Употребление каннабиса не делает людей апатичными и ленивыми

Тошнота при беременности является одним из наиболее распространенных недугов будущих мам – с ним сталкивается около половины беременных. Тошнота может настигнуть в любое время, а у некоторых и вовсе может длиться весь день. Так же тошноту различают по степени тяжести – у некоторых беременных наблюдается только легкая тошнота, в то время как у других она настолько изнурительна, что приводит к потере аппетита.

В медицинском мире это известно как Hyperemesis Gravidarum и обычно лечится любым из нескольких обычных фармацевтических препаратов. Однако многие из этих препаратов не действуют на женщин. Когда беременные женщины не могут есть из-за сильной тошноты, это может иметь серьезные последствия: низкий вес при рождении у младенцев, выкидыш, обезвоживание, энцелопатия и депрессия – это лишь некоторые из числа множества рисков.

Новое исследование показало, что каннабис на самом деле работает лучше, чем отпускаемые по рецепту лекарства, когда дело доходит до лечения тошноты у беременных. Исследователи опросили 550 человек, которые испытывали тошноту во время беременности. Результаты показали, что 96% респондентов используют противорвотные препараты, а 14% заявили, что употребляют марихуану. Большинство из тех, кто решил прибегнуть к употреблению каннабиса, сообщили, что они сделали это, потому что противорвотные средства не были эффективны при лечении этого состояния.

Кроме того, 82% тех, кто употреблял марихуану, сказали, что избавились от тошноты и даже смогли набрать вес: «Это исследование подтверждает противорвотные свойства каннабиса и каннабиноидных соединений, а также предполагает их потенциал для лечения тошноты. Те, кто употреблял каннабис или продукты на основе каннабиса, сообщали о более частом облегчении симптомов по сравнению с теми, кто использовал рецептурные противорвотные средства», – заключили авторы. Так же авторы исследования добавляют, что продукты каннабиса могут восприниматься как более эффективная альтернатива лекарствам, но необходимы дополнительные исследования, чтобы понять механизм воздействия, безопасность и побочные эффекты, как для беременной женщины, так и будущего ребенка.

Подобные исследования проводились и ранее. Например, в 2021 году исследование, проводимое в Израиле, показало, что употребление каннабиса имело положительные результаты и улучшало качество жизни людей испытывающих тошноту. Исследователи из больницы Шамир и Университета Ариэль проанализировали четырех женщин, которым было поручено пройти обследование до и после употребления каннабиса. Во всех четырёх случаях женщины сообщили об «очень значительных улучшениях» в отношении рвоты, тошноты и увеличения веса.

В другом исследовании, проведенном в 2021 году, исследователи из Университета Нью-Мексико (UNM) проанализировали воздействие каннабиса на симптомы тошноты у 2200 участников. Они обнаружили, что 96% пациентов почувствовали облегчение менее чем за час.

Авторы всех трёх исследований отмечают необходимость проведения дополнительных тестов с привлечением большего количества респондентов.

Еще почитать:

Употребление каннабиса во время беременности может привести к низкому весу у младенцев Можно ли употреблять каннабис во время беременности? Легальные продукты из КБД дошли до России

 

 

Для исследования был выбран четырехлетний период с 2016 по 2019 год. Такой выбор связан с тем, что именно с 2016 по 2019 год во многих штатах США был легализован каннабис. На данный момент медицинское использование каннабиса разрешено в 37 штатах, в 19 штатах – рекреационное.

Всего за исследуемый период токсикологические службы США зарегистрировали 7600 случаев употребления синтетических каннабиноидов. Из них 56% зафиксированы в штатах, где марихуана на тот момент была запрещена, 38.5% — где разрешена для медицинского использования, и всего 5.5% — где разрешена полностью. Самое большое количество зарегистрировано в 2016 году – 2633 официальных случая. На протяжении четырех лет это количество регулярно уменьшалось и к 2019 году достигло цифры в 1117 зарегистрированных случаев.

В ходе исследования выяснилось, что в штатах с легализованным в медицинских целях каннабисом, употребление синтетических смесей снизилось на 13%, а в штатах, где употребление каннабиса разрешено полностью – на 37%.

«Смягчение законодательства в отношении марихуаны может иметь такой непредусмотренный полезный эффект как снижение мотивации к употреблению синтетических каннабиноидов и, следовательно, связанного с ними вреда», — указывают авторы в заключительной части исследования.

Курительные смеси на основе синтетических каннабиноидов зачастую вызывают серьезные токсические реакции, такие как рвота, нарушения ориентации, паранойя, психозы, суициды, угнетение центральной нервной системы, судороги, инсульт, острое токсическое поражение почек и сердца. В отличие от натуральной марихуаны они могут вызывать летальный исход. Тем не менее, популярность курительных смесей во всем мире не снижается.

Источник: N+1

Еще почитать:

Экономисты США о будущем каннабиса Легалайз не решил проблему с черным рынком в Канаде и США Как легализация каннабиса изменила города США

Эта тенденция подтвердилась в ходе исследования в Вашингтонском университете, которое недавно опубликовали в Journal of Teenage Health. Согласно исследованию, розничная продажа рекреационного каннабиса в штате послужила снижению потребления алкоголя, сигарет и обезболивающих препаратов молодыми людьми. В исследовании принимали участие более 12,5 тыс. человек в возрасте от 18 до 25 лет.

Генеральный директор NORML, организации по защите прав потребителей каннабиса, подчеркнул, что данные исследования в очередной раз доказывают, что марихуана, как правило, не является «проводником» к употреблению других веществ и тяжелых наркотиков. По его мнению, многие случаи легализации каннабиса связаны с сокращением употребления других субстанций, в том числе лекарств, отпускаемых по рецепту.

Многочисленные предыдущие исследования, в том числе проведенные корпорацией RAND и Национальной академией наук, оспаривали так называемую «теорию входных ворот». Их результаты заключили, что «марихуана не оказывает причинно-следственного влияния на начало приема тяжелых наркотиков». Согласно опросу среди жителей США, большинство американцев не поддерживают убеждение о том, что «курение каннабиса приводит к употреблению тяжелых наркотиков».

«Результаты исследования дополняют доказательства того, что легализация рекреационного каннабиса не приводит к резкому росту его употребления», – отмечают ученые. Помимо этого, исследователи заметили рост спроса на электронные сигареты, что косвенно подтверждаем уход молодежи от традиционного курения. 

Автор: @Prana

Источник: Norml

Еще почитать:

Исследование: легализация каннабиса не привела к увеличению употребления среди молодежи Употребление марихуаны среди молодежи осталось стабильным после ее легализации Исследователи объяснили, как псилоцибин помогает избавиться от депрессии

Каннабис, как и большинство других культур, делится на сорта, которые часто называют «стрейнами» или «штаммами». Разные сорта обладают совершенно разными свойствами, причём некоторые из этих свойств более или менее желательны, чем другие — одни сорта могут быть очень высокими, другие очень пахучими, третьи дают больше урожая и так далее.

Но что делать, если сорта с необходимой гроверу комбинацией свойств попросту не существует? Что ж, у ботаники есть на это ответ. Культиваторы всех типов сельскохозяйственных культур на протяжении многих лет использовали метод, известный как «прививка», чтобы объединить лучшие свойства сортов как одной, так и нескольких культур. А новое исследование показывает, что проделать это можно и с каннабисом.

Австралийское исследование

Команда исследователей из Австралии недавно провела эксперимент с выращиванием нескольких сортов каннабиса, используя, как они выразились, новый метод прививки.

«Мы разработали методику прививки специально для медицинского каннабиса, включающую один шаг, на котором свежесрезанный привой прививается к свежесрезанному донорскому стеблю, который станет подвоем, — рассказали исследователи. — Наша работа также была направлена на выявление потенциальной роли корней в производстве каннабиноидов».

Метод прививки клонов каннабиса:

На первом этапе исследователи вырезали два стебля от материнских растений. Один стебель (A) служил привоем, из которого впоследствии должны вырасти соцветия, а другой (B) подвоем — он образует корневую систему.

Далее исследователи сократили длины обеих стеблей до 10 сантиметров, а затем удалили все листья на стебле подвоя (C) и чуть-чуть подрезали их на стебле привоя (D):

В верхней части стебля подвоя они сделали скальпелем надрез примерно в 1 сантиметр (E), а нижней части привоя тем же скальпелем придали форму карандаша. Далее исследователи соединили привой и подвой, протёрли место прививки тканью, пропитанной 70% этанолом, и зафиксировали союз с помощью силиконового зажима (F):

Затем привитые клоны поместили в «propagation dome» (G) и обеспечили им 100% влажность:

Сразу после прививки покажут значительное увядание (H), но через 48 часов придут в норму (I):

На 89-91 день после клонирования исследователи уже собирали урожай.

Исследователи опробовали два сорта на роль привоя — сорт с высоким уровнем накопления КБД-К, который демонстрирует низкий выход цветочной биомассы, и сорт с высоким накоплением ТГК-К, который демонстрирует сильное изменчивое развитие корней и, следовательно, непоследовательные показатели урожайности. В качестве подвоев были выбраны два сорта, производящие высокие содержания ТГК-К. К сожалению, конкретные названия сортов в полном тексте исследования не раскрываются.

Тем не менее, в результатах исследования говорится, что использование метода прививки приводило к повышению урожайности растений примерно на 19% — средний выход соцветий увеличивался с 73 граммов до 86,9. Однако гипотеза с влиянием корневой системы на производство каннабиноидов провалилась.

«Минимальное количество изменений, вызванных прививкой, предполагает, что корень мало влияет на концентрации каннабиноидов, но благодаря своему влиянию на биомассу цветов представленный метод прививки может увеличить урожайность ТГК-К», — заключили исследователи.

Что такое ТГК-К?

В соцветиях каннабиса образуются десятки каннабиноидов, наиболее известными из которых являются тетрагидроканнабинол (ТГК) и каннабидиол (КБД). Чуть менее известным каннабиноидом является ТГК-К или, если расшифровать, тетрагидроканнабиноловая кислота.

Этот каннабиноид является предшественником ТГК и не способен вызывать у потребителя кайф. Тем не менее, он завоёвывает постепенное признание в медицине — уже доказано, что он обладает противовоспалительными и нейропротекторными свойствами, а также потенциалом для уменьшения тошноты и рвоты.

Если гроверу не интересен ТГК-К, то он всегда может превратить его в ТГК — для этого необходимо провести процесс декарбоксилирования. С подробной инструкцией о существующих методах превращения ТГК-К в ТГК вы можете ознакомиться в другом материале от Dzagi.

Автор: @HunterMelrose Источники: International Cannabis Chronicle, MDPI

Еще почитать:

Канадские биотехнологи научились выращивать трихомы в форме кораллов Биосинтез каннабиноидов как способ восполнить пробелы гровинга Белое освещение защищает каннабис от обесцвечивания и повышает урожайность

Хемматян, изучающий когнитивные науки, провёл своё исследование в рамках подготовки докторской диссертации. В работе он использовал машинное обучение — ему предстояло проанализировать около трёх миллионов комментариев, оставленных в Reddit с 2009 по 2019 годы. Этот период был ключевым в движении за легализацию на уровне штатов, и именно в него поддержка легализации выросла с 38% до 65%.

В итоге анализ выявил некоторые любопытные тенденции. В частности, он показал, что обмен личными историями исторически был основным фактором изменения мнений. Однако более ясным предвестником реформ стало появление людей, публикующих более обобщённые аргументы, основанные на моральных суждениях.

«Легализация марихуаны — весьма необычная тема в том плане, что всего за несколько лет двухпартийный парламент достиг консенсуса, а американское общество стало, наоборот, более поляризованным, — говорит Хемматиан. — Я хотел знать, способствовало ли то, как общество обсуждает марихуану, этому необычному сдвигу, и как социальные изменения повлияли на то, как мы говорим о каннабисе».

Моральные суждения — или основанные на нравственности высказывания, например, о том, что сторонники запрета есть больные ублюдки — наиболее часто предшествовали усилиям по легализации, особенно в 2012 году, когда первые штаты приходили к отмене запрета.

«Личные истории реже использовались для убеждения окружающих, так что их потенциал был несколько потрачен впустую, — считает Хемматиан. — Тем не менее, люди часто использовали их, чтобы подкрепить некоторые более общие высказывания, в том числе моральные суждения».

В ходе анализа были выявлены и некоторые другие интересные тенденции. К примеру, дискуссии о влиянии каннабиса на здоровье «начались только после того, как легализация была почти завершена, и только в случайных разговорах». Правовые последствия реформ, между тем, «особо не обсуждались даже после того, как легализация прошла успешно» в большинстве штатов.

«Обе эти темы имеют важное значение для обсуждения того, следует ли и как следует регулировать растения, — отметил Хемматиан, — но их игнорировали при принятии решений и в лучшем случае учитывали после того, как решения уже были приняты».

Исследователь добавил, что предыдущие исследования показали, что моральные суждения — не самый убедительный подход. Однак он сам считает, что именно они позволяли быстрее переходить в лагерь сторонников легализации тем людям, которые находились на грани.

«Это происходит потому, что упрощается процесс принятия: не нужно знать о сложном воздействии каннабиса на здоровье, экономику и общество, достаточно просто продумать свои личные моральные принципы, — говорит Хемматиан. — Возможно, всему виной была неопределённость, связанная со статусом марихуаны, которая вызывала беспокойство у многих людей».

В диссертации делается вывод, что «ранние победы в легализации зависели от моральных суждений, в то время как последние гвозди в гроб сухого закона были забиты стратегиями, ориентированными на сюжеты, вращающимися вокруг политики и преступности».

Подготовил: @HunterMelrose Источник: Marijuana Moment

Еще почитать:

Культура употребления каннабиса на удалёнке в США В Калифорнии ради борьбы со стигмой продают реплики кустов каннабиса Ретроспектива High Times: Сила 420

Условия окружающей среды, в том числе наличие минеральных питательных веществ, влияют на вторичный метаболизм растений. Следовательно, условия выращивания играют не только экономическую, но и фармацевтическую роль. 

Важным макроэлементом, влияющим на центральные пути биосинтеза в каннабисе, является фосфор. Одна из последних работ сельскохозяйственной исследовательской организации «Центр Вулкани», базирующейся в Израиле, была посвящена тому, как поглощение, распределение и доступность фосфора в растении влияют на урожайность каннабиноидов. 

Для исследования авторы выращивали два сорта каннабиса (Royal Medic и Desert Queen) при пяти концентрациях фосфора: 5, 15, 30, 60 и 90 мг/л в контролируемых условиях. Результаты показали несколько дозозависимых эффектов питания фосфора на профиль каннабиноидов для обоих генотипов, а также на число ионов и функциональную физиологию растений, что подтвердило гипотезы авторов. 

Вот несколько ключевых выводов из работы:

Концентрации фосфора ≤15 мг/л были недостаточны для оптимального функционирования растений. Наблюдались снижение фотосинтеза, транспирации, устьичной проводимости и роста. 30–90 мг/л фосфора находились в оптимальном диапазоне для развития и функционирования растений, а 30 мг/л было достаточно для получения 80% от максимально возможного урожая. Около 80% фосфора накапливается в неоплодотворённых соцветиях. Поступление фосфора более 5 мг/л снижает концентрации тетрагидроканнабиноловой и каннабидиоловой кислот (ТГК-К и КБД-К) в соцветиях до 25%. Концентрация каннабиноидов также линейно снижалась с увеличением урожая, но общее содержание каннабиноидов в растениях увеличивалось.

Результаты демонстрируют потенциал минерального питания для регулирования метаболизма каннабиноидов, что позволяет оптимизировать качество медицинского каннабиса.

Введение

Каннабис привлекает внимание академиков и коммерсантов со всего мира из-за его терапевтического потенциала и легализации использования в свободных целях. Недавние изменения в законах многих стран также стимулируют рост исследований, направленных на понимание медицинских аспектов растения.

В связи с растущим использованием каннабиса в качестве лекарственного средства высоким приоритетом является понимание воздействия факторов окружающей среды и условия выращивания на растение и его химический состав. Всего в каннабисе было идентифицировано более 500 вторичных метаболитов, включая терпеноиды, флавоноиды и каннабиноиды, которые отвечают за терапевтические свойства.

Вторичные метаболиты участвуют во взаимодействии растений с окружающей их средой и функциями выживания, такими как привлечение опылителей, защита от травоядных животных и патогенов, конкуренция растений, симбиоз и реакция на стрессы. Человечество веками использовало вторичные метаболиты растений в качестве фармацевтических препаратов, пищевых добавок и ароматизаторов. Биосинтез этих соединений в регулируется генетическими факторами и факторами окружающей среды.

Каннабиноиды вырабатываются и хранятся в основном в железистых трихомах на соцветиях каннабиса. Всего известно более 100 каннабиноидов. Профиль каннабиноидов динамичен, он варьируется как между разными растениями, так и пространственно внутри каждого отдельного растения. Существует связь между профилем каннабиноидов и генетикой растения, а также условиями выращивания. Как было установлено ранее, изменения в профиле каннабиноидов вызывают абиотические факторы, такие как влажность, субстрат, его солёность, световой спектр и наличие питательных веществ.

Питательные вещества необходимы для основных процессов, таких как рост, взаимоотношения источник-поглотитель, дыхание, фотосинтез, фотоокисление и биосинтез метаболитов. Также они участвуют в регуляции и передаче сигналов в растительных клетках. Следовательно, понимание потребностей растений в минералах имеет решающее значение для повышения количества и качества урожая.

Для растений фосфор является важным макроэлементом и ключевым элементом нуклеиновых кислот и фосфолипидов. Он также участвует в процессах передачи энергии в клетках в составе молекул АТФ, следовательно, играет роль в центральных путях биосинтеза. Например, в экспериментах с Резуховидкой Таля депривация фосфора снижала концентрацию 87 первичных метаболитов, изменяла уровни 35 вторичных метаболитов и повышала уровень большинства органических кислот, аминокислот и сахаров.

Понимание воздействия фосфора на каннабис на репродуктивной стадии важно для регулирования профиля вторичных метаболитов в растительном материале, производимом для фармакологической промышленности. Гипотеза, лежащая в основе исследования, заключалась в том, что поглощение фосфора растением, его распределение и доступность в вегетативных и репродуктивных органах влияют на вторичный метаболизм каннабиса, который сопровождается изменениями физиологического состояния и химического профиля.

Чтобы проверить эту гипотезу, авторы исследования обработали растения на репродуктивной стадии фосфором в концентрациях 5, 15, 30, 60 и 90 мг/л и проследили развитие растений, их физиологию, а также химический профиль каннабиноидов и минералов.

Материалы и методы

Для исследования были выбраны два коммерческих медицинских сорта каннабиса: «Royal Medic» (RM) и «Desert Queen» (DQ), представляющие два хемотипа — с высоким содержанием ТГК и низким КБД (DQ) и сбалансированным ТГК и КБД (RM). Это сделано для того, чтобы дать оценку генотипической чувствительности к питанию фосфора.

Чтобы обеспечить генетическую однородность, их размножали черенками от одного и того же материнского растения. Укоренённые черенки растили при длительном фотопериоде 18/6 (день/ночь) под металлогалогенными лампами. Через 4 недели черенки отобрали по внешней однородности и пересадили на 10 дополнительных дней вегетативного роста в горшки объемом 3 л с перлитом в комнате с контролируемой средой. Температура в комнате держалась на уровне 25 °C, относительная влажность воздуха составляла 60%. Растения каждого сорта случайным образом поделили на пять групп обработки по шесть растений в каждой.

Растения в каждой группе получали одну из пяти концентраций фосфора (5, 15, 30, 60 и 90 мг/л). После этого их переводили на короткий фотопериод (12/12) с использованием натриевых ламп высокого давления на 63 или 68 дней для DQ и RM соответственно. 

Во время роста растений измерялись параметры газообмена и концентрация фотосинтетических пигментов. Также проводился анализ неорганических веществ (N, P, K, Ca, Mg, Fe, Zn и Mn) и каннабиноидов.

Результаты

Морфология и биомасса

Дефицит фосфора затормозил морфологическое развитие у обоих сортов. Фосфорное питание выше 30 мг/л не вызвало усиления стимуляции роста. Скорость роста снижалась с третьей недели воздействия короткого фотопериода и была самой низкой при 5 мг/л для обоих генотипов.

Растения, выращенные в условиях дефицита фосфора (5–15 мг/л), были меньше, чем при более высоких концентрациях, и с меньшим количеством хлоротичных листьев. Кроме того, соцветия казались не такими густыми, а отдельные цветки внутри казались меньше.

Газообмен и пигменты

Измерения проводили дважды в период развития растений: в середине и в конце фазы репродуктивного роста.

При позднем созревании (второе измерение) растения были физиологически менее активными, чем в начале развития, и имели более низкую устьичную проводимость, скорость фотосинтеза и транспирации, а также более высокий уровень межклеточного CO2.

Фотосинтез был наивысшим у обоих сортов в диапазоне 30–90 мг/л фосфора. При дефиците фосфора (5 и 15 мг/л) оба сорта имели более низкие показатели фотосинтеза, транспирации, скорости транспирации и проводимости устьиц и самые высокие показатели межклеточного CO2.

Интенсивность транспирации и устьичная проводимость была самой высокой при первом измерении при 30-60 мг/л у РМ и 30 мг/л у DQ. При втором измерении скорость транспирации и устьичная проводимость были наивысшими при 90 мг/л у RM и 60–90 мг/л у DQ.

Уровень межклеточного CO2 снижался с увеличением поступления фосфора в обоих измерениях.

Объём фотосинтетических пигментов хлорофилл а, хлорофилл b и каротиноидов рос с увеличением применения фосфора до 60 мг/л и не изменялся при дальнейшем увеличении концентрации.

Накопление питательных веществ

Для роста и развития растениям необходимы минералы. Макроэлементы, которые присутствуют в растении в высоких концентрациях, а также микроэлементы, которые накапливаются в значительно более низких концентрациях, необходимы для функционирования и выживания растений.

Концентрации азота и калия в листьях, стеблях и корнях не показали устойчивой тенденции в ответ на изменение питание фосфора. Однако авторы идентифицировали снижение концентрации Zn в корне с увеличением концентрации P как в вегетативной, так и в репродуктивной фазах. 

Концентрация Zn в соцветиях была примерно на 40% выше в DQ по сравнению с RM, что свидетельствует о генотипической чувствительности.

Каннабиноиды

В исследовании было обнаружено, что фосфорное питание вызывает изменения в концентрациях каннабиноидов в обоих протестированных генотипах. Хотя концентрации многих предшественников каннабиноидов (особенно ТГК-К и КБД-К) снижалось, общее количество каннабиноидов, произведённых растением, с поступлением фосфора увеличивалось. 

Влияние фосфорного питания на профиль каннабиноидов может быть специфичным для других сортов, поэтому следует изучить генетические различия для оптимизации профиля вторичных метаболитов. 

Итоги

Питание фосфором значительно влияет на морфофизиологию каннабиса и его химический профиль. Никаких признаков токсичности фосфора в испытанном диапазоне концентраций обнаружено не было. 

Минимальное рекомендуемое количество фосфора для оптимального выхода составляет 30 мг/л. При более высоких концентрациях, до 90 мг/л , количество урожая остаётся оптимальным. Стресс, связанный с дефицитом фосфора (5–15 мг/л) , может использоваться для стимулирования более высоких концентраций основных каннабиноидов.

Автор: @Nimand Источник: frontiersin.org

Еще почитать:

Связь NPK с урожайностью каннабиса при беспочвенном выращивании Исследование: Как увеличение интенсивности света влияет на урожайность, синтез терпенов и морфологию каннабиса Каннабиноиды и терпены: способы увеличения вторичных метаболитов каннабиса

 

Ключевые выводы:

Удаление всех вторичных ветвей от основных в течение вегетационного периода лучше всего повысило химическую однородность соцветий. Наивысшего урожая каннабиноидов удалось достичь за счёт увеличения урожайности соцветий при двойной обрезке — в день пересадки черенков в горшки и при смене фотопериода на цветение. Манипуляции с формой растения могут использоваться для увеличения урожайности соцветий, но увеличения концентрации каннабиноидов следует достигать иными способами.

 

Примечание: Закономерности были обнаружены при исследовании КБД-доминантного сорта «Topaz» от BOL Pharma.

 

Вступление

 

Постоянный интерес к каннабису обусловлен воздействием многочисленных биологически активных вторичных метаболитов (включая, терпены, флавоноиды и уникально продуцируемые каннабиноиды), обнаруженных в основном в соцветиях. Помимо известных психоактивных эффектов, каннабис полезен для лечения многих заболеваний, включая неврологические состояния, обезболивание и многое другое. Терапевтические эффекты объясняются биологическим взаимодействием между комбинациями вторичных метаболитов и рецепторами эндоканнабиноидной системы. Изменения химического профиля потребляемого растительного материала, который очень разнообразен и включает широкий спектр хемотипов, может привести к изменению эффективности.

 

Хотя потенциал производства определённого профиля вторичных метаболитов в каннабисе определяется генетическим фоном растения, на фактические уровни продуцируемых метаболитов в значительной степени влияют условия окружающей среды во время культивирования. К ним относятся:

Минеральное питание. Интенсивность и спектр света. Стрессовые условия.

 

Изменчивость химического профиля между соцветиями наблюдается по всей длине растения. Более того, поскольку органы растений локально воспринимают окружающую среду, различия между микроклиматом внутри побегов дополнительно вызывают изменения в физиологии и вторичном метаболизме. Чтобы повысить однородность химического профиля внутри одного растения, между разными растениями и между циклами выращивания, важно понимать, как различные микроклиматические условия и методы культивирования влияют на вторичный метаболизм. Это позволит использовать новые методы выращивания для смягчения химических вариаций в растениях за счёт минимизации микроклиматических градиентов. Настоящее исследование было направлено на использование манипуляций с архитектурой растений для стандартизации профиля каннабиноидов у крупных медицинских растений каннабиса.

 

Архитектура растений оказывает огромное влияние на микроклимат побегов, влияя на проникновение света, влажность и температуру. В системах сельскохозяйственного производства используются несколько методов для изменения архитектуры растений, включая обрезку основного стебля/ветвей, удаление ветвей и шпалеровку. Ещё один способ воздействия на климат в пологе, не влияющий на структуру растения, — полное или частичное удаление листьев. Сообщается, что изменение климата в побегах вызывает изменения качества урожая, такие как повышение питательной ценности из-за дефолиации у бобовых и винограда, а также качества у обрезанных дынь и болгарского перца. Более того, такие архитектурные изменения могут как увеличить, так и уменьшить количество урожая.

 

Что касается каннабиса, то в одном исследовании с промышленными сортами конопли проверялись эффекты обрезки основного стебля и сообщалось о повышении урожайности семян. Сообщалось, что у каннабиса «лекарственного типа» удаление ветвей снижает биомассу урожая и вызывает изменения в химическом профиле, который варьируется между сортами и каннабиноидами. Для многих видов растений документально подтверждено, что изменения в архитектуре растений влекут за собой влияние на интенсивность и спектр света внутри полога. Было обнаружено, что у каннабиса изменения интенсивности и спектра света влияют на количество и качество урожая, предполагая потенциал архитектурных манипуляций растений для регуляции локализованного вторичного метаболизма и пространственной стандартизации.

 

Пространственные градиенты интенсивности света в пологах растений усиливаются с высотой растения, поскольку доля света, достигающего нижних частей растения, уменьшается с увеличением продольного расстояния от источника света. Следовательно, вероятность вызванных микроклиматом изменений физиологических и химических свойств вдоль растений выше у растений с высоким пологом, чем у более мелких растений. Поэтому обработки, регулирующие архитектуру растений, имеют потенциал для смягчения этих эффектов за счет увеличения проникновения света в побеги. В индустрии производства каннабиса методы варьируются от выращивания небольших коротких растений в контролируемом «индоре» до более крупных растений в теплицах или в «аутдоре». Значительная часть товарного производства основана на интенсивном выращивании крупных растений. Пространственные градиенты химических свойств и химической однородности у крупных растений каннабиса ранее не изучались.

 

Материалы и методы

 

Растительный материал и условия выращивания

 

Для исследования использовали медицинский сорт каннабиса «Topaz» (BOL Pharma, Ревадим, Израиль). Это сорт типа III, содержащий высокий уровень КБД (8–16%) и низкий уровень ТГК (<1%). Эксперимент проводился на сертифицированной коммерческой ферме по выращиванию каннабиса в теплице с естественным освещением с добавлением фотопериодического света. Растения были выведены из черенков в кокосовом субстрате. Укорененные черенки высаживали в горшки объёмом 13 л, по 1 растению на горшок, в смесь торфяных мхов, с плотностью 1 растение/м2.

 

Растения случайным образом делили на восемь групп по шесть растений в каждой. На стадии вегетативного роста растения культивировали при длительном фотопериоде 24/0 (свет / темнота) часа, а фотопериодическое освещение дополняли люминесцентными лампами.

 

После 63 дней вегетативного роста растения были переведены на короткий фотопериод продолжительностью 12 часов, чтобы вызвать цветение. Удобрения подавались путем фертигации, т.е. растворялись в ирригационном растворе. Орошение проводилось через капельницы (по 4 на каждый горшок) с регулируемым расходом 1,2 л/ч. Объём поливной воды при каждом поливе был установлен так, чтобы обеспечить дренаж примерно в 30%, и он увеличивался на протяжении всего развития растений до 3 л /день с каждого горшка. Опыт был прекращён через 111 дней после посадки или через 58 дней после перехода к короткому световому периоду на стадии созревания, принятой для коммерческого сбора.

 

Способы обработки растений

 

На каждой группе были оценены по одному из восьми способов обработки каннабиса:

Контрольная группа, которая не подвергалась обработке (Control) Дефолиация за 3 недели до сбора урожая (Defoliation) Удаление ветвей и листьев с нижней (1/3) части растения при переходе на короткий фотопериод (BLBR) Удаление ветвей и листьев с нижней части растения при переходе на короткий фотопериод + Дефолиация (BLBR + Defoliation) Удаление всех ветвей от главного стебля в течение вегетационного периода (1° Branch removal) Удаление всех вторичных ветвей от основных ветвей в течение вегетационного периода (2° Branch removal) Обрезка укоренившихся черенков в день пересадки с оставлением шести основных ветвей (Single prune) Обрезка укоренившихся черенков в день пересадки с оставлением шести основных ветвей + обрезка при переходе на короткий фотопериод (Double prune)

 

Рост растений, накопление биомассы, PAR и урожайность

 

Каждые две недели измеряли высоту каждого растения от основания растения до вершины апикальной меристемы главного стебля (при обработке обрезкой измеряли высоту самой высокой ветви).

 

При окончательном сборе урожая биомассу соцветий, стеблей и веерных листьев измеряли для каждого растения индивидуально с помощью промышленной шкалы «Mierav 4000». Затем соцветия обрезали промышленным триммером для удаления выступающих соцветий. Листья и обрезанные соцветия снова взвешивались для расчёта биомассы обрезанных листьев соцветий.

 

Урожайность соцветий оценивалась после сушки в соответствии с общепринятым отраслевым стандартом 15% воды в ткани.

 

Урожайность каннабиноидов рассчитывалась путём умножения средней концентрации каждого каннабиноида в растении на биомассу выхода сухого веса соцветий растения.

 

Активное фотосинтетическое излучение (PAR) измеряли в четырёх точках на каждом участке на четырёх высотах вдоль растения (0, 0,5, 1,2 и 2 м от основания) с помощью квантового датчика Apogee MQ-500.

 

Результаты

 

Развитие полога

 

Схема роста и форма побегов растений обычно регулируются цветоводами во всём мире с помощью множества методов, включая густоту посадки, ScrOG, гормоны растений и физическое удаление органов растений. На рисунке ниже изображена реакция крупных растений каннабиса на семь воздействующих на архитектуру обработок по сравнению с контрольным растением:

 

Рис. 1: Реакция каннабиса на тренировки

 

Структура растения не изменилась визуально при дефолиации и удалении всех вторичных ветвей в течении вегетационного периода, а также при обеих обработках «BBLR» только нижняя часть полога отличалась по форме от контрольного растения.

 

Растения после двойной обрезки (Double prune) имели форму, аналогичную контрольным растениям, но имели меньший рост.

 

После удаления всех ветвей от главного стебля в течение вегетационного периода (1° Branch removal) растение состояло из одного удлинённого прямого стебля без ветвей. Одинарная обрезка (Single prune) вызвала развитие двух стеблевидных ветвей.

 

Высота растений варьировалась между обработками. Уже через 7 дней после начала обработки было измерено статистически значимое уменьшение высоты обрезанных растений. Примерно через 67 дней после начала обработок, то есть через 7 дней после перехода на режим короткого дня и второй обрезки, растения «одинарной обрезки» вытянулись в высоту, компенсируя уменьшение высоты, вызванное обрезкой, и растения достигли высоты контрольных растений.

 

Архитектурные манипуляции, которые включают ранение и удаление органов растений, изменяют эндогенные программы развития, влияя на апикальное доминирование и, следовательно, также на гормональные профили. Выявленные у растений три изменения в развитии указывают на изменение гормональной активности.

 

Во-первых, две полуглавные ветви, полученные при обработке «одинарной обрезкой», можно объяснить повышенным количеством гибберелловой кислоты, которая стимулирует как удлинение растений, так и ингибирование развития боковых почек. Такое увеличение выработки активного гиббереллина ранее наблюдалось у различных многолетних растений и может также объяснить, почему при этой обработке у растений не происходит уменьшения высоты.

 

Во-вторых, вторая обрезка была осуществлена при переходе к режиму короткого дня, когда компактные сложные соцветия каннабиса начинают развиваться за счёт ограничения удлинения ветвей и развития коротких веточек. Возможно, этот сдвиг в развитии связан с катаболизмом гиббереллина, что также могло бы объяснить более короткие растения при обработке «двойной обрезкой» и усиление ветвления, которое приводит к развитию более «густых» растений при этой обработке. Отсутствие индуцированного гиббереллином покоя почек при переключении на короткий фотопериод может также объяснить стимуляцию роста и развития пазушных почек по всему растению.

 

В-третьих, удаление всех ветвей от главного стебля в течение вегетационного периода вызвало удлинение основного стебля больше, чем при всех других процедурах. Когда эта процедура применялась к более мелким медицинским растениям каннабиса, такой же фенотипический ответ был обнаружен у одного из двух изученных генотипов.

 

Цитокинин — это фитогормон, который вызывает деление клеток и тесно связан с ветвлением растений. Молекулы, полученные из корней, транспортируются в побеге акропетально (от основания к вершине), вызывая развитие и ветвление пазушных почек. Удаление ветвей с растения приводит к более высокому отложению цитокинина в апикальной меристеме, вызывая повышенную активность меристемы и удлинение растения.

 

Когда свет проходит через полог растения, он поглощается как листьями, так и ветвями, изменяя как интенсивность, так и спектр. Интенсивность света была измерена на четырёх различных высотах, а результаты представлены на рисунке ниже:

 

Рис. 2: А — Время от начала вегетативного роста; В — Высота растения

 

Интенсивность постепенно снижается с уменьшением высоты по направлению к нижней части растений. Степень уменьшения и уровень интенсивности по вертикальному профилю различались в зависимости от способа обработки. Наибольшая интенсивность у основания растения была получена для обеих дефолиаций, что демонстрирует потенциал дефолиации для уменьшения градиентов микроклимата.

 

Обе обработки «BBLR» имели более высокую интенсивность света внизу растения, чем на высоте 50 см над землёй. Вероятно, это вызвано горизонтальным проникновением света в эту часть растений.

 

Интенсивность света на высоте 50 см над землёй была одинаковой для обеих дефолиаций. Это указывает на то, что свет, поглощаемый ветвями и соцветиями, был одинаковым в обеих обработках, и что, несмотря на удаление нижних ветвей, плотность побегов была одинаковой в обеих обработках, что также было продемонстрировано воздействием обработок на биомассу растений. Разница в интенсивности света у основания растения между обработками «BBLR + дефолиация» и «дефолиация» была аналогична разнице между обработками «BBLR» и «Контроль» и была небольшой в обоих случаях — от 25 до 41 мкмоль/м2*с.

 

Проникновение света в побеги во многом влияет на развитие растений. Во-первых, повышенная интенсивность света в нижней части побега идёт рука об руку с более тёплым и сухим микроклиматом. Повышенная освещённость и пониженная относительная влажность способствуют скорости транспирации и фотосинтеза, поддерживая ускоренный рост. Это было продемонстрировано во многих системах земледелия. Например, в баклажане (Solanum melongena) повышенный фотосинтез был зарегистрирован у растений, обрезанных для увеличения проникновения света в полог, что привело к увеличению содержания ассимилятов углерода. Такое улучшенное функционирование растений желательно в интенсивном сельском хозяйстве, и поэтому манипуляции с растительным покровом часто используются для увеличения проникновения света. У камелии масличной (Camellia oleifera) форма с открытым центром увеличила проникновение света и температуру в нижней части полога, а также снизила относительную влажность. Этот изменённый микроклимат увеличил урожай семян и содержание масла в нижней части полога по сравнению с круглой закрытой формой полога. У яблонь проникновение света положительно коррелирует с плотностью цветочных бутонов, урожайностью плодов, цветом кожуры плодов, содержанием растворимых твердых веществ и плотностью плодов. 

 

Учитывая возможность улучшения химического состава за счет увеличения проникновения света, следующим был исследован профиль каннабиноидов растений.

 

Химический ответ

 

Разница между выращиванием крупных и мелких растений влечёт за собой различия в физиологии растений и большие различия в микроклиматических условиях вдоль всего растения. Более длинное расстояние между верхушкой побега и основанием растения влечёт за собой большие градиенты гормонов и микросреды и более низкие значения у основания растения. Кроме того, у более высоких растений большее количество органов (в центре и внизу растений) страдает от затенения, так как больше листьев и ветвей выше поглощают свет.

 

Поскольку на развитие соцветий каннабиса влияют как эндогенные, так и экзогенные факторы, вполне вероятно, что более крупные растения будут страдать от повышенной пространственной изменчивости по сравнению с более мелкими растениями. Чтобы сравнить вариации вдоль растения и между обработками, среднюю концентрацию каждого каннабиноида в каждом месте отбора пробы сравнивали с концентрацией в первичном апикальном соцветии (точка I) контрольного растения. На рисунке ниже — чем дальше точка данных находится от центра, тем выше концентрация каннабиноида в конкретном месте по сравнению с концентрацией контрольных растений:

 

Относительные концентрации шести каннабиноидов, на которые влияют обработки с изменением архитектуры

 

В основном пути биосинтеза каннабиноидов каннабигероловая кислота (КБГ-К) является первым образовавшимся каннабиноидом, который служит предшественником ферментативно-катализируемого биосинтеза первичных каннабиноидов ∆9 -тетрагидроканнабиноловой кислоты (ТГК-К) и каннабидиоловой кислоты (КБД-К).

 

Концентрация КБГ-К продемонстрировала зависимый от метода обработки растения ответ. Самый высокий уровень был у растений при удалении всех ветвей от главного стебля в течение вегетационного периода (1° Branch removal). У этих растений концентрация КБГ-К достигла уровня в 3,7–4,6 раза выше, чем у контрольных растений. 

 

Поскольку КБГ-К является предшественником всех других каннабиноидов, его концентрация в растении является динамичной и отражает чистую активность его биосинтеза и дальнейшую трансформацию по каннабиноидным путям. Возникает вопрос, связан ли высокий уровень КБГ-К в растениях удаленными ветвями с усиленным биосинтезом или, скорее, с уменьшением его ферментативной трансформации в другие каннабиноиды. Поскольку концентрации всех других каннабиноидов в этом методе были значительно снижены (на 25-40%) по сравнению с контролем, это означает, что увеличение КБГ-К при этой обработке является результатом ингибирования (подавления) метаболической активности по каннабиноидному пути.

 

Вопреки распространённому мнению производителей каннабиса, которые считают концентрацию каннабиноидов в первичном соцветии («колы») наивысшей в растении, мы сообщаем здесь, что для большинства обработок концентрации большинства каннабиноидов были выше в точках II и III, чем в апикальной меристеме точки I:

 

Точки отбора проб соцветий на растении

 

Поскольку на концентрацию каннабиноидов в соцветии влияют экзогенные (экологические) факторы, а также эндогенные эффекты развития / местоположения, разницу между методами обработки следует оценивать с учетом обоих этих аспектов. С точки зрения микроклимата, участки I, II и IV находятся в верхней части растения и сильно подвержены воздействию света и практически не затеняются другими растениями или ветвями. С другой стороны, местоположение III также сильно экспонируется, но может быть затенено соседними растениями в ряду или растениями из параллельных рядов в определённые часы фотопериода. Ожидается, что, как и в случае с интенсивностью света, в этих местах будет преобладать циркуляция воздуха, которая поддерживает одинаковую температуру и влажность в точках I и II, но практически не затрагивает точки III и IV. Следовательно, одни лишь изменения окружающей среды не могут объяснить выявленные вариации концентраций.

 

Несмотря на то, что во всех других точках отбора соцветий вариации интенсивности света практически не влияли на вторичный метаболизм, концентрации каннабиноидов в точке V были значительно ниже во все случаях примерно на 40%. Поскольку в этом месте уровни освещённости были очень низкими, свет, по-видимому, является ограничивающим фактором для вторичного метаболизма.

 

Чтобы оценить, влияют ли исследуемые обработки на степень изменчивости и имеют ли они потенциал для стандартизации химического потенциала, мы проанализировали влияние обработок на однородность химического профиля внутри растения.

 

Высокая степень однородности достигается за счёт химически похожих соцветий независимо от средней концентрации каждого каннабиноида при обработке. Анализ выявил несколько закономерностей:

Все обработки, кроме «двойной обрезки» и «BBLR», улучшили химическую однородность по сравнению с контрольной группой Обработка BBLR дала наименее однородный результат Удаление всех вторичных ветвей в течении вегетационного периода делало каннабис наиболее химически однородным

 

Оценка однородности профиля каннабиноидов

 

Чтобы сравнить реакцию отдельных каннабиноидов на методы изменения архитектуры, мы измерили средние концентрации каждого каннабиноида в растениях. Они обозначены в рисунке ниже:

 

Различия в производстве каннабиноидов в зависимости от архитектуры растения

 

Средние концентрации большинства идентифицированных каннабиноидов (КБД-К, ТГК-К, КБВ-К, ТГВ-К и КБХ) имели сходный, но не идентичный ответ на обработку архитектуры растения, в то время как реакция КБГ-К значительно различалась.

 

В целом, средние концентрации всех каннабиноидов, кроме КБГ-К, соответствовали тенденции Дефолиация = BBLR + Дефолиация > Двойная обрезка > Контроль = Одинарная обрезка > «BBLR» = Удаление вторичных ветвей > Удаление всех ветвей

 

Соцветия и урожай каннабиноидов

 

Накопление свежей биомассы различными органами растений в каннабисе представлено в рисунке ниже. Растения, прошедшие двойную обрезку, дали больше урожая, чем контрольные, а растения с удалёнными ветвями — меньше. Все другие методы обработки не оказали значительного влияния на биомассу урожая, демонстрируя пластичность развития репродуктивного роста в ответ на инвазивные изменения архитектуры побегов.

 

Биомасса соцветий, стеблей, веерных листьев и листьев соцветий каннабиса

 

Наивысший урожай каннабиноидов был достигнут в больше степени за счёт увеличения урожайности соцветий при двойной обрезке, чем за счёт увеличения концентрации каннабиноидов при дефолиации.

 

Выводы

 

Выращивание крупных растений позволяет производителям увеличить урожай каннабиса, но информация о свойствах и химической однородности такого урожая отсутствует. Поскольку влияние размера растений и архитектуры растений на микроклимат в побегах взаимосвязано, исследователи сосредоточили внимание на взаимосвязи между обработками архитектурных манипуляций и пространственной стандартизацией профиля каннабиноидов. Исследование было направлено на оптимизацию структурных манипуляций растений для повышения количества урожая и химического качества.

 

Результаты показали, что двукратная обрезка растений во время выращивания была оптимальной практикой для увеличения урожайности, а другие виды обработки снижали или не влияли на количество урожая. Хотя некоторые изменения химического профиля были вызваны обработками, и они в целом следовали следующей схеме:

 

Дефолиация = BBLR + Дефолиация > Двойная обрезка > Контроль = Одинарная обрезка > BBLR = Удаление вторичных ветвей > Удаление всех ветвей

 

Влияние этих химических изменений на общую продукцию каннабиноидов в растении было вторичным по отношению к эффектам биомассы урожая цветков. Следовательно, манипуляции с архитектурой могут использоваться для увеличения урожайности биомассы, но увеличения каннабиноидов следует достигать другими способами. Наблюдалось значительное уменьшение светопропускания вдоль побега, а степень пространственной стандартизации профиля каннабиноидов коррелировала с влиянием архитектуры растения на проникновение света в нижние части полога.

 

Это говорит о том, что низкая доступность света в нижней части растения является мощным фактором, способствующим сокращению пространственной химической однородности. Повышение урожайности, достигаемое при выращивании крупных растений, достигается за счет низкой химической однородности растения. Эти результаты играют важную роль в разработке оптимизированных протоколов выращивания для индустрии каннабиса, чтобы гарантировать пациентам высококачественный медицинский продукт.

 

Оригинальное исследование: mdpi.com

Подготовил: @Nimand

 

Еще почитать:

Связь NPK с урожайностью каннабиса при беспочвенном выращивании Каннабиноиды и терпены: способы увеличения вторичных метаболитов каннабиса Видео: Освещение для каннабиса: FAQ и мифы. Лекция на русском

 

Еще посмотреть и почитать:

Видео: Освещение для канабиса: FAQ и мифы. Лекция на русском Видео: Влияние ИК и УФ спектра на растения Каннабиноиды и терпены: способы увеличения вторичных метаболитов каннабиса