THC ist der hauptsächliche, psychoaktive Inhaltsstoff der Cannabispflanze, wobei der Gehalt an THC sowohl von der Pflanzensorte, als auch vom Pflanzenteil abhängig ist. Je nach Zubereitungsform und Anreicherungsgrad in der Pflanze kann Haschisch oder Marihuana zwischen 0,5 % und 20 % THC enthalten, Haschisch-Öl auch bis 30 % oder mehr.
Die Toxikokinetik ist Komplex: THC und seine Derivate sind sehr gut fettlöslich; darüber hinaus besitzt das Molekül eine gute Membran-Gängigkeit. Bei inhalativer Applikation (Joint) gelangen 20-80 % des THC schnell in die Blutbahn und werden rasch verteilt, insbesondere in gut durchblutete Organe und ins Nervensystem. Das Maximum der Blutkonzentration wird nach ca. 8-10 Minuten erreicht. Der Stoff überwindet äußerst schnell die Blut-Hirn-Schranke und wird sehr gut in der Hirnmasse gespeichert, was zu einem sehr schnellen Abfallen der Blutkonzentration führt. Ferner wird dem Blut THC entzogen, indem es in der Leber biochemisch zum 11-Hydroxy-THC und weiter zur THC-Carbonsäure umgewandelt wird. Ein weiterer Teil des THC wird aus dem Blutkreislauf entfernt, indem es ins Fettgewebe eingelagert wird.
Ist die THC-Blutkonzentration hinreichend gesunken, gibt die Hirnmasse gespeichertes THC einfach wieder in den Blutkreislauf ab; einige Untersuchungen berichten in diesem Zusammenhang von einem sekundären Konzentrationsmaximum, das durch die schnelle Freisetzung des gepufferten Wirkstoffs verursacht wird.
Wenngleich das THC in der Leber schnell metabolisiert wird, so gelangen dennoch signifikante Mengen in das Fettgewebe und werden wegen der ausgezeichneten Fettlöslichkeit dort gespeichert. Im Vergleich zur Hirnmasse ist das Fettgewebe bedeutend weniger durchblutet und bietet aufgrund der Menge eine große Pufferkapazität; einmal im Fettgewebe eingelagert, wird THC (und ebenfalls seine Metaboliten) nur langsam wieder in den Blutkreislauf abgegeben. Reste von THC können mitunter, insbesondere wenn durch chronischen Konsum der Wirkstoff akkumuliert wird, noch über Tage in Blut und Urin nachgewiesen werden. Während bei Einzelkonsum gewöhnlich die THC-Konzentration schon nach 4-6 Stunden unter der kritischen Grenze von 0,5-1,0 ng/ml liegt, kann dies bei hoher Dosierung schon 12-24 h dauern; bei chronischem, schwerem Missbrauch kann aktives THC auch noch nach mehreren Tagen nachweisbar sein.
Oral appliziertes THC (bsp. Haschkekse) werden über den Darm in den Blutkreislauf aufgenommen; die Aufnahmerate ist deutlich schlechter als über die Lunge. Um eine vergleichbare Wirkung zu erzeugen, muss bei oraler Aufnahme etwa die dreifache Menge an Wirkstoff eingesetzt werden.
Bedingt durch den Aufnahmeweg wird der größte Teil des oral aufgenommenen THC in der Leber biochemisch umgewandelt (First-Pass-Mechanismus). Im Gegensatz zur inhalativen Aufnahme wird der Großteil der psychoaktiven Wirkung daher nicht vom THC selbst, sondern vom Primärmetaboliten 11-Hydroxy-THC verursacht. Die Aufnahme erfolgt langsamer als beim inhalativen Konsum, sodass das Wirkstoff-Maximum erst nach 1-2 Stunden, je nach Zubereitungsform sogar erst nach 6 Stunden erreicht wird. Dies führt einerseits zu einem verlängerten Nachweisfenster; andererseits ist die First-Pass-Metabolisierung an den Blutwerten erkennbar: Während bei inhalativer Applikation der THC-Blutwert deutlich größer ist als der Wert des Hydroxy-THC, liegen die Werte bei oraler Aufnahme im ähnlichen Bereich, bzw. der THC-OH-Wert kann den THC-Wert sogar übersteigen.
Das 11-Hydroxy-THC besitzt eine etwa um den Faktor Drei höhere psychoaktive Wirksamkeit als das THC selbst. Die Mobilität dieses Stoffes ist mit der des THC vergleichbar, d.h. nach Passieren der Leber wird der Metabolit gut Verteilt und wandert problemlos in die Hirnmasse, wo er seine Wirkung entfalten kann. Zwar ist die stationäre Konzentration des 11-Hydroxy-THC im Blut nur gering, weil es ebenfalls in der Leber schnell zur THC-Carbonsäure umgewandelt wird; durch die aufgrund der Pufferung über eine gewisse Zeit gestreckte Zufuhr an THC wird aber kontinuierlich und zeitversetzt Hydroxy-THC nachgebildet, sodass über einen längeren Zeitraum der hochaktive Wirkstoff auf einem gewissen Spiegel gehalten wird.
Wenngleich also die Wirkstoff-Konzentration im Blut anfangs sehr schnell sinkt, bleibt sie in einer zweiten Phase auf niedrigem Niveau über längere Zeit erhalten. Dieses „niedrige“ Niveau kann durch die Akkumulation aufgrund regelmäßigen Konsums Wirkungs-signifikant angehoben werden.
Der Sekundärmetabolit THC-Carbonsäure schließlich ist nicht mehr psychoaktiv. Die weitere biochemische Umwandlung dieses Stoffes erfolgt nur langsam, sodass dessen Metaboliten forensisch kaum noch interessant sind. Einerseits wird durch die Carbonsäuregruppe die Wasserlöslichkeit des Cannabinoids nun so stark erhöht, dass der Stoff gut über den Urin ausgeschieden werden kann; er behält andererseits aber auch seine ausgezeichnete Fettlöslichkeit.
Weil die Carbonsäure in der Leber kaum noch abreagiert, wird praktisch der größte Teil des aufgenommenen THC in Form von THC-COOH wieder in den Blutkreislauf gegeben und im Körper verteilt. Durch die Fettlöslichkeit wandert die Carbonsäure in das Fettgewebe und wird dort relativ dauerhaft eingelagert und gut akkumuliert. Dadurch wird die Carbonsäure zu einem ausgezeichneten Langzeitmarker für THC-Konsum. Bei chronischem Konsum kann sich die THC-Carbonsäure massiv anreichern und ist über viele Wochen bishin zu mehreren Monaten bei schwerem Missbrauch nachweisbar.
Aufgrund der besonderen Pharmakokinetik des THCs und seiner Metaboliten, durch die Ansammlung an der Wirkstelle (i.e. Gehirn) und die Metabolisierung zu wirksameren Stoffen nimmt die psychoaktive Wirkung nach THC-Konsum einen ganz anderen Verlauf, als auf den ersten Blick durch den schnellen Abbau der Konzentrationsspitzen dieser Stoffe im Blut erwartet wird. Im Gegensatz bsp. zum Alkohol ist deshalb eine Korrelation der THC-Blutkonzentration mit der psychoaktiven Wirkung nicht sinnvoll: Es besteht keine Wirkungs-Repräsentation durch die Blutkonzentration. Die Festlegung einer Grenzkonzentration für die Wirkstoffe im Blut, ab der ein akuter Rauschzustand vorliegt, ist deshalb nur bedingt praktikabel.
Um Kriterien für einen solchen Rauschzustand festzulegen, sind deshalb zwei Faktoren in Erwägung zu ziehen:
Einerseits ist die Zeit seit dem letzten Konsum entscheidend, in der davon ausgegangen werden kann, dass die Wirkung der psychoakiven Stoffe noch vorhanden ist. Aufgrund der untersuchten Abbauraten ist hierfür der Kurzzeitmarker der THC-Blutkonzentration verwendbar. Nach geltender Meinung liegt der THC-Konsum erst dann weit genug zurück, dass eine berauschende Wirkung ausgeschlossen werden kann, wenn die Blutkonzentration bereits unter den Wert von 1 ng/ml Blut abgesunken ist.
Andererseits ist zu klären, ob die Konsumfrequenz so groß ist, dass sich ein Wirkstoffpuffer aufgebaut hat, der für eine kontinuierliche Beeinträchtigung der Wahrnehmung und der Körperfunktionen spricht. Ein Maß für die Konsumfrequenz ist dabei der aufgebaute Langzeitmarker an THC-Carbonsäure.