vissa av oss konsumerar cannabis för sina sinnesförändrande effekter, medan andra söker symptomlindring. Men cannabis skulle inte få oss höga eller ha några av dess terapeutiska fördelar om våra kroppar inte redan innehöll ett biologiskt system som kan interagera med sina aktiva kemiska föreningar, som THC.
vårt endocannabinoidsystem (ECS) gör just det. Men det är inte där bara för att vi ska kunna njuta av effekterna av vår favoritstam. Det tjänar ett viktigt syfte för vår hälsa och välbefinnande eftersom det reglerar viktiga aspekter av vår biologi.
Så, vad gör det och hur fungerar det?
vad är endocannabinoidsystemet och vad gör det?
endocannabinoidsystemet (ECS) är ett biologiskt system som först upptäcktes i slutet av 80-talet och början av 90-talet, även om mycket fortfarande är okänt om systemet idag.
ECS består till stor del av endocannabinoider, receptorer och enzymer som tros hjälpa till att reglera en mängd olika funktioner hos människor inklusive sömn, humör, minne, aptit, reproduktion och smärta sensation. Forskare har fortfarande många frågor om det mänskliga endocannabinoidsystemet och hur det fungerar.
homeostas: vistas i Goldilockszonen
för att förstå det mänskliga endocannabinoidsystemet är det bra att veta lite om ett av de mest grundläggande begreppen inom biologi: homeostas. Och det bästa sättet att förstå homeostas är att tänka på Goldilocks och de tre björnarna.
den klassiska sagan illustrerar tanken att det bästa resultatet ofta ligger någonstans i mitten, mellan två ytterligheter. Vi vill inte ha saker för varmt eller för kallt, men precis rätt.homeostas är konceptet att de flesta biologiska system är aktivt reglerade för att upprätthålla förhållanden inom ett smalt område. Våra kroppar vill inte att temperaturen ska vara för varm eller för kall, blodsockernivån för hög eller för låg, och så vidare. Förhållandena måste vara precis rätt för att våra celler ska bibehålla optimal prestanda, och utsökta mekanismer har utvecklats för att dra dem tillbaka till Goldilockszonen om de flyttar ut.
kroppens endocannabinoidsystem (ECS) är ett viktigt molekylärt system för att hjälpa till att upprätthålla homeostas—det hjälper celler att stanna i sin Goldilockszon.
viktiga delar av endocannabinoidsystemet (ECS)
på grund av dess avgörande roll i homeostas är ECS utbredd i hela djurriket. Dess nyckelbitar utvecklades för länge sedan, och ECS finns i alla ryggradsarter.
de tre nyckelkomponenterna i det humana endocannabinoidsystemet är:
- cannabinoidreceptorer som finns på ytan av celler
- Endocannabinoider, små molekyler som aktiverar cannabinoidreceptorer
- metaboliska enzymer som bryter ner endocannabinoider efter att de har använts
Varför har vi cannabinoidreceptorer och vad är de?
cannabinoidreceptorer sitter på ytan av celler och ”lyssnar” på förhållanden utanför cellen. De överför information om förändrade förhållanden till insidan av cellen, kickstartar lämpligt cellulärt svar.
det finns två stora cannabinoidreceptorer: CB1 och CB2. Dessa är inte de enda cannabinoidreceptorerna, men de var de första som upptäcktes och förblir de bäst studerade.
CB1-receptorer är en av de vanligaste receptortyperna i hjärnan. Dessa är receptorerna som interagerar med THC för att få människor höga.
CB2-receptorer är mer rikliga utanför nervsystemet, på platser som immunsystemet. Båda receptorerna kan emellertid hittas i hela kroppen (figur 1).
Figur 1: Var finns CB1-och CB2-receptorer i kroppen?
CB1-och CB2-receptorer är nyckelaktörer i endocannabinoidsystemet (ECS). De ligger på ytan av många olika typer av celler i kroppen. Båda receptorerna finns i hela kroppen, men CB1-receptorer är mer rikliga i centrala nervsystemet, inklusive på neuroner i hjärnan. Däremot är CB2-receptorer mer rikliga utanför nervsystemet, inklusive celler i immunsystemet.
vad är endocannabinoider?
Endocannabinoider är molekyler som, liksom växten cannabinoid THC, binder till och aktiverar cannabinoidreceptorer. Men till skillnad från THC produceras endocannabinoider naturligt av celler i människokroppen (”endo” betyder ”inom”, som i kroppen).
det finns två stora endocannabinoider: anandamid och 2-AG (Figur 2). Dessa endocannabinoider är gjorda av fettliknande molekyler i cellmembran och syntetiseras på begäran. Detta innebär att de görs och används exakt när de behövs, snarare än förpackas och lagras för senare användning som många andra biologiska molekyler.
anandamid. Härledd från sanskritordet ”ananda”, som översätts till” glädje”,” salighet ”eller” glädje”, kallas anandamid ibland ” salighetsmolekylen.”Mer vetenskapligt känd som N-arachidonoyletanolamin (AEA), är denna fettsyra-neurotransmittor föremål för flera vetenskapliga studier som försöker bestämma dess effekter på människor. Först identifierad och namngiven 1992 av Raphael Mechoulam tros anandamid ha en inverkan på arbetsminnet och embryonutvecklingen i tidigt stadium.
2-AG. 2-Arakidonoylglycerol (2-AG) beskrevs först 1994-1995 av Raphael Mechoulam och hans student Shimon Ben-Shabat. Medan det tidigare var en känd kemisk förening, var det då forskare först blev medvetna om dess affinitet för cannabinoidreceptorer. Närvarande vid höga nivåer i centrala nervsystemet har 2-Arakidonoylglycerol (2-AG) identifierats i såväl moderbovin som bröstmjölk.
Figur 2: anandamid och 2-AG är de två stora endocannabinoiderna.
cannabinoider är en klass av molekyler som kännetecknas av deras förmåga att aktivera cannabinoidreceptorer som CB1 och CB2. Anandamid och 2-AG är de två stora endocannabinoiderna som produceras naturligt i kroppen. THC är den psykoaktiva växten cannabinoid som produceras av cannabis. Alla tre av dessa cannabinoider kan aktivera CB1-och CB2-receptorer, även om var och en har en annan styrka vid varje receptor.
metaboliska enzymer
den tredje delen av endocannabinoidtriaden innehåller de metaboliska enzymerna som snabbt förstör endocannabinoider inom ECS när de används. De två stora enzymerna är FAAH, som bryter ner anandamid och MAGL, som bryter ner 2-AG (Figur 3).
dessa enzymer säkerställer att endocannabinoider används när de behövs, men inte längre än nödvändigt. Denna process skiljer endocannabinoider från många andra molekylära signaler i kroppen, såsom hormoner eller klassiska neurotransmittorer, som kan bestå i många sekunder eller minuter, eller förpackas och lagras för senare användning.
Figur 3: FAAH och MAGL är de viktigaste enzymerna i endocannabinoidsystemet.
enzymer är molekyler som accelererar kemiska reaktioner i kroppen, ofta för att bryta ner molekyler. FAAH och MAGL är nyckelaktörer i ECS eftersom de snabbt bryter ner endocannabinoider. FAAH bryter ner anandamid, medan MAGL bryter ner 2-AG. Dessa enzymer bryter ner endocannabinoider mycket snabbt, men är inte effektiva för att bryta ner växtkannabinoider som THC.
dessa tre nyckelkomponenter i endocannabinoidsystemet finns i nästan alla större system i kroppen. När något tar en cell ur sin Goldilockszon, uppmanas dessa tre pelare i ECS ofta att föra tillbaka saker och därigenom upprätthålla homeostas.
På grund av sin roll i att hjälpa till att få saker tillbaka till sin fysiologiska Goldilockszon, är ECS ofta förlovad endast när och var det behövs. Dr. Vincenzo Di Marzo, forskningsdirektör vid Institutet för biomolekylär kemi i Italien, uttryckte det på detta sätt:
” med ”Pro-homeostatisk verkan av ECS” menar vi att detta system av kemiska signaler aktiveras tillfälligt efter avvikelser från cellulär homeostas. När sådana avvikelser är icke-fysiologiska försöker de tillfälligt aktiverade ECS på ett rymd – och tidsselektivt sätt återställa den tidigare fysiologiska situationen (homeostas).”
med andra ord hjälper endocannabinoidsystemet att föra saker tillbaka till den biologiska Goldilockszonen.
nedan kommer vi att överväga exempel på hur ECS hjälper till att upprätthålla homeostas på två områden: avfyring av hjärnceller i nervsystemet och immunsystemets inflammatoriska svar.
Endocannabinoidreglering av hjärncellsavfyring
hjärnceller (neuroner) kommunicerar genom att skicka elektrokemiska signaler till varandra. Varje neuron måste lyssna på sina partners för att avgöra om den kommer att avfyra sin egen signal vid varje givet ögonblick. Neuroner gillar dock inte att få för mycket inmatning—det finns en Goldilockszon. Om de blir överbelastade av signaler kan det vara giftigt.
det är där endocannabinoider kommer in.
Tänk på ett förenklat scenario med en neuron som lyssnar på två andra.
en av de två utgående neuronerna kan bli överaktiv och skicka för många signaler till neuronen som lyssnar. När det händer kommer neuronen som lyssnar att göra endocannabinoider specifikt där den är ansluten till den överaktiva neuronen. Dessa endocannabinoider kommer att resa tillbaka till den” höga ” neuronen där de binder till CB1-receptorer och sänder en signal som instruerar den att tysta ner. Detta tar saker tillbaka till Goldilocks-zonen och upprätthåller homeostas (Figur 4).
Figur 4: Endocannabinoidsignaler reglerar hur aktiva våra hjärnceller är.
under normala omständigheter (överst till vänster) kommer en given hjärncell (neuron) att få precis rätt mängd inmatning från sina partners—inte för mycket, inte för lite. Vissa av dess partners kan dock bli överaktiva och skicka ett alltför stort antal signaler (uppe till höger). Neuronen som lyssnar kommer att upptäcka detta och släppa endocannabinoider som berättar för den andra neuronen att tysta ner (botten). Denna typ av mekanism hjälper till att upprätthålla homeostas eftersom det hjälper till att förhindra att neuroner skickar ut för många signaler.
som exemplet ovan illustrerar reser endocannabinoider bakåt, varför de är kända som retrograde signaler. För det mesta är informationsflödet mellan neuroner strikt i en riktning, från avsändarneuroner som släpper neurotransmittersignaler till mottagarneuroner som lyssnar på dessa signaler. Endocannabinoider tillåter mottagarneuroner att reglera hur mycket inmatning de får, och de gör detta genom att skicka retrograde signaler (endocannabinoider) tillbaka till överaktiva avsändarneuroner.
men hjärnan är inte det enda organet som behöver upprätthålla homeostas. Alla andra system i kroppen, matsmältningssystemet, immunsystemet, ECS-systemet etc., måste noggrant reglera hur cellerna fungerar. Korrekt reglering är avgörande för att säkerställa överlevnad.
Endocannabinoidreglering av inflammation
Inflammation är en naturlig skyddande reaktion som immunsystemet har som svar på infektion eller fysisk skada. Syftet med inflammation är att ta bort patogener (bakterier) eller skadad vävnad. Det inflammerade området produceras av vätska och immunceller som flyttar in i området för att göra det smutsiga arbetet och returnera saker till sin Goldilockszon.
det är viktigt att inflammation begränsas till platsen för skada och inte kvarstår längre än vad som behövs, vilket kan orsaka skada. Kronisk inflammation och autoimmuna sjukdomar är exempel på att immunsystemet aktiveras felaktigt. När det händer varar det inflammatoriska svaret för länge, vilket resulterar i kronisk inflammation eller riktas mot friska celler, som kallas autoimmunitet.i allmänhet verkar endocannabinoider undertrycka eller begränsa immunsystemets inflammatoriska signaler. Professor Prakash Nagarkatti, Vice President för forskning vid University of South Carolina vars laboratoriestudier endocannabinoidreglering av immunsvar, berättade för oss hur tweaking endocannabinoidsystemet kan vara ett bra sätt att behandla inflammatoriska sjukdomar.
” de flesta av vår forskning visar att endocannabinoider produceras vid aktivering av immunceller och kan hjälpa till att reglera immunsvaret genom att fungera som antiinflammatoriska medel. Således kan interventioner som manipulerar metabolismen eller produktionen av endocannabinoider fungera som en ny behandlingsmodalitet mot ett brett spektrum av inflammatorisk sjukdom.”
Tänk på ett normalt immunsvar utlöst av en bakteriell infektion. Först upptäcker immunceller närvaron av bakterier och frigör proinflammatoriska molekyler som berättar för andra immunceller att komma och gå med i kampen.Endocannabinoider släpps också (Figur 4), som också signalerar till andra immunceller för hjälp och sannolikt hjälper till att begränsa det inflammatoriska svaret så att det inte är överdrivet. Genom att tätt reglera inflammation kan immunsystemet förstöra bakterier eller ta bort skadad vävnad och sedan sluta. Detta förhindrar överdriven inflammation, vilket gör att celler, och därmed kroppen, kan återvända till Goldilockszonen.
Figur 5: Endocannabinoider hjälper till att reglera inflammation.
under normala förhållanden (överst till vänster) patrullerar immunsystemets celler kroppen, i beredskap för inkräktare, såsom bakterier. Under en bakteriell infektion (överst till höger) upptäcker immunceller närvaron av bakterier och släpper sedan ut en mängd olika molekyler för att hjälpa till att montera en defensiv attack (botten). Dessa signaler inkluderar proinflammatoriska molekyler (små cirklar) som hjälper till att rekrytera fler immunceller till infektionsstället. Endocannabinoider (små diamanter) släpps också och hjälper sannolikt till att reglera storleken och omfattningen av detta inflammatoriska svar.
annan behandlingspotential av cannabinoider
medan mycket återstår att upptäcka om endocannabinoidsystemet och de olika medicinska användningarna och behandlingspotentialen hos cannabinoider, har vissa tillstånd identifierats som viktiga områden för forskningspotential. I synnerhet kan cannabinoider användas för att behandla:
- akut och kronisk njursjukdom
- Alzheimers sjukdom
- autoimmuna sjukdomar
- kardiovaskulär sjukdom
- kroniska smärttillstånd
med ökad forskning kommer denna lista sannolikt att växa avsevärt.
hur interagerar cannabinoider som THC och CBD med endocannabinoidsystemet?
anledningen till att växtkannabinoider har psykoaktiva och medicinska effekter i kroppen är till stor del för att vi har ett endocannabinoidsystem (ECS) som de kan interagera med. Till exempel får THC dig högt eftersom det aktiverar CB1-receptorn i hjärnan. Endocannabinoider som anandamid aktiverar också CB1.
så varför är vi inte ständigt höga?
ett par stora skäl. För det första interagerar THC inte med CB1-receptorer på exakt samma sätt som kroppens naturliga endocannabinoider. För det andra fungerar de metaboliska enzymerna som snabbt bryter ner endocannabinoider som anandamid inte på THC, så THC dröjer mycket längre.
det är viktigt att komma ihåg att molekyler som cannabinoider och andra neurotransmittorer sällan interagerar med endast en receptortyp; de interagerar ofta med många. Den växtbaserade cannabinoid CBD illustrerar detta snyggt, eftersom det interagerar med många receptortyper i hjärnan.
så medan växtkannabinoider kan aktivera samma cannabinoidreceptorer som endocannabinoider, kommer de sannolikt att interagera med flera andra receptorer och därför ha distinkta effekter.
CBD är också intressant eftersom det kan påverka övergripande nivåer av endocannabinoider i hjärnan, kallad ”endocannabinoid ton.”CBD hämmar FAAH-enzymet, som bryter ner anandamid. Således kan CBD öka anandamidnivåerna genom att förhindra att FAAH bryter ner det. Att hämma FAAH-enzymet har visat sig vara en användbar strategi för behandling av ångeststörningar, och några av CBD: s anti-ångest egenskaper kan komma från dess förmåga att hämma detta enzym och därigenom öka endokannabinoidtonen.
Endocannabinoid system sammanfattning
endocannabinoidsystemet (ECS), bestående av cannabinoidreceptorer, endocannabinoidmolekyler och deras metaboliska enzymer, är ett avgörande molekylärt system som kroppen använder för att upprätthålla homeostas. På grund av dess viktiga roll för att se till att celler och system förblir i sin fysiologiska Goldilockszon, är ECS tätt reglerad; det blir utplacerat exakt när och var det behövs. Detta betyder dock inte att aktivering av ECS, genom konsumtion av cannabis eller på annat sätt, alltid kommer att göra saker rätt.
liksom alla andra komplexa biologiska system kan ECS gå fel. ”Om avvikelse från fysiologisk homeostas förlängs, på grund av antingen yttre faktorer eller kroniska patologiska tillstånd, kan ECS förlora sitt tid – och rymd-selektiva handlingssätt och börja påverka olämpliga celler,” förklarade Dr.Di Marzo. ”I dessa fall kan ECS, istället för att vara fördelaktigt, faktiskt bidra till sjukdomsprogression.”
det är viktigt att komma ihåg att aktivering av ECS, genom cannabiskonsumtion eller på annat sätt, inte är ett botemedel. Liksom de flesta av biologi, det är komplicerat.genom att förstå den biologiska Goldilocks-principen (homeostas) och hur ECS illustrerar detta på mobilnivån kan vi djupare uppskatta varför vi har en ECS till att börja med och hur en mängd olika cannabisbaserade terapier faktiskt kan fungera. Närvaron och kritisk funktion av ECS över många system i kroppen, inklusive nervsystemet och immunsystemet, förklarar varför en sådan mängd olika sjukdomar och sjukdomstillstånd är mottagliga för cannabisbaserade ingrepp.Gunduz-cinar O, Hill MN, Mcewen BS, Holmes A. Amygdala FAAH och anandamid: förmedla skydd och återhämtning från stress. Trender Pharmacol Sci. 2013;34(11):637-44.