Grafika, na białym tle czarny napis Jak odkryto układ endokannabinoidowy? oraz zielone logo medicana w lewym dolnym rogu.
Zanim zostaniesz pacjentem

Jak odkryto układ endokannabinoidowy?

Publikacja: 2 sierpnia, 2021

Ogólnym zadaniem układu endokannabinoidowego jest utrzymanie homeostazy, czyli równowagi w organizmie. W związku z tym reguluje liczne funkcje i wspomaga działanie pozostałych układów w ciele.

Układ endokannabinoidowy składa się z rozsianych po całym organizmie receptorów, które regulują niemal wszystkie procesy zachodzące w naszym ciele. Mimo jego ogromnej roli w funkcjonowaniu organizmu, odkryty został dopiero w 1988 roku przez zespół profesora Raphaela Mechoulama zwanego “ojcem badań nad kannabinoidami”. Teraz wiadomo już, że ECS posiadają wszystkie ssaki. 

THC i CBD wyizolowane zostały w 1963 roku. W późnych latach 80. naukowcy zdążyli dostrzec właściwości kannabinoidów w przypadku leczenia epilepsji, raka i neuropatii, jednak wciąż nie byli w stanie stwierdzić, w jaki sposób działają na organizm. Teoria głosiła, że THC rozpuszcza się w błonach komórkowych. W końcu w 1988 roku nastąpił przełom, kiedy naukowcy znaleźli w mózgu ludzkim receptor kannabinoidowy typu 1, w skrócie CB1. Od tego momentu prace nad układem endokannabinoidowym nabrały tempa.

Zapraszamy do przeczytania artykułu: Czy profesor Raphael Mechoulam zasługuje na nagrodę Nobla za pracę nad konopiami indyjskimi?

Co składa się na układ endokannabinoidowy?

Dalsze badania wykazały, że receptory CB1 skoncentrowane są głównie w ośrodkowym układzie nerwowym, a najwięcej znajduje się w mózgu. Aktywowane są po spożyciu THC. Niedługo potem odkryto receptory kannabinoidowe CB2, które w mniejszym stopniu reagowały na tetrahydrokannabinol i umiejscowione są w układzie obwodowym i odpornościowym.  

Naukowcy zdawali sobie sprawę, że układ endokannabinoidowy nie składa się wyłącznie z receptorów. Nie zostałby wytworzony w naszym organizmie tylko w celu odpowiadania na substancje dostarczane z zewnątrz. Rozpoczęli poszukiwania wewnętrznych związków, które spełniają rolę podobną do roślinnych kannabinoidów. 

Intuicja ich nie zawiodła. W 1992 roku zespół Mechoulama znalazł pierwszy endokannabinoid: anandamid. Jego nazwa pochodzi od sanskryckiego słowa oznaczającego “błogość”. Anandamid odpowiada za poprawę nastroju i rozluźnienie odczuwane przy zażywaniu konopi indyjskich. Znalezienie kolejnych endokannabinoidów nie stanowiło problemu. Obecnie wiemy już o istnieniu setek z nich. 

Endokannabinoidy działają nieco inaczej niż typowe neuroprzekaźniki, które przechowywane są w naszym organizmie do momentu aż będą potrzebne. Wytwarzane są na żądanie przez neuron postsynaptyczny, a ich działanie jest presynaptyczne. Neuroprzekaźniki uwalnia neuron presynaptyczny, a działają postsynaptycznie. 

Ostatnim elementem układu endokannabinoidowego są enzymy FAAH i MYGL, które zajmują się syntezą i rozkładem endokannabinoidów. Bez nich działanie całego ECS byłoby niemożliwe. 

Za co odpowiada układ endokannabinoidowy?

Ogólnym zadaniem układu endokannabinoidowego jest utrzymanie homeostazy, czyli równowagi w organizmie. W związku z tym reguluje liczne funkcje i wspomaga działanie pozostałych układów w ciele. Odgrywa kluczową rolę w neuromodulacji i gospodarce dopaminy. 

Neuromodulacja i uwalnianie dopaminy

Neuromodulacja, czyli regulacja szybkości neurotransmisji, działa w oparciu o mechanizm nazywany hamowaniem wstecznym. Nerwy komunikują się między sobą za pomocą sygnałów przesyłanych przez synapsy. Układ endokannabinoidowy umożliwia im wsteczną komunikację, co reguluje szybkość neurotransmisji. 

Receptory kannabinoidowe i dopaminowe rozmieszczone są obok siebie. Uwalnianie dopaminy spowalnia szybkość neurotransmisji poprzez depolaryzację neuronu presynaptycznego. Utrudnia ona pobudzenie neuronu przez następny impuls nerwowy. 

Odbywa się hamowanie wsteczne, które pomaga mózgowi uniknąć zalania i przytłoczenia przez nadmiar bodźców wewnętrznych i zewnętrznych.

Z mniejszą ilością impulsów płynących do wyższych ośrodków, Pacjentowi o wiele łatwiej jest się skupić i przetworzyć neuronalne dane wejściowe wszelkiego rodzaju: dźwięki, kolory, myśli i koncepcje. 

Spowolnienie transmisji neuronalnej poprzez hamowanie wsteczne ma wiele zastosowań terapeutycznych w leczeniu zaburzeń ruchu, chorób neurodegeneracyjnych oraz ADD, ADHD, PTSD, choroby Crohna, migren i zaburzeń napadowych. Wprowadzenie kannabinoidów pochodzenia roślinnego do organizmu osoby cierpiącej na epilepsję spowalnia proces neurotransmisji poprzez zwiększenie dostępności dopaminy, co zmniejsza zarówno intensywność, jak i częstotliwość napadów.

Pamięć i uczenie się

Receptory kannabinoidowe angażują się w procesy związane ze zdolnościami poznawczymi, zapamiętywaniem i uczeniem się. Właśnie dlatego najwięcej receptorów CB1 znajduje się w mózgu. Regulują również zachowania emocjonalne. 

Apetyt

Przyjmowanie pokarmu to złożony proces, w którym biorą udział funkcje neurologiczne, behawioralne i hormonalne. Modulacja receptorów kannabinoidowych jest niezbędna do regulacji przyjmowania pokarmu oraz metabolizowania makroskładników odżywczych i tłuszczów[1]Watkins B. A., and Jeffrey K., The endocannabinoid system: directing eating behavior and macronutrient metabolism. Frontiers in psychology vol. 5 1506. 6 Jan. 2015, … Continue reading. Istnieją również mocne dowody na to, że regulacja sygnalizacji endokannabinoidowej może być pomocna w leczeniu otyłości i zaburzeń odżywiania[2]Kirkham T. C., Endocannabinoids in the regulation of appetite and body weight. Behav Pharmacol. 2005 Sep;16(5-6):297-313. doi: 10.1097/00008877-200509000-00004. PMID: 16148436, data dostępu: lipiec … Continue reading.

Termoregulacja

Wszyscy wiemy, że ciało utrzymuje stałą temperaturę niezależnie od panującej na zewnątrz. W tym trudnym zadaniu bierze udział układ nerwowy i krwionośny. Ustalają częstotliwość akcji serca i odpowiadają za skurcze naczyń krwionośnych, aby utrzymać równowagę w organizmie. Podczas infekcji temperatura ciała podnosi się, co pomaga w jej zwalczaniu. Właśnie tutaj swoją rolę ma również układ endokannabinoidowy[3]Nass S. R., Long J. Z., Schlosburg J. E., Cravatt B. F., Lichtman A. H., Kinsey S. G., Endocannabinoid Catabolic Enzymes Play Differential Roles in Thermal Homeostasis in Response to Environmental or … Continue reading.

Odporność 

Endokannabinoidy mogą mieć zarówno hamujący, jak i stymulujący wpływ na układ odpornościowy. Za funkcje związane z odpornością odpowiadają receptory CB2. Naukowcy uważają, że regulacja pracy endokannabinoidów może otworzyć nowy etap w leczeniu chorób autoimmunologicznych czy infekcji[4]Pandey R., Mousawy K., Nagarkatti M., Nagarkatti P., (2009) Endocannabinoids and immune regulation. Pharmacological research, 60(2), 85–92. https://doi.org/10.1016/j.phrs.2009.03.019, … Continue reading.

Kobieca reprodukcja 

Istnieje korelacja pomiędzy układem endokannabinoidowym, przysadką mózgową, podwzgórzem i jajnikami. Receptory CB1 regulują wiele złożonych działań – zakłada się, że ich działanie jest niezbędne do zapłodnienia. Chociaż kannabinoidy zawarte w marihuanie mogą zaburzać wydzielanie estrogenu i progesteronu, endokannabinoidy mają odwrotne działanie[5]Mauro Maccarrone (Professor), (2015) Endocannabinoid signaling in female reproductive events: a potential therapeutic target?, Expert Opinion on Therapeutic … Continue reading.

Sen 

Rytm dobowy regulowany jest głównie przez ekspozycję na światło i ciemność. Badania wykazały, że aktywacja receptorów CB1 w warunkach laboratoryjnych wywoływała senność. W związku z tym naukowcy przekonani są, że ECS odgrywa rolę w ustalaniu rytmu snu i stabilizuje jego wzorce[6]Babson K. A., Sottile J., Morabito D., Cannabis, Cannabinoids, and Sleep: a Review of the Literature. Curr Psychiatry Rep 19, 23 (2017). https://doi.org/10.1007/s11920-017-0775-9, data … Continue reading.

Odczuwanie bólu 

ECS jest obecnie uznawany za jeden z systemów regulujących odczuwanie bólu. Endokannabinoidy i odpowiadające im receptory znajdują się w obwodach bólowych układu nerwowego m.in. w zakończeniach nerwowych w obwodowym układzie nerwowym i mózgu. Naukowcy odkryli, że im więcej anandamidu znajduje się w krwiobiegu, tym niższy jest poziom odczuwania bólu.

Procesy autonomiczne

Autonomiczny układ nerwowy odpowiada za przetrwanie. Posiada dwie gałęzie: współczulną i przywspółczulną. Pierwsza odpowiada za nasze reakcje w sytuacji niebezpieczeństwa, zmusza do ucieczki lub walki. Druga kontroluje funkcje organizmu w czasie spoczynku m.in. rytm serca, trawienie, termoregulację, oddychanie i ciśnienie krwi. Układ endokannabinoidowy wspomaga pracę obu tych gałęzi.

Kannabinoidy a układ endokannabinoidowy  

Roślinne kannabinoidy kopiują działanie endokanabinnoidów obecnych w organizmie. Wchodzą w interakcje z receptorami kannabinoidowymi, aby usprawnić pracę ECS. Również wpływają na neurotransmisję i aktywację komórek potrzebnych do wykonania konkretnych zadań w ciele. 

Cząsteczki THC pasują do receptorów CB1 niczym klucz do zamka. Ten rodzaj idealnego wiązania nazywany jest ortosterycznym. Z kolei CBD łączy się z receptorami CB1 poprzez wiązanie częściowe, czyli allosteryczne. 

Obecność cząsteczek kannabidiolu sprawia, że THC nie jest w stanie idealnie wpasować się w receptory CB1. Prawdopodobnie właśnie ta właściwość prowadzi do zmniejszenia euforii wywoływanej przez tetrahydrokannabinol. Dlatego marihuana o wyższej zawartości CBD niż THC ma słabsze działanie psychoaktywne, ale też przeciwbólowe[7]Marcu J. P., Christian R. T., Lau D., Zielinski A. J., Horowitz M. P., Lee J., Pakdel A., Allison J., Limbad C., Moore D. H., Yount G. L., Desprez P. Y., McAllister S. D., Cannabidiol enhances the … Continue reading.

Palenie marihuany – THC przejmuje kontrolę

Podczas palenia marihuany THC przejmuje kontrolę nad układem endokannabinoidowym. Jego efekty są bardzo zróżnicowane ze względu na rozmieszczenie receptorów CB1 i CB2 w wielu obszarach organizmu. Roślinne kannabinoidy aktywują receptory w taki sam sposób jak endokannabinoidy. THC jest odpowiedzialne za “haj” i dobry nastrój, ale ma również pozytywne działanie psychologiczne. 

Przez długi czas CBD uznawane było za nieaktywny związek. Wraz z rozwojem badań nad kannabinoidami naukowcy odkryli, że synergia między THC a kannabidiolem jest kluczowa dla jego działania. Podczas gdy efekty tetrahydrokannabinolu są głównie psychologiczne, CBD odpowiada za reakcje fizjologiczne. 

CBD w mniejszym stopniu współpracuje z receptorami CB1 i CB2. Za to zwiększa ilość anandamidu (endokannabinoidu szczęścia) w mózgu poprzez hamowanie produkcji enzymu FAAH, który odpowiada za jego rozpad. Proces ten jest źródłem licznych korzyści medycznych i ma swoje zastosowanie w schorzeniach takich jak:

  • nowotwory,
  • epilepsja,
  • cukrzyca,
  • reumatoidalne zapalenie stawów,
  • wspiera terapię Pacjentów/ek doświadczających PTSD.

Warto zaznaczyć, że istnieją również receptory niekannabinoidowe, które aktywowane są przez kannabinoidy. Na przykład kannabidiol (CBD) nie aktywuje bezpośrednio mitochondrialnych receptorów CB2. Zamiast tego wiąże się z różnymi receptorami, w tym z wymiennikiem sodowo-wapniowym NCX, znajdującym się na powierzchni mitochondriów. Wiązanie z NCX otwiera kanał jonowy.

Oznacza to, że CBD reguluje poziom wapnia wewnątrzkomórkowego w zależności od potrzeb organizmu. Kiedy poziom jest zbyt niski, kannabidiol uwalnia wapń z mitochondriów do reszty komórki, podczas gdy w przypadku nadmiernego wzrostu poziomu substancji, odwraca kierunek przepływu wapnia. Wszystko odbywa się poprzez wiązanie NCX i pozwala na zachowanie homeostazy w organizmie. 

THC i CBD dają najlepsze rezultaty

Kolejne badania wskazują, że połączenie psychologicznych efektów THC z fizjologicznym działaniem CBD daje najlepsze rezultaty. Kannabidiol pozwala w większym stopniu wykorzystać właściwości tetrahydrokannabinolu dzięki hamowaniu jego działania psychoaktywnego[8]Russo E., Guy G. W., A tale of two cannabinoids: The therapeutic rationale for combining tetrahydrocannabinol and cannabidiol, Medical Hypotheses, Volume 66, Issue 2, 2006, s. 234-246, … Continue reading.

Kilkadziesiąt lat po odkryciu układu endokannabinoidowego nie ma wątpliwości, że odgrywa kluczową rolę w prawidłowym funkcjonowaniu organizmu. Dalsze badania nad korzyściami, jakie dla niego płyną z terapii kannabiniodami mogą przynieść przełomowe odkrycia i sposoby leczenia wielu chorób cywilizacyjnych. Dokładne poznanie mechanizmów zachodzących w ECS jest jednym z priorytetów naukowców zajmujących się tematem medycznej marihuany. 

Przypisy:

Przypisy:
1Watkins B. A., and Jeffrey K., The endocannabinoid system: directing eating behavior and macronutrient metabolism. Frontiers in psychology vol. 5 1506. 6 Jan. 2015, doi:10.3389/fpsyg.2014.01506, data dostępu: lipiec 2021
2Kirkham T. C., Endocannabinoids in the regulation of appetite and body weight. Behav Pharmacol. 2005 Sep;16(5-6):297-313. doi: 10.1097/00008877-200509000-00004. PMID: 16148436, data dostępu: lipiec 2021
3Nass S. R., Long J. Z., Schlosburg J. E., Cravatt B. F., Lichtman A. H., Kinsey S. G., Endocannabinoid Catabolic Enzymes Play Differential Roles in Thermal Homeostasis in Response to Environmental or Immune Challenge. Journal of neuroimmune pharmacology : the official journal of the Society on NeuroImmune Pharmacology vol. 10,2 (2015): 364-70. doi:10.1007/s11481-015-9593-1, data dostępu: lipiec 2021
4Pandey R., Mousawy K., Nagarkatti M., Nagarkatti P., (2009) Endocannabinoids and immune regulation. Pharmacological research, 60(2), 85–92. https://doi.org/10.1016/j.phrs.2009.03.019, data dostępu: lipiec 2021
5Mauro Maccarrone (Professor), (2015) Endocannabinoid signaling in female reproductive events: a potential therapeutic target?, Expert Opinion on Therapeutic Targets, 19:11, 1423-1427, DOI: 10.1517/14728222.2015.1062878, data dostępu: lipiec 2021
6Babson K. A., Sottile J., Morabito D., Cannabis, Cannabinoids, and Sleep: a Review of the Literature. Curr Psychiatry Rep 19, 23 (2017). https://doi.org/10.1007/s11920-017-0775-9, data dostępu: lipiec 2021
7Marcu J. P., Christian R. T., Lau D., Zielinski A. J., Horowitz M. P., Lee J., Pakdel A., Allison J., Limbad C., Moore D. H., Yount G. L., Desprez P. Y., McAllister S. D., Cannabidiol enhances the inhibitory effects of delta9-tetrahydrocannabinol on human glioblastoma cell proliferation and survival. Mol Cancer Ther. 2010 Jan;9(1):180-9. doi: 10.1158/1535-7163.MCT-09-0407. Epub 2010 Jan 6. PMID: 20053780; PMCID: PMC2806496., data dostępu: lipiec 2021
8Russo E., Guy G. W., A tale of two cannabinoids: The therapeutic rationale for combining tetrahydrocannabinol and cannabidiol, Medical Hypotheses, Volume 66, Issue 2, 2006, s. 234-246, https://doi.org/10.1016/j.mehy.2005.08.026, data dostępu: lipiec 2021

Zadaj swoje pytanie,

Zapisz się do newsletter