja, pogojev mešanja, polimorfizma, čistote substance in oblike ter velikosti trdnih delcev (25).
Postopek določanja je sledeč: topljenec damo v topilo in ga raztapljamo do vzpostavitve ravnotežnega stanja (slika 2). Sledi ločitev trdnega topljenca od nasičene raztopine. Nato analiziramo nasičeno raztopino in izračunamo topnost. Pri pripravi vzorca je pomembno, da topilu dodamo presežno količino topljenca. Ni pa nujno zatehtati maso topljenca, ker ravnotežna topnost načeloma ni odvisna od mase dodanega topljenca (26). Ravnotežje pri tej metodi je doseženo, ko je topnost v različnih časovnih točkah enaka. Z dobrim mešanjem je ravnotežje pogosto doseženo v 24 h. Kljub temu pri nekaterih substancah to traja tudi od 48 h do 2 tednov, še posebej pri z. u., ki so slabo topne (25).
8
Čas za vzpostavitev ravnotežja je možno skrajšati z intenzivnim mešanjem z uporabo vorteks naprave oz. ultrazvočne kadičke. Pri separaciji trdnega zaostanka od nasičene raztopine je možno uporabiti sedimentacijo, centrifugiranje in filtracijo.
Slabost filtracije je sorpcija na filter v primeru slabo topnih in hidrofobnih substanc. To je še posebej problematično pri filtraciji majhnih volumnov suspenzij. Nasičene raztopine primerno redčimo in analiziramo spektrofotometrično, s HPLC metodo ali z drugimi primernimi metodami za merjenje koncentracij. Shake-flask metoda je zanesljiva, a časovno potratna. Poleg tega za njeno izvedbo potrebujemo tudi relativno veliko količino substance (25). Omenjene pomanjkljivosti so raziskovalce spodbudile k razvoju hitrejših miniaturnih različic te metode.
Slika 2. Na sliki je prikazan princip določanja ravnotežne topnosti. Topilu je dodana presežna količina topljenca, ki