Botanik: Dem Cannabis auf der Spur NEU - Teil 1 & 2 *

[Hans-Jürgen Koch]

Liebe Pflanzenfreunde,

Hanf ( Cannabis sativa) ist eine einjährige und zweihäusige Pflanze, die eine Höhe von 1,50 Meter erreicht und langgestielte, gefiederte Blätter trägt.
Die ursprüngliche Heimat von Cannabis sativa ist das westliche Asien und Indien, wo er des Bastes und der ölreichen Früchte wegen schon im 8. oder 9. Jahrhundert  v. Chr. kultiviert worden sein soll. In Griechenland wurde er durch die Angaben Herodots (geboren: v. Chr. 484, gestorben: v. Chr. 425) bekannt, der u. a. von ihm schreibt: " Wollen die Skythen (Reiternomadenvölker) baden, so stellen sie drei Stangen gegeneinander, ziehen wollene Decken darüber, schließen alles recht fest, legen glühende Steine unter dieses Zelt und streuen Hanfsamen auf die Steine, worauf ein Rauch und Dampf entsteht, als wenn es ein hellenisches Schwitzbad wäre; den Skythen aber ist das ihrige so angenehm, dass sie vor Wohlbehagen brüllen."
Die getrockneten Sprossspitzen mit Blättern und Blüten weiblicher Pflanzen sind als Marihuana , Cannabiskraut oder Grass bekannt, das Cannabisharz als Haschisch oder Shit (5 – 10 mal wirksamer als Marihuana) und Haschisöl mit weiter konzentrierten Wirkstoffen.
In den Samen findet sich u. a. fettes Öl, Hanföl, 30-35%, welches hauptsächlich Linolsäure enthält, ferner Harz, Zucker, Eiweißstoffe, Alkaloid Trigonellin, Cholin, Protein, Edestin, kristallisiertes Globulin, Nuclein, Lecithin, Cholesterin (Wehmer, Die Pflanzenstoffe, Bd. 1, S. 246.).
Von Paracelsus (Paracelsus Sämtl. Werke, Bd. 2, S. 97, 98.) wird der Hanf in Rezepten für Balsam zur Heilung von Kontrakturen (Funktions- und Bewegungseinschränkung von Gelenken) angegeben.
Über die Gefährlichkeit der Droge(n), ihre negativen und positiven gesundheitlichen Auswirkungen sowie über ihr Abhängigkeitspotential gibt es unterschiedliche Auffassungen, auf die ich hier nicht weiter eingehen werde.
Zubereitungen mit synthetisch hergestelltem Terahydrocannabinol  (THC) und seiner Abkömmlinge in festgelegter Verordnungshöchstmenge, auch die Zulassung standardisierter Cannabisextrakte  als Arzneimittel wird erwogen.
Die Droge ist gegenwärtig nicht als offizielle Arzneidroge zugelassen; der Verkehr, Besitz und ihre Nutzung ist strafbar (Betäubungsmittelgesetz).
Der Anbau THC-armer Sorten ist in Deutschland mit Sondergenehmigung möglich. In der Landwirtschaft wird sie als Viehfutter eingesetzt, das aus  den Samen gepresste fette Öl dient technischen Zwecken.
Nach Nordeuropa kam der Hanf wahrscheinlich vor der Auswanderung der Angelsachsen. Er wurde hauptsächlich zur Gewinnung der Fasern, aus denen Kleidungsstücke und Taue angefertigt wurden, angebaut. 
Der deutsche Hanf enthält meist keine narkotischen Bestandteile, wie sie der indische Hanf in großen Mengen aufweist.

Systematik:

Ordnung: Rosenartige (Rosales)
Familie: Hanfgewächse (Cannabaceae)
Gattung: Hanf
Wissenschaftlicher Name: Cannabis sativa
Volkstümliche Bezeichnung: Hanf, Bästling, Indischer Hanf, Femel, Fimel, Henne, Mäsch, Mastel, Samenhanf, Cannabiskraut, Grass, Marihuana, Henne.
Englischer Name: grass

Bild 01 Illustration

Quelle: Prof. Dr. Otto Wilhelm Thomé Flora von Deutschland, Österreich und der Schweiz 1885, Gera, Germany
Dieses Bild ist gemeinfrei.

Bild 02 Ein gespaltener Spross im Längsschnitt, Cannabis Sativa

Quelle: Wikipedia
Urheber: Fenrisulfir

Bild 03 Hanf, Sprossachse, Querschnitt, 5 µm

Aufgeklebter Paraffinschnitt

Arbeitsablauf :

Zur Paraffinbefreiung                5 Minuten in Xylol
Absoluter Alkohol    (Ethanol)      2 Minuten
96 % igen Alkohol (Ethanol)      2 Minuten
80 % igen Alkohol   (Ethanol)      2 Minuten
60 % igen Alkohol   (Ethanol)      2 Minuten
Aqua dest         2 Minuten

Beim Übertragen des Objektträgers von einer Flüssigkeit in die andere lasse man die Flüssigkeit gut abtropfen, um die nächstfolgende möglichst wenig mit der vorausgehenden zu verunreinigen.

Dabei dürfen aber die Präparate unter keinen Umständen austrocknen.

W-3A-Färbung nach Wacker (Acridinrot-Acriflavin-Astrablau) modifiziert

Arbeitsablauf :

1. Vorfärbung Acridinrotlösung  8 Min.
2. 1x auswaschen mit Aqua dest. .
3. Acriflavinlösung (differenzieren bis gerade keine Farbwolken mehr abgehen - Lupenkontrolle) ca. 12 Sekunden !!!.
4. 2 x auswaschen mit Aqua dest..
5. Nachfärbung Astrablaulösung 2 Minute.
Bei der Nachfärbung mit Astrablau eine Mischung aus Astrablau und Acriflavin im Verhältnis  4 : 1
verwendet (blau + gelb = grün).
6. Auswaschen mit Aqua dest. bis keine Farbstoffreste auf dem Objektträger verbleiben.
7. Entwässern mit 2x gewechseltem Isopropylalkohol ( 99,9 % ).
08. Als letzte Stufe vor dem Eindecken Xylol einsetzen.
09. Einschluss in DePeX.

Ergebnis :

Zellwände blaugrün bis grün, verholzte Zellwände leuchtend rot, Zellwände der äußeren Hypodermis orangerot, Cuticula gelb, Zellwände der innenliegenden Hypodermis tiefrot.

Fotos: Nikon D5000, die Übersichtsaufnahme wurde mit ,,MagniFlash" erstellt.

Bild 04 Färbung auf dem Objektträger


Bild 05 Übersicht, Spross, Cannabis sativa


Bild 06 Übersicht, Spross, Cannabis sativa, Programm: FastStone Image – negativ


Bild 07 Übersicht, Spross, Cannabis sativa, Programm: FastStone Image,  gelblich-bräunlicher Sepia – Effekt.


Bild 08 Vergrößerung aus der Übersicht mit Beschriftung, Sprossachse, Cannabis Sativa

CU = Cuticula, EP = Epidermis, TR = Trichom,  K = Kantenkollenchym, RP = Rindenparenchym, PH = Phloem, T = Trachee, XY = Xylem,  MP = Markparenchym , H = Hohlraum
Das Kambium kann ich nicht klar erkennen. War die Wachstumsperiode der Pflanze schon beendet, als die Fixierung erfolgte?
Beim Cannabis kann die Länge reifer, primärer Phloemfasern  durchschnittlich 13 mm werden, die sekundären etwa 2 mm (Kundu, 1942).
Das Kollenchym im Spross - Querschnitt erscheint eckig (Wandverdickungen in den Zellecken); (Esau, 1936).

Bild 09  Starke Vergrößerung  vom Xylem, Cannabis sativa

Das luftfreie Xylem dient der Wasserleitung und dem Transport von Mikro- und Makronährstoffen. Es ist auch recht dickwandig, da der Transport fast ausschließlich durch ,,Sog" in Gang gehalten wird. So können sie auch bei sehr angespannten Wasserverhältnissen nicht kollabieren und der Wasserfaden reißt nicht ab.

Bild 10  Starke Vergrößerung vom Xylem mit Übergang zum Markparenchym, Cannabis sativa


Bild 11 Dunkelfeld, Cannabis sativa


Bild 12 AF – Fluoreszenzaufnahme, Cannabis sativa

Fluoreszenzaufnahmen mit Anregungswellenlänge RoyalBlue mit 455 nm, 3 Watt LED.

Bild 13 AF – Fluoreszenzaufnahme, Cannabis sativa

Fluoreszenzaufnahmen mit Anregungswellenlänge RoyalBlue mit 455 nm, 3 Watt LED.

Bild 14 AF – Fluoreszenzaufnahme, Cannabis sativa

Fluoreszenzaufnahmen mit Anregungswellenlänge RoyalBlue mit 455 nm, 3 Watt LED.

Bild 15 Xylem, Phloem, AF – Fluoreszenzaufnahme, Cannabis sativa

Fluoreszenzaufnahmen mit Anregungswellenlänge RoyalBlue mit 455 nm, 3 Watt LED. Von links nach rechts.

Bild 16 Hohlraum, Markparenchym, Xylem, AF – Fluoreszenzaufnahme, Cannabis sativa

Fluoreszenzaufnahmen mit Anregungswellenlänge RoyalBlue mit 455 nm, 3 Watt LED. Von links nach rechts.

Bild 17 Hakenhaare von Cannabis

Protoplast = Als Protoplast bezeichnet man bei mit Zellwänden versehenen Zellen die kleinste selbstständig lebensfähige morphologische Einheit, d. h. den plasmatischen Inhalt einer Zelle.
Cystolith = ist eine Verdickung einer Pflanzenzellwand in Form eines mehr oder weniger gestielten Körpers, die starke Ablagerungen von Calciumcarbonat enthält

Fazit:

Bei meinen bisher angefertigten dickeren Mikrotom-Schnitte (30 µm) ist die  W-3A-Färbung nach Wacker wesentlich kräftiger.
Dieser sehr dünne Querschnitt (5 µm) zeichnet sich durch einen hohen Weißanteil aus (Pastellfarben).  Mir persönlich gefallen die kräftigen Farben besser.

Quellen:

Ben-Erik van Wyk: Handbuch der Arzneipflanzen;Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH, Stuttgart; ISBN 3-8047-2069-2, 2004.
Poletti; H. Schilcher; A.Müller: HEILKRÄFTIGE PFLANZEN, Walter Hädecke Verlag, (1982). ISBN 3-7750-0104-2.
Romeis: Mikroskopische Technik, ISBN: 3-486-45796-9
Lexikon der Arzeipflanzen und Drogen; Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg.
M. Wichtl; Teedrogen und Phytopharmaka; Ein Handbuch für die Praxis auf wissenschaftlicher Grundlage; Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH Stuttgart, 2002.
H. Schilcher: Kleines Heilkräuter-Lexikon; Walter Hädecke Verlag, 1999; ISBN 3-7750-0316-9.
Hagers Enzyklopädie der Arzneistoffe und Drogen; Springer Medizin Verlag, Heidelberg, 2008.
Wikipedia; Freie Enzyklopädie.
L. Roth, M. Daunderer, K. Kormann; Giftpflanzen - Pflanzengifte; Ecomed Verlagsgesellschaft, 1988.

Mit freundlichem Gruß

Hans-Jürgen

NEU - Teil 2
Blattstiel und Blatt

Liebe Pflanzenfreunde,

das Drogendezernat ist unter anderem auf Informationen von außen angewiesen. Die Trefferquote dieser Einheit ist hoch, doch leider reicht die Beweislage nicht immer aus. Sollte der Stromverbrauch z. B. in einen Gebäude rasant steigen, so wird dieser Tatbestand von dem Energielieferanten an die Polizei weitergeleitet.
Die Kriminellen investieren viel Geld in Ihre Hanfplantagen (Beleuchtung, Bewässerung, Belüftung und Filteranlagen).
Die Polizei erntet nach dem Zugriff das ,,Gras" und es wird gewogen. Danach kommen andere Institutionen wie Feuerwehr oder THW zum Einsatz; die illegale Anlage wird komplett zerstört. Manchmal hat man Glück und ein Hanf – Blatt geht beim Transport verloren.
Genug der Vorgeschichte, zurück zur Mikroskopie.

Blattstiel, Querschnitt, 30 µm

Bild 01: Hanfblatt, Cannabis sativa


Bild 02: Schnittstellen, Cannabis sativa

Den Arbeitsablauf und die modifizierte Färbung nach Wacker (Acridinrot-Acriflavin-Astrablau) habe ich beim Spross beschrieben.

Bild 03: Übersicht, Cannabis sativa

Die Übersichtsaufnahme wurde mit ,,MagniFlash" erstellt

Bild 04: Vergrößerung aus der Übersicht mit Beschriftung, Cannabis sativa

XY = Xylem, PH = Phloem, RP = Rindenparenchym, EP = Epidermis, CU = Cuticula, HY = Hypodermis, TR = Trichom, SKI = Sklerenchyminseln
Die Cuticula ist eine Wachsschicht und bildet den Abschluss des Pflanzenkörpers.

Bild 05: Vergrößerung, Cannabis sativa

Markparenchym im Zentrum

Bild 06: Vergrößerung, Cannabis sativa


Bild 07: Pflanzenhaar (Trichom) am Blattstiel, Cannabis sativa


Bild 08: Polarisationsaufnahme, Cannabis sativa

Eingelagerte Oxalatkristalle

Bild 09: Trichom, AF – Fluoreszenzaufnahme, Cannabis sativa

Fluoreszenzaufnahmen mit Anregungswellenlänge RoyalBlue mit 455 nm, 3 Watt LED.

Bild 10:  AF – Fluoreszenzaufnahme, Cannabis sativa

Fluoreszenzaufnahmen mit Anregungswellenlänge RoyalBlue mit 455 nm, 3 Watt LED, mit leichter Beidosierung von Halogen- Pilotlicht

Blatt, Querschnitt, 30 µm

Bild 11: Vergrößerung aus der Übersicht, Cannabis sativa

Trichome an der Blattunterseite

Bild 12: Vergrößerung, Blattrand, Cannabis sativa


Bild 13 AF – Fluoreszenzaufnahme, Cannabis sativa

Fluoreszenzaufnahmen mit Anregungswellenlänge RoyalBlue mit 455 nm, 3 Watt LED


Mit freundlichem Gruß
Hans-Jürgen

[Fahrenheit]

Lieber Hans-Jürgen,

vielen Dank für das interessante Porträt einer in Verruf geratenen Kulturpflanze. Zwischenzeitlich sind die weniger berauschenden Sorten ja tatsächlich wieder häufiger auf den Äckern zu finden.

Die dünneren Paraffinschnitte bieten nicht so kräftige Farben wie die dickeren Schnitte nach den einfachen Schnittverfahren, was klar daran liegt, dass hier weniger Material zum färben vorhanden ist. ;-)
Die "Häckeldeckchen" zeigen aber oft die Details wie z.B. Tüpfel besser, auch wenn man nach entsprechenden Stellen suchen muss, da durch die geringe Dicke viele - auch häufige - Strukturen nicht mehr überall in der Schnittebene liegen.
Mir persönlich gefallen die dickeren Schnitte auch besser, ich habe gerne auch die (aus der Schnittebene betrachtet ..) "Decken" oder "Böden" der Zellen mit im Schnitt, zumal größere Strukturen wie beispielsweise Raphidenbündel oder Oxalat-Drusen oft aus dem Schnitt gerissen werden oder sogar Gewebe zerstören.

Herzliche Grüße
Jörg

p.s.
Biologie? Sollte das nicht Botanik heißen?

[Mila]

Lieber Hans-Jürgen,

vielen Dank für diesen Beitrag zu einer äußerst interessanten und wichtigen Heilpflanze.

Zubereitungen mit synthetisch hergestelltem Terahydrocannabinol  (THC) und seiner Abkömmlinge in festgelegter Verordnungshöchstmenge, auch die Zulassung standardisierter Cannabisextrakte  als Arzneimittel wird erwogen.

Es gibt in Deutschland bereits Arzneimittel mit entsprechenden Zubereitungen, z. B. das Fertigarzneimittel Sativex als Spray, zugelassen bei Multipler Sklerose:

http://de.wikipedia.org/wiki/Nabiximols

http://www.apotheken-umschau.de/do/extern/medfinder/medikament-arzneimittel-information-Sativex-Spray-zur-Anwendung-in-der-Mundhoehle-AB4406.html

Außerdem kann jede Apotheke ölige Dronabinol-Tropfen oder Dronabinol-Kapseln herstellen. Es gibt dafür standardisierte Vorschriften, meine PTA-SchülerInnen lernen das auch bei mir

http://de.wikipedia.org/wiki/Tetrahydrocannabinol

Natürlich müssen die Vorgaben des Betäubungsmittelgesetzes und der BtM-Binnenhandels- und BtM-Verschreibungsverordnung beachtet werden.

Herzliche Grüße
Mila

Nachtrag: Vielleicht habe ich das ja überlesen, aber wo kommt denn das Sprösslein her?

[Detlef Kramer]

Liebe Mila,

ich habe natürlich keine Ahnung, wo Hans-Jürgen seine Pflanze her hat. Ich hatte im vergangenen Winter Vogel-Streufutter, das Hanf-Samen enthielt. Ein Korn war irgendwie verschleppt worden und an anderer Stelle in unserem Gärtchen gekeimt. Leider hat meine Frau die Pflanze ausgerissen.

Herzliche Grüße
Detlef

[Mila]

Lieber Detlef,

naja, laut BtMG, Anlage I (Nicht verkehrsfähige Betäubungsmittel) ist der Anbau von Cannabis sogar erlaubt:

Cannabis (Marihuana, Pflanzen und Pflanzenteile der zur Gattung Cannabis gehörenden Pflanzen)   -
- ausgenommen       
...
c)   wenn sie als Schutzstreifen bei der Rübenzüchtung gepflanzt und vor der Blüte vernichtet werden

Quelle: http://www.gesetze-im-internet.de/btmg_1981/anlage_i_59.html

Also: Eine Rübe in die Erde stopfen, Cannabis drumherum...
Und in Vogelfutter sind tatsächlich die Samen enthalten, auch z.B. in Papageienfutter.

Sorry, "ziemlich" OT

Herzliche Grüße
Mila

[Klaus Herrmann]

Hallo zusammen,

keine Aufregung: der Hanf ist eine subventionierte Faserpflanze. In einigen Autos sind die Fasern mit Kunstoff zu Verkleidungsteilen verpresst.
Diese Sklerenchymfasern sieht man auch in deinem schönen Schnitt des noch jungen (wie ich vermute) Sprosses.

Die typischen Hakenhaare mit den CaCO₃-Cystolithen hatte ich vor längerer Zeit mal gezeigt. Darf ich als Ergänzung lieber Hans Jürgen?

Bei deinen Fluoreszenzaufnahmen habe ich den Eindruck, dass das Sperrfilter fehlt, oder das falsche ist oder dein Einbettharz starke Eigenfluoreszenz zeigt. Du brauchst ein Sperrfilter LP 520 um den blauen Untergrund zu eliminieren.

[Mila]

Lieber Klaus,

klar doch, ich meine das ja auch nicht sooo ernst ! Es gibt ja auch z.B. Hanf-Kleidung, -Seile, Kosmetikserien mit Hanf usw., usf.
Schöne Bilder! Die habe ich schon mal im Unterricht zum Thema "Cystolithe" gezeigt, kam gut an, eben weil im Cannabis...

Lieber Hans-Jürgen,
Deine Bilder möchte ich auch gerne zeigen,

herzliche Grüße
Mila

[Klaus Herrmann]

Liebe Mila,

wir haben neulich im esoterischen biodynamischen Laden kandierten Hanfsamen (wie gebrannte Mandeln nur kleiner   ) gekauft. Lecker!
Konnte dann ohne Polarisator Farben sehen!

Edit: hab gerade nochmal deine Bilder durchgeschaut und bin mir nicht sicher, ob da die typischen Faserquerschnitte zu sehen sind!

[Mila]

Edit: hab gerade nochmal deine Bilder durchgeschaut und bin mir nicht sicher, ob da die typischen Faserquerschnitte zu sehen sind!

Lieber Klaus,

meinst Du Hans-Jürgens Bild Nr. 14? Das könnte Festigungsgewebe sein, vielleicht eher noch kollenchymatisch. Fasern gehören ja zum sklerenchymatischen Gewebe, sind also eher bei älteren Pflanzen zu finden (und müssten dickwandiger sein...).

Herzliche Grüße
Mila

P.S.: Hanf-Handcreme bitte nicht rauchen...

[David 15]

Lieber Hans-Jürgen,

Mal wieder eine sehr schöne Dokumentation ! Mich würde auch interessieren wie Du an solches Schneidematerial kommst 

Ich persönlich finde dickere Schnitte ansprechender als die sehr dünnen. Die Farbe wird dann nämlich wesentlich besser aufgenommen. Ich schneide sogar mit Paraffin realtiv dick. Meistens zwischen  10- und 20µm.

Wie hast du die Färbung differenziert ?

Viele Grüße
David

[Hans-Jürgen Koch]

Liebe Pflanzenfreunde,

danke für Euer botanisches Interesse zum Cannabis. 
Mit so schnellen Antworten habe ich nicht gerechnet.

@ Jörg,

ich habe vermutet, dass Du die dickeren Pflanzenschnitte mehr schätzt, als die dünnen "Häckeldeckchen".
Danke für Deinen Hinweis ,,Biologie", ist geändert.

@Mila,

danke für Deine Ergänzungen zu dieser interessanten Pflanze. Mit der Frage nach der Herkunft des Sprosses habe ich gerechnet. Beantworten werde ich sie leider nicht, bitte um Verständnis.
Meine Bilder darfst Du gerne im Unterricht verwenden.

@ Detlef,

Kantenkollenchym oder junges Periderm ?
Ich habe mir bei (Esau, 1969) die Bilder vom Kollenchym im Spross - Querschnitt  angesehen. Das  Kollenchym erscheint eckig (Wandverdickungen in den Zellecken). Bei der Beschriftung  zum Bild 08 habe ich mich für Kantenkollenchym entschieden.

@ Klaus,

die Bilder der Hakenhaare sind super.
Ich werde zum ,,Wohldenberg – Treffen"  2013 meinen Fluoreszenzwürfel und meine Filter mitbringen. Schaun mer mal, dann sehn mer scho.

@ David,

die Herkunftsfrage bleibt offen.
Bei der Färbung habe ich mich genau an meinen Arbeitsablauf gehalten.

Mit freundlichem Gruß

Hans-Jürgen

[liftboy]

Hallo erstmal,

das ist ja nun mal ein spannender Beitrag.
Vorab einen herzlichen Dank an Hans-Jürgen für den (wie immer) hervorragenden Beitrag (ehrlich! Wenn man alle Deine Beiträge drucken und binden würde, könnte man maches Schulbuch wegwerfen).
@Mila
muss man nicht als Kapseln haben, Kekse gehn auch :-))

Über den Gebrauch kann man unterschiedlicher Meinung sein; der medizinische Wert wird mittlerweile nicht mehr bestritten (soll hier aber kein Thema sein).

Viele Grüße
Wolfgang

[purkinje]

Hallo,
ein wirklich selbst für mich als botanisch minderbemittelten sehr schöner Beitrag! Diese Hakenhaare finde ich auch interessant...Fressfeindabwehr?
Als ergänzende Information zu der obigen Nebendiskussion:
Am 15. April 2011 beschloss der Bundesrat Cannabis bedingt -in zugelassenen Fertigarzneimitteln oder für die Herstellung derselben- im Betäubungsmittelgesetz umzustufen, aus Anlage I (nicht verkehrsfähige Betäubungsmittel) in Anlage III (verkehrs- und verschreibungsfähig) bzw. II (verkehrssfähig), etwas spöttisch auch Lex Sativex genannt  (so heiß das bereits erwähnet altbekannte "neue" Arzneimittel).
Die Wirkung bei mittelschweren und nicht-einschießenden Spastiken der Multiplen Sklerose (welche oft im fortgeschrittenen Stadium auftreten) ist im übrigen als ganz gut zu bezeichnen...Wie übrigens natürlich auch beim reinen naturstofflichem Gebrauch, der auch unter querschnittsgelähmten Patienten u.a. gegen die Spastiken oft verwandt wird...

[Klaus Herrmann]

Hallo,

als kleine unwichtige Abrundung. Diesen Brotaufstrich gabs bei uns heute als leckeres amuse bouche

Belebend, erfrischend...

[Mila]

Lieber Klaus,

und zur Pflege vielleicht ein bisschen Bütterchen



?

Holidays sind zwar durch, aber vielleicht gibt's ja noch Restposten

@ Purkinje: Jaja, ich schrieb bereits über Sativex!

Herzliche Grüße
Mila