Sự khác biệt về mặt hóa học giữa hoạt chất CBD và THC

CBD (cannabidiol) và THC (delta-9-tetrahydrocannabinol) là hai cannabinoid chính trong cây Cannabis. Điều thú vị là chúng có cùng công thức phân tử C21H30O2, nhưng cách các nguyên tử sắp xếp khác nhau: THC có một vòng khép kín mà CBD không có. Khác biệt nhỏ về cấu trúc này khiến THC gây tác động hướng thần ("phê") còn CBD thì không. Bài viết giải thích sự khác biệt dưới góc độ hóa học và dược lý, mang tính giáo dục khoa học.

Lưu ý: tại Việt Nam, cần sa và các chế phẩm chứa THC thuộc danh mục chất ma túy bị kiểm soát nghiêm ngặt. Bài viết không khuyến khích sử dụng hay tìm mua bất kỳ sản phẩm nào.

Cannabinoid là gì

Cannabinoid là nhóm hợp chất có khả năng tương tác với hệ endocannabinoid của cơ thể. Có ba nguồn chính: cannabinoid nội sinh do cơ thể tự tạo (như anandamide), cannabinoid thực vật (phytocannabinoid) từ cây Cannabis, và cannabinoid tổng hợp trong phòng thí nghiệm. Cây Cannabis chứa hàng trăm hợp chất, trong đó THC và CBD được nghiên cứu nhiều nhất. Để hiểu hệ thống mà các chất này tác động, bạn có thể đọc bài tìm hiểu về hệ thống endocannabinoid.

Cùng công thức, khác cấu trúc: hiện tượng đồng phân

Trong hóa học, hai chất có cùng công thức phân tử nhưng khác cách liên kết nguyên tử được gọi là đồng phân cấu tạo. CBD và THC là ví dụ điển hình.

Ở THC, nguyên tử oxy của một nhóm hydroxyl đã tham gia tạo vòng với phần terpene của phân tử, hình thành vòng pyran. Ở CBD, vòng này mở, nên phân tử có hai nhóm hydroxyl tự do và hình dạng không gian khác hẳn. Chính hình dạng này quyết định cách phân tử "khớp" vào thụ thể.

Cây tạo ra CBD và THC như thế nào

Trong cây, cả hai đều bắt nguồn từ một tiền chất chung là axit cannabigerolic (CBGA). Hai enzyme khác nhau biến đổi CBGA:

• THCA synthase tạo ra THCA (axit tetrahydrocannabinolic).
• CBDA synthase tạo ra CBDA (axit cannabidiolic).

Tỷ lệ hai enzyme này, do di truyền quyết định, là lý do một số giống cây giàu THC còn giống khác (thường gọi là gai dầu công nghiệp, hemp) giàu CBD và rất ít THC. Thông tin chi tiết hơn về các hợp chất trong cây có ở bài thành phần hóa học của cây gai dầu.

Dạng axit và quá trình khử carboxyl

Trong cây tươi, THC và CBD chủ yếu tồn tại ở dạng axit (THCA, CBDA), có thêm nhóm carboxyl (-COOH). Dạng axit này không gây tác động hướng thần như THC. Khi bị nhiệt tác động, nhóm carboxyl tách ra dưới dạng CO2, quá trình gọi là khử carboxyl, tạo thành THC và CBD "trung tính". Đây là lý do trong kiểm nghiệm, người ta thường báo cáo cả dạng axit và dạng trung tính, hoặc quy đổi thành "tổng THC".

Khác biệt khi tác động lên thụ thể

THC

THC gắn vào thụ thể CB1, vốn phân bố dày đặc ở não, và hoạt hóa thụ thể này một phần. Điều này gây ra các tác động hướng thần: thay đổi nhận thức, tâm trạng, trí nhớ ngắn hạn, phối hợp vận động. THC cũng gắn với thụ thể CB2 chủ yếu ở hệ miễn dịch.

CBD

CBD có ái lực thấp với cả CB1 và CB2. Nghiên cứu cho thấy CBD có thể tác động gián tiếp, chẳng hạn được cho là điều biến dị lập thể âm tính tại CB1, và tương tác với nhiều đích khác như thụ thể serotonin 5-HT1A, kênh TRPV1, thụ thể GPR55. Cơ chế của CBD còn đang được nghiên cứu và chưa được hiểu đầy đủ; bài tác động của CBD đối với thụ thể thần kinh đi sâu hơn vào chủ đề này.

Một số điểm hóa học thú vị khác

• Tính tan: cả hai đều rất ưa béo, gần như không tan trong nước, nên được hấp thu và tích lũy trong mô mỡ.
• Độ ổn định: THC dễ bị oxy hóa thành CBN (cannabinol) khi tiếp xúc ánh sáng, nhiệt và không khí lâu ngày.
• Chuyển hóa lẫn nhau: trong điều kiện axit ở phòng thí nghiệm, CBD có thể bị đóng vòng thành THC và các đồng phân. Đây là một trong những lý do các sản phẩm CBD cần kiểm nghiệm nghiêm ngặt.
• Đồng phân delta-8-THC: khác delta-9-THC ở vị trí liên kết đôi, cũng có tác động hướng thần và thường được tổng hợp bán phần từ CBD. Nhiều cơ quan y tế đã cảnh báo về chất lượng và an toàn của các sản phẩm này.

Ý nghĩa đối với an toàn và pháp lý

Khác biệt hóa học không đồng nghĩa CBD hoàn toàn vô hại. CBD được ghi nhận có thể gây buồn ngủ, rối loạn tiêu hóa, tăng men gan ở liều cao, và tương tác với nhiều thuốc qua hệ enzyme gan. Sản phẩm trên thị trường quốc tế cũng thường bị dán nhãn sai: hàm lượng CBD khác công bố, hoặc có lẫn THC.

Về pháp lý, các quốc gia quản lý THC và CBD rất khác nhau. Tại Việt Nam, cần sa là chất ma túy bị cấm; việc trồng, mua bán, tàng trữ, sử dụng có thể bị xử lý hình sự. Người đọc cần tuân thủ quy định pháp luật nơi mình sinh sống và không tự ý sử dụng các sản phẩm có nguồn gốc từ cần sa. Bất kỳ chỉ định y khoa nào liên quan đến cannabinoid đều phải do bác sĩ quyết định trong khuôn khổ pháp luật cho phép.

Các nhà khoa học phân biệt CBD và THC trong phòng thí nghiệm như thế nào

Vì có cùng khối lượng phân tử, CBD và THC không thể phân biệt chỉ bằng cách cân. Các phòng kiểm nghiệm sử dụng kỹ thuật sắc ký, phổ biến nhất là sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC), để tách các chất dựa trên mức độ tương tác khác nhau với cột sắc ký. Do hình dạng và độ phân cực khác nhau, CBD và THC đi qua cột với thời gian khác nhau và được nhận diện bằng cách so sánh với chất chuẩn.

Sắc ký khí (GC) cũng được dùng, nhưng nhiệt độ cao trong buồng tiêm làm các dạng axit như THCA bị khử carboxyl, nên kết quả thường phản ánh tổng lượng sau chuyển đổi. Khi cần xác định chính xác cấu trúc, các nhà khoa học kết hợp khối phổ hoặc cộng hưởng từ hạt nhân. Những kỹ thuật này là nền tảng để kiểm soát chất lượng và phục vụ công tác giám định pháp y.

Tóm tắt

THC và CBD là hai "anh em" có cùng nguyên liệu nguyên tử nhưng được lắp ráp khác nhau. Một vòng khép kín hay mở ra đã đủ thay đổi hình dạng phân tử, cách nó gắn vào thụ thể và tác động lên não bộ. Hiểu sự khác biệt này giúp đọc các tin tức về cannabinoid một cách khoa học, tỉnh táo, đồng thời nhận thức đúng rủi ro sức khỏe và pháp lý đi kèm.