Czym jest układ endokannabinoidowy i jak działa

Czym jest układ endokannabinoidowy i jak działa?

Za każdym razem, gdy ktoś zaczyna mówić o terapeutycznych wartościach marihuany, w pewnym momencie najprawdopodobniej zacznie mówić o systemie endokannabinoidowym i jego naturalnym miejscu w twoim ciele, ale co to jest? Co to robi? Czy to oznacza, że mamy system biologiczny tylko dla konopi i kannabinoidów? Chociaż łatwo jest mówić o interakcji kannabinoidów z układem endokannabinoidowym, sam ten układ jest dość złożony i zawiera wiele różnych części. Tutaj przyjrzymy się, co obejmuje omawiając system endokannabinoidowy i różne role, jakie pełni on w procesach fizjologicznych organizmu.

Układ endokannabinoidowy

Istnieje kilka różnych elementów tworzących system endokannabinoidowy. W ośrodkowym i obwodowym układzie nerwowym istnieją receptory znane jako receptory kannabinoidowe. Receptory te znajdują się na powierzchni tych komórek nerwowych i wiążą się ze związkami wytworzonymi w organizmie, zwanymi ligandami endokannabinoidowymi, endokannabinoidami lub czasami endogennymi ligandami. Kiedy endokannabinoidy wiążą się z receptorami kannabinoidowymi na powierzchni komórek, interakcja powoduje ważne zmiany w komórce, które mogą prowadzić do wielu różnych skutków w organizmie. Szeroki zakres wyników wynika z faktu, że receptory kannabinoidowe są jednym z najbardziej eksprymowanych typów receptorów w układzie nerwowym i są obecne w prawie każdej części mózgu.

Receptory

Receptory, które oddziałują zarówno z endokannabinoidami, jak i kannabinoidami pochodzącymi z konopi indyjskich, takimi jak THC i CBD, zostały odkryte przez naukowców próbujących określić, w jaki sposób zadziałały psychoaktywne właściwości THC. Odkrycie tych receptorów, z których są dwa (CB1 i CB2), doprowadziło do odkrycia całego układu endokannabinoidowego. Podczas gdy zarówno CB1, jak i CB2 są rozprzestrzenione w ośrodkowym i obwodowym układzie nerwowym, receptory CB1 są silniej wyrażane w ośrodkowym układzie nerwowym (mózg i rdzeń kręgowy), a receptory CB2 są silniej wyrażane w obwodowym układzie nerwowym (nerwy). przebiegającej przez twoje ciało). Receptory kannabinoidowe są najbardziej eksprymowanym typem receptora w mózgu, mimo że nie zostały odkryte przed wieloma innymi receptorami znalezionymi w mózgu.

Receptory kannabinoidowe należą do rodziny receptorów zwanych receptorami białkowymi sprzężonymi z G. Ta rodzina receptorów znana jest z tego, że przechodzi przez błonę komórki siedmiokrotnie. Kiedy endokannabinoidy wiążą się z tymi receptorami na zewnątrz komórki, powoduje to zmianę kształtu części białka znajdującego się wewnątrz komórki. Kiedy tak się dzieje, powoduje to kaskadę aktywności w komórce, w której różne enzymy w komórce są włączane lub wyłączane w zależności od ich roli w funkcjach komórkowych.

Układ endokannabinoidowy

Więc jeśli organizm ma receptory kannabinoidowe, czy organizm wyewoluował te receptory tylko po to, by wchodzić w interakcje z kannabinoidami wytwarzanymi przez konopie? To było pytanie, które naukowcy musieli rozważyć po odkryciu receptorów kannabinoidowych. Szybko jednak zorientowali się, że tak nie jest. Ta świadomość skłoniła naukowców do poszukiwania i identyfikowania naturalnych ligandów dla tych receptorów.

Organizm nie wytwarza kannabinoidów, które produkuje roślina konopi, zamiast tego organizm wytwarza endokannabinoidy. Endokanabinoidy mogą wyglądać zupełnie inaczej w swojej strukturze w porównaniu z kannabinoidami, takimi jak THC lub CBD, jednak wiązania łączące wiele atomów w endokannabinoidach są w stanie poruszać się, co pozwala im dopasować się do kieszeni wiążącej na ich receptorach. Pierwszym odkrytym endokannabinoidem był anandamid. Nazwa anandamid pochodzi od słów ananda, które w sanskrycie oznacza błogość, oraz amid, który jest ważną grupą funkcyjną występującą w strukturze cząsteczki. Kolejnym odkrytym endokannabinoidem był 2-arachidonoiloglicerol lub 2-AG. 2-AG i anandamid mają bardzo podobną strukturę i oba są eikozanoidami, które rozkładają się na kwas arachidonowy. Podczas gdy inne związki również wykazały działanie podobne do endokannabinoidów, nie zostały jeszcze sklasyfikowane jako pełne endokannabinoidy.

Wiązanie anandamidu i 2-AG

Endokannabinoidy są bardzo lipofilne i nie rozpuszczają się dobrze w wodnych środowiskach płynów wewnątrz i zewnątrzkomórkowych. W związku z tym nie poruszają się dobrze w tych płynach i powstają w niewielkiej odległości od miejsca, w którym znajdują się receptory, które otrzymają ich sygnał. W rzeczywistości endokannabinoidy w ogóle nie są w pełni wytwarzane w komórce. Zamiast tego prekursory eikozanoidów są wytwarzane w komórce, a końcowe etapy syntezy endokannabinoidów są podejmowane na zewnętrznej powierzchni komórki. Zaraz po ich wytworzeniu naturalne ligandy kannabinoidowe są uwalniane do przestrzeni między neuronami. Po drugiej stronie terminala nerwowego znajdują się receptory, z którymi wiążą się endokannabinoidy. Kiedy następuje wiązanie ligandów z receptorami, receptory zmieniają kształt.

Zmiana kształtu receptora może spowodować szereg dalszych efektów. Receptory kannabinoidowe są związane z aktywnością fosforylacji w komórce, co oznacza, że wiązanie na receptorach prowadzi do włączenia wielu białek w celu wykonywania ich czynności biologicznych lub wyłączenia w taki sposób, że przestają wykonywać swoje zadania w komórce. To, czy określone białko zostanie włączone, czy wyłączone, zależy od roli, jaką białko odgrywa w określonej ścieżce. Komórki wyewoluowały, aby ograniczyć tak zwany jałowy cykl. Dzieje się tak, gdy ścieżki prowadzące do przeciwnych rezultatów przebiegają w tym samym czasie, na przykład, gdyby organizm wytwarzał cukry, jednocześnie je rozkładając. Nie byłoby z tego korzyści dla komórki, tak wiele procesów komórkowych jest ze sobą powiązanych, tak że po włączeniu ścieżka, która w przeciwnym razie prowadziłaby do bezcelowego cyklu, zostanie wyłączona.

Skutki kaskady w dół wiązania endokannabinoidów

Istnieje dobrze poznany zestaw efektów, do których prowadzi wiązanie endokannabinoidów na receptorach. Zanim jednak zrozumieliśmy, że działanie THC było oczywiste, stymulacja receptorów kannabinoidowych była powiązana z regulacją nastroju. Rzeczywiście, wiązanie endokannabinoidów ma wpływ na uwalnianie neuroprzekaźników w mózgu. Kiedy endokannabinoidy wiążą się, wynikiem jest wpływ na kanały jonowe K+ i Ca2+. Efekt netto jest taki, że presynaptyczne kanały jonowe K+ są aktywowane, podczas gdy presynaptyczne kanały jonowe Ca2+ są dezaktywowane. Kontrolując te kanały jonowe, wiązanie endokannabinoidów reguluje uwalnianie neuroprzekaźników, takich jak glutaminian i kwas gamma-aminomasłowy (GABA). Te neuroprzekaźniki, jak zapewne się domyślasz, są kluczowe dla regulacji twojego nastroju. Inne efekty kaskadowe wiązania endokannabinoidów obejmują hamowanie cyklazy adenylowej i aktywację kinaz białkowych aktywowanych mitogenami. Oba mają kluczowe znaczenie dla wielu funkcji komórkowych i są przeprowadzane w prawie wszystkich typach komórek.

Dziwacy i maruderzy

Chociaż jest to dobre podsumowanie systemu endokannabinoidowego i składników tego systemu, nie opowiada całej historii. W rzeczywistości historia jest dość skomplikowana i wciąż jest odkrywana. Jak wspomniano wcześniej, oprócz omawianych endokannabinoidów, w organizmie znajdują się inne związki, które wykazują właściwości podobne do endokannabinoidów. Związki takie jak eter 2-arachidonoiloglicerolu (2-AGE) i N-arachidonoyldopamina (NADA) mają podobną budowę i wykazują podobne właściwości do znanych endokannabinoidów. Jednak ich rola w procesach fizjologicznych nie jest w pełni poznana, dlatego nie zostały sklasyfikowane jako endokannabinoidy.

Podobnie jak w przypadku innych związków, które wykazują właściwości podobne do endokannabinoidów, istnieją również receptory poza receptorami kannabinoidowymi, na które mogą oddziaływać endokannabinoidy. Na przykład, TRPV1, znany również jako receptor waniloidowy, jest zazwyczaj pod wpływem kapsaicyny. Wykazano jednak, że AEA ma mniej więcej takie samo powinowactwo wiązania do tego receptora jak kapsaicyna. Wykazano, że inny receptor, który jest często określany jako receptor sierocy ze względu na brak przynależności do innych typów receptorów, zwany GPR55, również wykazuje powinowactwo do endokannabinoidów. Ten receptor, chociaż różni się od receptorów CB1 i CB2, ma podobieństwo do receptora białka sprzężonego z G, biorącego udział w regulacji kanału jonowego Ca2+ i ulegającego ekspresji w mózgu. Te podobieństwa spowodowały, że niektórzy sugerowali, że ten sierocy receptor powinien w rzeczywistości zostać sklasyfikowany jako receptor kannabinoidowy, jednak nauka wciąż nie jest wystarczająco jasna, aby dokonać tej klasyfikacji.

System zabawy

Jak widzieliśmy, endokannabinoid jest skomplikowanym systemem z wieloma różnymi częściami, co prawdopodobnie nie jest zaskoczeniem, biorąc pod uwagę szeroki wachlarz procesów biologicznych, na które wpływa system endokannabinoidowy. Dzięki kilku kluczowym graczom, receptorom kannabinoidowym i ligandom endokannabinoidowym, organizm stworzył system, który jest zdolny do odgrywania roli w wielu różnych procesach i funkcjach komórkowych. Oprócz regulacji nastroju, układ endokannabinoidowy jest ważny w procesach trawienia i stanów zapalnych. W przyszłości przyjrzymy się niektórym z tych ścieżek bardziej szczegółowo!

Referencje: Scherma, M., Masia, P., Satta, V. et al. Brain activity of anandamide: a rewarding bliss?. Acta Pharmacol Sin 40, 309–323 (2019)

Leave a Comment

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.

Shopping Cart
Przewiń do góry