Układ endokannabinoidowy a CBD - rola ECS w patogenezie chorób

Układ endokannabinoidowy (ECS, endocannabinoid system) jest biologicznym mechanizmem odpowiedzialnym za równowagę różnych podstawowych układów fizjologicznych w ludzkim organizmie. Kiedy człowiek napotyka zewnętrzny lub wewnętrzny czynnik stresogenny, który wprowadza organizm w stan nierównowagi - to właśnie układ endokannabinoidowy ciężko pracuje, aby przywrócić go do równowagi. Na przykład, wywołuje reakcję zapalną na siniaki lub infekcje, zarządza odczuwaniem bólu, aby chronić narządy i rany do czasu ich regeneracji. Odbywa się to za pośrednictwem przekaźników chemicznych, które kontrolują i aktywują te reakcje za pośrednictwem układu endokannabinoidowego, którego sułtani są rozproszeni w wielu różnych organach ciała. Wśród wielu funkcji układu endokannabinoidowego jest on również odpowiedzialny za mechanizm eliminacji lęku poprzez kontrolę zarządzania pamięcią i uczenia się. Dziś wiemy, że obszar mózgu odpowiedzialny za odczuwanie strachu, uczenie się i tworzenie wspomnień zawiera wiele receptorów kannabinoidowych.

Kiedy odkryto układ endokannabinoidowy i co odkrycie ma wspólnego z konopiami?

Badania układu endokannabinoidowego rozpoczęły się dopiero w latach 70-tych i trwają do dnia dzisiejszego, a kluczowe w jego odkryciu okazały się konopie. Termin "endokannabinoid" składa się z przedrostka "endo", co oznacza wytwarzany w organizmie oraz słowa "kannabinoid", czyli związku występującego w konopi, z których najbardziej znane są cannabidiol (CBD) i tetrahydrocannabinol (THC). Temat układu endokannabinoidowego i jak na organizm działa CBD jest bardzo szeroki i w ostatnich latach nabiera większego znaczenia. Przedrostek endo- znaczy wewnętrzny. Zrozumienie, jak działa układ endokannabinoidowy (ECS) w naszym ciele jest najbardziej istotną kwestią dotyczącą wykorzystywania kannabinoidów wytwarzanych przez konopie w trichomach kwiatostanów, czyli fitokannabinoidów. Układ endokannabinoidowy został rozpoznany niedawno – zarysy badań rozpoczęły się na przełomie lat 60. i 70. Jest to bardzo młoda dziedzina nauki. Z jednej strony nie wiemy jeszcze wszystkiego na ten temat, liczba badań jest skromna. Z drugiej strony jest wiele rzeczy do odkrycia, jest wiele badań, które są w tym momencie prowadzone. Rezultaty, jakie możemy otrzymać mogą przejść nasze najśmielsze oczekiwania.

Co to jest homeostaza i jak działa układ endokannabinoidowy?

Podstawowa rola układu endokannabinoidowego to przywrócenie homeostazy. Układ endokannabinoidowy reguluje homeostazę i spełnia złożone, fizjologiczne funkcje, wykazując działanie immunomodulujące, neuroplastyczne, wpływa na proces uczenia się, modulację emocjonalną, motywację, reguluje apetyt, wpływa na funkcje układu naczyniowego i perystaltykę przewodu pokarmowego. Homeostaza to zdolność do utrzymywania optymalnych dla funkcjonowania organizmu warunków wewnętrznych. Układ endokannabinoidowy odgrywa kluczową rolę w zapewnieniu homeostazy poprzez wpływ na wiele różnych funkcji organizmu w tym snu, pamięci, odczuwanie bólu, regulację apetytu i stanów zapalnych. Na przykład homeostaza energetyczna, czyli sposób, w jaki ludzki organizm reguluje poziom energii poprzez przyjmowanie pokarmu w przewodzie pokarmowym, przemianą energii i inne procesy. Stymulując na przykład receptor CB1, endokannabinoidy mogą zwiększać apetyt, pomagając organizmowi uzyskać energię lub składniki odżywcze, których potrzebuje.

Co składa się na układ endokannabinoidowy?

Na układ endokannabinoidowy składają się naturalnie wytwarzane w ciele człowieka endokannabinoidy, enzymy i receptory kannabinoidowe, znajdujące się w tkankach wszystkich ssaków. Znamy dwa receptory układu endokannabinoidowego. Są to receptory CB1 i CB2 – oba odkryte w latach 80. Kanabinoidy, które w największym stopniu wpływają na te receptory to THC – fitokannabinoid, 2-AG – endokannabinoid, anandamid (AEA) – endokannabinoid.

Anandamid i jego rola w zakresie zdrowia psychicznego?

Endogenny anandamid działa w zakresie zdrowia psychicznego naszego organizmu. Anandamid (AEA), jako związek chemiczny został po raz pierwszy rozpoznany w 1992 roku przez Lumira Hanusa, Billa Devane'a i Raphaela Mechoulama na Uniwersytecie Hebrajskim w Jerozolimie.

W swojej pracy badawczej na temat tego odkrycia naukowcy stwierdzili, że AEA, który znaleźli w mózgach świń, "może funkcjonować jako naturalny ligand dla receptora kannabinoidowego". Ligand jest to cząsteczka chemiczna wiążąca się z receptorami na powierzchni komórek i wywołująca określony skutek, np. cząsteczka leku przeciwskurczowego, która po związaniu z odpowiednim receptorem na powierzchni komórki mięśni gładkich wywołuje zmiany metabolizmu i rozkurcz mięśnia.

Co to oznacza? Jeśli pomyślimy o receptorach kannabinoidowych znajdujących się na komórkach w całym organizmie jak o zamkach, to endokannabinoidy takie jak AEA są produkowane, aby służyć jako rodzaj klucza do odblokowania ich funkcji.

Jaka jest główna rola anandamidu? Jedną z bardziej ugruntowanych ról AEA jest rola w zakresie zdrowia psychicznego.

Badanie z 2014 r. wykazało, że poziom AEA może odgrywać kluczową rolę w tym, jak organizm radzi sobie ze stresem, oraz że obniżony poziom AEA odpowiada zwiększonemu zachowaniu lękowo-podobnemu. Badanie opublikowane rok później stwierdziło, że zwiększony poziom AEA może pomóc wzmocnić uczenie się wygaszania strachu, a leki zwiększające poziom AEA "mogą promować uczenie się wygaszania podczas interwencji psychoterapeutycznych."

Jak to się może odegrać w kontekście zdrowia psychicznego? Wygaszanie wspomnień strachu jest kluczowym celem leczenia behawioralnego w przypadku zespołu stresu pourazowego (PTSD). Badanie z 2018 r. omówiło, w jaki sposób podwyższony poziom AEA (w wyniku zahamowania hydrolazy amidowej kwasu tłuszczowego FAAH) promuje wygaszanie strachu, sugerując, "że sygnalizacja AEA może temperować aspekty odpowiedzi na stres i że hamowanie FAAH może wspomagać leczenie zaburzeń psychicznych związanych ze stresem, takich jak PTSD.

Jaka jest rola receptorów kannabinoidowych CB1 i CB2?

Dwa główne receptory układu endokannabinoidowego to receptory CB1 oraz CB2. Receptor typu 1 (CB1) działa na nasz układ nerwowy, a także jako moderator pamięci i nastroju, wpływa również na funkcje motoryczne i postrzeganie bólu. Receptor CB1 wykazuje głównie funkcje hamujące, realizowane poprzez zahamowanie uwalniania neuroprzekaźników takich, jak aminokwasy pobudzające i GABA, które z kolei wtórnie regulują uwalnianie innych przekaźników, takich jak acetylocholina, dopamina, histamina, serotonina, noradrenalina, prostanoidy i peptydy opioidowe. CB1 znajdziemy w komórkach nerwowych zarówno w ośrodkowym układzie nerwowym jaki i obwodowym układzie nerwowym, a także w niektórych narządach. Najczęściej można je zlokalizować także w układzie rozrodczym, śledzionie, rdzeniu kręgowym, na siatkówce, w układzie krążenia i trawienia.

Szczegółowa lokalizacja receptorów CB1 jest następująca:

1. Ośrodkowy układ nerwowy:

• kora mózgowa
• hipokamp
• ciało migdałowate
• zwoje podstawne
• istota czarna
• rdzeń kręgowy
• interneurony rdzenia

2. Obwodowo:

• zakończenia nerwów obwodowych
• śledziona
• wątroba
• górne drogi układu oddechowego
• serce
• płuca
• przewód pokarmowy
• nerki
• prostata
• pęcherz moczowy
• narządy rozrodcze
• kości

Receptor typu 2 (CB2) poprzez obecność w komórkach układu odpornościowego wpływa na to jak działa układ odpornościowy. Receptor CB2 wpływa na zapalenie stawów, astmę, alergię, zaburzenia autoimmunologiczne, problemy z trawieniem i układem pokarmowym. Powszechnie znajduje się w organach i komórkach układu immunologicznego a także w innych miejscach, np. w gleju, komórkach kości, białych krwinkach, śledzionie i migdałkach.

Szczegółowa lokalizacja receptorów CB2 jest następująca:

• komórki układu odpornościowego
• krwinki białe
• śledziona
• wątroba
• górne drogi układu oddechowego
• astrocyty
• dolne drogi moczowe
• skóra
• kości

Aktywacja receptorów układu endokannabinoidowego przez THC i CBD

THC wpływa bezpośrednio na receptory kannabinoidowe a CBD nie, pomimo tego, że oba mają takie same wzory chemiczne. CBD nie łączy się z CB1, bo ma inną budowę strukturalną niż THC. Właśnie dzięki temu CBD nie ma efektów psychoaktywnych. Nie wyzwala bezpośrednio żadnego z receptorów. CBD odgrywa jednak większą rolę w układzie endokannabinoidowym. Modyfikuje zdolność receptorów do wiązania się z kannabinoidami, wpływa na inne typy receptorów, jednocześnie zwiększając naturalny poziom endokannabinoidów poprzez zajęcie określonych enzymów.

Endokannabinoidy i ich rola – czym są i co o nich wiemy?

Endokannabinoidy są to kannabinoidy wytwarzane wewnętrznie przez nasz organizm, czyli kannabinoidy endogenne, będące częścią układu endokannabinoidowego. Najbardziej znane to m.in. AEA – Anandamid i 2-AG – 2-Arachidonyloglicerol.

Anandamid wpływa na procesy i stany fizjologiczne, takie jak łaknienie, emocje, sen, uczenie się, pamięć i przemiana energii. Pełni również bardzo ważną funkcję w implantacji zarodka do macicy w fazie blastocysty. W niskich stężeniach podtrzymuje ciążę, w wysokich prowadzi do poronienia.

2-AG może stymulować uczucie głodu. Wspiera procesy za pośrednictwem receptorów CB1 w celu stymulowania lub kontroli apetytu (ten efekt może wyjaśnić, dlaczego endokannabinoidy są obecne w mleku matki).

Układ endokannabinoidowy posiada jeszcze jeszcze dwa enzymy regulujące syntezę tj. rozkładające wyżej wymienione endokannabinoidy po wykonaniu swojej funkcji: hydrolaza amidu kwasu tłuszczowego (ang. fatty acid amide hydrolase – FAAH), która rozkłada AEA i kwasowa lipaza monoacyloglicerolowa, która rozkłada 2-Arachidonyloglicerol.

Dlaczego układ endokannabinoidowy ma kluczowe znaczenie dla zdrowia?

Układ endokannabinoidowy ma kluczowe znaczenie dla naszej wewnętrznej równowagi. Badania wykazały, że układ endokannabinoidowy pełni rolę w szczególności w problemach ze snem i pamięcią, kontroluje nastrój, pomaga kontrolować apetyt, przy pomocy tego systemu można sobie radzić z problemami podczas stanów zapalnych, a także ma wpływ na układ rozrodczy. Wszystko sprowadza się do jednego, do utrzymania homeostazy, czyli do stabilności środowiska wewnętrznego organizmu. Gdy ciało jest osłabione następuje aktywacja układu kannabinoidowego, co powoduje, że nasze ciało powraca do stanu równowagi, również na poziome komórkowym.

Jak działa CBD i inne fitokannabinoidy w układzie endokannabinoidowym?

Dotychczasowe badania wskazują, że CBD nie działa tylko w jeden sposób i CBD nie działa tylko na układ endokannabinoidowy, ale raczej na wszystkie rodzaje receptorów w całym ciele i mózgu. Okazuje się, że ten kannabinoid jest w rzeczywistości bardzo obiecującą cząsteczką, która nie ma nic przeciwko interakcji z jakimkolwiek białkiem lub receptorem! Poniższy obrazek pokazuje wzór aktywności CBD na białkach docelowych związanych z zaburzeniami neuropsychiatrycznymi i jest to tylko kilka z dziesiątek miejsc, w których CBD wiąże się w organizmie i nie tylko aktywuje receptory kannabinoidowe. Różne działania regulacyjne wykazywane przez CBD są oznaczone kolorowymi strzałkami, jak wyjaśniono w legendzie. Podano również główne zaburzenia neuropsychiatryczne związane z każdym celem. Skróty i tłumaczenia z j. angielskiego: Choroba Alzheimera (AD), Choroba Parkinsona (PD), Zaburzenia ze spektrum autyzmu (ASD), padaczka (epilepsy).

Badania wykazują, że kannabinoidy zawarte w konopiach włóknistych (cannabis sativa l) obecne w olejku CBD i CBG mogą aktywować (agonizacja), blokować (antagonizacja) lub modulować (pozytywna/negatywna modulacja allosteryczna) liczne receptory w organizmie. Dla przykładu kannabidiol (CBD) wchodzi w interakcje z innymi systemami neuroprzekaźników, w tym z serotoniną, GABA, glutaminianem, jak również z układem endokannabinoidowym i eCBs, takimi jak anandamid, oraz enzymami, takimi jak FAAH, które rozkładają eCBs. To może być pomocne w leczeniu wielu chorób, odczuwania bólu gdy nasz organizm cierpi na kliniczny niedobór endokannabinoidów. Kannabidiol mając tak wiele miejsc wiązania w organizmie sprawia, że jest wciąż bardzo trudną substancją do wyjaśnienia.

Od czego zależy metabolizm CBD?

Metabolizm kannabidiolu nie jest tematem prostym. Po pierwsze spora część CBD jest wydalana bezpośrednio. Po drugie występują duże różnice osobnicze. Po trzecie zależy od drogi podania.

Jak wspomóc pracę naszego układu endokannabinoidowego?

Utrzymanie zdrowego ECS ma kluczowe znaczenie dla ogólnego samopoczucia. Oto kilka sposobów na wsparcie układu endokannabinoidowego:

• Dieta: spożywanie zbilansowanej diety bogatej w kwasy tłuszczowe omega-3 (znajdujące się w rybach, siemieniu lnianym i orzechach włoskich) może wspomóc produkcję endokannabinoidów.
• Ćwiczenia: regularna aktywność fizyczna może zwiększyć wrażliwość i funkcjonowanie receptorów i przekaźników endokannabinoidowych.
• Zarządzanie stresem: przewlekły stres i brak snu mogą zaburzać funkcjonowanie ECS. Praktyki takie jak medytacja i uważność mogą pomóc radzić sobie ze stresem i wspierać równowagę ECS.
• Suplementacja kannabinoidów: fitokannabinoidy z konopi, m.in. takie jak CBD, CBG oraz terpeny mogą być stosowane w celu wsparcia ECS i rozwiązania konkretnych problemów zdrowotnych.

Źródło

1. "The Therapeutic Aspects of the Endocannabinoid System (ECS) for Cancer and their Development: From Nature to Laboratory", Mohammed I. Khan, Anna A. Sobocińska, Anna M. Czarnecka, Magdalena Król, Bruno Botta and Cezary Szczylik.
2. "Central anandamide deficiency predicts stress-induced anxiety: behavioral reversal through endocannabinoid augmentation", R. J. Bluett, J. C. Gamble-George, D. J. Hermanson, N. D. Hartley, L. J. Marnett and S. Patel.
3. "Protective effects of elevated anandamide on stress and fear-related behaviors: translational evidence from humans and mice", Leah M. Mayo, Anna Asratian, Johan Lindé, Lovisa Holm, Daniel Nätt, Gaëlle Augier, Niclas Stensson, Haley A. Vecchiarelli, Georgia Balsevich, Robert J. Aukema, Bijar Ghafouri, Primavera A. Spagnolo, Francis S. Lee, Matthew N. Hill and Markus Heilig.