Tra i numerosi composti chimici presenti nella cannabis il tetraidrocannabinolo (THC) spicca per la sua importanza sia dal punto di vista terapeutico che psicoattivo. Nonostante le numerose proprietà mediche che vengono attribuite a questa molecola, il THC è anche una delle principali ragioni per cui la cannabis è stata oggetto di restrizioni e controversie legali in molte parti del mondo.
LA CHIMICA DEL THC
Il THC, o tetraidrocannabinolo, è uno dei numerosi cannabinoidi presenti nella cannabis.
È una molecola di natura lipidica, derivata dalla degradazione del cannabigerolo (CBG), il quale funge da precursore di vari cannabinoidi tra cui, appunto, il THC e il cannabidiolo (CBD).
La formula chimica del THC è C₂₁H₃₀O₂, e la sua struttura contiene cicli di carbonio che lo rendono altamente lipofilo, il che significa che si dissolve bene nei grassi piuttosto che in acqua. Il THC interagisce con il sistema endocannabinoide umano, un complesso network di recettori che regolano molteplici processi fisiologici, tra cui il dolore, l’umore, l’appetito e la memoria.
Il sistema endocannabinoide è composto da due principali tipi di recettori: i recettori CB1, presenti principalmente nel cervello e nel sistema nervoso centrale, e i recettori CB2, che si trovano principalmente nel sistema immunitario e nei tessuti periferici.
Quando il THC si lega ai recettori CB1, produce gli effetti psicoattivi che sono comunemente associati alla cannabis. Questa interazione modula il rilascio di neurotrasmettitori, come dopamina e serotonina, influenzando direttamente l’umore, la percezione e la cognizione.
Altro argomento fondamentale legato al THC è il suo uso nella medicina.
Sebbene sia stato stigmatizzato a causa del suo effetto psicoattivo, è da più di 50 anni che la ricerca scientifica evidenzia i suoi potenziali benefici terapeutici, che possono includere: riduzione del dolore; effetti antinfiammatori; stimolazione dell’appetito; nausea e vomito; glaucoma. Naturalmente le regolamentazioni sull’uso della cannabis medica variano notevolmente da paese a paese.
PANORAMICA SUI METODI DI COLTIVAZIONE DELLA CANNABIS
Per ottenere piante di cannabis con un elevato contenuto di THC è essenziale applicare tecniche di coltivazione avanzate e controllate. La cannabis è una pianta che può variare notevolmente in termini di composizione chimica, a seconda delle condizioni di crescita e del patrimonio genetico.
Pertanto, i coltivatori professionisti devono seguire protocolli rigorosi per garantire che i livelli di THC siano ottimizzati per scopi terapeutici.
Alcuni dei fattori che influenzano il contenuto di THC nelle piante includono:
- Genetica: la selezione di varietà di cannabis ad alto contenuto di THC è fondamentale per garantire che le piante coltivate producano i livelli desiderati di questa molecola.
Le piante di Cannabis Sativa e Cannabis Indica variano naturalmente nel loro contenuto di THC, con alcune varietà più predisposte a produrre alti livelli di questo cannabinoide.
- Illuminazione: la cannabis è una pianta fotoperiodica, il che significa che il ciclo di luce a cui è esposta influisce direttamente sulla sua crescita e sul contenuto di THC.
Un’illuminazione adeguata (durata e intensità) è cruciale per massimizzare la produzione di THC.
- Nutrizione: l’uso di nutrienti specifici e bilanciati, in particolare durante le fasi di fioritura, può avere un impatto significativo sulla biosintesi dei cannabinoidi.
- Controllo della temperatura e umidità: le condizioni ambientali, come la temperatura e l’umidità, influenzano non solo la crescita della pianta, ma anche la concentrazione di THC. Temperature elevate possono accelerare la degradazione del THC in composti meno psicoattivi come il CBN (cannabinolo).
- Tecniche di potatura e stress controllato: alcuni coltivatori professionali utilizzano tecniche come il “low-stress training” (LST) o la potatura strategica per aumentare la produzione di fiori, dove si concentra la maggior parte del THC.
CLONAZIONE E SELEZIONE GENETICA
Per aumentare il contenuto di THC i coltivatori fanno ricorso a tecniche avanzate di clonazione e selezione genetica. La clonazione è una delle tecniche fondamentali utilizzate nella coltivazione della cannabis per garantire che le piante coltivate abbiano caratteristiche identiche alla pianta madre.
Attraverso la clonazione, è possibile ottenere una progenie geneticamente identica, mantenendo così la costanza in termini di qualità e contenuto di THC. Nel caso della cannabis, la clonazione viene solitamente effettuata attraverso il prelievo di talee da una pianta madre adulta e sana. Una volta radicate, queste talee crescono in piante mature che possiedono lo stesso patrimonio genetico della pianta. Il vantaggio principale della clonazione nella coltivazione della cannabis è la prevedibilità. Quando si parte da semi, anche se di una stessa varietà, le piante possono variare leggermente nei tratti fenotipici e chimici, il che può comportare variazioni nei livelli di THC. Con la clonazione invece i coltivatori sanno esattamente quale sarà il risultato in termini di produzione di cannabinoidi e altre caratteristiche della pianta, come la resa e la resistenza a malattie e parassiti. Un altro vantaggio è la velocità. Le piante clonali possono crescere più rapidamente rispetto a quelle coltivate da seme, poiché sono già in uno stato di maturità rispetto ai semi che devono passare attraverso le fasi di germinazione e sviluppo iniziale.
Per ottenere cloni di qualità, i coltivatori seguono una serie di passaggi cruciali:
- selezione della pianta madre;
- prelievo delle talee;
- trapianto e crescita.
Tuttavia, essa non è l’unica variabile che influenza la produzione di THC. I cloni devono essere coltivati nelle giuste condizioni ambientali per esprimere appieno il loro potenziale genetico.
La selezione genetica è un altro strumento chiave per ottenere piante di cannabis con un alto contenuto di THC. Mentre la clonazione garantisce la continuità genetica di una pianta specifica, la selezione genetica consente di creare nuove varietà migliorate, attraverso l’incrocio di piante con caratteristiche desiderate. I coltivatori infatti possono incrociare diverse varietà di cannabis per creare ibridi che esprimano tratti specifici, come un elevato contenuto di THC o una maggiore resistenza a parassiti o malattie. Questo processo, noto come breeding, può richiedere diverse generazioni di selezione per ottenere una varietà stabile.
Alcuni dei più noti ibridi di cannabis sono stati sviluppati proprio attraverso questo tipo di selezione genetica avanzata. Esempi di cultivar ad alto contenuto di THC includono “Girl Scout Cookies” e “OG Kush” tutte selezionate per il loro profilo di cannabinoidi e terpeni specifici.
MARKER GENETICI E BIOTECNOLOGIE
Con l’avanzare della ricerca scientifica sulla cannabis, stanno emergendo tecniche biotecnologiche che consentono una selezione genetica più precisa e mirata. Una di queste tecniche è l’uso di marker genetici, ossia sequenze specifiche del DNA che possono essere associate a determinati tratti della pianta, come un alto contenuto di THC.
Attraverso l’analisi del DNA delle piante i coltivatori possono identificare in anticipo quali piante hanno maggiori probabilità di produrre alti livelli di THC. Questo approccio riduce il tempo e gli sforzi necessari per il breeding, poiché i coltivatori possono selezionare solo le piante con le migliori caratteristiche genetiche sin dalle prime fasi di crescita.
L’uso di marker genetici è una tecnica relativamente nuova nel mondo della coltivazione della cannabis, ma promette di rivoluzionare il modo in cui vengono create nuove varietà.
Mentre la clonazione e la selezione genetica sono tecniche validissime per aumentare il contenuto di THC nelle piante di cannabis, ci sono alcuni limiti da considerare.
La clonazione, ad esempio, non consente di migliorare geneticamente una pianta e se la pianta madre presenta debolezze genetiche, queste verranno trasmesse anche ai cloni. Inoltre, le piante clonate possono diventare più vulnerabili a malattie e parassiti nel lungo periodo a causa della mancanza di diversità genetica.
La selezione genetica, d’altra parte, è un processo complesso e dispendioso in termini di tempo poiché richiede numerose generazioni per stabilizzare una nuova varietà.
SISTEMI DI COLTIVAZIONE AVANZATI
Per massimizzare il THC oltre alle tecniche di clonazione e selezione genetica, alcuni coltivatori professionali utilizzano una serie di tecniche e tecnologie avanzate che comprendono l’ottimizzazione dell’ambiente di coltivazione, l’uso di nutrienti specifici e il controllo delle condizioni di stress sulle piante.
La coltivazione indoor rappresenta uno dei metodi più diffusi per la coltivazione della cannabis. Questo approccio consente di avere un controllo pressoché totale sulle variabili ambientali che influenzano la crescita delle piante. A differenza della coltivazione outdoor, dove i fattori esterni come clima e parassiti possono influire negativamente, la coltivazione indoor permette di creare condizioni ottimali per tutto il ciclo di vita della pianta.
Uno dei principali fattori che influenzano la produzione di THC è la luce. La cannabis è una pianta fotoperiodica, il che significa che la durata del ciclo di luce e buio ha un impatto diretto sulla fioritura e sulla produzione di cannabinoidi.
Negli ultimi anni i LED (Light Emitting Diode) hanno guadagnato popolarità grazie alla loro efficienza energetica e alla capacità di emettere spettri di luce personalizzati, con questi sistemi si possono regolare le lunghezze d’onda della luce emessa dai LED per adattarsi alle diverse fasi di crescita della pianta, massimizzando così la fotosintesi e la produzione di cannabinoidi.
TEMPERATURA E UMIDITÀ
La temperatura e l’umidità sono altri due fattori cruciali per ottimizzare la produzione di THC.
La cannabis cresce meglio in un ambiente in cui la temperatura è mantenuta tra i 20 e i 30° C. Durante la fase di fioritura, è consigliabile mantenere la temperatura più bassa durante la notte (18-22°C) per stimolare la produzione di resina, dove si concentra il THC. L’umidità relativa, invece, deve essere regolata attentamente in base alla fase di crescita della pianta. Durante la fase vegetativa un’umidità più alta (60-70%) aiuta le piante a crescere vigorosamente. Tuttavia, durante la fase di fioritura, l’umidità dovrebbe essere ridotta (40-50%) per prevenire la formazione di muffe e stimolare la produzione di tricomi, le strutture ghiandolari che secernono THC e altri cannabinoidi.
VENTILAZIONE E CO₂
Un altro elemento fondamentale nella coltivazione indoor è la ventilazione. Le piante di cannabis richiedono un apporto costante di aria fresca per effettuare la fotosintesi e crescere in modo sano.
L’uso di ventilatori e sistemi di aspirazione aiuta a mantenere l’aria in movimento, prevenendo l’accumulo di umidità eccessiva e riducendo il rischio di malattie fungine.
Alcuni coltivatori professionali aggiungono anche anidride carbonica (CO₂) all’ambiente di coltivazione, poiché l’aumento dei livelli di CO₂ può stimolare la fotosintesi e migliorare la crescita delle piante. Tuttavia, per ottenere un effetto significativo, è necessario mantenere livelli di CO₂ superiori a quelli presenti naturalmente nell’aria (circa 400 ppm), portandoli fino a 1000-1500 ppm. Questa tecnica può aumentare la produzione di THC, ma richiede un’attenzione particolare alla ventilazione e alla sicurezza dell’ambiente di coltivazione.
USO DI NUTRIENTI E STIMOLANTI PER AUMENTARE IL THC
Oltre a fornire l’ambiente ideale, un altro fattore chiave per massimizzare la produzione di THC nelle piante di cannabis è l’uso di nutrienti e stimolanti appropriati durante il ciclo di crescita. I coltivatori professionali utilizzano una varietà di nutrienti, sia organici che sintetici, per supportare lo sviluppo della pianta e favorire la produzione di tricomi.
Oltre ai macronutrienti, le piante di cannabis richiedono anche una serie di micronutrienti, come calcio, magnesio, zolfo, zinco, ferro e rame.
Questi nutrienti, sebbene necessari in quantità minori, sono fondamentali per il corretto funzionamento delle reazioni biochimiche che supportano la sintesi del THC.
Inoltre, molti coltivatori utilizzano stimolanti della crescita come aminoacidi, enzimi, e sostanze organiche come alghe marine e micorrize, che migliorano la salute generale della pianta, aumentando la resistenza allo stress e promuovendo lo sviluppo di un sistema radicale forte e sano.
STRESS CONTROLLATO
Una tecnica interessante utilizzata dai coltivatori professionali per aumentare la produzione di THC è quella di indurre un leggero stress nelle piante durante la fase di fioritura.
- Defogliazione: rimuovere alcune foglie durante la fase di fioritura permette alla pianta di concentrare più energia sulla produzione di fiori e resina.
- LST (Low-Stress Training): tecnica di piegatura dei rami per esporre più parti della pianta alla luce, aumentando la produzione di fiori ricchi di THC.
- Temperature basse notturne: abbassare la temperatura durante le ore notturne stimola la produzione di resina.
• Diminuzione dell’acqua: ridurre l’irrigazione durante gli ultimi giorni di fioritura può indurre la pianta a produrre più resina in risposta a uno stato di lieve siccità.
Con il crescente interesse per l’uso terapeutico della cannabis e le richieste sempre più alte di varietà con elevati livelli di THC, la ricerca genetica e la bioingegneria stanno aprendo nuove strade per migliorare ulteriormente il contenuto di questo cannabinoide nelle piante di cannabis.
MARKER ASSISTED E CRISPR
La selezione genetica tradizionale, basata sull’incrocio di piante con tratti desiderati ha permesso per anni ai coltivatori di migliorare le varietà di cannabis.
Tuttavia con i recenti progressi nelle tecniche di biologia molecolare, come la selezione assistita da marcatori genetici (MAS), i coltivatori hanno ora accesso a metodi più precisi e rapidi per identificare e selezionare le piante con il potenziale per produrre alti livelli di THC.
La MAS è una tecnica che permette di accelerare il processo di selezione genetica tradizionale attraverso l’identificazione di marcatori genetici associati a tratti specifici, come l’elevata produzione di THC, i ricercatori possono individuare piante che possiedono questi geni anche prima che raggiungano la maturità. Questa tecnologia offre un vantaggio significativo rispetto alla selezione convenzionale, poiché consente di risparmiare tempo e risorse. Ad esempio, i ricercatori possono identificare piante che presentano una combinazione di geni responsabili della produzione di un gran numero di tricomi, o che producono specifici enzimi che favoriscono la biosintesi del THC.
Queste piante possono essere selezionate e incrociate con altre per creare nuove varietà con caratteristiche ottimizzate. Uno degli sviluppi più rivoluzionari nella scienza genetica è l’uso della tecnologia CRISPR-Cas9 per modificare il DNA delle piante in modo preciso e mirato.
CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) è una tecnica di editing genetico che permette ai ricercatori di “tagliare” e “incollare” porzioni di DNA, modificando specifiche sequenze geniche. Grazie alla tecnologia CRISPR, è possibile modificare i geni responsabili della produzione di THC direttamente nel genoma della pianta. Questa tecnica offre un potenziale straordinario per aumentare i livelli di THC in modo preciso, senza dover passare attraverso generazioni di incroci selettivi. Tuttavia, l’uso di CRISPR sulla cannabis è ancora in fase sperimentale, e ci sono numerose sfide da superare.
La cannabis con alto contenuto di THC continuerà a svolgere un ruolo centrale sia nell’industria terapeutica che ricreativa, e i progressi scientifici e tecnologici attuali ci avvicinano sempre più a un futuro in cui sarà possibile produrre cannabinoidi in modo altamente efficiente e personalizzato, a beneficio di milioni di persone in tutto il mondo.
A cura di Groow
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