Z tego artykułu dowiesz się:
Załóżmy, że proszę Cię o wymienienie układów tworzących ludzki organizm. Bez wątpienia odpowiedź brzmiałaby: „układ pokarmowy”, „układ krwionośny”, „układ oddechowy”, „układ wydalniczy”… Czy ktokolwiek chociaż pomyślałby o układzie endokannabinoidowym? Nie sądzę. A to błąd! Ta struktura z ogromnym prawdopodobieństwem ma wielki wpływ na ludzką fizjologię, chociaż nie jest szczególnie znana. Nie wierzysz? Zatem zapraszam do lektury.
Co to jest układ endokannabinoidowy?
Układ endokannabinoidowy nazwano tak, ze względu na fakt, że jego odkrycie zawdzięczamy właśnie Cannabis. Jest to system składający się z receptorów endokannabinoidowych, endogennych kannabinoidów (tych, które powstają w naszych organizmach) oraz enzymów, które wpływają na syntezę i degradację endokannabinoidów. Rozmieszczony jest głównie w układzie nerwowym (w istotnej części w mózgu), ale także w tkance tłuszczowej, mięśniach szkieletowych i komórkach układu odpornościowego.
Układ endokannabinoidowy niewątpliwie bierze udział w regulacji przebiegu różnych fizjologicznych procesów, m.in. odczuwanie głodu i sytości, metabolizm składników pokarmowych (szczególnie węglowodanów i tłuszczów), gospodarka energetyczna organizmu, ale także funkcjonowanie takich komórek jak hepatocyty (podstawowa jednostka strukturalna wątroby), czy adipocyty (te komórki stanowią większość tkanki tłuszczowej, odpowiadają za magazynowanie kropli tłuszczu).
O endokannabinoidach napiszę w jednym z następnych artykułów. Dzisiaj natomiast skupmy się na receptorach endokannabinoidowych.
Układ endokannabinoidowy jest to system składający się z receptorów endokannabinoidowych, endogennych kannabinoidów oraz enzymów, które wpływają na syntezę i degradację endokannabinoidów.
Czym są receptory endokannabinoidowe?
Niegdyś uważano, że kannabinoidy po prostu wbudowują się w błonę komórkową. Jednak teorię te odrzucono, ze względu na ich zbyt wysoką stereospecyficzność (stereospecyficzny oznacza, że spośród wielu możliwych typów tego samego związku (izomerów) jeden konkretny powstaje w nadmiarze w stosunku do pozostałych. Jeden konkretny typ tego związku powstający w nadmiarze nie mógłby wbudowywać się w tak różnorodne tkanki). Postęp badań pozwolił ustalić, że istnieją specjalne receptory, czyli receptory endokannabinoidowe, które należą do metabotropowych receptorów związanych z białkiem G. W zdecydowanej większości te receptory są transbłonowe („przebijają” błony komórkowe na wylot w taki sposób, że wystają na zewnątrz komórki, ale ich drugi koniec znajduje się we wnętrzu ). Schemat działania takich receptorów wygląda następująco: ligand (w tym przypadku jest nim endo- lub egzokannabinoid) wiąże się z miejscem wiązania ligandu receptora. W rezultacie związania zostaje zaktywowane białko G, z którym ten receptor jest sprzężony. Zaktywowanie białek G powoduje kaskadę dalszych reakcji biochemicznych prowadzących do zmian wewnątrz komórek. Na ten moment jesteśmy pewni istnienia dwóch typów receptorów układu endokannabinoidowego: CB1 oraz CB2.
Pierwszy typ receptorów układu endokannabinoidowego: receptory CB1
Odkrycie tych receptorów miało miejsce w 1988 roku na modelu tkanki zwierzęcej. Było to możliwe dzięki wykorzystaniu syntetycznego analogu tetrahydrokannabinolu (Δ9 -THC), którym był Δ9 -TCH. Analog ten wiązał się do modelu tkanki mózgowej. Kolejne badania na zwierzętach zmodyfikowanych genetycznie (były to myszy, którym usunięto geny odpowiedzialne za syntezę receptorów CB 1 z wykorzystaniem techniki inżynierii genetycznej nazywanej nokautem genowym) udowodniły, że to właśnie te receptory odpowiadają za działanie kannabinoidów – podanie tym myszom Δ9-THC nie wywołało żadnych skutków. Początkowe badania sugerowały, że receptory CB 1 znajdują się tylko w ośrodkowym układzie nerwowym (głównie w mózgu), jednak kolejne badania dowiodły, że są obecne też w innych narządach wewnętrznych, chociaż w niektórych w bardzo małej ilości.
Receptory CB 1 są obecne już we wczesnych fazach rozwoju embrionalnego (!), co dowodzi, że muszą być one niezbędne do prawidłowego rozwoju osobniczego. Są obecne w dużej ilości w synapsach obwodowego i centralnego układu nerwowego – to dowodzi, że regulują wydzielanie neuroprzekaźników. W 1990 roku odkryto kompletną sekwencję receptorów CB 1 .
Drugi typ receptorów układu endokannabinoidowego: receptory CB2
W roku 1993 poznano sekwencję drugiego rodzaju receptorów, czyli receptorów CB2 . Okazało się, że w 44-48% (w zależności od źródła) pokrywa się ona z sekwencją receptora CB1 . Receptory CB2 pierwotnie były uznawane za część strukturalną tylko i wyłącznie komórek układu odpornościowego. Obecny stan wiedzy pozwala nam stwierdzić, że występują w całym układzie nerwowym, szczególnie w komórkach mikrogleju, jednak zazwyczaj jest ich mniej, niż receptorów CB1 . Co ciekawe, w stanach patologicznych dla organizmu (choroba, stany zapalne itp.) ekspresja genów kodujących te receptory jest zwiększona – prawdopodobnie biorą udział w obronie immunologicznej organizmu. W opozycji do receptorów CB1 , budowa receptorów CB2 znacznie różni się w zależności od gatunku (porównywano tę budowę u ludzi i myszy).
Mikrobiolog, bioanalityk, młody naukowiec z zamiłowaniem do fizjologii roślin i ziołolecznictwa. Studentka kryminologii otwarta na wszelkie naukowe (i mniej naukowe) dyskusje.
Źródła:
1. Lu, H. C., & Mackie, K. (2016). An introduction to the endogenous cannabinoid system. Biological psychiatry, 79(7), 516-525.
2. Kazula, A. (2009). Zastosowanie naturalnych kannabinoidów i endokannabinoidów w terapii. Postępy farmakoterapii, 65(2), 147-160.
3. Mechoulam, R., & Parker, L. A. (2013). The endocannabinoid system and the brain. Annual review of psychology, 64, 21-47.
4. Purves D., Augustine G., Fitzpatrick D., Katz L., LaMantia A., O McNamara J. i Williams M. (red.) Neuroscence Wyd. 3. Sunderland (USA): Sinauer Associates, 2004, 124-126, 139. ISBN 0-87893-725-0
5. Pertwee, R. G. (1997). Pharmacology of cannabinoid CB1 and CB2 receptors. Pharmacology & therapeutics, 74(2), 129-180.
6. Di Marzo, V., Bifulco, M., & De Petrocellis, L. (2004). The endocannabinoid system and its therapeutic exploitation. Nature reviews Drug discovery, 3(9), 771-784.