Что такое эндоканнабиноидная система и какова её роль?

Главная / Гроупедия / Медицина / Что такое эндоканнабиноидная система и какова её роль?

Некоторые из нас употребляют каннабис ради его психоактивного эффекта, в то время как другие ищут облегчение симптомов различных заболеваний. Но каннабис не накуривал бы нас и не обладал бы терапевтическими преимуществами, если бы наши тела уже не содержали бы биологическую систему, способную взаимодействовать с его активными химическими соединениями, например, с ТГК.

 

 

Наша эндоканнабиноидная система делает именно это. Но не только ради того, чтобы позволить нам наслаждаться эффектами нашего любимого штамма. Она жизненно необходима для нашего здоровья и благополучия, поскольку регулирует ключевые аспекты нашей биологии. Итак, как же она работает?

 

Гомеостаз: Пребывание в "Зоне Златовласки"

 

 

Чтобы понять эндоканнабиноидную систему человека, полезно знать немного об одном из самых фундаментальных понятий в биологии: гомеостаз. И самый лучший способ понять гомеостаз – вспомнить сказку о Златовласке и трех медведях.

 

Это классическая сказка иллюстрирует идею, что лучший результат часто лежит где-то посередине между двумя крайностями. Мы не хотим, чтобы было слишком жарко или слишком холодно, мы хотим, чтобы было в самый раз.

 

Гомеостаз – это концепция, согласно которой большинство биологических систем активно регулируются для поддержания условий в узком диапазоне. Наше тело не хочет, чтобы его температура была слишком высокой или слишком низкой, уровень сахара в крови слишком высок или слишком низок, и так далее.  Для наших клеток для поддержания оптимальной производительности условия должны быть в самый раз, и восхитительные и тонкие механизмы эволюционировали для того, чтобы возвращать их обратно в т.н. «Зону Златовласки», если они из нее выбились. Эндоканнабиноидная система организма (ЭСО) является жизненно важной молекулярной системой, которая помогает поддерживать гомеостаз: помогает клеткам оставаться в своей «Зоне Златовласки».

 

Ключевые составляющие эндоканнабиноидной системы (ЭСО)

Из-за своей решающей роли в гомеостазе ЭСО широко распространена во всем животном царстве. Ее ключевые составляющие развились очень давно, и ЭСО можно найти у всех позвоночных животных.

 

Три ключевых компонента ЭСО:

·         Каннабиноидные рецепторы, обнаруженные на поверхности клеток

·         Эндоканнабиноиды, малые молекулы, которые активируют рецепторы каннабиноидов

·         Метаболические ферменты (энзимы), которые расщепляют каннабиноиды после того, как они используются

 

Каннабиноидные рецепторы

Каннабиноидные рецепторы «сидят» на поверхности клеток и "прислушиваются" условия вне клетки. Они передают информацию об изменении условий на внутреннюю сторону клетки, запуская соответствующий клеточный ответ - реакцию.

Есть два основных каннабиноидных рецептора: CB1 и CB2. Это не единственные каннабиноидные рецепторы, но именно они были обнаружены первыми и остаются на сегодняшний день наиболее изученными. CB1-рецепторы являются одним из наиболее распространенных типов рецепторов в мозге. Именно эти рецепторы взаимодействуют с ТГК, чтобы люди чувствовали эффект. CB2-рецепторы более распространены за пределами нервной системы, в таких местах, как иммунная система. Однако оба эти рецептора могут быть найдены во всем теле (рисунок 1).

 

Рисунок 1: Где в теле находятся CB1 и CB2 рецепторы? 
Рецепторы CB1 и CB2 являются ключевыми игроками в эндоканнабиноидной системе (ЭСО). Они расположены на поверхности многих различных типов клеток в организме. Оба рецептора обнаружены по всему телу, но рецепторы СВ1 более распространены в центральной нервной системе, в том числе в нейронах в головном мозге. В противоположность этому, CB2 рецепторы более распространены за пределами нервной системы, в том числе в клетках иммунной системы.

 

Эндоканнабиноиды

Эндоканнабиноиды – это молекулы, которые, как и у растительных каннабиноидов ТГК, связывают и активируют каннабиноидные рецепторы. Тем не менее, в отличие от ТГК, эндоканнабиноиды производятся естественным образом клетками в организме человека ("эндо" означает "внутри", в пределах тела).

 

Существуют два основных эндоканнабиноида: анандамид и 2-AG (рисунок 2). Эти эндоканнабиноиды сделаны из жироподобных молекул внутри клеточных мембран и синтезируются по требованию. Это означает, что они создаются и используются именно тогда, когда они нужны, а не собираются и хранятся для последующего использования, как многие другие биологические молекулы.

 

Рисунок 2: анандамид и 2-AG являются двумя основными эндоканнабиноидами 

Каннабиноиды представляют собой класс молекул, характеризуемых их способности активировать каннабиноидные рецепторы, такие как CB1 и CB2. Анандамид и 2-AG являются двумя основными эндоканнабиноидами, которые естественным образом вырабатываются в организме. ТГК является психоактивным растительным каннабиноидом, производимым растением Cannabis. Все три этих каннабиноида могут активировать CB1 и CB2 рецепторы, хотя каждый из них имеет различный потенциал воздействия на каждый рецептор.

 

Метаболический ферменты (энзимы)

Третья составляющая эндоканнабиноидной троицы – метаболические ферменты, которые быстро разрушают каннабиноиды после их использования. Есть два важных фермента: ГАЖК (гидролаза амидов жирных кислот), который разрушает анандамид и МЛ (моноглицерид липазы), который расщепляет 2-AG (рисунок 3). Эти ферменты гарантируют, что эндоканнабиноиды будут использованы, но не дольше, чем это необходимо. Это отличает эндоканнабиноиды от многих других молекулярных сигналов в организме, таких как гормоны или классические нейротрансмиттеры, которые могут сохраняться в течение многих секунд или минут, или могут отложиться для последующего использования.

 

Рисунок 3: ГАЖК и МЛ являются ключевыми ферментами эндоканнабиноидной системы. 
Ферменты представляют собой молекулы, которые ускоряют химические реакции в организме, обычно для разрушения молекул. ГАЖК и МЛ являются ключевыми игроками в ЭСО, потому что они быстро разрушают эндоканнабиноиды. ГАЖК разрушает анандамид, в то время как МЛ расщепляет 2-AG. Эти ферменты разрушают эндоканнабиноиды очень быстро, но они не эффективны при разрушении растительных каннабиноидов, таких как ТГК.

 

Три ключевых компонента ЭСО можно найти в почти каждой крупной системе организма. Когда что-то выбивает клетку из ее «Зоны Златовласки», эти три основы ЭСО часто призываются навести порядок, поддерживая таким образом гомеостаз. Из-за своей роли в оказании помощи возврата в физиологическую «Зону Златовласки» ЭСО обычно бывает задействована только когда и где это необходимо. Доктор Винченцо Ди Марсо , директор по исследованиям Института Биомолекулярной Химии в Италии, объяснил это следующим образом:

 

"Под «про-гомеостатическим действием ЭСО" мы подразумеваем, что эта система химических сигналов временно активируется отклонения от клеточного гомеостаза. Когда такие отклонения не являются физиологическими, временно активированная ЭСО пытается восстановить предыдущую физиологическую ситуацию (гомеостаз) ".

 

Другими словами, ЭСО помогает всё обратно в биологическую «Зону Златовласки».

Ниже мы рассмотрим примеры того, как ЭСО помогает поддерживать гомеостаз в двух областях: импульсы клеток головного мозга в нервной системе, а также воспалительные реакции иммунной системы.

 

Эндоканнабиноидное регулирование импульсов клеток головного мозга

Клетки головного мозга (нейроны) общаются между собой, посылая электрохимические сигналы. Каждый нейрон должен слушать своих партнеров, чтобы решить, будет ли он запускать свой собственный сигнал в данный момент. Тем не менее, нейроны не любят получать слишком много входящих сигналов - есть «Зона Златовласки». Перегрузка сигналами может иметь токсичный эффект. Вот где наступает время выхода эндоканнабиноидов.

 

Рассмотрим упрощенный сценарий с одним нейроном, слушающим двух других. Один из этих двух нейронов может стать гиперактивными и посылать слишком много сигналов нейрону, который слушает. Когда это произойдет, нейрон, который слушает создаст эндоканнабиноиды там, где он конкретно связан с гиперактивным нейроном. Эти эндоканнабиноиды отправятся к "громкому" нейрону, где они свяжутся с рецепторами CB1 и передадут сигнал, который «проинструктирует» успокоится. Это вернет все обратно в «Зону Златовласки», поддерживая тем самым гомеостаз (Рисунок 4).

 

Рисунок 3: эндоканнабиноидные сигналы регулируют активность клеток мозга. 
При нормальных условиях (сверху слева), конкретная клетка мозга (нейрон) получает только нужное количество входных сигналов от своих партнеров: не слишком много и не слишком мало. Тем не менее, некоторые из его партнеров могут стать гиперактивными и отправить чрезмерное количество сигналов (сверху справа). Нейрон, который слушает, обнаружит это и выпускает эндоканнабиноиды, чтобы другой нейрон утихомирился (внизу). Такой механизм помогает поддерживать гомеостаз, поскольку помогает предотвратить посылание нейронами слишком большого количества сигналов.

 

Как показано в примере выше, эндоканнабиноиды путешествуют в обратном направлении, поэтому они известны как ретроградные сигналы. Большую часть времени поток информации между нейронами идет строго в одном направлении, от "отправляющих" нейронов, которые выделяют сигналы-нейротрансмиттеры, к "принимающим" нейронам, которые слушают эти сигналы. Эндоканнабиноиды позволяют получающим нейронам регулировать, сколько входных сигналов они получают, и они делают это путем отправки ретроградных сигналов (эндоканнабиноидов) обратно к гиперактивным нейронам-отправителям.

 

Но мозг не единственный орган, который нуждается в поддержании гомеостаза. Любая другая система организма, от пищеварительной до иммунной систем, нуждается в тщательной регулировке функционирования своих клеток. Надлежащее регулирование имеет решающее значение для обеспечения выживания.

 

Эндоканнабиноидная регуляция воспаления

Воспаление является естественной защитной реакцией иммунной системы в ответ на инфекцию или физическое повреждения. Цель воспаления заключается в удалении патогенных микроорганизмов (микробов) или поврежденных тканей. Воспаленный участок обеспечивается культуральной жидкостью и иммунными клетками, появляющимися в этой области, чтобы сделать всю грязную работу и возвратить все в «Зону Златовласки».

 

 Важно, чтобы воспаление ограничивалось местом повреждения и не происходило дольше, чем это необходимо, так как может причинить вред. Хроническое воспаление и аутоиммунные заболевания являются примерами того, как иммунная система была активирована неверным образом. Когда это происходит, воспалительная реакция длится слишком долго (что приводит к хроническому воспалению) или воздействует на здоровые клетки (что известно, как аутоиммунность).

 

В целом, эндоканнабиноиды должны подавлять или ограничивать воспалительные сигналы иммунной системы. Профессор Пракаш Нагаркатти, вице-президент по исследованиям в Университете Южной Каролины, чья лаборатория исследует эндоканнабиноидные регуляции иммунных реакций, рассказал нам, как корректировка ЭСО может быть хорошим способом лечения воспалительных заболеваний.

 

"Большинство наших исследований показывают, что эндоканнабиноиды производятся при активации иммунных клеток и могут помочь регулировать иммунную реакцию, действуя в качестве противовоспалительных средств. Таким образом, вмешательства, которые манипулируют метаболизмом или выработкой эндоканнабиноидов, могут служить в качестве нового метода лечения широкого спектра воспалительных заболеваний ".

 

Рассмотрим нормальную иммунную реакцию, запускаемую бактериальной инфекцией. В первую очередь клетки иммунной системы обнаруживают присутствие бактерий и выпускают противовоспалительные молекулы, которые сообщают другим иммунным клеткам, что пора прийти и вступить в бой. Также выпускаются и эндоканнабиноиды (рисунок 4), которые также сигнализируют другим иммунным клеткам о необходимости помочь и вероятно ограничить воспалительную реакцию так, чтобы она не стала чрезмерной.  Путем жесткого регулирования воспаления иммунная система может уничтожить микробы или удалить поврежденные ткани, а затем остановится. Это предотвращает чрезмерное воспаление, позволяя клеткам, а значит и телу, вернуться в «Зону Златовласки».

 

Рисунок 4: Эндоканнабиноиды помогают регулировать воспаление. 
При нормальных условиях (вверху слева) клетки иммунной системы патрулируют тело в состоянии боевой готовности для любых вторжений, например, бактерий. В течение бактериальной инфекции (вверху справа) клетки иммунной системы обнаруживают присутствие бактерий, а затем выпускают различные молекулы, чтобы помочь запустить оборонительные атаки (внизу). Эти сигналы содержат противовоспалительные молекулы (маленькие кружки), которые помогают призвать больше иммунных клеток к месту инфекции. Также выпускаются эндоканнабиноиды (маленькие кристаллы), которые помогают регулировать величину и степень этой воспалительной реакции.

 

Как растительные каннабиноиды ТГК и КБД взаимодействуют с эндоканнабиноидной системой?

Причина того, что растительные каннабиноиды имеют психоактивные и лечебные эффекты в организме, в значительной степени, в том, что у нас есть эндоканнабиноидная система (ЭСО), с которой они могут взаимодействовать. Например, ТГК имеет на вас свой эффект, поскольку он активирует рецептор CB1 в головном мозге. Эндоканнабиноиды типа анандамида также активируют CB1.

 

Так почему же мы не постоянно под кайфом?

 

Есть пара весомых причин. Во-первых, ТГК не взаимодействует с рецепторами CB1 точно таким же образом, как и естественные каннабиноиды организма. Во-вторых, метаболические ферменты, которые быстро разрушают эндоканнабиноиды, такие как анандамид, не действуют на ТГК, поэтому ТГК задерживается гораздо дольше.

 

Важно помнить, что молекулы, такие как каннабиноиды и другие нейромедиаторы, редко взаимодействуют только с одним типом рецептора; они часто взаимодействуют со многими из них. Растительный каннабиноид КБД хорошо это иллюстрирует, поскольку он взаимодействует с многочисленными типами рецепторов в головном мозге. Таким образом, в то время как растительные каннабиноиды могут активировать те же каннабиноидные рецепторы что и эндоканнабиноиды, они, вероятно, взаимодействуют с несколькими другими рецепторами и, следовательно, имеют различные эффекты.

 

КБД также интересен тем, что может повлиять на общий уровень каннабиноидов в головном мозге, т.н. "эндоканнабиноидной тон». КБД и замедляет фермент ГАЖК, который разрушает анандамид. Таким образом, КБД может повысить уровень андамида, предотвращая его разрушение посредством ГАЖК. Замедление фермента ГАЖК было продемонстрировано в качестве полезной стратегии лечения тревожных расстройств, некоторые успокаивающие свойства КБД также могут проявляться благодаря его способности замедлять этот фермент и тем самым увеличивать эндоканнабиноидный тон.

 

Заключение

Эндоканнабиноидная система (ЭСО), состоящая из каннабинойдных рецепторов, эндоканнабиноидных молекул, и их метаболических ферментов, является одной из важнейших молекулярных систем, которая используется телом, для того, чтобы поддерживать гомеостаз. Из-за своей жизненно важной роли в обеспечении того, что клетки и системы остаются в их физиологической «Зоне Златовласки» ЭСО жестко регулируется: она действует точно тогда и там, когда и где это необходимо. Тем не менее, это не значит, что активация ЭСО через потребление каннабиса или любыми другими средствами, всегда будет просто ставить все на свои места.

 

Как и любая другая сложная биологическая система, ЭСО может пойти наперекосяк.

 

 "Если отклонение от физиологического гомеостаза продлевается из-за внешних факторов или хронических патологических состояний, ЭСО может потеряться в выборе места и времени и начать беспокоить совсем не те клетки», объясняет д-р Ди Марсо. "В этих случаях, ЭСО, вместо того, чтобы быть полезной, на самом деле может способствовать прогрессии болезни".

 

Важно помнить, что активация ЭСО через потребление каннабиса или любыми другими средствами, не является панацеей. Как и вся биология, это сложно.

 

Понимая биологический принцип «Зоны Златовласки» (гомеостаз) и то, как ЭСО иллюстрирует это на клеточном уровне, мы можем более глубоко понять, почему ЭСО – это то, с чего нужно начать, и как различные терапии на основе каннабиса могут сработать. Присутствие ЭСО и ее решающая функция во многих системах организма, в том числе, и в нервной и иммунной, объясняют, почему такое большое разнообразие болезней и болезненных состояний реагируют на воздействие на основе каннабиса.

 

Благодарим сидбанк FastBuds

за помощь в создании материала.

 

Источники

Gunduz-cinar O, Hill MN, Mcewen BS, Holmes A. Amygdala ГАЖК and anandamide: mediating protection and recovery from stress. Trends Pharmacol Sci. 2013;34(11):637-44. [PDF]

 

Ligresti A, De petrocellis L, Di marzo V. From Phytocannabinoids to Cannabinoid Receptors and Endocannabinoids: Pleiotropic Physiological and Pathological Roles Through Complex Pharmacology. Physiol Rev. 2016;96(4):1593-659. [PDF]

 

Nagarkatti P, Pandey R, Rieder SA, Hegde VL, Nagarkatti M. Cannabinoids as novel anti-inflammatory drugs. Future Med Chem. 2009;1(7):1333-49. [PDF]

 

Pertwee RG. The diverse CB1 and CB2 receptor pharmacology of three plant cannabinoids: delta9-tetrahydrocannabinol, cannabidiol and delta9-tetrahydrocannabivarin. Br J Pharmacol. 2008;153(2):199-215. [PDF]

 

Wilson RI, Nicoll RA. Endocannabinoid signaling in the brain. Science. 2002;296(5568):678-82. [PDF]

 

Zlebnik NE, Cheer JF. Beyond the CB1 Receptor: Is Cannabidiol the Answer for Disorders of Motivation? Annu Rev Neurosci. 2016;39:1-17. [PDF]

 

 


Есть новость? Предложи
медицина тгк кбд


Обсудить на форуме


Похожие статьи

RhinoRyder: универсальная пилюля от FastBuds!

RhinoRyder: универсальная пилюля от FastBuds!

Если вы никогда не обращали внимания на терапевтические свойства каннабиса, то сейчас самое время!   

2315 6 03/10/17
Названия сортов: какую информацию они содержат?

Названия сортов: какую информацию они содержат?

Спойлер: очень обширную, но только если название точное. Практически первое с чем знакомиться каждый новый гровер или потребитель - это названия сортов, которые с непривычки могут показаться весьма экзотичными. Воображение бодро представляет как Northern Lights отправит в путешествие по бес...

1457 6 27/04/18

Показать ещё



Комментарии: 10


Чтобы просматривать и оставлять комментарии войдите или зарегистрируйтесь.