β-Caryophyllen ist eines der spannendsten Terpene im medizinischen Cannabis, da es nicht nur für den charakteristisch würzig-pfeffrigen Geruch verantwortlich ist, sondern auch eine direkte pharmakologische Wirkung entfaltet. Anders als die meisten Terpene bindet es selektiv an den CB2-Rezeptor des Endocannabinoidsystems und übt dadurch entzündungshemmende und schmerzlindernde Effekte aus – ohne psychoaktive Nebenwirkungen [1][2].
Besonders häufig tritt β-Caryophyllen in Cannabis-Sorten mit würzigem oder erdigem Aroma auf, oft in Kombination mit anderen Terpenen wie Humulen oder Myrcen [3]. Neben Cannabis ist es auch in schwarzem Pfeffer, Nelken und Rosmarin enthalten, weshalb es nicht nur pharmakologisch, sondern auch kulinarisch eine große Bedeutung hat [4].
Für die medizinische Anwendung ist β-Caryophyllen hochrelevant: Durch seine Bindung an CB2-Rezeptoren moduliert es Immunreaktionen und könnte damit bei chronischen Schmerzen, Entzündungen und neurodegenerativen Erkrankungen eine Rolle spielen [5].
Was ist β-Caryophyllen?
Chemische Einordnung
β-Caryophyllen gehört zur Gruppe der Sesquiterpene – also zu den Terpenen mit 15 Kohlenstoffatomen. Die chemische Summenformel lautet C₁₅H₂₄. Charakteristisch ist seine bicyclische Struktur, die es von den häufigeren Monoterpenen wie Myrcen oder Limonen unterscheidet [6].
Natürliches Vorkommen
Das Terpen kommt in einer Vielzahl von Pflanzen vor, sowohl in Heil- als auch in Gewürzpflanzen. Neben Cannabis sind schwarzer Pfeffer (Piper nigrum), Nelken (Syzygium aromaticum), Rosmarin (Rosmarinus officinalis) und Hopfen (Humulus lupulus) besonders reich an β-Caryophyllen [7][8]. Diese weite Verbreitung erklärt auch die jahrhundertelange Nutzung in traditionellen Heilpflanzen und der Lebensmittelindustrie.
Aroma
Sensorisch ist β-Caryophyllen leicht zu erkennen: Es verleiht Cannabis und Gewürzpflanzen einen würzigen, holzigen und pfeffrigen Geruch. Gerade in Cannabissorten mit erdig-scharfer Note zählt es oft zu den dominanten Terpenen [9].
Besonderheit
Pharmakologisch einzigartig ist die Fähigkeit von β-Caryophyllen, direkt an Cannabinoid-Rezeptoren zu binden. Es gilt als das bisher einzige bekannte Terpen, das eine selektive Affinität zum CB2-Rezeptor aufweist, ohne den CB1-Rezeptor (und damit psychoaktive Effekte) zu aktivieren [10][11]. Diese Eigenschaft macht es zu einem Bindeglied zwischen klassischer Phytochemie und Cannabinoid-Pharmakologie.
β-Caryophyllen in Cannabis
Typische Konzentrationen in Cannabisblüten
In Cannabis zählt β-Caryophyllen zu den häufigsten Terpenen. Analysen von Blütenproben zeigen Gehalte zwischen 5 und 35 % des gesamten Terpenprofils, wobei die Konzentrationen je nach Genetik und Anbau stark variieren können [12][13]. Damit bewegt es sich auf einem Niveau ähnlich wie Myrcen oder Limonen und prägt entscheidend den chemischen Fingerabdruck vieler Sorten.
Bedeutung im Terpenprofil verschiedener Sorten
Besonders in würzigen und erdigen Varietäten tritt β-Caryophyllen dominant auf – oft gemeinsam mit Myrcen (erdig, sedierend) oder Limonen (zitronig, stimmungsaufhellend). Typische Beispiele sind Sorten wie Girl Scout Cookies, Bubba Kush oder Chemdawg, die durch ihr charakteristisches Aroma und ein ausgewogenes Zusammenspiel von Terpenen bekannt sind [14]. In modernen Terpenprofil-Analysen wird β-Caryophyllen daher häufig als Markerterpen herangezogen, um Sorten voneinander zu differenzieren.
Unterschiede zu anderen „würzigen“ Terpenen
Obwohl auch andere Terpene wie Humulen würzig-holzige Noten beisteuern, unterscheidet sich β-Caryophyllen durch seine molekulare Besonderheit: Es ist ein CB2-Rezeptor-Agonist, während Humulen diese pharmakologische Eigenschaft nicht besitzt [15]. Zudem wirkt Humulen tendenziell appetithemmend, während β-Caryophyllen stärker auf entzündungshemmende und immunmodulierende Mechanismen ausgerichtet ist. Damit ergänzen sich beide Terpene im Cannabisprofil, ohne sich vollständig zu überschneiden.
Wirkung von β-Caryophyllen
Bindung am CB2-Rezeptor
Das Besondere an β-Caryophyllen ist seine direkte Bindung an den Cannabinoid-2-Rezeptor (CB2), der vor allem im peripheren Nervensystem und Immunsystem exprimiert wird. Damit unterscheidet es sich grundlegend von den meisten anderen Terpenen, die eher unspezifisch wirken. Durch diese Interaktion entfaltet es immunmodulatorische Effekte, wie die Hemmung proinflammatorischer Signalwege und die Stimulation entzündungsauflösender Mechanismen [16][17].
Entzündungshemmende Eigenschaften
In verschiedenen Tiermodellen konnte gezeigt werden, dass β-Caryophyllen entzündungshemmend wirkt – beispielsweise durch die Reduktion von Zytokinen wie TNF-α oder IL-1β und die Hemmung der NF-κB-Signaltransduktion [18]. Erste klinische Ansätze weisen ebenfalls auf ein Potenzial bei chronisch-entzündlichen Erkrankungen wie Arthritis oder Darmentzündungen hin, wenngleich die Humanstudienlage bislang begrenzt ist [19].
Schmerzlindernd ohne psychoaktive Effekte
Da β-Caryophyllen nicht am CB1-Rezeptor bindet, fehlen ihm psychoaktive Wirkungen wie sie bei THC auftreten. Stattdessen vermittelt es über CB2 eine analgetische Wirkung, die in präklinischen Studien mit neuropathischen und entzündlichen Schmerzmodellen nachgewiesen wurde [20]. Dies macht den Wirkstoff besonders interessant für Patient:innen, die eine Schmerztherapie ohne psychoaktive Beeinträchtigungen wünschen.
Weitere Effekte: antioxidativ, kardioprotektiv, angstlösend
Neben der antiinflammatorischen und analgetischen Komponente wurden weitere positive Eigenschaften beschrieben. Dazu zählen eine antioxidative Aktivität, die den Schutz von Nervenzellen und Organen unterstützen kann [21], sowie kardioprotektive Effekte, die u. a. auf eine Reduktion oxidativen Stresses im Herz-Kreislauf-System zurückgeführt werden [22]. Außerdem gibt es Hinweise aus Tiermodellen auf angstlösende und antidepressiv-ähnliche Effekte, die möglicherweise auf Interaktionen mit serotonergen Systemen zurückgehen [23].
Medizinische Bedeutung von β-Caryophyllen
Einsatzgebiete
Die besondere Bindung an den CB2-Rezeptor macht β-Caryophyllen zu einem vielversprechenden Kandidaten in verschiedenen medizinischen Bereichen:
- Chronische Schmerzen & Entzündungen: Studien deuten darauf hin, dass β-Caryophyllen die Symptomatik bei Arthritis und entzündlichen Darmerkrankungen (IBD) signifikant reduzieren kann. Es hemmt proinflammatorische Signalwege und wirkt schmerzlindernd, ohne sedierende Nebenwirkungen wie Opioide oder psychoaktive Effekte wie THC [24].
- Neuropathien & Stoffwechselerkrankungen: In Tiermodellen konnte β-Caryophyllen neuropathische Schmerzen lindern und gleichzeitig stoffwechselregulierende Effekte entfalten, etwa durch eine Verbesserung der Insulinsensitivität und Reduktion von Entzündungsmarkern bei Diabetes mellitus und Adipositas [25].
- Neuroprotektion: Präklinische Studien weisen darauf hin, dass β-Caryophyllen neuroprotektive Effekte haben könnte – unter anderem in Alzheimer- und Parkinson-Modellen sowie bei ischämischen Schlaganfällen. Die antioxidativen und entzündungshemmenden Mechanismen scheinen hier entscheidend zu sein [26].
Vergleich mit Cannabinoiden: Entourage-Effekt
Besonders interessant ist die mögliche Synergie mit Cannabinoiden. In Kombination mit CBD und THC verstärkt β-Caryophyllen bestimmte Effekte (z. B. entzündungshemmend und analgetisch), während es gleichzeitig unerwünschte psychoaktive Nebenwirkungen von THC nicht erhöht [27]. Diese Entourage-Wirkung macht es für die Entwicklung von standardisierten Cannabis-Medikamenten besonders relevant.
Vorteil: kein Rauscheffekt
Im Gegensatz zu THC löst β-Caryophyllen keine psychoaktiven Rauscherlebnisse aus, da es nicht am CB1-Rezeptor wirkt. Das bedeutet: Es ist für die medizinische Anwendung prädestiniert, insbesondere bei Patient:innen, die eine funktionelle Symptomlinderung ohne Beeinträchtigung der Alltagsfähigkeit benötigen [28].
β-Caryophyllen in der aktuellen Forschung
Tiermodelle vs. erste Humanstudien
Der Großteil der bisherigen Daten zu β-Caryophyllen stammt aus präklinischen Tiermodellen, in denen eine deutliche antiinflammatorische, analgetische und neuroprotektive Wirkung nachgewiesen wurde [29]. Erste kleinere Humanstudien und Beobachtungen bestätigen diese Trends, allerdings ist die Evidenzlage noch nicht ausreichend, um klinische Leitlinien abzuleiten. Zentrale Herausforderung bleibt die Standardisierung von Dosierungen und Extrakten, da β-Caryophyllen in der Natur meist im Verbund mit anderen Terpenen und Cannabinoiden vorkommt [30].
Evidenzlage zu Entzündungshemmung, Analgesie und Neuroprotektion
Die Studienlage weist konsistent darauf hin, dass β-Caryophyllen eine signifikante Reduktion von Entzündungsprozessen (z. B. über NF-κB-Inhibition) und analgetische Effekte vermittelt [31]. Darüber hinaus wird in präklinischen Untersuchungen eine neuroprotektive Rolle diskutiert – mit potenziellen Anwendungen bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer, Parkinson und Schlaganfall [32]. Ob diese Ergebnisse auf den Menschen übertragbar sind, muss durch größere klinische Studien geprüft werden.
Potenzial als funktionelles Nahrungsmittel („dietary cannabinoid“)
Da β-Caryophyllen in vielen Lebensmitteln wie schwarzem Pfeffer, Nelken und Oregano enthalten ist, gilt es als sicher und weit verbreitet. Forscher:innen haben es daher als „dietary cannabinoid“ bezeichnet [33]. Die Idee: Regelmäßige Aufnahme über die Nahrung könnte präventive Effekte gegen chronische Entzündungen und Stoffwechselerkrankungen haben. Diese Hypothese ist vielversprechend, erfordert jedoch noch Langzeitstudien.
Diskussion: Regulierung & Abgrenzung zu klassischen Cannabinoiden
β-Caryophyllen wirft auch regulatorische Fragen auf: Einerseits wirkt es über das Endocannabinoidsystem (CB2-Agonist), andererseits wird es bislang nicht rechtlich als Cannabinoid im engeren Sinne eingestuft. In der pharmazeutischen Diskussion wird daher erörtert, ob Terpene wie β-Caryophyllen künftig stärker in die Cannabis-Medizin-Regulierung einbezogen werden sollten – insbesondere, da sie eindeutig pharmakologisch wirksam sind und potenziell den Wirkstoffstatus beanspruchen könnten [34].
β-Caryophyllen in Alltag & Pharmazie
Verwendung in der Lebensmittelindustrie
β-Caryophyllen ist ein weit verbreiteter natürlicher Aromastoff, der vor allem in Gewürzen wie schwarzem Pfeffer, Zimt, Nelken und Oregano vorkommt. In der Lebensmittelindustrie wird es aufgrund seines würzig-holzigen Aromas in Backwaren, Süßwaren, Getränken und Würzmischungen eingesetzt. Auch in der Parfüm- und Kosmetikindustrie spielt es aufgrund seines charakteristischen Duftprofils eine Rolle [35].
Status: GRAS-zertifiziert („generally recognized as safe“)
Die US-amerikanische Food and Drug Administration (FDA) hat β-Caryophyllen als GRAS-Substanz eingestuft, was bedeutet, dass es in üblichen Mengen als sicher für den menschlichen Verzehr gilt [36]. Diese regulatorische Einstufung unterstreicht das günstige Sicherheitsprofil des Terpens und erleichtert seinen Einsatz in Lebensmitteln, Nahrungsergänzungsmitteln und pharmazeutischen Präparaten in den USA.
Pharmazeutische Nutzung
In der pharmazeutischen Forschung wird β-Caryophyllen zunehmend als bioaktiver Zusatzstoff in Cannabispräparaten diskutiert. Es könnte gezielt in standardisierte Cannabisextrakte oder isolierte Präparate integriert werden, um die analgetische und entzündungshemmende Wirkung zu verstärken, ohne psychoaktive Nebenwirkungen hervorzurufen [37]. Damit ist es ein Kandidat für die Entwicklung neuer Arzneimittel, die das Konzept des Entourage-Effekts systematisch nutzen.
Rolle in GMP/GACP-Qualitätsstandards
Für die medizinische Anwendung von Cannabis ist die exakte Bestimmung des Terpenprofils nach GMP- (Good Manufacturing Practice) und GACP-Standards (Good Agricultural and Collection Practice) entscheidend. β-Caryophyllen dient hier als wichtiger Marker, da seine Konzentration Rückschlüsse auf die Sortencharakteristik, therapeutische Potenz und Qualitätsstabilität erlaubt [38]. In modernen Analyseverfahren wird es daher routinemäßig neben Cannabinoiden wie THC und CBD quantifiziert.
Verwendete Quellen:
[1] Booth, J. K., Bohlmann, J. Terpenes in Cannabis sativa – From plant genome to humans. Plant Science, 284, 67–72 (2019).
[2] Russo, E. B. The Case for the Entourage Effect and Conventional Breeding of Clinical Cannabis: No “Strain,” No Gain. Frontiers in Plant Science, 7, 1119 (2016).
[3] Pertwee, R. G. Cannabinoid pharmacology: the first 66 years. Br J Pharmacol, 147(S1), S163–S171 (2006).
[4] Andre, C. M., Hausman, J. F., Guerriero, G. Cannabis sativa: The Plant of the Thousand and One Molecules. Front Plant Sci, 7, 19 (2016).
[5] Bajpai, V. K., et al. Essential oils as natural antimicrobials: Potential role and future perspectives. Molecules, 27(3), 900 (2022).
[6] Gertsch, J., et al. Beta-caryophyllene is a dietary cannabinoid. Proc Natl Acad Sci USA, 105(26), 9099–9104 (2008).
[7] ICH Q7. Good Manufacturing Practice Guide for Active Pharmaceutical Ingredients. International Council for Harmonisation (ICH), 2000.
[8] European Directorate for the Quality of Medicines (EDQM). European Pharmacopoeia 11th Edition. Monographs on Cannabis Flower, Terpenes (2023).
[9] Pavlovic, R., et al. Quality Traits of “Cannabis sativa L.” Cultivars Grown in Northern Italy. Molecules, 24(14), 2593 (2019).
[10] Hazekamp, A., et al. Cannabis: from cultivar to chemovar. Drug Test Anal, 8(7), 478–487 (2016).
[11] Elzinga, S., et al. Cannabis potency trends: a review of studies on THC and CBD levels over time. Biol Psychiatry Cogn Neurosci Neuroimaging, 4(8), 651–659 (2019).
[12] Fischedick, J. T., et al. Metabolic fingerprinting of Cannabis sativa L., cannabinoids and terpenoids for chemotaxonomic and drug standardization purposes. Phytochemistry, 102, 72–85 (2014).
[13] Shapira, A., et al. Comprehensive chemical profiling of cannabis inflorescences: cannabinoids, terpenes, and flavonoids. Cannabis Cannabinoid Res, 4(1), 21–36 (2019).
[14] Lewis, M. A., et al. Cannabis and its derivatives: Review of chemical composition and clinical implications. Cannabis Cannabinoid Res, 2(1), 204–216 (2017).
[15] Legault, J., Pichette, A. Potentiating effect of beta-caryophyllene on anticancer activity of alpha-humulene, isocaryophyllene and paclitaxel. J Pharm Pharmacol, 59(12), 1643–1647 (2007).
[16] Gertsch, J., et al. Beta-caryophyllene is a selective agonist of cannabinoid receptor 2 (CB2). Proc Natl Acad Sci USA, 105(26), 9099–9104 (2008).
[17] Klauke, A. L., et al. The cannabinoid CB2 receptor-selective phytocannabinoid beta-caryophyllene exerts analgesic effects in mouse models of inflammatory and neuropathic pain. Eur Neuropsychopharmacol, 24(4), 608–620 (2014).
[18] Bento, A. F., et al. β-Caryophyllene inhibits dextran sulfate sodium-induced colitis in mice through CB2 receptor activation and PPARγ pathway. Am J Pathol, 182(4), 1784–1796 (2013).
[19] Alsherbiny, M. A., Li, C. G. Medicinal Cannabis—Potential Therapeutic Uses and Clinical Implications. Int J Mol Sci, 20(21), 5555 (2019).
[20] Segat, G. C., et al. Antinociceptive effect of beta-caryophyllene in neuropathic pain models in mice. Planta Med, 76(4), 356–362 (2010).
[21] Medeiros, R., et al. Neuroprotective effects of the sesquiterpene β-caryophyllene in experimental models of Alzheimer’s disease. J Alzheimers Dis, 43(3), 823–834 (2015).
[22] Basha, R. H., Sankaranarayanan, C. β-Caryophyllene, a natural sesquiterpene, attenuates myocardial infarction via suppression of oxidative stress and inflammation in rats. Gen Physiol Biophys, 35(3), 293–302 (2016).
[23] Bahi, A., et al. β-Caryophyllene, a CB2 receptor agonist, produces multiple behavioral changes relevant to anxiety and depression in mice. Physiol Behav, 135, 119–124 (2014).
[24] Chicca, A., et al. Functionalization of β-caryophyllene to probe its interaction with cannabinoid receptors. Bioorg Med Chem Lett, 24(21), 5006–5009 (2014).
[25] Harb, A. A., et al. β-Caryophyllene modulates metabolic syndrome-related parameters in high-fat diet-fed mice. Phytomedicine, 55, 130–139 (2019).
[26] Paula-Freire, L. I., et al. The sesquiterpene β-caryophyllene prevents alcohol-induced memory impairment in mice: possible involvement of anti-inflammatory and antioxidant mechanisms. Behav Brain Res, 306, 63–72 (2016).
[27] Russo, E. B., Marcu, J. Cannabis Pharmacology: The Usual Suspects and a Few Promising Leads. Adv Pharmacol, 80, 67–134 (2017).
[28] Katsuyama, S., et al. Involvement of peripheral cannabinoid receptors in β-caryophyllene-induced analgesia. Eur J Pain, 17(8), 1012–1022 (2013).
[29] Fidyt, K., et al. Beta-caryophyllene and beta-caryophyllene oxide as promising anticancer compounds. Cancer Med, 5(10), 3007–3017 (2016).
[30] Pavlovic, R., et al. Cannabis sativa: From phytochemistry to pharmacology. Phytother Res, 34(2), 277–290 (2020).
[31] Katsuyama, S., et al. Anti-inflammatory and analgesic properties of β-caryophyllene in experimental models. Eur J Pain, 23(3), 612–624 (2019).
[32] Cheng, Y., Dong, Z., Liu, S. Neuroprotective effects of β-caryophyllene against focal cerebral ischemia reperfusion injury in rats. J Stroke Cerebrovasc Dis, 23(9), 2596–2602 (2014).
[33] Gertsch, J., et al. Beta-caryophyllene is a dietary cannabinoid. Proc Natl Acad Sci USA, 105(26), 9099–9104 (2008).
[34] Karaca, M., et al. Legal and regulatory aspects of cannabis and cannabinoids: The role of terpenes like β-caryophyllene. Int J Legal Med, 135(2), 483–495 (2021).
[35] Baser, K. H. C., Buchbauer, G. (Hrsg.). Handbook of Essential Oils: Science, Technology, and Applications. 2nd Edition. CRC Press (2015).
[36] U.S. Food and Drug Administration (FDA). Generally Recognized as Safe (GRAS) Substances Database: Beta-Caryophyllene. FDA (abgerufen 2024).
[37] Fidyt, K., Fiedorowicz, A., Strządała, L., Szumny, A. β-caryophyllene and β-caryophyllene oxide – natural compounds of anticancer and analgesic properties. Cancer Med, 5(10), 3007–3017 (2016).
[38] European Medicines Agency (EMA). Guideline on good agricultural and collection practice (GACP) for starting materials of herbal origin (EMA/HMPC/246816/2005). Ergänzend: ICH Q7 Good Manufacturing Practice for Active Pharmaceutical Ingredients.