Monografie bèta-caryofylleen, For those who know, LifeAid

Introductie

Bèta-Caryofylleen (BCF) is een breed inzetbare plantaardige olie-component door de invloed die het uitoefent via de Cannabidoïde receptor-2 (CB2). Het wordt onder andere gebruikt als smaakstof en in cosmetica. Voor de gezondheid heeft het een verscheidenheid aan ondersteunende werkingen. Vooral de anti-inflammatoire eigenschappen maakt dat het voor veel klachten kan worden ingezet. Hieronder vallen neuro-inflammatie en neurodegeneratieve ziektebeelden, hart- en vaatziekten tot aan meerdere kankersoorten [1].

Hoge belangstelling in de onderzoekswereld

Vanwege de hoge potentie voor vele ziekten waar veelal nog geen effectieve oplossingen voor de lange termijn voor zijn, is het een stof die in de onderzoekswereld erg in de belangstelling staat.

EBSCO:    4.740 onderzoeken (29-06-2024)
PubMed: 3.446 onderzoeken (30-06-2024) 359 in 2023, al 173 in 2024 gepubliceerd.

Cijfers uit de onderzoekswereld, LifeAid

Herkomst en bronnen

Bèta-Caryofylleen is een natuurlijke sesquiterpeen met een rijke hoeveelheid aan biologische werkzaamheden [1]. Sesquiterpenen zijn een groep van plantaardige metabolieten die vertegenwoordigd zijn in vele planten en kruiden. Voor de plant is het bedoeld voor het aantrekken van insecten [2] en tevens een beschermer van de planten. Wat een verklaring is waarom het in zoveel planten voorkomt en de dominante geur [20]. In de planten komt het voor samen met zijn isomeren en oxidatieve varianten [2].

Chemische structuur van BCF, bicyclishe sesquiterpeen, LifeAid

Chemische structuur van BCF [5] Bi-cyclische sesquiterpeen dat het zoete, scherpe, kruidige en houterige aroma geeft aan kruidnagel [20].

Aanwezig onder andere in [1, 5, 6, 20]:

  • Kruidnagel (Syzygium Aromaticum)
  • Zwarte peper (Piper Nigrum L.)
  • Rozemarijn (Rosmarinus officinalis)
  • Kaneel (Cinnamomum spp.)
  • Oregano (Orginanum Vulgare L.)
  • Basilicum (Ocimum spp.)
  • Thijm (Thymus vulgaris)
  • Salvia (Salvia officinalis)
  • Munt (Mentha piperita)
  • Gember (Zingiber officinale)
  • Pijnboom (Pinus)
  • Wiet (Cannabis Sativa)
  • Hop (Hummulus Lupulus)
  • Nootmuskaat (Myristica Fragans)
  • Laurier (Laurus Nobilis)
  • Koriander (Coriandrum sativum)
  • Kastanje (Aesculus hippocastanumL.)
  • Lavendel (Lavandula angustifolia)

Hoewel BCF een selectieve fyto-cannabinoïde agonist is van de CB2 receptor heeft het door het ontbreken van affiniteit met de Cannabinoïde receptor type 1 (CB1) geen psychedelische eigenschappen.

Eigenschappen / werking

Naast de invloed op de CB2 receptor zijn de belangrijkste werkingen:
– Reduceert immuun inflammatie [17]
– Activatie van twee Peroxisome Proliferated activator receptors (PPAR) [17,23]
– Inhibitie van de processen getriggerd door activatie van de Toll like receptor-4 (TLR4) [17, 23]
– Invloed op de Opioïde receptor [17,23]
– Antagonist van de Nicotine acetylcholine receptor (a7-nAChRs) [17, 23]

Anti-inflammatoire werking

Deze ontstekingsremmende werking gebeurt door inhibitie van de belangrijkste ontstekingsmediatoren:
– Inducible Nitriet oxide synthase (iNOS)
– Interleukine-1-beta (Il-1b)
– Interleukine 6 (Il-6)
– Tumor necrosisfactor alfa (TNF-a)
– Nuclear factor kappa-light-chain-enhancer van de activated B-cells (Nf-kB)
– Cyclo-oxygenase 1 (COX1)
– Cyclo-oxygenase 2 (COX2)
– Prostaglandines E-2 (PGE2) [1]

Antibacteriële werking [1]

Onder andere tegen Helico Bacter Pylori [5] en verminderd tandbederf (tegen Streptococcen door de biofilm te penetreren) [XXXX].

Anti-oxidant [1]

BCF is een anti-oxidant door Nrf2 activatie en verhoging glutahion levels [1]. Nrf2 (nuclear factor (erythroid-derived 2)-like 2) activator: Dit is een transcriptase factor die bij oxidatieve stress, met name Reactieve Oxygen Species (ROS) en door oncogenen gestimuleerd wordt (met name KRAS, BRAF en MYC). Door activatie van Nrf2 worden genen betrokken bij celoverleving meer tot expressie gebracht en inflammatie processen en oxidatieve stress verlaagd.

Het Endocannabinoïde systeem

Het Endocannabinoïde systeem (ECS) werkt met de uit arachidonzuur gemaakte neurotransmitters Anandamide (AEA) en 2-arachidonoylglycerol (2-AG) [2, 3]. Beiden stoffen reguleren de gevoeligheid voor een scala aan neurotransmitters waaronder serotonine, dopamine, gamma-aminoboterzuur (GABA en glutamaat in het centraal zenuwstelsel [3]. Dit ECS reguleert vele fysiologische en pathologische processen waaronder pijn, immuunsysteem, eetlust, thermoregulatie, metabole processen, depressies, geheugen en vruchtbaarheid [3]. Het ECS zorgt voor neuro-immunologische communicatie tussen cellen [8]. Dit ECS-systeem beïvloeden biedt potenties in het managen van vele ziektebeelden [8].

CB2 receptor activator [2]

Uit het onderzoek van J. Gertsch e.a. (2018) [2] blijkt dat BCF bewezen de CB2 receptor activeert en daarmee potentieel therapeutisch inzetbaar is bij ontstekingsziektebeelden, pijn, artherosclerose en osteoporose. Waar de CB1 receptor welke zowel in het centraal zenuwstelsel gevonden wordt en de periferie, worden de CB2 receptoren vooral gevonden in de periferie [2].

PPAR-receptors

BCP heeft een agonisch effect op peroxisome proliferated activated receptor subtypes, PPAR-α and PPAR-γ. Hierdoor heeft het effect op dyslipidemie en Insuline resistentie.

Indicaties

BCP is onder andere inzetbaar bij de volgende ziektebeelden:

  • Neurologische ziektebeelden (Parkinson, Alzheimer, Multiple Sclerosis (MS), Amyotrofische Laterale Sclerosis (ALS), beroertes [1,5,17].MS [3] and Huntington Disease [5]
  • Hart- en vaatziekten (artherosclerose) [1,2]
  • Darmkanker, borstkanker, pancreaskanker, lymfeklierkanker, huidkanker en glioom kankers [1]
  • Osteoporose en osteoartritis [1,2] (stimulatie osteoblasten)
  • Steatohepatitis [1]
  • Diabetes [1]
  • Collitis [5]
  • Obesitas [1] (inhibitie adipogenese)
  • Depressie en anxiety [1,7,23]
  • EBV [24] en Long-Covid [7]
  • Ontstekingen waaronder darmontstekingen [1]
  • Tandbederf verminderen (tegen Streptococcen door de biofilm te penetreren)
  • Infectie met Helico Bacter Pylori [5,22]
  • Mitochondriale capaciteit [5]
  • Neuropatische pijn [1,17]
  • Metabole ziekten [8,17] inclusief eetlustregulatie en lipidenhuishouding
  • Pijn [2,23]
  • Mentale klachten [8] incl. geheugenproblemen
  • Spasmen en epilepsie [23]
  • Alcoholisme [23]
  • Verhoogd libido bij vrouwen [22]

Contra-indicaties

β-caryophyllene oxide, de metaboliet van β-caryophyllene blijkt een CYP3A4 inhibitor te zijn (Spicakova et al. 2019) [21]. Uit hetzelfde onderzoek blijkt dat het in de levels uit voeding geen probleem vormt [21]. Derhalve zijn medicijnen die door CYP3A4 worden gemetaboliseerd mogelijk gecontra-indiceerd.

Gebruik en doseringen

De cyclobuteenring in de chemische structuur van BCF zorgt voor stabiliteit [6].
BCF is een vluchtig en zuurgevoelige stof, dat snel oxideert bij contact met zuurstof [18]. Het is daarom van belang een product te nemen waarin de sesquiterpeen zo goed mogelijk beschermd blijft.
Uit onderzoeken blijkt dat er sprake kan zijn van het entourage effect [4] bij het gebruik van BCF. Dit effect houdt in dat andere plantbestanddelen dan BCF uit de plant de werkzaamheid verhogen. Tevens blijkt uit onderzoeken dat het BCF-effect kan versterkt worden met andere stoffen, waarbij dan de BCF hoeveelheid verlaagd kan worden. Onder andere DHA is daarvoor onderzocht [25]. BCF kan ook via de huid opgenomen worden [18,26].

Interacties / veiligheid

BCF is door de FDA ingedeeld als Generally Recognized as Safe (GRAS) in voeding en cosmetica [6]. Bij de onderzoeken zijn ondanks hoge doseringen BCF geen toxische waardes gevonden [27].

Referenties

Links:

  1. B-caryophyllene: a sesquiterpene with countless biological properties (2019)
  2. Beta-caryophyllene is a dietary cannabinoid (2008)
  3. The molecular mechanisms that underpin the biological benefits of full-spectrum cannabis extract in the treatment of neuropathic pain and inflammation (2020)
  4. The “Entourage Effect”: Terpenes Coupled with Cannabinoids for the Treatment of Mood Disorders and Anxiety Disorders (2020)
  5. Improvement of Oxidative Stress and Mitochondrial Dysfunction by β-Caryophyllene: A Focus on the Nervous System (2021)
  6. Therapeutic Potential of β-Caryophyllene: A Dietary Cannabinoid in Diabetes and Associated Complications (2020)
  7. Beta-Caryophyllene, a Cannabinoid Receptor Type 2 Selective Agonist, in Emotional and Cognitive Disorders (2024)
  8. New Insights and Potential Therapeutic Targeting of CB2 Cannabinoid Receptors in CNS Disorders (2022)
  9. β-caryophyllene Delivery Systems: Enhancing the Oral Pharmacokinetic and Stability (2018)
  10. Effects of oral β-caryophyllene (BCP) treatment on perioperative neurocognitive disorders: Attenuation of neuroinflammation associated with microglial activation and reinforcement of autophagy activity in aged mice (2023)
  11. β-caryophyllene attenuates oxidative stress and hepatocellular mitochondrial dysfunction in type-2 diabetic rats induced with high fat and fructose diets (2024)
  12. β-Caryophyllene Inhibits Monoacylglycerol Lipase Activity and Increases 2-Arachidonoyl Glycerol Levels In Vivo: A New Mechanism of Endocannabinoid-Mediated Analgesia?(2024)
  13. Evaluation of the terpenes β-caryophyllene, α-terpineol, and γ-terpinene in the mouse chronic constriction injury model of neuropathic pain: possible cannabinoid receptor involvement (2021)
  14. Anti-Inflammatory Properties of Cannabidiol and Beta-Caryophyllene Alone or Combined in an In Vitro Inflammation Model (2024)
  15. Crosstalk between AdipoR1/AdipoR2 and Nrf2/HO-1 signal pathways activated by β-caryophyllene suppressed the compound 48/80 induced pseudo-allergic reactions (2021)
  16. Beta-caryophyllene mitigates the cognitive impairment caused by repeated exposure to aspartame in rats: Putative role of BDNF-TrKB signaling pathway and acetylcholinesterase activity (2023)
  17. Polypharmacological Properties and Therapeutic Potential of β-Caryophyllene: A Dietary Phytocannabinoid of Pharmaceutical Promise (2016)
  18. β-caryophyllene Delivery Systems: Enhancing the Oral Pharmacokinetic and Stability (2018)
  19. Sesquiterpeen (geen jaar)
  20. Caryophyleen (geen jaar)
  21. beta-caryophyllene oxide and trans-nerolidol affect enzyme activity of CYP3A4 – in vitro and in silico studies (2019)
  22. β-Caryophyllene, A Natural Dietary CB2 Receptor Selective Cannabinoid can be a Candidate to Target the Trinity of Infection, Immunity, and Inflammation in COVID-19 (2021)
  23. A systematic review on the neuroprotective perspectives of beta-caryophyllene (2018)
  24. β-Caryophyllene, a Compound Isolated from the Biblical Balm of Gilead (Commiphora gileadensis), Is a Selective Apoptosis Inducer for Tumor Cell Lines (2012)
  25. In Vitro and In Vivo Characterization of the New Analgesic Combination Beta-Caryophyllene and Docosahexaenoic Acid (2014)
  26. Nanoemulsion as pharmaceutical carrier for dermal and transdermal drug delivery: Formulation development, stability issues, basic considerations and applications [2018]
  27. Non-clinical toxicity of β-caryophyllene, a dietary cannabinoid: Absence of adverse effects in female Swiss mice (2018)

Literatuur:

  1. Francomano F, Caruso A, Barbarossa A, e.a. β-Caryophyllene: A Sesquiterpene with Countless Biological Properties.Applied Sciences. 2019;9(24):5420. doi:3390/app9245420
  2. Caryophyllene. PubChem.https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Caryophyllene
  3. Gertsch J, Leonti M, Raduner S, e.a. Beta-caryophyllene is a dietary cannabinoid.Proceedings Of The National Academy Of Sciences Of The United States Of America. 2008;105(26):9099-9104. doi:1073/pnas.0803601105
  4. Acharya N, Penukonda S, Shcheglova T, Hagymasi AT, Basu S, Srivastava PK. Endocannabinoid system acts as a regulator of immune homeostasis in the gut.Proceedings Of The National Academy Of Sciences Of The United States Of America. 2017;114(19):5005-5010. doi:1073/pnas.1612177114
  5. Maayah ZH, Takahara S, Ferdaoussi M, Dyck JRB. The molecular mechanisms that underpin the biological benefits of full-spectrum cannabis extract in the treatment of neuropathic pain and inflammation.Biochimica Et Biophysica Acta Molecular Basis Of Disease. 2020;1866(7):165771. doi:1016/j.bbadis.2020.165771
  6. Ullah H, Di Minno A, Santarcangelo C, Khan H, Daglia M. Improvement of Oxidative Stress and Mitochondrial Dysfunction by β-Caryophyllene: A Focus on the Nervous System.Antioxidants. 2021;10(4):546. doi:3390/antiox10040546
  7. Ferber SG, Namdar D, Hen-Shoval D, e.a. The “Entourage Effect”: Terpenes Coupled with Cannabinoids for the Treatment of Mood Disorders and Anxiety Disorders.Current Neuropharmacology. 2020;18(2):87-96. doi:2174/1570159×17666190903103923
  8. Kunnumakkara AB, Rana V, Parama D, e.a. COVID-19, cytokines, inflammation, and spices: How are they related?Life Sciences. 2021;284:119201. doi:1016/j.lfs.2021.119201
  9. Hashiesh HM, Meeran MFN, Sharma C, Sadek B, Kaabi JA, Ojha SK. Therapeutic Potential of β-Caryophyllene: A Dietary Cannabinoid in Diabetes and Associated Complications.Nutrients. 2020;12(10):2963. doi:3390/nu12102963
  10. Ricardi C, Barachini S, Consoli G, Marazziti D, Polini B, Chiellini G. Beta-Caryophyllene, a Cannabinoid Receptor Type 2 Selective Agonist, in Emotional and Cognitive Disorders.International Journal Of Molecular Sciences. 2024;25(6):3203. doi:3390/ijms25063203
  11. Kibret BG, Ishiguro H, Horiuchi Y, Onaivi ES. New Insights and Potential Therapeutic Targeting of CB2 Cannabinoid Receptors in CNS Disorders.International Journal Of Molecular Sciences. 2022;23(2):975. doi:3390/ijms23020975
  12. Fiorenzani P, Lamponi S, Magnani A, Ceccarelli I, Aloisi AM. In VitroandIn VivoCharacterization of the New Analgesic Combination Beta-Caryophyllene and Docosahexaenoic Acid.Evidence-based Complementary And Alternative Medicine. 2014;2014:1-12. doi:1155/2014/596312
  13. Sousa LFB, Oliveira HBM, Selis NDN, e.a. β-caryophyllene and docosahexaenoic acid, isolated or associated, have potential antinociceptive and anti-inflammatory effects in vitro and in vivo.Scientific Reports. 2022;12(1). doi:1038/s41598-022-23842-1
  14. Sharma C, Kaabi JMA, Nurulain SM, Goyal SN, Kamal MA, Ojha S. Polypharmacological Properties and Therapeutic Potential of β-Caryophyllene: A Dietary Phytocannabinoid of Pharmaceutical Promise.Current Pharmaceutical Design. 2016;22(21):3237-3264. doi:2174/1381612822666160311115226
  15. Santos PS, Oliveira TC, Júnior LMR, Figueiras A, Nunes LCC. β-caryophyllene Delivery Systems: Enhancing the Oral Pharmacokinetic and Stability.Current Pharmaceutical Design. 2018;24(29):3440-3453. doi:2174/1381612824666180912151412
  16. Espinoza-Gutiérrez HA, López-Salido SC, Flores-Soto ME, Tejeda-Martínez AR, Chaparro-Huerta V, Víveros-Paredes JM. ANGIOTENSINERGIC EFFECT OF Β-CARYOPHYLENE ON LIPOPOLYSACCHARIDE- INDUCED SYSTEMIC INFLAMMATION.Biochemical And Biophysical Research Communications. Published online 1 mei 2024:150081. doi:1016/j.bbrc.2024.150081
  17. Chen F, Bai N, Yue F, e.a. Effects of oral β-caryophyllene (BCP) treatment on perioperative neurocognitive disorders: Attenuation of neuroinflammation associated with microglial activation and reinforcement of autophagy activity in aged mice.Brain Research. 2023;1815:148425. doi:1016/j.brainres.2023.148425
  18. Mani V, Dash I, Chandrashekar S, Natarajan M. β-caryophyllene attenuates oxidative stress and hepatocellular mitochondrial dysfunction in type-2 diabetic rats induced with high fat and fructose diets.PubMed. 2024;18(2):7-16.https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38455602
  19. Yang B, Wang M, Li Y. [β-Caryophyllene downregualtes inflammatory cytokine expression and alleviates systemic inflammation in mice by inhibiting the NF-κB signaling pathway].PubMed. 2024;40(3):229-234.https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38512033
  20. Klawitter J, Weissenborn W, Gvon I, e.a. β-Caryophyllene Inhibits Monoacylglycerol Lipase Activity and Increases 2-Arachidonoyl Glycerol Levels In Vivo: A New Mechanism of Endocannabinoid-Mediated Analgesia?Molecular Pharmacology. 2024;105(2):75-83. doi:1124/molpharm.123.000668
  21. Bilbrey JA, Ortiz YT, Felix JS, McMahon LR, Wilkerson JL. Evaluation of the terpenes β-caryophyllene, α-terpineol, and γ-terpinene in the mouse chronic constriction injury model of neuropathic pain: possible cannabinoid receptor involvement.Psychopharmacology/Psychopharmacologia. 2021;239(5):1475-1486. doi:1007/s00213-021-06031-2
  22. Espinosa-Juárez JV, Arrieta J, Briones-Aranda A, Cruz-Antonio L, López-Lorenzo Y, Sánchez-Mendoza ME. Synergistic Antinociceptive Effect of β-Caryophyllene Oxide in Combination with Paracetamol, and the Corresponding Gastroprotective Activity.Biomedicines. 2024;12(5):1037. doi:3390/biomedicines12051037
  23. Mazzantini C, Bourji ZE, Parisio C, e.a. Anti-Inflammatory Properties of Cannabidiol and Beta-Caryophyllene Alone or Combined in an In Vitro Inflammation Model.Pharmaceuticals. 2024;17(4):467. doi:3390/ph17040467
  24. Pathak MP, Patowary P, Das A, e.a. Crosstalk between AdipoR1/AdipoR2 and Nrf2/HO‐1 signal pathways activated by β‐caryophyllene suppressed the compound 48/80 induced pseudo‐allergic reactions.Clinical And Experimental Pharmacology & Physiology. 2021;48(11):1523-1536. doi:1111/1440-1681.13555
  25. Rosa ÉVF, Da Silveira AR, Sari MHM, e.a. Beta-caryophyllene mitigates the cognitive impairment caused by repeated exposure to aspartame in rats: Putative role of BDNF-TrKB signaling pathway and acetylcholinesterase activity.Behavioural Brain Research. 2023;453:114615. doi:1016/j.bbr.2023.114615
  26. Santos PS, Oliveira TC, Júnior LMR, Figueiras A, Nunes LCC. β-caryophyllene Delivery Systems: Enhancing the Oral Pharmacokinetic and Stability.Current Pharmaceutical Design. 2018;24(29):3440-3453. doi:2174/1381612824666180912151412
  27. Rai VK, Mishra N, Yadav KS, Yadav NP. Nanoemulsion as pharmaceutical carrier for dermal and transdermal drug delivery: Formulation development, stability issues, basic considerations and applications.Journal Of Controlled Release. 2018;270:203-225. doi:1016/j.jconrel.2017.11.049
  28. https://www.ourfood.nl/info/botanie/sesquiterpeen.html#gsc.tab=0
  29. https://www.ourfood.nl/info/botanie/caryophyleen.html#gsc.tab=0
  30. Jha NK, Sharma C, Hashiesh HM, e.a. β-Caryophyllene, A Natural Dietary CB2 Receptor Selective Cannabinoid can be a Candidate to Target the Trinity of Infection, Immunity, and Inflammation in COVID-19.Frontiers in Pharmacology. 2021;12. doi:3389/fphar.2021.590201
  31. Da Conceição Machado K, Islam MT, Ali ES, e.a. A systematic review on the neuroprotective perspectives of beta‐PTR Phytotherapy Research/Phytotherapy Research. 2018;32(12):2376-2388. doi:10.1002/ptr.6199
  32. Amiel E, Ofir R, Dudai N, Soloway E, Rabinsky T, Rachmilevitch S. β-Caryophyllene, a Compound Isolated from the Biblical Balm of Gilead (Commiphora gileadensis), Is a Selective Apoptosis Inducer for Tumor Cell Lines.Evidence-based Complementary And Alternative Medicine. 2012;2012:1-8. doi:1155/2012/872394
  33. Da Silva Oliveira GL, Machado KC, Machado KC, Da Silva APDSCL, Feitosa CM, De Castro Almeida FR. Non-clinical toxicity of β -caryophyllene, a dietary cannabinoid: Absence of adverse effects in female Swiss mice.Regulatory Toxicology And Pharmacology. 2018;92:338-346. doi:1016/j.yrtph.2017.12.013