DESIGNTE MEDIZIN

Das Verstehen und die Nutzung chemischer Prozesse ist einer der Schlüssel des menschlichen Fortschritts. Gleichzeitig ziehen mehr und mehr Menschen pflanzliche Mittel den chemischen Präparaten vor. Darunter fällt auch Cannabis. Doch ist natürlich immer besser? Unser Autor ist studierter Chemiker und will das Bild relativieren.

Der Wunsch, die Natur zu verstehen und zu unseren Gunsten zu nutzen, ist schon so alt wie die Menschheit selbst. Die Kontrolle des Feuers, die Zucht von Pflanzen und Tieren und die Herstellung neuartiger Materialien als besonders vielseitige Rohstoffe stellen dabei nur ein paar wenige Meilensteine auf der Entwicklung zum modernen Menschen dar. Einen besonders großen Beitrag an der Veränderung unserer Lebensumstände leistete dabei die Chemie. Nahezu alle Materialien, mit denen wir tagtäglich umgehen, beinhalten zumindest einen kleinen Teil aus der chemischen Industrie. Sei es unsere Kleidung aus Polyamiden und Polyestern, das gebleichte Papier, auf dem wir schreiben, die Tinte im Kugelschreiber oder alle Materialien, die in unseren Smartphones verbaut sind. All das haben wir freudig akzeptiert und nutzen es, ohne viel darüber nachzudenken. Geht es aber um Substanzen, die wir in unseren Körper lassen, betrachten wir das ganze deutlich kritischer, besonders wenn es um die Behandlung von Krankheiten geht. Die meisten Menschen versuchen bei solchen Fragen zuerst auf natürliche Methoden bzw. Präparate zurückzugreifen. Schließlich sind diese besser verträglich als Chemie. Oder etwa nicht? Worauf basiert diese Logik?

NATUR OHNE CHEMIE?

Was ist Chemie? So einfach wie es scheint, ist diese Frage nicht zu beantworten. Die meisten assoziieren dieses Wort mit giftigen Substanzen, Explosionen und akuter Gefahr. Doch dabei wird schnell vergessen, dass die gesamte Natur auf Chemie aufgebaut ist. Nahezu jede einzelne Substanz, die in der Natur vorkommt, entstand in einem chemischen Prozess. Die meisten Mechanismen, die Chemiker nutzen, werden von Pflanzen und Tieren in ähnlicher Art und Weise angewandt. Es gibt also keine Natur ohne Chemie.

In der chemischen Industrie besitzen zum Beispiel Bioreaktoren eine enorme Bedeutung. Dabei werden Mikroorganismen, die bestimmte Substanzen produzieren, in speziellen Behältern gezüchtet, sodass die Substanzen, die sie erzeugen, abgetrennt und genutzt werden können. Beim Bierbrauen wandeln Hefen den Zucker in Ethanol um, in anderen Bioreaktoren produzieren zum Beispiel Pilze Cephalosporine, welche in der Medizin viel genutzte Antibiotika darstellen. Während ein Bier als „natürlich hergestellt“ akzeptiert wird, zählt ein Antibiotikum aus einem Bioreaktor für viele als Chemie. Objektiv betrachtet werden jedoch ähnliche Herstellungsverfahren verwendet und sowohl der Alkohol als auch das Medikament stammen aus einer chemischen Reaktion, die innerhalb eines Organismus stattgefunden hat.

Andere Substanzen, die in der Natur vorkommen, werden aufgrund mangelnder Verfügbarkeit auch synthetisch hergestellt. Ein Beispiel ist das Vanillin. Während die Gewinnung aus der Vanilleschote einen großen Aufwand mit sich bringt, kann dieses auch teilsynthetisch aus Abfällen der Papierherstellung gewonnen werden. Je nach Reinheitsgrad kann es zwar noch Spuren weiterer Substanzen enthalten, die bei anderen Verfahren nicht anfallen, aber das Vanillin, das dabei erzeugt wird, ist völlig identisch mit dem aus der Vanilleschote.

KOKAIN VOM ZAHNARZT

Naturidentische Substanzen aus dem Labor unterscheiden sich also, wie der Name schon sagt, nicht von ihrer Version aus der Natur. Aber wie sieht es mit Substanzen aus, die nur der Mensch in Laboren herstellt, die also auch in ihrer chemischen Struktur zuvor nirgends in der Natur vorgekommen sind? Es ist eine weit verbreitete Meinung, dass die Natur alles an Medizin bietet, die der Mensch braucht. Bei der unzähligen Vielfalt an Heilpflanzen und den Jahrtausenden an Erfahrung diverser Naturvölker ist diese Annahme auch gar nicht so weit hergeholt. Doch in der Natur entstehen Substanzen nicht, weil sie dem Menschen helfen. Dies bedeutet, dass der Zufall nicht zwangsläufig die beste Lösung bietet. Manche Heilpflanzen besitzen enorme Nebenwirkungen, nur ein sehr schmales Wirkungsspektrum oder nur eine geringe Effektivität.

Bis ins späte 19. Jahrhundert konnten Operationen nur unter damals noch besonders gefährlicher Vollnarkose oder ohne Betäubung durchgeführt werden. Ein Meilenstein der modernen Medizin stellte die Erkenntnis dar, dass das im Coca-Strauch gefundene Kokain eine betäubende Wirkung besitzt. Nachdem der Augenarzt Carl Koller zusammen mit Sigmund Freud im Jahr 1884 diese Wirkung feststellte, erkannte er als erster das darin steckende Potenzial für die Medizin, und noch im selben Jahr führte er die erste Augenoperation unter Lokalanästhesie durch. In den darauffolgenden Jahren erlangte das Kokain große Bedeutung, doch auch die Gefahren wurden immer mehr bekannt. Das Verständnis für den Wirkmechanismus ermöglicht es seit Anfang des 19. Jahrhunderts, neue Substanzen von Grund auf zu designen, um die gewünschten Effekte zu erreichen, die Nebenwirkungen zu verringern und ihr Verhalten im Körper an die gewünschten Einsatzbereiche anzupassen.

Die Namen der noch heute angewandten Lokalanästhetika wie Benzocain, Lidocain, Mepivacain und vielen mehr zeugen von deren Ursprung. In vielen Bereichen sind diese dem natürlichen Kokain deutlich überlegen und dabei vergleichsweise arm an Nebenwirkungen. Besonders vorteilhaft ist die Möglichkeit, die einzelnen Eigenschaften gezielt zu steuern, wie Wirkdauer, Diffusionsgeschwindigkeit (Ausbreitung im Gewebe), gefäßerweiternde oder -verengende Wirkung und Anpassung an mögliche Allergien. So existiert heute eine große Auswahl an Substanzen, die für jeden Patienten und jede Art von Gewebe jeweils besondere Vorteile bietet. Diese Vielfalt an sehr ähnlichen Verbindungen kann die Natur nicht bieten, da sie ihr keine Vorteile liefert.

DIE SYNTHESECHEMIE ALS TEIL DER MENSCHLICHEN NATUR

Doch manchmal sind auch gar keine Heilpflanzen bekannt, die eine bestimmte Krankheit effektiv behandeln können. In diesem Fall können Medikamente von Grund auf neu entworfen werden, sodass sie die gewünschte Funktion erfüllen. Besonders große Fortschritte sind damit beispielsweise in der HIV-Therapie möglich geworden. Heute werden unter anderem sogenannte HIV-Protease-Inhibitoren eingesetzt, die, wie der Name schon sagt, die Protease des HI-Virus blockiert.

MÖGLICHKEIT, NEUE SUBSTANZEN VON GRUND AUF ZU DESIGNEN.

Dabei handelt es sich um ein Enzym, welches das Virus nutzt, um größere inaktive Proteine in kleinere zu spalten, die für die Vermehrung nötig sind. Durch Untersuchung dieses Enzyms konnte aufgeklärt werden, wie der Mechanismus dafür abläuft und wie ein Molekül aussehen muss, welches diesen Prozess unterbindet. Die daraus hervorgegangenen Substanzen zeigten tatsächlich die erhoffte Wirkung, den Reproduktionszyklus der
Viren zu unterbrechen und damit ein Fortschreiten der Krankheit zu stoppen. Weitere Verbesserungen an der Struktur dienten dann dazu, die Effektivität zu steigern, die Nebenwirkungen zu verringern, die Bioverfügbarkeit zu erhöhen und eine längere Wirkdauer zu erzielen.

CANNABIS ALS MEDIZIN

Das medizinische Interesse an Cannabis ist erst während der letzten Jahrzehnte wieder in den Fokus der pharmazeutischen Forschung gelangt. Wie diverse Studien zu verschiedenen Erkrankungen bisher belegen konnten, besitzen Phytocannabinoide (pflanzliche Cannabinoide) ein enormes medizinisches Potenzial, das aber noch weitestgehend unerforscht ist. Daher ist die in einigen Kreisen verbreitete Ansicht, dass die meisten Medikamente durch Cannabinoide ersetzt werden könnten, wissenschaftlich betrachtet nicht haltbar. Es gibt durchaus Belege für die medizinische Wirkung von Cannabis. Das tatsächliche medizinische Potenzial wird jedoch übertrieben dargestellt. In unseriösen Beiträgen, die immer wieder im Internet auftauchen, wird dann aus „verlangsamt das Wachstum von Tumorzellen“ die Behauptung, „Cannabis heilt Krebs“.

MAXIMALE WIRKUNG SYNTHETISCHER CANNABINOIDE DEUTLICH HÖHER

Viele Arten von Tumoren zeigen tatsächlich eine erhöhte Expression von Cannabinoidrezeptoren. Dies stellt einen wichtigen Angriffspunkt für die Behandlung dar. Zwar wird Cannabis von manchen als Alternative zur Chemotherapie angesehen, genaugenommen stellt die Behandlung mit Phytocannabinoiden aber selbst eine Art der Chemotherapie dar. Dies jedoch leider nicht mit ausreichender Effizienz und bei einigen Krebsarten sogar mit gegenteiligen Effekten. Die Erforschung der Mechanismen, die diese Effekte verursachen, kann zur Entwicklung neuer Behandlungsmethoden genutzt werden. So zeigen beispielsweise die synthetischen Cannabinoide WIN 55,212-2 und JWH-133 Antitumoreffekte bei deutlich höherer Potenz als die wichtigsten Phytocannabinoide THC und CBD. Als selektiver CB2-Agonist besitzt JWH-133 wie auch CBD nicht die psychotrope Wirkung des THC, was einen enormen Pluspunkt für den medizinischen Einsatz darstellt.

Viele der Substanzen, die als Inhaltsstoffe einiger „Legal Highs“ identifiziert wurden, stammen ebenfalls aus der pharmazeutischen Forschung. Da die meisten hiervon im Gegensatz zu den Phytocannabinoiden sogenannte Vollagonisten darstellen, ist durch diese synthetischen Cannabinoide die maximal erreichbare Wirkung deutlich höher, was eine tödliche Überdosierung erst möglich macht. Dieser verdanken sie ihr im Vergleich zu Cannabis schlechtes Image. Für den Freizeitkonsum mag dies berechtigt sein, allerdings lässt sich die hohe Potenz in der Medizin sinnvoll einsetzen. Die wenigsten dieser Substanzen haben die pharmazeutische Forschung bisher verlassen, da vor allem die Langzeitwirkung noch nicht ausreichend erforscht ist. Viele Menschen könnten in Zukunft allerdings davon profitieren.

NATUR WIRD IMMER EINE ROLLE SPIELEN

Dies bedeutet nicht, dass synthetische Substanzen grundsätzlich besser sind, sondern dass diese die Wirkung seit langem bekannter Medikamente in vielen Fällen erweitern können. Auch die moderne Medizin nutzt in vielen Bereichen noch natürliche Medikamente. Von einfachen Kräuterextrakten bei Magenverstimmung bis hin zu wichtigen Krebsmedikamenten wie Paclitaxel, das aus der Pazifischen Eibe gewonnen wird. Auch in hundert Jahren wird ein Arzt bei einer Erkältung noch Kräutertee empfehlen und in der Apotheke wird es noch weiterhin Pflanzenextrakte und Heilkräuter zu kaufen geben. Daran werden auch synthetische Medikamente nichts ändern. Manchmal führt auch erst die Kombination natürlicher und synthetischer Substanzen zum besten Ergebnis. So zeigt Cannabidiol allein keine zufriedenstellende Wirkung auf Zellen des Glioblastoms, einem Gehirntumor mit sehr schlechten Prognosen. Vor allem die Resistenz gegenüber Chemotherapeutika erschwert die Behandlung. Allerdings erhöht CBD über den Vanilloid-Rezeptor CRPV2 die Aufnahme bestimmter Chemotherapeutika in die Tumorzellen, während dies bei gesunden Zellen nicht der Fall ist – und potenziert damit deren Wirkung. Diese Kombination könnte in Zukunft helfen, die Prognosen bei einer Erkrankung mit dieser aggressiven Krebsart zu verbessern.

Die moderne Medizin und Pharmazie haben einen enormen Anteil an unserer hohen Lebenserwartung und Lebensqualität. Immer mehr Krankheiten, die früher nicht behandelt werden konnten, sind in der westlichen Welt mittlerweile kein Problem mehr, da effektive Behandlungsmethoden entwickelt wurden. Oftmals mit der Natur als Vorbild, manchmal allein aus den Fähigkeiten hervorgegangen, die uns die Natur gegeben hat: Unsere kognitiven Fähigkeiten, die es uns als einzige Spezies der Erde ermöglichen, unseren Körper zu verstehen und unsere eigenen Medikamente zu entwerfen. Man kann die Substanzen in „aus der Natur gewonnen“ und „synthetisch hergestellt“ einteilen, aber letztendlich liegt es in der Natur des Menschen, unsere Welt zu verstehen und zu verändern.