Was ist das Endocannabinoid-System und welche Rolle spielt es?

Einige von uns konsumieren Cannabis wegen seiner bewusstseinsverändernden Wirkung, während andere eine Linderung der Symptome suchen. Aber Cannabis würde uns nicht high machen oder einige seiner therapeutischen Vorteile haben, wenn unser Körper nicht bereits ein biologisches System enthalten würde, das in der Lage ist, mit seinen aktiven chemischen Verbindungen wie THC zu interagieren.

Unser Endocannabinoid-System (ECS) macht genau das. Aber es ist nicht nur da, um uns zu erlauben, die Wirkung unserer Lieblingssorte zu genießen. Es dient einem lebenswichtigen Zweck für unsere Gesundheit und unser Wohlbefinden, da es wichtige Aspekte unserer Biologie reguliert.

Also, was macht es und wie funktioniert es?

Was ist das Endocannabinoid-System und was macht es?

Das Endocannabinoid-System (ECS) ist ein biologisches System, das erstmals in den späten 80er und frühen 90er Jahren entdeckt wurde, obwohl heute noch viel über das System unbekannt ist.Das ECS besteht größtenteils aus Endocannabinoiden, Rezeptoren und Enzymen, von denen angenommen wird, dass sie eine Vielzahl von Funktionen beim Menschen regulieren, darunter Schlaf, Stimmung, Gedächtnis, Appetit, Fortpflanzung und Schmerzempfindung. Wissenschaftler haben noch viele Fragen über das menschliche Endocannabinoid-System und wie es funktioniert.

Homöostase: Aufenthalt in der Goldlöckchenzone

Um das menschliche Endocannabinoidsystem zu verstehen, ist es hilfreich, ein wenig über eines der grundlegendsten Konzepte in der Biologie zu wissen: Homöostase. Und der beste Weg, Homöostase zu verstehen, ist, an Goldlöckchen und die drei Bären zu denken.

Das klassische Märchen illustriert die Idee, dass das beste Ergebnis oft irgendwo in der Mitte zwischen zwei Extremen liegt. Wir wollen nicht, dass es zu heiß oder zu kalt wird, sondern genau richtig.

Homöostase ist das Konzept, dass die meisten biologischen Systeme aktiv reguliert werden, um die Bedingungen in einem engen Bereich aufrechtzuerhalten. Unser Körper möchte nicht, dass die Temperatur zu heiß oder zu kalt ist, der Blutzuckerspiegel zu hoch oder zu niedrig ist und so weiter. Die Bedingungen müssen genau richtig sein, damit unsere Zellen eine optimale Leistung aufrechterhalten können, und exquisite Mechanismen haben sich entwickelt, um sie zurück in die Goldlöckchenzone zu ziehen, wenn sie sich bewegen.Das körpereigene Endocannabinoidsystem (ECS) ist ein lebenswichtiges molekulares System zur Aufrechterhaltung der Homöostase — es hilft den Zellen, in ihrer Goldlöckchenzone zu bleiben.

Schlüsselelemente des Endocannabinoid-Systems (ECS)

Aufgrund seiner entscheidenden Rolle bei der Homöostase ist das ECS im gesamten Tierreich weit verbreitet. Seine Schlüsselstücke haben sich vor langer Zeit entwickelt, und das ECS kann in allen Wirbeltierarten gefunden werden.

Die drei Schlüsselkomponenten des menschlichen Endocannabinoidsystems sind:

• Cannabinoidrezeptoren auf der Oberfläche von Zellen
• Endocannabinoide, kleine Moleküle, die Cannabinoidrezeptoren aktivieren
• Stoffwechselenzyme, die Endocannabinoide nach ihrer Verwendung abbauen

Warum haben wir Cannabinoidrezeptoren und was sind sie?

Cannabinoidrezeptoren sitzen auf der Oberfläche von Zellen und „hören“ Bedingungen außerhalb der Zelle zu. Sie übertragen Informationen über sich ändernde Bedingungen an das Innere der Zelle und starten die entsprechende zelluläre Reaktion.

Es gibt zwei wichtige Cannabinoidrezeptoren: CB1 und CB2. Dies sind nicht die einzigen Cannabinoidrezeptoren, aber sie waren die ersten, die entdeckt wurden und bleiben die am besten untersuchten.

CB1-Rezeptoren sind einer der häufigsten Rezeptor-Typen im Gehirn. Dies sind die Rezeptoren, die mit THC interagieren, um Menschen high zu machen.

CB2-Rezeptoren sind außerhalb des Nervensystems an Orten wie dem Immunsystem häufiger anzutreffen. Beide Rezeptoren können jedoch im ganzen Körper gefunden werden (Abbildung 1).

Was sind Endocannabinoide?

Endocannabinoide sind Moleküle, die wie das pflanzliche Cannabinoid THC an Cannabinoidrezeptoren binden und diese aktivieren. Im Gegensatz zu THC werden Endocannabinoide jedoch auf natürliche Weise von Zellen im menschlichen Körper produziert („endo“ bedeutet „innerhalb“, wie im Körper).

Es gibt zwei Hauptendocannabinoide: Anandamid und 2-AG (Abbildung 2). Diese Endocannabinoide werden aus fettähnlichen Molekülen in Zellmembranen hergestellt und bei Bedarf synthetisiert. Dies bedeutet, dass sie genau dann hergestellt und verwendet werden, wenn sie benötigt werden, anstatt wie viele andere biologische Moleküle für die spätere Verwendung verpackt und gelagert zu werden.

Anandamid. Abgeleitet vom Sanskrit-Wort „Ananda“, was übersetzt „Freude“, „Glückseligkeit“ oder „Freude“ bedeutet, wird Anandamid manchmal als „Glückseligkeitsmolekül“ bezeichnet.“ Wissenschaftlich besser bekannt als N-Arachidonoylethanolamin (AEA), ist dieser Fettsäure-Neurotransmitter Gegenstand mehrerer wissenschaftlicher Studien, die versuchen, seine Auswirkungen auf den Menschen zu bestimmen. Es wird angenommen, dass Anandamid, das erstmals 1992 von Raphael Mechoulam identifiziert und benannt wurde, einen Einfluss auf das Arbeitsgedächtnis und die frühe Embryonalentwicklung hat.

2-AG. 2-ArachidonoylGlycerol (2-AG) wurde erstmals 1994-1995 von Raphael Mechoulam und seinem Schüler Shimon Ben-Shabat beschrieben. Während es zuvor eine bekannte chemische Verbindung war, wurde den Wissenschaftlern zum ersten Mal ihre Affinität zu Cannabinoidrezeptoren bewusst. 2-ArachidonoylGlycerol (2-AG) ist in hohen Konzentrationen im Zentralnervensystem vorhanden und wurde sowohl in der Muttermilch als auch in der Muttermilch nachgewiesen.

Metabolische Enzyme

Der dritte Teil der Endocannabinoid-Triade umfasst die metabolischen Enzyme, die Endocannabinoide innerhalb des ECS schnell zerstören, sobald sie verwendet werden. Die beiden großen Enzyme sind FAAH, das Anandamid abbaut, und MAGL, das 2-AG abbaut (Abbildung 3).Diese Enzyme sorgen dafür, dass Endocannabinoide verwendet werden, wenn sie gebraucht werden, aber nicht länger als nötig. Dieser Prozess unterscheidet Endocannabinoide von vielen anderen molekularen Signalen im Körper, wie Hormonen oder klassischen Neurotransmittern, die für viele Sekunden oder Minuten bestehen bleiben oder für die spätere Verwendung verpackt und gelagert werden können.

Diese drei Schlüsselkomponenten des Endocannabinoidsystems finden sich in fast jedem größeren System des Körpers. Wenn etwas eine Zelle aus ihrer Goldlöckchenzone bringt, werden diese drei Säulen des ECS oft aufgefordert, die Dinge zurückzubringen und so die Homöostase aufrechtzuerhalten.

Aufgrund seiner Rolle, die Dinge in ihre physiologische Goldlöckchen-Zone zurückzubringen, wird das ECS oft nur dann eingesetzt, wenn und wo es benötigt wird. Dr. Vincenzo Di Marzo, Forschungsdirektor am Institut für Biomolekulare Chemie in Italien, hat es uns so ausgedrückt:

„Mit der ‚pro-homöostatischen Wirkung des ECS‘ meinen wir, dass dieses System chemischer Signale nach Abweichungen von der zellulären Homöostase vorübergehend aktiviert wird. Wenn solche Abweichungen unphysiologisch sind, versucht das temporär aktivierte ECS auf raum- und zeitselektive Weise, die vorherige physiologische Situation wiederherzustellen (Homöostase).“

Mit anderen Worten, das Endocannabinoid-System hilft, die Dinge zurück in die biologische Goldlöckchenzone zu bringen.

Im Folgenden werden wir Beispiele dafür betrachten, wie das ECS in zwei Bereichen zur Aufrechterhaltung der Homöostase beiträgt: das Abfeuern von Gehirnzellen im Nervensystem und die Entzündungsreaktion des Immunsystems.

Endocannabinoid-Regulation des Gehirnzellfeuerns

Gehirnzellen (Neuronen) kommunizieren, indem sie elektrochemische Signale aneinander senden. Jedes Neuron muss auf seine Partner hören, um zu entscheiden, ob es zu einem bestimmten Zeitpunkt sein eigenes Signal abfeuert. Neuronen mögen es jedoch nicht, zu viel Input zu bekommen – es gibt eine Goldilocks-Zone. Wenn sie durch Signale überlastet werden, kann es giftig sein.

Hier kommen Endocannabinoide ins Spiel.

Betrachten Sie ein vereinfachtes Szenario, in dem ein Neuron zwei anderen zuhört.

Eines der beiden Ausgangsneuronen könnte überaktiv werden und zu viele Signale an das Neuron senden, das zuhört. Wenn das passiert, wird das Neuron, das zuhört, Endocannabinoide speziell dort bilden, wo es mit dem überaktiven Neuron verbunden ist. Diese Endocannabinoide wandern zurück zum „lauten“ Neuron, wo sie an CB1-Rezeptoren binden und ein Signal senden, das sie anweist, sich zu beruhigen. Dies bringt die Dinge zurück in die Goldilocks-Zone und hält die Homöostase aufrecht (Abbildung 4).

Wie das obige Beispiel zeigt, wandern Endocannabinoide rückwärts, weshalb sie als retrograde Signale bekannt sind. Meistens verläuft der Informationsfluss zwischen Neuronen streng in eine Richtung, von Senderneuronen, die Neurotransmittersignale freisetzen, zu Empfängerneuronen, die auf diese Signale hören. Endocannabinoide ermöglichen es Empfängerneuronen zu regulieren, wie viel Input sie erhalten, und sie tun dies, indem sie retrograde Signale (Endocannabinoide) an überaktive Senderneuronen zurücksenden.

Aber das Gehirn ist nicht das einzige Organ, das die Homöostase aufrechterhalten muss. Jedes andere System des Körpers, das Verdauungs-, Immun-, ECS-System usw., muss sorgfältig regulieren, wie seine Zellen funktionieren. Eine angemessene Regulierung ist entscheidend, um das Überleben zu sichern.

Endocannabinoid-Regulation der Entzündung

Entzündung ist eine natürliche Schutzreaktion des Immunsystems als Reaktion auf Infektionen oder körperliche Schäden. Der Zweck der Entzündung besteht darin, Krankheitserreger (Keime) oder geschädigtes Gewebe zu entfernen. Der entzündete Bereich wird von Flüssigkeits- und Immunzellen produziert, die sich in den Bereich bewegen, um die schmutzige Arbeit zu erledigen und die Dinge in ihre Goldlöckchenzone zurückzubringen.

Es ist wichtig, dass die Entzündung auf den Ort des Schadens beschränkt ist und nicht länger als nötig anhält, was zu Schäden führen kann. Chronische Entzündungen und Autoimmunerkrankungen sind Beispiele dafür, dass das Immunsystem unangemessen aktiviert wird. Wenn das passiert, dauert die Entzündungsreaktion zu lange, was zu einer chronischen Entzündung führt oder auf gesunde Zellen gerichtet wird, was als Autoimmunität bekannt ist.

Im Allgemeinen scheinen Endocannabinoide die Entzündungssignale des Immunsystems zu unterdrücken oder zu begrenzen. Professor Prakash Nagarkatti, Vizepräsident für Forschung an der University of South Carolina, dessen Labor die Endocannabinoid-Regulation von Immunantworten untersucht, erzählte uns, wie die Optimierung des Endocannabinoid-Systems ein guter Weg zur Behandlung entzündlicher Erkrankungen sein könnte.

„Die meisten unserer Forschungen zeigen, dass Endocannabinoide bei der Aktivierung von Immunzellen produziert werden und helfen können, die Immunantwort zu regulieren, indem sie als entzündungshemmende Mittel wirken. Daher können Interventionen, die den Stoffwechsel oder die Produktion von Endocannabinoiden manipulieren, als neuartige Behandlungsmethode gegen eine Vielzahl von entzündlichen Erkrankungen dienen.“

Betrachten Sie eine normale Immunantwort, die durch eine bakterielle Infektion ausgelöst wird. Zunächst erkennen Immunzellen das Vorhandensein von Bakterien und setzen entzündungsfördernde Moleküle frei, die anderen Immunzellen mitteilen, dass sie sich dem Kampf anschließen sollen.

Endocannabinoide werden ebenfalls freigesetzt (Abbildung 4), die auch anderen Immunzellen zur Unterstützung signalisieren und wahrscheinlich dazu beitragen, die Entzündungsreaktion zu begrenzen, so dass sie nicht übermäßig ist. Durch eine enge Regulierung der Entzündung kann das Immunsystem Keime zerstören oder beschädigtes Gewebe entfernen und dann aufhören. Dies verhindert eine übermäßige Entzündung und ermöglicht es den Zellen und damit dem Körper, in die Goldlöckchenzone zurückzukehren.

Anderes Behandlungspotenzial von Cannabinoiden

Während noch viel über das Endocannabinoidsystem und die verschiedenen medizinischen Anwendungen und das Behandlungspotenzial von Cannabinoiden zu entdecken ist, wurden bestimmte Erkrankungen als Schlüsselbereiche des Forschungspotenzials identifiziert. Insbesondere können Cannabinoide zur Behandlung von:

• Akuten und chronischen Nierenerkrankungen
• Alzheimer-Krankheit
• Autoimmunerkrankungen
• Herz-Kreislauf-Erkrankungen
• Chronischen Schmerzzuständen

Mit zunehmender Forschung wird diese Liste wahrscheinlich erheblich wachsen.

Wie interagieren pflanzliche Cannabinoide wie THC und CBD mit dem Endocannabinoidsystem?

Der Grund, warum pflanzliche Cannabinoide psychoaktive und medizinische Wirkungen im Körper haben, liegt zum großen Teil daran, dass wir ein Endocannabinoidsystem (ECS) haben, mit dem sie interagieren können. Zum Beispiel macht THC Sie high, weil es den CB1-Rezeptor im Gehirn aktiviert. Endocannabinoide wie Anandamid aktivieren auch CB1.

Warum sind wir also nicht konstant high?

Ein paar wichtige Gründe. Erstens interagiert THC nicht mit CB1-Rezeptoren auf genau die gleiche Weise wie die natürlichen Endocannabinoide des Körpers. Zweitens wirken die Stoffwechselenzyme, die Endocannabinoide wie Anandamid schnell abbauen, nicht auf THC, so dass THC viel länger verweilt.Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass Moleküle wie Cannabinoide und andere Neurotransmitter selten mit nur einem Rezeptor-Typ interagieren; sie interagieren oft mit vielen. Das pflanzliche Cannabinoid CBD veranschaulicht dies gut, da es mit zahlreichen Rezeptorarten im Gehirn interagiert.Während pflanzliche Cannabinoide die gleichen Cannabinoidrezeptoren wie Endocannabinoide aktivieren können, interagieren sie wahrscheinlich mit mehreren anderen Rezeptoren und haben daher unterschiedliche Wirkungen.CBD ist auch interessant, weil es die Gesamtspiegel von Endocannabinoiden im Gehirn beeinflussen kann, die als „Endocannabinoid“ bezeichnet werden.“ CBD hemmt das FAAH-Enzym, das Anandamid abbaut. Somit kann CBD den Anandamidspiegel erhöhen, indem verhindert wird, dass FAAH ihn abbaut. Die Hemmung des FAAH-Enzyms hat sich als nützliche Strategie zur Behandlung von Angststörungen erwiesen, und einige der Anti-Angst-Eigenschaften von CBD können auf seine Fähigkeit zurückzuführen sein, dieses Enzym zu hemmen und dadurch den Endocannabinoid-Tonus zu erhöhen.

Zusammenfassung des Endocannabinoidsystems

Das Endocannabinoidsystem (ECS), bestehend aus Cannabinoidrezeptoren, Endocannabinoidmolekülen und deren Stoffwechselenzymen, ist ein entscheidendes molekulares System, das der Körper zur Aufrechterhaltung der Homöostase verwendet. Aufgrund seiner lebenswichtigen Rolle bei der Sicherstellung, dass Zellen und Systeme in ihrer physiologischen Goldlöckchenzone bleiben, ist das ECS streng reguliert; Es wird genau dann eingesetzt, wenn und wo es benötigt wird. Dies bedeutet jedoch nicht, dass die Aktivierung des ECS durch den Konsum von Cannabis oder auf andere Weise die Dinge immer richtig macht.

Wie jedes andere komplexe biologische System kann das ECS schief gehen. „Wenn die Abweichung von der physiologischen Homöostase entweder aufgrund äußerer Faktoren oder chronischer pathologischer Zustände verlängert wird, kann das ECS seine zeit- und raumselektive Wirkungsweise verlieren und unangemessene Zellen beeinflussen“, erklärte Dr. Di Marzo. „In diesen Fällen kann das ECS, anstatt vorteilhaft zu sein, tatsächlich zum Fortschreiten der Krankheit beitragen.“Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass die Aktivierung des ECS durch Cannabiskonsum oder auf andere Weise kein Allheilmittel ist. Wie die meisten Biologie, es ist kompliziert.Durch das Verständnis des biologischen Goldlöckchenprinzips (Homöostase) und wie das ECS dies auf zellulärer Ebene veranschaulicht, können wir tiefer verstehen, warum wir ein ECS haben und wie eine Vielzahl von Cannabis-basierten Therapien tatsächlich funktionieren könnten. Das Vorhandensein und die kritische Funktion des ECS in vielen Systemen des Körpers, einschließlich des Nerven- und Immunsystems, erklärt, warum eine so große Vielfalt von Beschwerden und Krankheitszuständen auf cannabisbasierte Interventionen anspricht.

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