Kanabidiolis yra veiksmingas prieš grybelį Candida albicans

Pav.šaltinis: https://www.ecomundo.eu/fr/blog/cosmetiques-cbd-reglementation-internationale

Grybelis kandida (Candida albicans, C. albicans) yra labai plačiai paplitęs patogeninis mikroorganizmas, sukeliantis daugybę negalavimų ir ligų. Šis patogenas susijęs su rimtomis gleivinės ir sisteminėmis infekcijomis.

Jų randama virškinimo trakte, reprodukciniuose organuose, burnoje, odoje. Nedideli jų kiekiai nėra kenksmingi. Tačiau pakitus šeimininko mikrobiotai (pvz. dėl antibiotikų vartojimo) ar sutrikus imuninei reakcijai (pvz. dėl streso, infekcijų) ar įvairių aplinkos pokyčių (pvz. pasikeitus pH ar mitybai), susidaro palanki aplinka kandidai daugintis ir sukelti rimtas infekcijas- nuo gleivinės ir odos iki hematogeninių/krauju plintančių infekcijų, sąlygojančių net iki 40 proc. mirtingumą. Kandida ypač pavojinga žmonėms su nusilpusiu imunitetu ir tiems, kuriems taikomos imunosupresinės priemonės- pvz. žmonėms su medicininiais implantais.[2].

Grybelis C. albicans sukuria kolonijas arba taip vadinamą biofilmą su savita struktūra ir terpe. Šių biofilmų formavimasis yra sudėtingas procesas, apimantis sukibimą su paviršiumi, kolonizaciją ir brendimą. Šie biofilmai pasižymi labai struktūrizuotu daugiasluoksniu įvairių ląstelių tinklu- mielių formos, pseudohifų ir hifų (gijų tinklo struktūros) ląstelių kurios apgaubtos ekstraląsteline matrica. (1 pav.) Matricos komponentai yra glikoproteinai, angliavandeniai, riebalai, nukleino rūgštys ir eksopolisacharidai. [2]

1 pav. Grybelio formos: A- mielių forma, B- hifų forma.
1 pav. Grybelio formos: A- mielių forma, B- hifų forma.

Dar labai svarbu paminėti, kad C. albicans susijusi su kitais patogenais- jų visų sąveika sukuria palankias sąlygas šiems mikroorganizmams klestėti. Pavyzdžiui, kandida susijusi su tokiomis bakerijomis kaip streptokokai, enterokokai, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa ir kt. Nustatyta, kad kandida ir įvairios bakterijos vienos su kitom sąveikauja -išskiriant signalines molekules, kurių pagalba šios skirtingos rūšys įtakoja viena kitą, per tiesioginį ląstelių kontaktą ir per aplinkos sukūrimą, reikalingą kitai rūšiai- pvz. pakeičiant pH ir deguonies koncentraciją. Pavyzdžiui, P. aeruginosa išskiria tam tikrą medžiagą (12-carbon acyl homoserine lactone), kuri moduliuoja C. albicans hifų augimą. Nustatyta, kad C. albicans “sugyvena” kartu su viena iš penkių dažniausių žmogaus mikrobiotos bakterijų- Bacteroides fragilis, Clostridium perfringens, Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae ir Enterococcus faecalis. C. albicans sukuria reikiamą hipoksinę aplinką anaerobinėms bakterijoms Bacteroides fragilis, Clostridium perfringens, kurios neišgyventų deguonies gausioje aplinkoje. Be to, anaerobinės bakterijos, esančios deguoninėje aplinkoje kartu su C. albicans  skatina pastarajį formuoti mini biofilmus, kurie jiems sukurtų palankias sąlygas daugintis, ko negalėtų padaryti toksinėje aplinkoje.[2]

C. albicans  biofilmų ypatumai, taip pat jų sąveika su kitų rūšių biofilmais yra svarbus momentas norint atrasti veiksmingas priemones, galinčias užkirsti kelią jų dauginimuisi.

Dar svarbu paminėti, kad C. albicans atsparumas priešgrybeliniams vaistams yra daug didesnis nei planktoninių grybelių formų ir yra sunkiai gydomas. Be to, dauguma taikomų priešgrybeliių vaistų turi daug trūkumų- yra labai toksiški, nesuderinami su kitais vaistais ir reikalauja intraveninio naudojimo būdo.

Todėl nedelsiant reikalingos alternatyvios ir veiksmingos priemonės kovai su grybelinėmis infekcijomis. Potenciali tokia priemonė yra kanabidiolis, išgautas iš kanapės augalo Cannabis sativa.

Kanabidiolis (CBD) yra nepsichotropinis kanabinoidas, žmogaus organizmo gerai toleruojamas. Jau įrodyta, kad CBD turi stiprias priešuždegimines savybes ir yra efektyvus gydant įvairias ligas, įskaitant uždegimines, neurodegeneracines, autoimunines, širdies ir kraujagyslių ligas bei vėžį.

Atlikti tyrimai parodė antimikrobinį Cannabis sativa ekstraktų veiksmingumą prieš gramteigiamas ir gramneigiams bakterijas, o taip pat ir grybelius, tokius kaip  Aspergillus niger. Naujas, 2021 m. tyrimas parodė, kad CBD yra efektyvus prieš 20 rūšių gramteigiamų bakterijų, 4 rūšis gramneigiamų bakterijų, įskaitant atsparias antibiotkams rūšis. Neseniai buvo pastebėtos endogeninio kanabinoido AEA priešgrybelinės savybės prieš C. albicans. 

Tyrime “Anti-Biofilm Activity of Cannabidiol against Candida albicans” [1] išsamiai išnagrinėtas CBD poveikis C. albicans. Jau anksčiau pastebėtas augalinių medžiagų veiksmingumas prieš C. albicans ir jų veikimas per įvairius mechanizmus- įskaitant transformacijos iš mielių į hifus slopinimą, biofilmo formavimosi prevenciją, patogeno ląstelių metabolizmo pažeidimą, ląstelių sienos vientisumo ir  ląstelių membranos savybių pažeidimą bei apoptozės iniciavimą. [1]

Minėtas mokslininkų tyrimas aiškiai parodė, kad fitokanabinoidas CBD, priklausomai nuo dozės ir laiko stabdo C. albicans biofilmo formavimąsi. Įdomu tai, kad šis CBD veikimas yra specifinis, nes planktoniniam grybeliui jis įtakos neturėjo. Be to, CBD žymiai sumažino biofilmo klampumą ir eksopolisacharidų (EPS) gamybą, taip pažeidžiant biofilmo architektūrą ir vientisumą. Eksopolisacharidai yra užląstelinės polimerinės substancjos, kurios palaiko biofilmo funkcijas ir struktūrą. EPS gamybos slopinimas susijęs su genų, reikalingų ekstraląstelinei matricai ir EPS komponento gamybai raiškos sumažinimu.[1]

Biofilmo formavimosi slopinimą CBD vykdo per grybelio morfologijos keitimą. C. albicans yra dimorfinis grybelis, kuris gali keisti savo formą- iš mielių pereiti prie hifų formos. Šis perėjimas laikomas svarbiausiu C. albicans virulentiškumo (gyvybingumo) požymiu. Todėl šio perėjimo stabdymas laikoma svarbia priešgrybelinės medžiagos savybe. Šiame tyrime parodyta, kad CBD įtakoja pseudo-hifų susidarymą vietoje hifų, kas laikoma mažiau stabilia forma. Šią transformaciją CBD stabdo per genų, reguliuojančių mielių ir hifų raiškos keitimą. Pastebėta, kad CBD labai stipriai slopina pagrindinį hifų plėtimosi reguliatorių. Taip pat nustatytas karščio šoko baltymo HSP90 raiškos padidėjimas veikiant CBD, o tai neigiamai veikia hifų formavimąsi slopinant Ras1-cAMP-PKA signalų perdavimo kelią. CBD taip pat panaikina biofilmo formavimosi pradžios darinius.[1]

Dauguma C. albicans virulentiškumo faktorių lemia infekcijos pažeistų audinių procesai, susiję su eksraląsteliniais hidrolitiniais fermentais ir hifų specifiniais ląstelių paviršiaus baltymais. Ekstraląstelinės lipazės, gaminamos C. albicans aprūpina maistu hifus ir palaiko grybelio skvarbumą į audinį, fosfolipazės padeda grybeliui pereiti ląstelės membraną ir ją naikinti. Ši studija parodė, kad CBD mažina visų tirtų gyvybingumo genų raišką. [1]

Tame pačiame tyrime parodyta CBD įtaka C. albicans  mitichondijų veiklai. CBD sukelia viduląstelinę reaktyviųjų deguonies formų (ROS) gamybą kartu silpninant antioksidacinę gynybą nuslopinant SOD genus. Tai paaiškina, kodėl C. albicans jautri CBD sukeltam oksidaciniui stresui. Bendrai, viduląstelinio ROS padidinimas sutrikdo mitochondrijų funkciją. Atitinkamai, CBD nulėmė mitochondrijos membranos hiperpoliarizaciją ir ATP produkcijos sumažėjimą, ROS susikaupimą, kas sukelia mitochondrjos disfunkciją ir apoaptozę (mirtį). Be to, pastebėta, kad CBD veikia membranos kanalus ir keičia kalcio jonų lygį, ko rezultatas yra mitochondrjos disfunkcija ir C. albicans ląstelių mirtis. [1]

Aukščiau minėtas CBD įtakojamas morfologijos keitimas manoma susijęs su žymiu genų, atsakingų už chitino sintezę ir ląstelės dalijimąsi raiškos mažinimu. CBD sukeliamas HSP90 geno raiškos padidėjimas siejamas su grybelio biofilmo ląstelių mirtimi, nes šis genas nulemia apoptozę. Tokiu pat būdu CBD sukelia ir ūmios limfoblastinės leukemijos lstelių mirtį- įtakojant mitochindrijų disfunkciją, oksidacinį stresą ir keičia kalcio homeostazę. [1]

Dar vienas svarbus gyvybiškumo faktorius- ergosterolis, kuris reikalingas normaliam C. albicans plazminės membranos funkcionavimui ir vientisumui palaikyti. CBD sumažino ergosterolio sintezės genų raišką. Iš kitos pusės pastebėta, kad CBD padidino farnesolio sintezę- molekulės, kuri slopina  C. albicans biofilmo formavimąsi. [1]

CBD pasireiškia specifiniu poveikiu prieš C. albicans. Be to, kanabidiolis C. albicans biofilmus veikia per daug įvairių mechanizmų, ko nepastebėta su įprastais priešgrybeliniais vaistais. [1]. Todėl reikalingos studijos, kurios numatytų klinikinio CBD taikymo gaires kovoje su C. albicans ir kitomis grybelinėmis infekcijomis.

Šaltiniai:

  1. Mark Feldman, Ronit Vogt Sionov, Raphael Mechoulam,Doron Steinberg “Anti-Biofilm Activity of Cannabidiol against Candida albicans”;
  2. Clarissa J. Nobile, Alexander D. Johnson „Candida albicans Biofilms and Human Disease“.

Endokanabinoidinės sistemos vaidmuo atstatant endokrininės sistemos balansą

Pav. šaltinis: https://mmjgardengrove.com/

Paskutiniais metais kanapės augalas ir endokanabinoidinė sistema (ECS ) pritraukė ir visuomenės, ir mokslininkų dėmesį. Endokanabinoidinė sistema, kurios atradimą lėmė kanapės augalo tyrimai, yra viena pagrindinių fiziologinių sistemų, kurios užtikrina ir palaiko žmogaus sveikatą. Endokanabinoidai ir jų receptoriai CB1 ir CB2 yra plačiai pasiskirstę visame kūne- smegenyse, vidaus organuose, jungiamąjame audinyje, įviariose liaukose ir imuninėje sistemoje. Kiekviename audinyje ECS atlieka skirtingą vaidmenį, kurio tikslas yra palaikyti homeostazę, išlaikyti stabilią vidinę aplinką nuolat besikeičiančiomis išorinėmis sąlygomis.

Endokrininė sistema

Endokrininė sistema- tai endokrininių liaukų grupė, kurių išskiriami hormonai per kraują patenka į tikslinius organus. Centrinė neuroendokrininė sistema yra tarpininkas tarp smegenų ir likusios endokrininės sistemos. Smegenų dalis, kuri balansuoja hormonų išskyrimą kūne, yra pagumburis, esantis virš hipofizės, kur reguliuoja stresą, metabolizmą, augimą, reprodukciją ir laktaciją. Visus šiuos procesus pagumburis reguliuoja skatindamas arba slopindamas hipofizės hormonų gamybą. Hipofizės išskiriami hormonai atitinkamai veikia nuo jų priklausančius fiziologinius procesus. Kitos pagumburio neuroendokrininės ląstelės  per vazopresino ir oksitocino išskyrimą kontroliuoja vandens/druskos balansą, laktaciją, gimdymą. Kartu veikdamos visos šios pagumburio neuroendokrininės funkcijos užtikrina, kad centrinė nervų sistema greitai reaguotų į vidinės ir išorinės aplinkos pasikeitimus ir palaikytų atsaką per endokrininius hormonalinius nešiklius. Endokanabinoidinė sistema reguliuoja neuroendokrininės sistemos, kuri įtakoja organų funkcijas ir atsaką į stresą, moduliacijas ir padeda palaikyti sveiką neuroendokrininės sistemos ir susijusios fiziologinės kūno sistemos balansą.

Endokrininės sistemos reguliavimas endokanabinoidinės sistemos pagalba

Jau seniai žinoma, kad kanapės augale esantys kanabinoidai geba paveikti hipofizės hormonų išskyrimą. Pagumburio- hipofizės-antinksčių (HPA) ašies stimuliacija yra pagrindinis neuroendokrininis atsakas į stresą ir yra priklausomas nuo signalų perdavimo per CB1 receptorius. CB1 receptorių aktyvavimas hipofizėje lemia signalų kaskadas, kurios slopina neuroendokrininę funkciją. Stresas veikia endokrininę funkciją, kuri esant netinkamam reguliavimui lemia daugumą sveikatos problemų.

Dar prieš keletą metų kanabinoidų stimuliacinis HPA poveikis buvo laikomas išimtimi, nes buvo manoma, kad ECS neuroendokrininei sistemai turi bendrą slopintojo funkciją. Dabar aišku, kad kanabinoidai gali turėti ir slopinantį, ir stimuliuojantį poveikį HPA ašiai. Šis bifazinis kanabinoidų efektas- ir stimuliacinis ir slopinantis- vis labiau atsiskleidžia giliau žiūrint į ECS ir endokrininės sistemos sąveikas.

Kanabidiolis (CBD)

Šių dviejų sistemų supratimas, atveda prie kanabidiolio (CBD), kuris ilgai pagal populiarumą buvo antras po aktyviojo THC. CBD neveikia stipriai nei CB1, nei CB2 receptoriaus. Tačiau jis geba padidinti endokanabinoidų lygį slopindamas riebalų rūgščių amido hidrolazę (FAAH), fermentą, kuris skaido endokanabinoidus. FAAH inhibitoriai gali pagelbėti žmonėms, turintiems su nerimu susijusių sveikatos sutrikimų, nes jie pagerina HPA ašies reguliavimą. Kaip tai veikia, tiksliai nėra aišku, tačiau jie lemia kanabinoidinių receptorių jautrumo moduliaciją kūne. Endokanabinoidinės sistemos slopinimo funkcija reguliuojant HPA ašies atsaką yra labai svarbi. Mokslininkai nustatė, kad endokanabinoidai negatyviai reguliuoja streso sukeltą HPA aktyvaciją, patvirtinant nuostatą, kad endokanabinoidų signalų perdavimo padidinimas gali būti naudingas kovojant su nerimu ir jo sukeltais sutrikimais.

Atsižvelgiant į įvairius faktorius, galima pripažinti, kad kanabidiolis yra tinkama priemonė pagerinti HPA reguliavimą ir endokrininės sistemos sveikatą. CBD padidima ECS toną, kuris pagerina homeostazės palaikymą visoje HPA ašyje. Tai pagerina fiziologinį ir psichologinį atsaką į stresą ir užkerta kelią kaskadoms, kurios lemia HPA disfunkciją ir su endokrinine sistema susijusias sveikatos problemas.

Šaltinis: The Role of the Endocannabinoid System in Restoring Balance to the Endocrine System, Linda Strause, PhD, 2017.

Kanabidiolio ir pluoštinių kanapių eterinių aliejų antimikrobinės savybės

Santrumpa

Jau nuo 1976 m. žinomos kanabidiolio antimikrobinės savybės po keleto dešimtmečių pertraukos buvo patvirtintos daugeliu vėlesnių tyrimų. Naujų galimybių paieškas lėmė atsiradęs bakterijų atsparumas antibiotikams bei neigiamas šalutinis konvencinių antibakterinių vaistų poveikis. Kanabidiolis (CBD) yra pagrindinis nepsichotropinis kanabinoidas, išgaunamas iš kanapės augalo Cannabis Sativa L. ir turintis ypatingai platų biologinio veikimo spektrą. Nustatyta, kad CBD yra efektyvus prieš 20 rūšių gramteigiamų bakterijų, tokių kaip: Staphylococcus aureus, įskaitant meticilinui jautrų auksinį stafilokoką (MSSA), meticilinui atsarų auksinį stafilokoką (MRSA), vankomicinui atsparų auksinį stafilokoką (VRSA), Staphylococcus capitis, Staphylococcus epidermidis, Staphylococcuss saprophyticus, Staphylococcus warneri, įvairiems vaistams atsparųjį pneumokoką (MRD streptococcus pneumoniae), enterokoką (Enterococcus faecalis), Streptococcus canis, Streptococcus pneumoniae, Streptococcus pyogenes, Bacillus cereus, Bacillus megaterium, Bacillus subtili, Corynebacterium minutissimum, Corynebacterium minutissimum. Enterococcus faecium, Enterococcus faecalis, Kocuria rosea, anaerobines bakterijas Clostridioides (Clostridium) difficile ir aknę sukeliančią Cutibacterium (Propionibacterium) acnes. CBD pasirodė esantis labai veiksmingas prieš keturias gramneigiamas bakterijas, įskaitant pavojingus patogenus – vaistams asparią Neisseria gonorrhoeae, Neisseria meningitides  Moraxella catarrhalis ir Legionella pneumophila. Šios bakterijos atitinkamai sukelia gonorėją, pavojingą meningitą, bronchitą, pneumoniją ir legioneliozę. Pluoštinės kanapės eteriniai aliejai taip pat parodė gerą antimikrobinį veikimą prieš gramteigiamas bakterijas.

Įžanga

Antimikrobinis atsparumas yra didelė šiuolaikinės medicinos problema. Bakterijos tapo atsparios antibiotikams, o tai reiškia, kad kai kurie žmonės- po operacijų, organų transplantacijų, inkstų dializės ar sergantys lėtinėmis ligomis, tokiomis kaip diabetas, turi padidintą sunkiai gydomų infekcijų riziką. Beveik visos didelės farmacijos kompanijos apribojo antibiotikų tyrimus, ypač skirtus gramneigiamų bakterijų sukeltoms infekcijoms- nuo 1960 m. nebuvo atrasta ir klinikiniam naudojimui patvirtinta daugiau naujų vaistų. Tačiau geresnis gydymas reikalingas ne tik gramneigiamų, bet ir gramteigiamų bakterijų ligoms, nes ir pastarosios lemia didelį mirtingumą dėl įgyto atsparumo esamiems vaistams. Ši situacija reikalauja naujovių, todėl išaugo susidomėjimas tokiomis medžiagomis kaip kanabinoidai.

Kanabidiolio antimikrobinės savybės

Kanabidiolis yra pagrindinis nepsichotropinis kanabinoidas, kuris ekstrahuojamas iš kanapės augalo Cannabis Sativa L., turintis labai platų biologinio veikimo spektrą. Atlikta nemažai tyrimų, vertinančių CBD poveikį įvairioms ligoms ir sveikatos sutrikimams, įskaitant chemoterapijos sukeltą pykinimą, apetito gerinimą sergant HIV/AIDS, lėtinį skausmą, išsėtinės sklerozės spazmus, depresiją, nerimą, miego sutrikimus, psichozę, glaukomą, Tureto sindromą. Jau yra patvirtintos priešuždegiminės ir neuroprotekcinės CBD savybes. FDA ir EMA išgrynintą kanabidiolį yra patvirtinusi kaip vaistą nuo dviejų epilepsinių sutrikimų, Dravet‘o sindromo ir Lenox-Gastaut sindromo. Antimikrobinės CBD savybės žinomos jau nuo 1976 m., kai pranešta apie CBD ir delta9-THC veiksmingumą prieš gramteigiamą stafilokoką ir streptokoką. Tačiau tai buvo ignoruojama iki 2008 m., kai buvo paskelbta nauja studija apie penkių pagrindinių kanabinoidų – kanabidiolio, kanabichromeno, kanabigerolio, tertahidrokanabinolio ir kanabinolio veiksmingumą prieš šešias metilicinui atsparias stafilokoko (MRSA) rūšis. Buvo ištirti ir sintetiniai kanabinoidai.

Naujas, 2021 m. Mark A. T. Blaskovich ir bendaaut. [1] tyrimas patvirtino labai gerą CBD veiksmingumą prieš platų gramteigiamų bakterijų spektrą, įskaitant vaistams atsparias rūšis ir kas ypatingai svarbu- kad CBD selektyviai naikina grupę gramneigiamų bakterijų.

CBD yra efektyvus prieš 20 rūšių gramteigimų bakterijų.

CBD yra efektyvus prieš 20 rūšių gramteigimų bakterijų, tokias kaip įvairių tipų pagrindinį patogeną- meticilinui atsparųjį auksinį stafilokoką (methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA), įvairiems vaistams atsparųjį pneumokoką (MRD streptococcus pneumoniae), enterokoką (Enterococcus faecalis), anaerobines bakterijas Clostridioides (Clostridium) difficile ir aknę sukeliančią Cutibacterium (Propionibacterium) acnes. Manoma, kad kanabidiolis antimikrobiškai veikia  suardydamas bakterijų citoplazmos membranas.

Auksinis stafilokokas (Staphylococus aureus)– viena iš geriausiai žinomų ir dažniausių bakterijų. Jis gali sukelti odos, plaučių, sąnarių, širdies vožtuvų, kaulų ar bet kurio kito žmogaus kūno organo uždegimą, taip pat ir plaučių uždegimą (pneumoniją). Perteklinis antibiotikų vartojimas lėmė atsparumą antibakteriniams vaistams, meticilinui atsparus auksinis stafilokokas ligoninės aplinkoje pasirodė apie 1961-uosius.

Pneumokokas (Streptococcus pneumoniae) aptinkamas viršutiniuose kvėpavimo takuose. Jis sukelia plaučių uždegimą, bet gali būti ir meningito, anginos, endokardito (vidiniame širdies sluoksnyje (endokarde) arba širdies vožtuvuose esančio bakterijų ar grybelių židinio sukelta liga) bei kitų ligų priežastimi- tai priklauso nuo infekcinio proceso lokalizacijos. Pneumokokai – viena dažniausia pneumonijų bei viduriniosios ausies uždegimų priežastis.

Enterococcus faecalis yra labiausiai paplitęs patogenas. Enterococcus faecalis  yra natūrali žarnyno mikrobiotikos dalis. Ši bakterija gali sukelti lėtines uždegimines žarnyno ligas opinį kolitą arba Krono ligą.

Clostridioides (Clostridium) difficile – tai bakterijos, žarnyne gaminančios toksinus, kurie pažeidžia žarnyną ir sukelia įvairaus sunkumo viduriavimus (diarėjas). Daugeliu atvejų tai lemia sunkios diarėja su žarnų uždegimu (kolitu) išsivystymą.

Cutibacterium (Propionibacterium) acnes- aknę sukelianti bakterija, kuri pasireiškia riebalinio latako užsikimšimu, spuogais, sutrikusiu odos imuniniu atsaku ir odos uždegimu.

CBD įveikia ir bakterijas, atsparias antibiotikams.

Antibakterinis CBD veikimas tirtas keletui stafilokoko rūšių- Staphylococcus aureus (įskaitant meticilinui jautrų auksinį stafilokoką (MSSA), meticilinui atsarų auksinį  stafilokoką (MRSA), vankomicinui atsparų auksinį  stafilokoką (VRSA)), Staphylococcus capitis, Staphylococcus epidermidis, Staphylococcuss saprophyticus, Staphylococcus warneri ir parodė labai gerą rezultatą, kai minimali inhibicinė koncentracija (MIC), kuriai esant slopinamas kultūros dauginimasis, daugumoje atvejų yra nedidelė (1-2 μg mL-1), išskyrus kai kurias stafilokoko bakterijų kultūras, kur MIC yra didesnė. Geras CBD efektyvumas pastebėtas prieš Streptococcus canis, Streptococcus pneumoniae, Streptococcus pyogenes, Bacillus cereus, Bacillus megaterium, Bacillus subtili, Corynebacterium minutissimum, Corynebacterium minutissimum, Enterococcus faecium, Enterococcus faecalis, Kocuria rosea. Daugumą šių bakterijų kultūrų CBD įveikia esant MIC 1-2 μg mL-1, t.y. kai efektyvumas yra toks, kaip daugumos įprastų antibiotikų, o kai kuriais atvejais ir geresnis. Kaip jau minėta aukščiau, CBD įveikia ir bakterijas, atsparias antibiotikams.

CBD veiksmingas prieš kai kurias anaerobines gramteigimas bakterijas.

CBD veiksmingas prieš anaerobines gramteigimas bakterijas- daugumą Clostridium difficile bakterijų kultūrų, kur MIC yra 2-4 μg mL-1 , Cutibacterium acnes, Bacteroides fragilis, Bacteroides thetaiotaomicron, pastarųjų MIC dažniausias- nuo  1 iki 2 μg mL-1.

Svarbu paminėti, kad CBD antibakterinis veiksmingumas (MIC 1-4 μg mL-1) prieš labai aukšto atsparumo bakterijų rūšis, tokias kaip vankomicinui atsparųjį auksinį stafilokoką, vankomicinui atsparųjį enterokoką ir hipervirulentišką C. Difficile rūšį yra panašus kaip ir prieš kitas bakterijų rūšis.

CBD labai veiksmingas prieš keturias gramneigiamas bakterijas, įskaitant pavojingus patogenus.

Šiame tyrime CBD nebuvo veiksmingas prieš daugelį gramneigiamų bakterjų rūšių, tokias kaip E.Coli, Pseudomonas aeruginosa ir Acinetobacter baumannii. Tačiau CBD pasirodė esantis labai veiksmingas prieš keturias gramneigiamas bakterijas, įskaitant pavojingus patogenus – vaistams asparią Neisseria gonorrhoeae (MIC 1–2 μg mL−1), Neisseria meningitides (MIC 0.25 μg mL−1), Moraxella catarrhalis (MIC 1 μg mL−1) ir Legionella pneumophila. Šios bakterijos atitinkamai sukelia gonorėją, pavojingą meningitą, bronchitą, pneumoniją ir legioneliozę.

Detalesnė tyrimo informacija apie CBD veiksmingumą, palyginimas su kitais antibakteriniais vaistais:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7815910/bin/42003_2020_1530_MOESM2_ESM.pdf

Šioje studijoje pirmą kartą nustatyta, kad kanabidiolis selektyviai veikia grupę gramneigiamų bakterijų, įskaitant antibiotikams atsparų patogeną N. gonorrhoeae.  Taip pat papildytas gramteigiamų bakterijų, jautrių CBD spektras, iš kurio ypatingai svarbios plačiai paplitę ir atsparumą įgiję Vankomicinui atspari E. faecium ir Meticilinui atsparus auksinis stafilokokas (MRSA). Labai svarbu ir tai, kad bakterijų atsparumas kanabidioliui neišsivysto net ir pakartotinai naudojant.

Pažymėtina, kad tyrimas atliktas su ląstelių kultūromis, t.y. neįvertinant procesų, kurie vyktų gyvame organizme- imuninės reakcijos, metabolizmo, įvairių ląstelių substancijų sąveikų, ir kt. Tyrime naudota 10 natūralių ir 13 sintetinių CBD mėginių.

Pluoštinės kanapės eterinių aliejų antimikrobinės savybės

Nesename Ramona Iseppi ir bendraaut tyrime [2] buvo analizuojamos 17 kanapių veislių eterinių aliejų (EO) antimikrobinės savybės. Juose aptikta 71 bioaktyvus komponentas, priklausantis mono- ir seskviterpenams ir kanabinoidams. Gausiausi terpenai tirtuose EO pavyzdžiuose yra β-kariofilenas (7,6-29,8 proc), β-mircenas (4.5–39.2%), α-pinenas (4.8–25.4%), α-humulenas (2,2-10,1), α-terpinolenas (1.9–9.6%), β-pinenas (3.4–8.2%), trans-ocimenas (2.2–7.1%) ir limonenas (0.1–5.7%). Pagrindiniai tirtuose mėginiuose aptikti kanabinoidai- kanabidiolis, kanabidivarinas, kanabichromenas. CBD kiekis mėginiuose nėra didelis, daugumoje svyruoja nuo 0,1 iki 1,0.  Penkiuose mėginiuose CBD rasta mažiau nei 0,1 mg/mL, tačiau Fedora 17 veislės mėginyje nustatyta 1,7 mg/mL ir Futura75 – 2,9 mg/mL CBD. Kitų kanabinoidų dažniausi kiekiai yra 0,2 arba nesiekia 0,05 proc. Veikliųjų medžiagų kiekis yra svarbus faktorius siekiant išsiaiškinti, kas nulemia antimikrobinį veiksmingumą.

Visi 17 kanapių eterinių aliejų mėginių parodė gerą antimikrobinį veikimą prieš gramteigiamas bakterijas.

Tyrime konstatuojama, kad visi 17 kanapių eterinių aliejų mėginių parodė gerą antimikrobinį veikimą prieš gramteigiamas bakterijas, kuris pasireiškia bakterijų augimo mažinimu.

Šeši mėginiai parodė labai gerą veikimą slopinant bakterijų Enterococcus, Listeria ir Staphylococcus augimą, palyginus su konvenciniais antibiotikais. Tik vienas mėginys pasirodė neveiksmingas prieš mikroorganizmus.

Visi šie šeši EO buvo labai veiksmingi prieš enterokoką (Enterococcus,), kurių minimali inhibicinė reikšmė buvo mažesnė nei antibiotiko ciprofloksacino, t..y šių eterinių aliejų antimikrobinis efektyvumas buvo stipresnis. Ankstesniame tyrime Niessen ir bendraaut. teigia, kad prieš enterokoką efektyvausia yra Futura veislės EO, po jos- Carmagnolos EO. Futura EO netgi veiksmingas prieš gramneigiams bakterijas.

Prieš stafilokoko (Staphylococcus) rūšies bakterijas pakankamai veiksmingi buvo trys eteriniai aliejai- iš veislių Antal, Futura 75 ir KC Zuzana. Jie taip pat buvo efektyvūs prieš Listeria ir bacilli, MIC reikšmė buvo tokia kaip ampicilino. 2 iš jų parodė geresnį baktericidinį efektyvumą prieš bacilli negu antibiotkas ampicilinas.

Detalesnė tyrimo informacija apie eterinių aliejų veiksmingumą:, palyginimas su kitais antibakteriniais vaistais:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6631254/bin/molecules-24-02302-s001.pdf

Nustatyti, kuris kanapių eterinio aliejaus komponentas daugiausiai įtakoja baktericidines savybes yra sudėtinga. Atskirų komponentų, kurie parodė gera antibakterinį efektyvumą prieš kai kurias bakterijas kiekis efektyviausiuose EO buvo skirtingas.

Bendrai, galima teigti, kad kanapių eteriniai aliejai yra efektyvūs prieš gramteigiamas bakterjas. O cheminės kompozicijos bioaktyvumą nulemia ne didžiausia kurio nors komponento koncentracija, o greičiau sinergetinis įvairių tos kompozicijos elementų veikimas.

Šaltiniai:

  1. Mark A. T. Blaskovich, corresponding author Angela M. Kavanagh, Alysha G. Elliott, Bing Zhang, Soumya Ramu, Maite Amado, Gabrielle J. Lowe, Alexandra O. Hinton, Do Minh Thu Pham, Johannes Zuegg, Neil Beare, Diana Quach, Marc D. Sharp, Joe Pogliano, Ashleigh P. Rogers, Dena Lyras, Lendl Tan,6 Nicholas P. West, David W. Crawford, Marnie L. Peterson, Matthew Callahan, Michael Thurn, “The antimicrobial potential of cannabidiol”, 2021;
  2. Ramona Iseppi, Virginia Brighenti, Manuela Licata, Antonella Lambertini, Carla Sabia, Patrizia Messi, Federica Pellati, and Stefania Benvenuti, “Chemical Characterization and Evaluation of the Antibacterial Activity of Essential Oils from Fibre-Type Cannabis sativa L. (Hemp)”, 2019.

Cirkadinis ritmas ir endokanabinoidinė sistema

Įžanga

Cirkadinis ritmas yra 24 val. elgesio ir fiziologinių procesų, tokių kaip miego/budrumo, suvokimo funkcijų bei hormonų gamybos ciklas. Cirkadinio ritmiškumo mechanizmas padeda koordinuoti metabolinius ir fiziloginius procesus, o taip pat prisitaikyti prie ritmiškai besikeičiančios aplinkos.  Žinduoliams aplinkos veiksniai, tokie kaip šviesa, maistas, temperatūra yra pagrindiniai „zeitgebers“, t.y. laiko rodikliai ir vaidina pagrindinį vaidmenį sinchronizuojant organizmo vidinį biologinį ritmą su dienos- nakties ritmu. (1 pav.) Virškryžminis pagumburio branduolys (SCN), (angl. suprachiasmatic nucleus), smegenyse yra pagrindinis cirkadinio ritmo moduliatorius, tačiau ląstelių autonominis cirkadinis laikrodis periferiniuose audiniuose gali būti palaikomas nepriklausomai. [1]. Nežiūrint to, neesant SCN postūmio, sinchroniškumas tarp periferinių laikrodžių yra prarandamas. Šviesos stimuliuota informacija iš retinos į SCN keliauja  retinohipotalaminiu traktu (RHT) ir pritaiko/sinchronizuoja SCN pagal esamą šviesos-tamsos ciklą.

1 pav. Aplinkos veiksniai ir fiziologinis cirkadinio ritmo atsakas. Šaltinis: “Aging Circadian Rhythms and Cannabinoids”, Erik L. Hodges, Nicole M. Ashpole
1 pav. Aplinkos veiksniai ir fiziologinis cirkadinio ritmo atsakas. Šaltinis: “Aging Circadian Rhythms and Cannabinoids”, Erik L. Hodges, Nicole M. Ashpole

SCN neuronų cirkadiniai svyravimai sukuriami dviejų uždaro rato transkripcijos/transliacijos kilpų, kurios veikdamos kartu generuoja didelės amplitudės genų raiškos cirkadinius ritmus. Šiame procese veikia keturi SCN molekulinio laikrodžio genai: du aktyvatoriai (CLOCK ir BMAL1) ir du slopintojai (PER ir CRY), taip pat kinazės ir fosfatazės, kurios reguliuoja šių laikrodžio baltymų lokalizaciją ir stabilumą. SCN signalų perdavime dalyvauja daug neuroaktyvių transmiterių ir dauguma jų įtakoja laikrodžio funkciją. Glutamatas yra pagrindinis neurotransmiteris, išskiriamas RHT, reaguojant į šviesą. Endokanabinoidai, tokie kaip anandamidas (AEA) ir 2-arachidonoilglicerolis(2-AG), taip pat sudaro svarbią dalį hipotalamo nervinių signalų perdavimo dalyvių. Endokanabinoidai (EC) veikia kaip neuronų retrogradiniai signalų pernešėjai presinapsinių neurotransmiterių reguliavimui aktyvuojant su G baltymu susijusius kanabinoidinius receptorius 1 (CBR1). Endokanabinoidų gamyba ir metabolizmas priklauso nuo paros laiko, todėl manoma, kad tai susiję su cirkadiniu laikrodžiu. Kanabinoidinių receptorių aktyvavimas blokuoja šviesos sukeltą cirkadinio elgesio fazės* postūmį. Be to, kanabinoidinis signalų perdavimas padidina neuronų impulsus SCN, mažinant GABA išskyrimą.  Matomas akivaizdus cirkadinės ir endokanambinoidinės sistemos ryšys, tačiau kaip kanabinoidai veikia SCN funkciją ir cirkadinį laikrodį, žinoma mažai. Žemiau bus pateikiama keletas studijų, nagrinėjančių endokanabinoidinės sistemos (ECS) ir jos elementų ryšį su cirkadiniu mechanizmu bei įtaką sveikatos sutrikimams ir senėjimui.

Kanabinoidai įtakoja CSN per GABA signalų moduliavimą

Tyrime “Cannabinoids Excite Circadian Clock Neurons”[3] nustatyta, kad endokanabinoidai moduliuoja cirkadinį laikrodžio laiką. SCN zonoje pastebėta didelė kanabinoidinių receptorių CB1R raiška. SCN neuronai, įskaitant tuos, kurie kaip neurotransmiterius naudoja GABA bei aksonai SCN zonoje pasireiškia CB1R imunoreaktyvumu. Moduliacinis efektas susijęs su GABA signalų perdavimo mechanizmu SCN zonoje. Ir kituose tyrimuose pastebėta, kad lokali GABA transmisija įtakoja daugybę procesų, kurie susiję su cirkadiniu laikrodžiu, įskaitant ląstelių tarpusavio komunikaciją ir bendravimą tarp skirtingų SCN zonų.

Ląsteliniame lygyje CBR1 aktyvacija sumažino GABA išskyrimą iš SCN presinapsinių aksonų terminalų. Šis slopinimas įtakojo SCN postsinapsinių neuronų aktyvumo padidėjimą. Toks kanabinoidų veikimas manoma vyksta per presinapsinį CBR1 aktyvavimo mechanizmą GABA terminaluose.  Ši išvada atitinka ankstesnius tyrimų rezultatus, kad GABA pirmiausiai atlieka slopinimo funkciją SCN, tačiau kai kuriose studijose teigiama, kad dėl padidėjusio viduląstelinio CL kiekio kai kuriose cirkadinio ciklo fazėse GABA gali veikti aktyvatorius. Todėl CBR1 poveikis SCN cirkadiniam aktyvumui (aktyvacija arba slopinimas) gali priklausyti nuo paros laiko. Svarbu tai, kad CBR1 stimuliacija neveikia signalų perdavimo iš retinos į SCN, kas reiškia, kad šviesos informacija efektyviai perduodama į SCN, o CBR1 keičia laikrodžio sinchronizavimo rezultatus moduliuojant procesus SCN neuronų grandinėse. CBR1 antagonistas AM251 iššaukė nedidelį fazės postūmį, o tai rodo, kad endokanabinoidų veikla gali moduliuoti laikrodžio funkciją. Šio tyrimo duomenys rodo, kad kanabinoidai veikia laikrodžio fiziologiją, kas leidžia manyti, kad pokyčiai SCN laiko reguliavime gali būti iš vienas mechanizmų, kuriuo kanabinoidai įtakoja laiko suvokimą, įvertinant ir kanabinoidų veiksmus kitose smegenų zonose- smegenų žievėje, hipokampe ir dryžuotajame kūne  [3].

Astrocitų vaidmuo kanabinoidų atliekamoje SCN moduliacijoje

Tyrime “Cannabinoid Signaling Recruits Astrocytes to Modulate Presynaptic Function in the Suprachiasmatic Nucleus” [2] teigiama, kad endokanabinoidai gali keisti neuronų funkciją per astocitų signalų perdavimą ir gliotransmiterių išskyrimą. Čia tiriama hipotezė, kad kanabinoidų signalų perdavimas aktyvuoja viduląstelinius Ca2+ signalus astocituose ir neuromoduliarorių išskyrimą, kurie keičia SCN neuronų funkciją ir garantuotai keičia cirkadinio laikrodžio laiką.

SCN neuronų ir astrocitų tinklas, kuris taip pat turi molekulinius laikrodžius, turi gauti tikslius ir stabilius cirkadinius signalus. Vienas astrocitas gali sąveikauti su šimtais sinapsių ir to pasekoje šios ląstelės gali reguliuoti tinklo aktyvumą smegenų zonose. Astrocitai įvairiais būdais reguliuoja neuronų funkcijas- nuo ekstraląstelinio jonų ir neurotransmiterių koncentracijų reguliavimo iki deguonies kraujyje ir metabolizmo reguliavimo. Jie taip pat aktyviai reaguoja į išorinius veiksnius per viduląstelines signalų perdavimo molekules, tokias kaip Ca2+, ir įskaitant neuromoduliatorių, tokių kaip ATP, glutamato ir adenosino išskyrimą. 

Kanabinoidai tyrimo objektu pasirinkti dėl keleto priežasčių: ankstesnėse studijose pastebėta, kad endokanabinoidai gali veikti kaip ne šviesos faktorius, endogeninis kanabnoidas 2-AG turi paros ritmą (didžiausias jo kiekis būna vidurdienį), endokanabinoidinis signalų perdavimas yra kitoks, nei dauguma transmiterių sistemų, nes endokanabinoidai sintetinami pagal poreikį, kaip atsakas į neuronų aktyvumo padidėjimą, o SCN neuronų aktyvumas didžiausias yra dieną. Astrocitų viduląstelinis kalcis SCN naktį padidėjęs, o dieną kalcio signalų perdavimas palyginti yra nedidelis.

Ši studija pateikia tokį veikimo modelį: postsinapsinis neuronų aktyvumas paskatina endokanabinoidų gamybą, aktyvuojami kanabinoidiniai astrocitų receptoriai, įtakojamas viduląstelinis Ca+ signalų perdavimas ir atitinkamai adenosino gamyba, toliau seka adenosino-1 receptorių (A1R) aktyvacija presinapsiniuose neuronuose ir sumažėja GABA išskyrimas. (2 pav.)

2 pav. Signalų perdavimo mechanizmas virškryžminiame pagumburio branduolyje (SCN). Šaltinis: „Cannabinoid Signaling Recruits Astrocytes to Modulate Presynaptic Function in the Suprachiasmatic Nucleus“, Lauren M. Hablitz, Ali N. Gunesch, Olga Cravetchi, Michael Moldavan, Charles N. Allen.
2 pav. Signalų perdavimo mechanizmas virškryžminiame pagumburio branduolyje (SCN). Šaltinis: „Cannabinoid Signaling Recruits Astrocytes to Modulate Presynaptic Function in the Suprachiasmatic Nucleus“, Lauren M. Hablitz, Ali N. Gunesch, Olga Cravetchi, Michael Moldavan, Charles N. Allen.

Pelių modelyje buvo parodyta, kad CB1R aktyvacija agonistu WIN 55,212-2 sumažino GABA receptorių perduodamą postsinapsinės srovės (mGPSC) dažnį per mechanizmą, kuriam reikalingi astrocitai ir A1R.

Su amžiumi besikeičiantys cirkadiniai ritmai ir kanabinoidai

Studijoje “Aging Circadian Rhythms and Cannabinoids” [4] rašoma, kad laikrodžio genų pokyčiai susiję ir su senėjimu, ir su senėjimo ligomis. Endokanabinoidinė sistema pasirodė esanti sudėtingas signalų perdavimo tinklas, reguliuojantis daugybę cirkadinės fiziologijos aspektų, susijusių su senėjimo neurobiologija. Vienas anksčiausių senėjimo simptomų yra miego sutrikimas. Miego-budros ciklai yra vienas iš cirkadinio ritmo pavyzdžių. Neseniai atrasta glimfatinė sistema ir nuo miego priklausantis metabolitų valymas iš smegenų rodo, kad miegas yra gyvybiškai svarbus proteostazės palaikymui centrinėje nervų sistemoje. Be miego sutrikimų, cirkadinė fizinio judėjimo ir kūno temperatūros amplitudė su amžiumi taip pat kinta (sumažėja). Svarbu ir tai, kad nuo miego priklausančio augimo faktoriaus gamyba su amžiumi mažėja ir tai sukelia arba yra susiję su suvokimo sutrikimais. Kol kas nėra aišku, ar cirkadinio ritmo sutrikimai sukelia su amžiumi siejamus suvokimo sutrikimus, tačiau molekuliniai ir elgesio cirkadiniai ritmai gali būti atsakingi už arba reaguojantys į daugelį biologinio senėjimo aspektų.

Periferiniuose audiniuose ląstelių ritmas artimas 24 val., tačiau tikslūs ritmai nustatomi kūno temperatūros, humoralinių veiksnių ir maitinimosi. Skirtingai nei laikrodžio genų ritmai periferiniuose audiniuose, SCN neuronai yra atsparūs kūno temperatūrai. Kadangi SCN yra tiesiogiai atsakingas už kūno temperatūros ritmus, gali būti, kad tai yra mechanizmas, per kurį SCN reguliuoja periferinių audinių laikrodžius. Kūno temepratūra- gyvybiškai svarbus fiziologinis reiškinys, kuris turi cirkadinį ritmą. Pastebėta, kad kūno temperatūra linkusi mažėti su amžiumi ir vyresnio amžiaus žmonės patiria sutrikusia termogenezę. Jei periferiių audinių cirkadiniai ritmai sinchronizuojami pagal kūno temperatūrą, tada su amžiumi susiję termoreguliaciniai sutrikimai gali paaiškinti, kodėl kai kurių periferinių audinių ritmai nėra tinkamai palaikomi. Todėl, turint omenyje, kad neuroninis SCN aktyvumas nustato centrinio laikrodžio ritmus ir periferinių audinių laikrodžiai sinchronizuojami pagal terminus signalus, tikėtina, kad yra tikslinga tyrinėti farmakologines intervencijas, įtakojančias neuronų aktyvumą ir temperatūrą.

Vienas iš cirkadinio ritmo reguliavimo taikinių vyresniame amžiuje yra endokanabioidinė sistema. Kaip ir kiti fiziologiniai procesai, endokanabioidinė sistema su amžiumi keičiasi. Nežiūrint kai kurių skirtumų, pvz. dėl lyčių, laikoma, kad su amžiumi CB1 raiška yra sumažėjusi, o taip pat ir ligando 2-AG lygis. Įvertinant šios smegenų zonos įtaką mokymuisi, atminčiai ir senėjimo patologijoms, panašu, kad besikeičianti ECS veikia suvokimo elgesį. Nors tikslus tokių svyravimų mechanizmas vis dar nėra aiškus, tačiau manoma, kad ECS funkcijų išsaugojimas yra gyvybiškia svarbus senstančioms smegenims. Kad ECS vaidina pagrindinį vaidmenį cirkadinėje fiziologijoje rodo ir tai, kad toks cirkadinis elgesys, kaip termoreguliacija, jautrumas skausmui, judėjimas, mityba yra susiję su endokanabinoidinių signalų perdavimu. SCN neuronai turi CB1 raišką, o jų veikimas sintetiniais kanabinoidiniais agonistais ir antagonistais keičia  jų veikimo potencialų dažnius. Nesenas tyrimas su gyvūnais taip pat parodė cirkadinį kanabinoidinių receptorių raiškos ritmą ir centrinėje nervų sistemoje, ir periferiniuose audiniuose. Be to, kanabinoidai yra stiprūs kūno temperatūros reguliatoriai, kaip jau minėta anksčiau. Šie duomenys rodo ryšį tarp elgesio pasikeitimų senesniame amžiuje, pažeistų cirkadinių ritmų ir pokyčių endokanabinoidinėje sistemoje. Tolesni “kanabinoidinės medicinos” tyrimai galėtų būti naudingi, siekant išvengti su amžiumi susijusių sveikatos sutrikimų. [4].

* cirkadinio elgesio fazės postūmis reiškia, kad užmigimo ir pabudimo laikas bus ankstesnis (fazės paankstinimas) arba vėlesnis (fazės pavėlinimas).

Šaltiniai:

1. “Circadian oscillations of cytosine modification in humans contribute to epigenetic variability, aging, and complex disease“, Gabriel Oh, Karolis Koncevičius, Sasha Ebrahimi, Matthew Carlucci, Daniel Erik Groot, Akhil Nair, Aiping Zhang, Algimantas Kriščiūnas, Edward S. Oh, Viviane Labrie, Albert H. C. Wong, Juozas Gordevičius, Peixin Jia, Miki Susic, Art Petronis, 2019,

2.“Cannabinoid Signaling Recruits Astrocytes to Modulate Presynaptic Function in the Suprachiasmatic Nucleus”, Lauren M. Hablitz, Ali N. Gunesch, Olga Cravetchi, Michael Moldavan, Charles N. Allen, 2020,

3. „Cannabinoids Excite Circadian Clock Neurons“, Claudio Acuna-Goycolea, Karl Obrietan, Anthony N. van den Pol, 2010, 4. “Aging Circadian Rhythms and Cannabinoids”, Erik L. Hodges, Nicole M. Ashpole, 2019.

4. “Aging Circadian Rhythms and Cannabinoids”, Erik L. Hodges, Nicole M. Ashpole, 2019.

Kanabidiolio ir kitų kanabinoidų vaidmuo širdies ir kraujagyslių sistemos fiziologijoje ir patofiziologijoje

Šaltinis:https://www.india.com/

Santrumpa

Paskutiniais metais endokanabinoidinė sistema (ECS) sulaukė didelio susidomėjimo tiriant įvairias širdies ir kraujagyslių ligas. Įvairių tyrimų rezultatai rodo, kad ECS vaidmuo širdies ir kraujagyslių sistemos (CVD) veikloje yra daugialypis ir sudėtingas. Su įvairiomis CVD ligomis siejamas per didelis ECS aktyvumas. Tačiau tai gali reikšti ir apsauginį kompensacinį endokanabinoidinės sistemos mechanizmo veikimą. Todėl ECS komponentų reguliavimas gali pasitarnauti širdies ir kraujagyslių ligų gydymui. Čia bus apžvelgtas ESC vaidmuo širdies ir kraujagyslių sistemai, o taip pat gydomasis nepsichotropinių ECS moduliatorių fitokanabinoidų, terpenų potencialas.

Įžanga

Širdies ir kraujagyslių ligos, apimančios širdies ligas (koronarinė širdies liga, miokardo infarktas, širdies nepakankamumas) ir kraujagyslių ligas (periferinių arterijų liga, aterosklerozė, išeminis insultas) yra viena iš dažniausių mirties priežasčių pasaulyje. Paprastai skiriami vaistai yra mažo tankio lipoproteinus (cholesterolį) mažinanys statinai, trombocitus mažinantys vaistai, kurie apsaugo nuo trombų susidarymo, beta-blokatoriai, kurie slopina simpatinį veikimą ir į angiotenziną konvertuojančio fermento inhibitoriai, kurie mažina kraujo spaudimą. Kadangi tokie pacientai turi keletą susijusių ligų, dažnai skiriama daugiau kaip 5 medikamentai, o jų nesuderinamumo pasekmė yra stiprūs šalutiniai poveikiai. Nustatyta, kad apie 43 proc. pacientų CVD vaistų naudojimas yra blogai priimamas. Ir nors tradiciniai medikamentai efektyviai mažina specininius CVD rizikos faktorius, tačiau esminė rizika lieka dėl to, kad pagrindinė priežastis dėl ko pati rizika kyla, lieka nepašalinta. Daug faktorių apimanti išliekanti rizika yra svarbesnė, nei ta, kurią bandoma įveikti remiantis tradiciniu medicininiu požiūriu. Todėl, kad pritaikyti papildomus gydymo būdus, labai svarbu yra suprasti CVD patogenezę.[1].

Endokanabinoidinė sistema reguliuoja ir palaiko įvairaus fiziologinio veikimo balansą. ECS pakitimai susiję su įvairiomis ligomis. Pavyzdžiui nustatyta, kad potrauminio streso ir migrenos atveju ECS veikia per silpnai, o esant metaboliniam sindromui, nutukimui ir CVD, ECS yra per stipriai aktyvuota. Esant koronarinei širdies ligai ir aterosklerozei kanabinoidinių receptorių raiška ir endokanabinoidinių signalų perdavimas yra padidėjęs. [1].

CB receptoriai

CB1 receptorių daugiausiai randama centrinėje nervų sistemoje (CNS), tačiau yra ir periferinėje nervų sistemoje, širdies ir kraujagyslių sistemoje, riebaliniame audinyje, kepenyse. CB1 aktyvacija CNS yra atsakinga už psichotropinį Δ9-tetrahidrokanabinolio efektą. CB1 aktyvacija baltuosiuose riebaluose ir kepenyse didina lipogenezę ir mažina lipolizę. Širdies ir kraujagyslių sistemoje šis receptorius gausiausias  miokarde, kur jo aktyvacija gali lemti neigiamą inotropiją, miokardo kontraktiliškumo ir kraujo spaudimo sumažėjimą. Kraujagyslių endotelyje CB1 receptoriai atsakingi už vazodilataciją (atsipalaidavimą) ir gali įtakoti kraujagyslių lygiųjų raumenų proliferaciją ir migraciją. Per didelė CB1 receptorių aktyvacija, o taip pat padidėjęs endokanabinoidų lygis yra susijęs su įvairių CVD patogeneze- hipotenzija, širdies nepakankamu ir metaboline dereguliacija. Tyrimai su metabolinio sindromo, hipertenzijos ir diabeto gyvūnų modeliais parodė, kad CB1 receptorių stimuliacija aktyvuoja keletą ląstelės mirties kelių, oksidacinį stresą, kraujagyslių uždegiminį atsaką ir atitinkamai audinių pažeidimus bei širdies disfunkciją/nepakankamumą. Šie poveikiai buvo sumažinti CB1 receptorių neturinčių pelių modelyje, tai pat ir skyrus CB1 receptorių antagonistų. Įvertinus kitus pelių hipertenzijos modelius manoma, kad širdies ir kraujagyslių CB1 receptoriai turi įtaką kraujo spaudimo reguliavimui. Viršsvorį turinčiuose pacientuose padidėjusi CB1 receptorių raiška, o taip pat padidėjusi anandamido koncentracija plazmoje ir visceraliniuose riebaliniuose audiniuose susiję su visceraliniu nutukimu ir koronarinės cirkuliacijos nepakankamumu. CB1 receptorių blokavimas kelete gyvūnų modelių davė gerus rezultatus mažinant nutukimą, bendrą kūno svorį ir mažinant metabolinius nukrypimus įskaitant kepenų steatozę, plazmos riebalų rodiklius, gliukozės toleranciją. Tai paskatino sukurti vaistą rimonabantą, CB1 receptorių antagonistą, kuris nors mažino visceralinį ir bendrą nutukimą ir susijusias kardiometabolines komplikacijas, tačiau sukėlė ir depresiją bei nerimą dėl CB1 receptorių veikimo CNS. [1].

CB2 receptorių daugiausiai yra imuninėse ląstelėse, blužnyje, čiobrialiaukėje, limfmazgiuose ir kraujo ląstelėse, taip pat randama specifinėse smegenų zonose, susijusiose su uždegiminiu atsaku. CB2 receptorių veikimas susijęs su imunoreguliacija ir ūmaus, ir lėtinio uždegimo atveju, tokiu kaip neuropatinis skausmas, išeminis/reperfuzinis pažeidimas, aterosklerozė, sepsis, uždegiminė žarnyno liga, Huntington‘o liga, išsėtinė sklerozė. Kardiovaskuriarinėje sistemoje CB2 receptoriai aptinkami endotelio ląstelėse, kardiomiocituose ir kraujagyslių lygiuosiuose raumenyse, o jų veikimo padidėjimas esant tokioms patofiziologinėms sąlygoms, kaip širdies nepakankamumas, teigia apie CB2 receptorių signalų perdavimą, kaip apie kardioprotekcinį kompensacinį mechanizmą. Įvairiose gyvūnų aterosklerozės miokardo ir cerebralinės išemijos/reperfuzijos modelių studijose buvo tiriamas CB2 receptorių aktyvacijos vaidmuo priešuždegiminiam, antioksidaciniam ir antiarterogeniniam veikimui. Tyrimai su pelėmis patvirtina antiaterosklerotinį CB2 receptoriaus signalų perdavimo vaidmenį, uždegiminio atsako slopinimą, žalingos apoptozės mažinimą ir ekstraląstelinės matricos komponentų pokyčius. Tačiau tyrimų su žmonėmis vis dar trūksta. [1].

Endokanabinoidai

Endokanabinoidai (eCB) yra endogeninės lipidų molekulės, fermentų pagalba pagal poreikį sintetinamos iš fosfolipidinių pirmtakų neuronuose ir periferiniuose audiniuose, kur jie perduoda signalus per kanabinoidinius receptorius. Pagrindiniai du kanabinoidai anandamidas (AEA) ir 2-AG sintetinami iš arachidono rūgšties ir yra pirminiai CB1 ir CB2 ligandai. AEA ir 2-AG yra širdies audinuose ir cirkuliuojančiose ląstelėse- trombocituose ir monocituose. Anandamidas veikia kaip dalinis CB1 receptoriaus ir TRPV agonistas ir silpnas CB2 agonistas. 2-AG yra pilnas CB1 ir CB2 agonistas. Šie ligandai taip pat aktyvuoja peroksisomų proliferatorių aktyvuojamus receptorius (PPAR), tokius kaip PPARγ, PPAR-α. PPAR yra ligandų aktyvuojami transkripcijos faktoriai, kurie reguliuoja pagrindinių baltymų raišką, susijusių su uždegimu, metabolizmu, kraujagyslių funkcija, kraujo spaudimu. Visos trys PPAR izoformos (α, β ir γ) yra kardiovaskuliarinėse ląstelėse, o PPARγ, PPARα aktyvavimas pasirodė turi kardioprotekcinių savybių. AEA ir 2-AG metabolines funkcijas sustabdo membraniniai transporteriai ir fermentinis skaidymas, dažniausiai katalizuojant FAAH ir MAGL. [1].

Labiausiai žinomas eCB poveikis kraujagyslėms, pirmiausiai anandamido, yra vazorelaksacija (kraujagyslių atpalaidavimas). Šis veikimas paremtas sudėtingais mechanizmais, įskaitant CB1, TRPV1 receptorių aktyvavimą bei azoto oksido (NO) regliuojamą atsaką. Kokie receptoriai dalyvauja šiame procese, priklauso nuo sutrikimo/ligos,  receptorių vietos, kraujagyslės audinio sluoksnio. Pavyzdžiui, TRPV1 receptoriaus atktyvacija sensorinių nervų terminaluose paskatina su kalcitonino genu susijusio peptido išskyrimą, o tai įtakoja arterijos dilataciją. Žiurkių aortose AEA vazorelaksacinis poveikis vyksta dėl PPARγ aktyvacijos, kuri priklauso nuo NO gamybos. Kitame gyvūnų modelyje oftalminės arterijos anandamido įtakota vazorelaksacija vyko dalyvaujant PPARα, be PPARγ aktyvacijos. Žmonių tyrimuose anandamido įtakota mezenterinių arterijų vazorelaksacija priklausė nuo paciento ligos/būklės- silpnesnis poveikis buvo viršsvorį turintiems pacientams ir tiems, kurie vartojo paracetamolį. Tai sutampa au pastebėjimu, kad nutukusiuose gyvūnuose yra sumažėjusi CB1 receptorių raiška ir TRPV1 aktyvacija atitinkamai esant padidėjusiam AEA skaidymui. [1].

Yra žinoma, kad anandamidas įtakoja kraujo spaudimą. Anestezuotų gyvūnų modelyje intraveninė AEA injekcija iššaukė trifazį atsaką kraujo spaudimui. Pirmoje fazėje pastebėtas staigus kraujo spaudimo kritimas, susijęs su širdies kontraktiliškumo sumažėjimu. Ši fazė, sukelta didelio AEA kiekio truko keletą sekundžių. Manoma tai susiję su TRPV1 receptoriais. Antroje fazėje pastebėtas kraujo spaudimo padidėjimas, kurio veikimo mechanizmas nėra aiškus, bet nustatyta, kad tai nesusiję su CB1 receptoriumi. Trečioje fazėje matoma besitęsianti hipotenzija ir vidutinė bradikardija. Tai susiję su simpatinių kraujagyslių ir širdies nervų CB1 receptorių aktyvacija. Svarbu tai, kad hemodinaminis AEA poveikis yra stipresnis esant hipertenzjai, nei normaliai būklei. Toks pats -hipotenzinis ir kardioprotekcinis  AEA poveikis pasebėtas hipertenziniuose gyvūnų modeliuose, kuriems skirtas FAAH inhibitorius. Šiuo atveju blokuojant AEA hidrolizę, padidėja jo kiekis, kuris sumažina širdies kontraktiliškumą ir nornalizuoja kraujo spaudimą dalyvaujant CB1 receptoriams. [1].

Su eCB susiję mediatoriai

Keletas kitų endokanabinoidinės sistemos ir struktūriškai susijusių lipidų molekulių oleoiletanolaminas (OEA) taip pat turi vazorelaksacinį poveikį, tačiau silpnesnį nei AEA. OEA taip pat sukelia sotumo jausmą ir reguliuoja energijos balansą, mezenterinėse arterijose įtakoja vazorelaksaciją dalinai dėl TRPV1 aktyvavimo sensoriniuose nervuose ir dalinai dėl viduląstelinio kalcio išskyrimo. Be to, OEA pastiprina AEA vazorelaksacinį poveikį mažosiose mezenterinėse arterijose, galimai padidinant TRPV1 jautrumą sensoriniuose nervuose. [1].

Kitas, su eCB susijęs komponentas PEA širdies pažeidimo modeliuose pasireiškia vazorelaksacinėmis savybėmis, padidina endotelio funkciją, mažina kraujo spaudimą, mažina uždegimą ir oksidacinį stresą. Graužikų modeliuose nustatytas veikimo mechanizmas manoma susijęs su PPARα, CB1, CB2, TRPV1 ir GPR55. Spontaniškos hipertenzijos modelyje (SHR) pastovus PEA skyrimas 5 savaites sumažino kraujo spaudimą, atitinkamai ir angiotenzino receptorių 1, ir angiotenziną konvertuojančių fermentų kiekį. Graužikų tyrime pastovus PEA skyrimas priklausomai nuo dozės nuslopino noradrenalino sukeltą vazopresiją, taip pat simpatinę stimuliaciją ir šis poveikis dalinai gali būti blokuojamas per CB1, TRPV1 ir GPR55 antagonistus. Kaip ir OEA, PEA padidina anandamido vazorelaksacinį poveikį, kuris panaikinamas desensitizuojant TRPV1. Žiurkių miokardo išemijos/reperfuzijos modeliuose PEA skyrimas nulėmė priešuždegiminį ir kardioprotekcinį poveikį. 10 mg/kg PEA dozė, dalyvaujant PPARα receptoriui, sumažino neutrofilų infitraciją, adhezijos molekulių raišką, uždegimą, NF-κB ir nitrotiroziną, taip pat apoptozės žymenis. Pelių aterokslerozės tyrime PEA skyrimas 4 savaites sumažino aterosklerotinį pažeidimą ankstyvoje ligos stadijoje. Jau pažengusioje ligos stadijoje PEA pagerino sklerotinių plokštelių stabilumą, sumažino makrofagų kaupimąsi, nekrotinių šerdžių dydį, padidino kolageno depoziciją ir sumažino M1 tipo (t.y. uždegiminių) makrofagų žymenų. Šie atradimai paskatino atlikti klinikinį pirmą PEA poveikio endotelio funkcijai ir akies spaudimui tyrimą. Randomizuotame dvigubai aklame kryžminiame akių spaudimo hipertenzijos tyrime su placebo kontrole, 300 mg dozė 2 kartus dienoje 3 mėnesius pagerino endotelio funkciją ir akių spaudimą. [1].

Endokanabinoidus skaidantys fermentai

Tyrimai naudojant FAAH antagonistus arba FAAH pašalinimą suteikia galimybę stebėti ECS poveikį įvairioms sistemoms. Pelių, kurioms pašalintas FAAH, kraujo spaudimas ir miokardo kontraktiliškumas buvo normalus, nežiūrint padidinto miokardo AEA kiekio ir didesnio hipotenzinio atsako į egzogeninį AEA. Be to, pelėms su pašalintu FAAH mažiau pasireiškė su amžiumi susijęs širdies nepakankamumas. Tačiau naudojant tokias peles įvairių patologijų atveju, pasireiškė ryškūs neigiami kardiovaskuliariniai požymiai, įskaitant širdies nepakankamumą, oksidacinį stresą ir neutrofilų migraciją. Rezultatai su FAAH inhibitoriais hipertenzijos modeliuose rodo jų selektyviškumą. FAAH blokavimas sukėlė neigiamą poveikį normalaus spaudimo atveju ir klinikiniuose skausmo ir uždegimo tyrimuose. [1].

Fitokanabinoidų, kaip ESC moduliatorių vaidmuo kardiovaskuriarinei sistemai

Fitokanabioidai- augalinės kilmės medžiagos, kurios yra pagrindinės augalo Cannabis sativa veikliosios medžiagos. Kanapėje yra šimtai bioaktyvių komponentų, įskaitant ir terpenus. Labiausai ištirtos bioaktyvios medžiagos yra fitokanabinoidai tetrahidrokanabinolis (THC), kanabidiolis (CBD), kanabinolis (CBN), terpenas β- kariofilenas (BCP). [1].

Kanabidiolis

Kanabidiolis yra vienas labiausiai ištirtų fitokanabinoidų. CBD turi labai platų ir kompleksinį farmakodinaminį profilį. CBD tieiogiai ir netiesiogiai veikia endokanabinoidinės sistemos komponentus, o taip pat įvairius kitus endogeninius mediatorius. Atsižvelgiant į glaudų arachidono rūgšties ir endokanabiniodų metabolinių kelių ryšį (bendri fermentai, arachidono rūgštis gaunama iš endokanabinoidų skaidymo), CBD gali visapusiškai veikti dideles mediatorių grupes- arachidono rūgšties derivatyvus ir endokanabinoidus. 1 pav. pavaizduodas CBD veikimo spektras. [2]

1 pav. CBD veikimo mechanizmai.
1 pav. CBD veikimo mechanizmai. Šaltinis: “The Effects of Cannabidiol, a Non-Intoxicating Compound of Cannabis, on the Cardiovascular System in Health and Disease”, Aleksandra Kicman and Marek Toczek

CBD transportuojamas kraujyje prisirišant prie baltymų, 10 proc. CBD prisiriša prie eritrocijų. Jis greitai pasklinda po visus organus, kurie gerai aprūpinami krauju- smegenis, širdį, plaučius ir kepenis. Dėl savo lipofiliškumo, kai vartojama nuolatos, jis gali kauptis riebalų audinyje. CBD praeina dviejų fazių biotransformaciją. Pirma fazė vyksta kepenyse, kur dalyvauja citochromas P450 (CYP). I fazės metabolitų bioaktyvumas skiriasi nuo CBD. Toliau vyksta CBD ir I fazės metabolitų gliukuronidacija. Svarbu pažymėti, kad CBD yra ne tik CYP fermento veikiamas substratas, CBD gali įtakoti pačius CYP fermentus, pvz. kai kuriuos iš jų slopindamas. Gali būti, kad kai kuriais atvejais CBD konkuruoja sąveikoje su CYP fermentais, todėl gali pastiprinti kitų vaistų veikimą.[2].

Jau yra žinomos CBD antioksidacinės ir priešuždegiminės savybės. Šios antioksidacinės savybės apima  branduolio su eritroidu susijusio faktoriaus 2 (Nrf2) ir jo tikslinių genų padidinimą, superoksido dismutazės (SOD) transkripcijos ir fermentinio aktyvumo padidinimą, glutationo lygio padidinimą ir atitinkamai riebalų peroksidacijos sumažėjimą. Stimuliuotose žmogaus imuninėse ląstelėse CBD sumažino uždegiminių citokinų gamybą, įvairiuose ligų modeliuose uždegiminių žymenų sumažėjimą. CBD saugumo tyrimai rodo žemą toksiškumą sveikoms ląstelėms. Kelete klinikinių tyrimų nustatyta, kad 1500 mg CBD dozė žmonėms epilepsijos, Huntington‘o ligos, šizofrenijos ir bipolinio sindromo atvejais 4-6 savaičių periodu buvo gerai toleruojama. [1]

Vienas labiausiai tirtų CBD poveikių kardiovaskuliarinei sistemai yra įtaka vazorelaksacijai ir kraujo spaudimui. Studijose, tiriančiose hemodinaminį CBD poveikį žmonėms pastebėta, kad nei vienkartinės didelės dozės, nei nuolatinis CBD skyrimas nepadarė didelės įtakos normaliam kraujo spaudimui ar širdies ritmui, tačiau streso sukeltą kraujo spaudimą ir širdies ritmą CBD sumažino žymiai. CBD mažina ir fizinio aktyvumo bei šalčio streso sukeltą kraujo spaudimą. [1]. Žiurkių kontekstinės baimės ir ūmaus sukelto streso modelis parodė, kad CBD sumažina vidutinį kraujo spaudimą ir širdies ritmą per 5-HT1A receptorių veikimą, t,y, per streso būklės sumažinimą. Aprašytuose CBD tyrimuose [2], kur naudojami ex vivo, o taip pat gyvūnų sukeltos hipertenzijos modeliai, kuriuose naudojamos vienkartinės dozės (žiurkių SHR modelyje naudojama 14 dienų) komstatuojama, kad CBD nedaro tiesioginės momentinės įtakos kraujo spaudimui ir širdies ritmui, o kartais gaunami netgi priešingi rezultatai, kurie skiriasi priklausomai nuo modelio. Visgi pastebėta, kad daugelyje atejų CBD sumažina oksidacinius žymenis plazmoje ir širdyje (kas galimai ilgainiui įtakotų ir hemodinamiką). Kai kurie ex vivo modeliai patvirtina CBD vazorelaksacinį poveikį arterijose per kompleksinius signalų perdavimo kelius, kurie skiriasi priklausomai nuo audinio.[1].Todėl reikalingi klinikiniai tyrimai su kardiovaskuliarinėmis ligomis sergančiais žmonėmis, kurie parodytų aiškesnį CBD poveikio hemodinamikai paveikslą.

Nemažai tyrimų rodo CBD kardioprotekcinį veikimą. Gyvūnų modelyje CBD skyrimas prieš koronarinės arterijos perrišimą ir prieš reperfuziją, sumažino infakto dydį, taip pat skyrimas prieš sukeliant išemiją, sumažino skilvelių aritmiją ir sumažino kolageno įtakotą trombocitų kaupimąsi. Aritmiją mažinantis CBD poveikis galimai pasireiškia dėl aritmogeninių substancijų išskyrimo iš trombocitų. Kitas tyrimas parodė, kad CBD aritmiją mažinantis veikimas susijęs su adenosino A1 receptoriais. Dirbtinai sukelto ūmaus miokardo infarkto modelyje išankstinis CBD skyrimas sumažino infarkto dydį, pagerino kraujo patekimą į pažeistas sritis, sumažino mioląstlelių apoptozę. Be to CBD pagerino kairiojo skilvelio funciją ir apsaugojo nuo reperfuzijos pažeidimo, kuris susijęs su leukocitų infilracija širdyje. [2].

CBD teigiamas poveikis pastebėtas ir kitų širdies pažeidimų atveju. Pavyzdžiui, graužikų modelyje CBD skyrimas 4 savaites sumažino doksorubicino sukeltus histopatologinius širdies pažeidimus ir miokardinio pakenkimo serumo žymenis kreatino kinazę ir troponiną T. Kardioprotekcinis CBD veikimas susijęs su malondialdehido, azoto oksido, TNF-α, ir kalcio jonų sumažinimu, glutationo, seleno, cinko jonų lygio padidinimu, NF-кB, indukuojamojo NOS ir kaspazės-3 raiškos sumažinimu ir apoptozės inhibitoriaus survivino raiškos padidinimu. Panašiame tyrime CBD skyrimas 5 dienas sumažino doksorubicino sukeltą širdies disfunkciją ir pažeidimo žymenis. Be to, CBD pagerino pažeistų širdies mitochondrijų funkcijas. Pelių eksperimentinio autoimuninio miokardito modelyje CBD injekcijos pagerino kairiojo skilvelio sistolinius ir diasistolinius parametrus, sumažino fibrozinį permodeliavimą, uždegimą, mononuklearinę infitraciją. Biocheminiai testai parodė uždegimo sumažinimą susijusį su uždegiminių citokinų IL-6, IL- 1β, INFγ raiškos bei oksidacijos ir nitracijos streso žymenų sumažėjimu.[2].

Tyrinėtas ir CBD poveikis išeminiam insultui, daugiausia graužikų vidurinės smegenų arterijos okliuzijos modeliuose. CBD skyrimas ir prieš, ir po išemijos sumažino infarkto/pažeidimo dydį ir pagerino neurologines funkcijas, taip pat pagerino smegenų kraujotaką. Manoma, kad CBD teigiamas poveikis smegenų kraujotakai ir pažeidimo mažinimui, bent jau dalinai susijęs su serotonino 5-HT1A receptoriumi ir nėra susiję su kanabinoidiniais ir vaniloidiniais TRPV1 receptoriais. Pastebėta, kad CBD veikia neuroprotekciškai netgi po ilgo laiko po insulto sukėlimo. Neuroprotekcinis CBD vekimas gyvūnų modeliuose siejamas su ekscitotoksiškumo, glijų aktyvacijos, neuronų metabolinio pažeidimo ir apoptozės sumažinimu. CBD nuslopino insulto sukeltą neurouždegimą mažinant neutrofilų skaičių ir uždegiminių faktorių, tokių kaip TNF-α receptorių 1 ir NF-кB raišką smegenyse. Taip pat CBD gali mažinti poinsultinį pažeidimą slopinant branduolio baltymą high-mobility group box 1 (HMGB1), kuris po išemijos uždegiminių ir nekrotinių ląstelių gausiai išskiriamas į užląstelinę sritį ir skatina genų, susijusių su neurouždegimu ir mikroglijų aktyvacija, raišką. Svarbu paminėti, kad CBD laikomas daug žadančia priemone gydant perinatalinę hipoksinę išeminę encefalopatiją (HIE), sukeltą asfiksijos (deguonies trūkumo). Tyrimai daryti su naujagimiais gyvūnais parodė, kad eksperimentinio neonatalinio HIE atveju, CBD stabdo smegenų aktyvumo sumažėjimą, neuronų metabolizmo pažeidimą, ekscitotoksiškumą ir histopatologinius pokyčius smegenyse, neuronų nekrozę/apoptozę, astroglijų/mikroglijų aktyvaciją, neurouždegimą ir oksidacinį stresą smegenye. [2].

Priešuždegiminis ir kraujagysles stabilizuojantis CBD poveikis buvo parodytas graužikų LPS sukelto encefalito modelyje. CBD sumažino beveik visus LPS sukeltus pasikeitimus- arterolių ir venulių išsiplėtimą, uždegiminių TNF-α ir COX-2 raiškos padidėjimą, oksidacinį stresą, smegenų kraujo barjero pažeidimą, o taip pat sumažino indukuojamojo NOS raišką.[2].

Pastebėta, kad CBD turi apsauginį poveikį inkstų ir kepenų išemimio/reperfuzinio pažeidimo atveju mažinant oksidacinį ir nitracinį stresą, histopatologinius pokyčius, ląstelių mirtį. Šie poveikiai pasireiškia per NF-κB, p38 MAPK ir JNK raiškos ir adhezijos molekulių  mažinimą.[2].

Endotelio funkcijos ir vientisumo pažeidimas yra pagrindinė įvairių diabeto komplikacijų priežastis. Žmogaus koronarinės arterijos endotelio ląstelės paveiktos dideliu gliukozės kiekiu sukėlė mitochondrinio superoksido gamybą, 3-nitrotirozino formavimąsi,  NF-κB aktyvaciją, indukuojamojo NOS ir adhezijos molekulių raišką ir monocitų migraciją. Išakstinis CBD skyrimas sumažino visus šiuos parametrus, be to sumažino endotelio barjero pakenkimą. Nustatyta, kad šis endotelio veikimas nesusijęs su CB1 ir CB2 receptoriais.[2].

Nutukusių pelių modelyje (MFC) iš kanapės augalo izoliuoto CBD skyrimas (maitinant) 8 savaites sumažino trigliceridų serume, kepenų fermentus ir kepenų uždegimą. Eksperimentiniame pelių autoimuninio miozito (EAM) modelyje iš kanapės augalo izoliuoto CBD injekcijos skirtos 46 dienas sumažino miokardo disfunkciją ir širdies nepakankamumo būklę slopinant T ląstelių perduodamus uždegiminius signalus ir pažeidimą. Pelių streptozotocino sukeltame diabeto modelyje ir žmonių pirminių kardiomiocitų paveiktų dideliu gliukozės kiekiu tyrime iš kanapės augalo izoliuotas CBD skirtas 48 valandas sumažino didelio gliukozės kiekio sukeltą endotelio uždegiminį atsaką, apsaugojo nuo endotelio barjero funkcijos pakenkimo. Tokie CBD kardiometaboliniai poveikiai, kaip gliukozės ir riebalų mažinimas taip pat yra labai svarbūs. [1]

Kanabinolis, kanabigerolis, kanabichromenas

Kanabinolis (CBN), kitas Cannabis sativa kanabinoidas, kuris pasižymi kaip priešuždegiminis, antioksidacinis ir analgetinis komponentas, kuris daugiausiai veikia per CB2 ir TRPV1 receptorius. Nustatyta, kad CBN įsisavinamas graužikų širdies audinyje, bet ar fitokanabinoidas kaupiasi kardiovaskuliariniuose audiniuose, neaišku. Ex vivo tyrimai rodo, kad CBN įtakoja hemodinamiką, tačiau tai nepastebėta in vivo ir žmonių tyrimuose. Tai gali būti paaiškinama dozės skirtumais, o taip pat CBN skyrimo būdu. Tolesnėse studijose turėtų būti tiriama kokią CBN (sintetinio ir izoliuoto iš augalo) plazmos koncentraciją galima pasiekti vartojant per burną, o taip pat nustatyti, koks gali būti cirkuliuojantis kiekis ir metabolizmas gyvūnų modeliuose.

Kanabigerolis (CBG)- tai fitokanabinoidas, kuris pasižymi priešuždegiminėmis, antibakterinėmis ir analgetinėmis savybėmis. CBG yra dalinis CB2 receptoriaus antagonistas, kurio afinitetas skiriasi priklausomai nuo ląstelės rūšies, o CB1 veikimas yra neaiškus. Kaip CBG konkrečiai veikia kardiovaksuliarinę sistemą, duomenų nedaug, tačiau nustatyta, kad CBG priklausomai nuo dozės sumažino pirminį ir antrinį  trombocitų kaupimąsi žmogaus trombocitų, paveiktų adrenalinu tyrime.

Kanabichromenas (CBC) – dar vienas negausus Cannabis sativa kanabinoidas, CB2 ir TRPV1 agonistas, pasireiškiantis priešuždegiminėmis, antibakterinėmis ir antigrybelinėmis savybėmis. Graužikų modelyje CBC turėjo hpotenzinį poveikį, o kartu su THC pastiprino kvėpavimo dažnio ir širdies ritmo sumažėjimo efektą.

β- kariofilenas

β- kariofilenas (BCP)- tai seskviterpenoidas, kurio gausu Cannabis sativa, ir kurio taip pat yra kituose augaluose- juoduosiuose pipiruose, gvazdikėliuose, apyniuose. BCP žinomas kaip turintis stirpų priešuždegiminį ir antioksidacinį poveikį įvairiuose audinuose, taip pat ir kardiovaskuliariniuose. Dažniausiai jo poveikis pasireiškia per selektyvų CB2 receptorių ir agonistinį PPAR-γ ir PPAR-α veikimą. Ikiklinikiniai tyrimai rodo, kad BCP yra daug žadantis komponentas, kaip bendras kardiometabolinis vaistas, gebantis mažinti riebalų ir gliukozės lygį. β- kariofilenas pasireiškia kardioprotekcinėmis savybėmis kardiotoksiniuose modeliuose. Graužikų sukelto miokardo infarkto modelyje BCP sumažino infarkto dydį ir širdies pakenkimą, palyginus su kontroline grupe. Nutukusių pelių modelyje BCP pagerino glikeminius parametrus, dislipidemiją, kraujagyslių oksidacinį stresą.

Išvada

Atliekant ikiklinikiniusi ir klinikinius tyrimus vis daugėja įrodymų, kad endokanabinoidinė sistema įtakoja kardiovaskuliarinės sistemos veikimą. Nustatyta, kad esant metaboliniam sindromui, nutukimui ir CVD, ECS yra per stipriai aktyvuota, kas pasireiškia padidėjusia kanabinoidinių receptorių raiška ir endokanabinoidinių signalų perdavimu. Todėl, ECB sistemos moduliatoriai, tokie kaip fitokanabinoidai ir kiti su ECB susiję mediatoriai yra daug žadanti priemonė gydant kardiovaskuliarines ligas ir mažinant jų riziką. Fitokanabonoidai, įskaitant CBD, tiesiogiai ir netiesiogiai veikia endokanabinoidinės sistemos komponentus, o taip pat įvairius kitus endogeninius mediatorius. Šioje srityje reikalingi tolimesni kardiovaskuliarinėmis ligomis sergančių žmonių tyrimai, kuriuose be kitų faktorių būtų įvertintas ir ilgalaikis tokio gydymo poveikis.

Šaltniai:

  1. Elnaz Karimian Azari, Aileen Kerrigan & Annalouise O’Connor (2020) “Naturally Occurring Cannabinoids and their Role in Modulation of Cardiovascular Health”, Journal of Dietary Supplements, 17:5, 625-650, DOI: 10.1080/19390211.2020.1790708;
  2. Kicman A, Toczek M. “The Effects of Cannabidiol, a Non-Intoxicating Compound of Cannabis, on the Cardiovascular System in Health and Disease”, Int J Mol Sci. 2020;21(18):6740. Published 2020 Sep 14. doi:10.3390/ijms21186740.

Kanabidiolio poveikis sergančiųjų psoriaze keratinocitų pažeidimams

Įžanga

Psoriazė yra lėtinė uždegiminė odos liga, pasireiškianti nenormalia keratinocitų difenciacija, augimu (proliferacija), epidermio hipertrofija, uždegiminiais infiltratais odoje. Sustiprėjęs uždegiminis procesas ir padidinta keratinocitų proliferacija lemia odos plokštelių susidarymą. Svarbų vaidmenį jos patogenezėje vaidina oksidacinis stresas. Oksidacijos-redukcijos reakcijų (toliau- „redox“) balanso pasislinkimas link oksidacinės būklės, keičia ROS ir fermentų įtakojamą fosfolipidų, baltymų ir kitų endogeninių komponentų metabolizmą. Įvairios aktyvuotų leukocitų populiacijos infiltruodamosi į odą, padidina vietinių oksidantų kiekį ir sukelia uždegiminį atsaką, taip pat oksidacinius odos ląstelių baltymų ir riebalų pasikeitimus, ypatingai keratinocitų. Psoriazės vystymosi priežastis- imuninio atsako disbalansas. Pagrindiniai citokinai, dalyvaujantys  psoriazės patogenezėje yra interferonas gamma (IFNγ), didinantis keratinocitų augimą ir aktyvuojantis imunines ląsteles, interleukinas 22 (IL-22), taip pat didinantis proliferaciją, tumoro nekrozės faktorius alfa (TNFα) ir interleukinas 17 (IL-17) stimuliuojantis chemoatraktantus keratiocituose. Chemoatraktantai didina leukocitų migraciją epitelyje, kas lemia uždegimą. [2]. Nors pasireiškia lokaliu odos metabolinio proceso sutrikimu, liga yra sisteminė, nes padidinta riebalų peroksidacija pastebėta psoriaze sergančių kraujo ląstelėse ir plazmoje. [1]. Taip pat padidėjusi citokinų gamyba susijusi ir su kraujyje padidėjusia cirkuliuojančių limfocitų ir neutrofilų aktyvacija. [2]. Dėl padidintos neutrofilų aktyvacijos susidaro neutrofilų ekstraląstelinio chromantino tinklas (NET),kuris toliau skatina uždegiminius procesus.[2].

Dauguma psoriazės gydymo metodų, siekiančių paspartinti pažeistų epidermio ląstelių pašalinimą, sukelia dar didesnį oksidacinį stresą ir/arba yra toksiški. Todėl, dėl savo plataus biologinio veikimo spektro vis didesnį dėmesį patraukia kanabinoidai, o ypatingai, psichotropinio poveikio neturintis Cannabis sativa L. komponentas kanabidiolis (CBD). CBD turi antioksidacinį, priešuždegiminį, neuroprotekcinį poveikį. CBD tiesiogiai ir netiesiogiai reguliuoja redox būseną. Tiesioginis veikimas lemia sumažėjusį ląstelės oksidacinį aktyvumą, kas pasireiškia ROS gamybos apribojimu. Be to, esant įvairiems metaboliniams sutrikimams, CBD padidina mRNR ir kiekį/aktyvumą tokių antioksidacinių baltymų kaip superoksido dismutazės (SOD), glutationo peroksidazės (GSH-Px) izofermento. CBD gali tiesiogiai ir netiesiogiai veikti redox balansą, keičiant kanabinoidinių receptorių aktyvumą, priklausomai nuo dozės- CBD gali aktyvuoti, antagonizuoti ar slopinti metabotropinius receptorius. Todėl CBD apsaugo nuo oksidacinio streso ir ląstelės komponentų (DNR, riebalų, baltymų) oksidacinių modifikacijų, kas lemia įvairių ligų vystymąsi.

Edokanabinoidinės sistemos vaidmuo oksidacinio streso ir uždegimo procesuose

Endokanabinoidinės sistemos elementai yra plačiai paplitę epidermyje ir vaidina pagrindinį vaidmenį imuninio atsako procese. Endokanabinoidai įtakoja uždegimą ir oksidacinį stresą, receptorių pagalba lemia uždegiminių citokinų raišką. Gerai žinomas endokanabinoidas anandamidas (AEA), kuris mažina įvairių chemokinų lygį (įskaitant TNFα ir IL-23) keratinocituose, taip pat IL-17 limfocituose (Th1, Th17) ir keratinocituose. Kitas endokanabinoidas – PEA, taip pat pasižymi priešuždegiminiu veikimu ir gali padidinti AEA lygį. Farmakologinis endokanabinoidinės sistemos moduliavimas/atstatymas yra pažangi priemonė reguliuoti uždegimą, redox balansą ir epidermio funkcijas. Žinoma, kad egzogeniniai kanabinoidai (pagaminti ne žmogaus organizmo) per kanabinoidinių receptorių raiškos pokyčius ir kitus mechanizmus gali reguliuoti uždegimo procesą ir ROS. Egzogeniniai kanabinoidai taip pat veikia keratinocitų diferenciaciją ir proliferaciją. Pastebėta, kad išorinis PPARγ receptorių agonistų (kas yra ir kanabinoidai) skyrimas sumažina psoriazės pacientų epidermio hiperplaziją (nenormalų ląstelių dauginimąsi). Kanabinoidų gebėjimas mažinti oksidacinį stresą ir uždegimą, manoma, per mechanizmus, susijusius su kanabinoidiniais rceptoriais CB1 ir CB2, taip pat GPR55 ir kitus -TRPV1, PPAR, lemia jų poveikį keratinocitų augimui ir diferenciacijai.

Kanabidiolio poveikis psoriazės pacientų fosfolipidų metabolizmui keratinocituose 

Mokslininkai atliko tyrimą „Cannabidiol Effects on Phospholipid Metabolism in Keratinocytes from Patients with Psoriasis Vulgaris“, kuriame aiškinosi kanabidiolio, pasižyminčio antioksidacinėmis ir priešuždegiminėmis savybėmis poveikį redox balansui ir fosfolipidų metabolizmui UVA ir UVB spinduliuote paveikus keratinocitus, paimtus iš psoriaze sergančių ir sveikų žmonių.

CBD poveikis psoriazės pacientų keratinocitų redox būklei

Šiame tyrime patvirtinta, kad psoriaze sergančiųjų keratinocituose redox balansas yra išsiderinęs, kas pasireiškia padidinta ROS gamyba ir išsireguliavusia su GSH (glutationu) ir Trx (tioredoksino reduktaze) susijusia antiksidacine sistema, t.y. padidintu oksidantų kiekiu ir sumažintu antioksidaciniu pajėgumu. GSH ir Trx  dalyvauja normalios redox būsenos palaikyme ląstelėje. Tyrime pastebėta, kad psoriaze sergančiųjų keratinocituose su glutationu susijusi sistema neveikia efektyviai, GSH kiekis yra sumažėjęs ir dar labiau sumažėja dėl UV spinduliuotės. Tai gali būti dėl padidėjusio membranos transporterių kiekio, o taip pat dėl GSH konjugato su HNE (riebalų oksidacijos produktas) kurio kiekis šios ligos atveju yra padidėjęs. GSH su GSH peroksidaze dalyvauja saugant membranos fosfolipidus. Kita antioksidacinė apsauginė sistema, susijusi su Trx (tioredoksinu). Šių dviejų besikoperuojančių sistemų palaikymas  užtikrina redox homeostazę keratinocituose. Kadangi psoriazė lemia ir glutationo peroksidazės, ir katalazės lygio sumažėjimą, taip pat ir vitamino E, kuris tiesiogiai apsaugo membranos fosofolipidus, tai rodo akivaizdų riebalų peroksidacijos padidėjimą šios ligos atveju.

Ankstesni tyrimai patvirtina CBD gebėjimą mažinti ROS slopinant jų gamybą skatinančius fermentus. Be to, CBD, kaip ir kiti antioksidantai gali sutrukdyti laisvųjų radikalų grandinines reakcijas. CBD taip pat mažina ROS gamybą per metalo jonų chelaciją ir stabdo Fentono reakciją, kurios metu gaminamos ypatingai reaktyvios laisvųjų radikalų formos. Šiame tyrime nustatyta, kad CBD sumažinant ROS aktyvinančius fermentus, sumažina ROS kiekį, o ypatingai paveiktų UV sveikų ir pacientų, keratinocituose. Tačiau pacientų keratinocitų ROS kiekis net po CBD gydymo vis dar liko padidintas, ypatingai tų, kurie paveikti UVB. Tai yra svarbu, nes oda dažnai veikiama saulės spindulių.

Be to, kad mažina oksidantų kiekį, CBD taip pat redox balansą reguliuoja didindamas antioksidantų aktyvumą ar kiekį. Šiame tyrime pastebėta, kad CBD padidina su GSH susijusios sistemos efektyvumą sveikų žmonių keratinocituose, tačiau psoriazės pacientų ir paveiktų UV spinduliuote, efektyvumą sumažina. Tai, manoma, vyksta dėl įvairių CBD junginių sudarymo. Tačiau CBD pagerina antioksidantų aktyvumą, tokių kaip glutationo peroksidazė, kurios kiekis patologinėmis sąlygomis būna sumažėjęs. CBD aktyvina/padidina Trx ir Trx R sveikų žmonių keratinocituose, nuo kurių yra priklausoma gynybinė sisitema, būtina keratinocitų išgyvenimui. CBD turi stabilizuojantį poveikį katalazės (svarbaus antioksidanto) aktyvumui, o taip pat lipofilinių vitaminų lygiui, apsaugant juos nuo oksidacijos. CBD antioksidacinis pajėgumas (30-50 proc.) didesnis nei vitamino E ir vitamino C.

CBD poveikis psoriazės pacientų keratinocitų fosfolipidų metabolizmui

Epidermio ląstelėse, įskaitant keratinocitus, yra daug fosfolipidų, kurie ne tik formuoja ir palaiko epidermio barjerą, bet ir vaidina pagrindinį vaidmenį metabolinėse ląstelės funkcijose. Fosfolipidų kiekis, taip pat ir jų nuo ROS ir fermentų priklausomi metabolizmo produktai, tokie kaip riebalų peroksidacijos produktai ir endokanabinoidai, yra reguliuojami redox būsenos, tačiau fosfolipidų derivatyvai ir patys yra ląstelės redox balanso reguliatoriai. Oksidacinė būklė, būdinga psoriazės pacientų keratinocitams, skatina oksidacines fosfolipidų modifikacijas, kaip rodo padidėję riebalų peroksidacijos produktai (8-izoprostanai ir 4-HNE). 4-HNE yra didelio reaktyvumo agentas, kuris gali reaguoti su riebalais, peptidais, nukleino rūgštimis, baltymais. Todėl 4-HNE gali keisti daugumos biomembranos antioksidantų baltymų ir peptidų struktūrą, įskaitant GSH ir Trx sistemų komponentus ir katalazę. 4-HNE baltymų junginių kiekis psoriazės pacientų keratinocituose yra padidėjęs. O padidėjusi riebalų peroksidacija psoriazės pacientuose pastebima ir kraujo ląstelėse ir plazmoje, kas patvirtina, kad liga, nežiūrint lokaliai pasireiškiančių metabolinių modifikacijų odos ląstelėse, yra sisteminio pobūdžio sutrikimas. 4-HNE junginių formavimasis skatina uždegiminių citokinų ir antiapoptotinių baltymų gamybą.

Mažinant ROS kiekį CBD mažina fosfolipidų oksidacinių modifikacijų tikimybę. Tai patvirtina matomas 4-HNE ir jo junginių su baltymais kiekis, ypatingai psoriazės pacientų keratinocituose, o taip pat 8- izoprostano sumažėjimas sveikų žmonių keratinocituose. Įvairiuose tyrimuose pastebėtas riebalų peroksidacijos žymenų sumažėjimas gydant CBD- diabetinės kardiomiopatijos, kepenų intoksikacijos, Alzhaimerio ir kituose modeliuose.

Be riebalų peroksidacijos, riebalų metabolizmas, kuris priklausomas nuo fermentų, formuoja kitus fosfolipidų derivatyvus- endokanabinoidus, kurie susiję su odos ląstelių fiziologija ir su patofiziologija, įskaitant psoriazę ir atsaką į UV spinduliuotę. Endokanabinoidų lygis didele dalimi priklauso nuo juos skaidančių fermentų – FAAH ir MAGL aktyvumo. Tyrimas rodo, kad pastarųjų kiekis psoriazės atveju ir po UV spinduliuotės yra padidėjęs. Šiame tyrime nepastebėtas FAAH/MAGL veiklos sumažėjimas CBD paveikus sveikų žmonių ir pacientų keratinocitus, tačiau nustatytas jų aktyumo sumažėjimas po poveikio UV spinduliuote. Endokanabinoidų lygis gali būti keičiamas ir sumažinant ABC transporterių (įvairų substancijų transmembraninių nešiklių) aktyvumą. Už AEA pernešimą atsakingas AMT transporteris. Psoriazės pacientų ir UV paveiktuose keratinocituose AEA ir 2-AG lygiai yra pamažėję, o PEA padidėjęs. CBD padidino AEA UV paveiktų pacientų keratinocitų, o kontrolinės grupės keratinocituose sumažino. Ankstesniame tyrime pastebėta, kad CBD moduliuoja endokanabinoidinę sistemą padidinant AEA lygį žmogaus keratinocituose. Taip pat manoma, kad CBD mažina AEA skaidymą ir atitinkamai didina AEA konkuruojant su AEA transporteriu, o ne dėl FAAH/MAGL aktyvumo mažinimo.

Kanabinoidų metaboliniai procesai susiję su membranos receptorių aktyvacija, tokių kaip CB1, CB2, TRPV, PPAR, kuriems CBD taip pat yra ligandas. CBD gali veikti ląstelės metabolizmą moduliuojant endokanabinoidų aktyvumą arba tiesiogiai konkuruojant su endokanabinidais aktyvuojant/antagonizuojant/slopinant kanabinoidinius receptorius. Psoriazės atveju labiausiai tikėtinas kanabidiolio tiesioginis receptorių veikimas. CBD padidina CB2 receptorių raišką ir sveikų žmonių, ir pacientų keratinocituoe. Tai rodo, kad CBD veikia kaip CB2 agonistas ir gali mažinti ROS ir TNFα lygį, taip mažinant oksidacinį stresą ir uždegimą. Tačiau pastebėta, kad pacientų keatinocituose paveiktuose UV spinduliuote, CBD CB1/2 receptorių aktyvacija lemia prooksidacinę būklę. Reikalingi tolimesni tyrimai, kad išsiaiškinti apsauginį CBD poveikį sveikų žmonių keratinocitams ir atvirkščią poveikį psoriazės pacientų keratinocitams, kuris lemtų jų apoptozę, kartu vertinant ir uždegimą. Kitas CBD taikinys yra TRPV receptoriai, kurių pirminis ligandas yra PEA. Ankstesniuose tyrimuose nurodyta, kad PEA gali mažinti uždegiminių citokinų lygį esant uždegiminėms odos ligoms. Atitinkamai, PEA gali veikti kaip endogeninė apsauga nuo UV sukelto uždegimo.

Oksidacinis stresas, pasireiškiantis psoriazės pacientų keratinocituose yra esminis imuninio atsako į patologiją elementas, toliau didėjantis veikiant UV spinduliuotei. Gydymas CBD, kuris, kaip nustatyta, kaupiasi keratinocitų membranose, ypatingai paveiktose UV spinduliuote, sumažina oksidacines fosfolipidų modifikacijas ir jų pasekmes. CBD mažina uždegimą ir padidindamas  PEA lygį. [1].

CBD poveikis neutrofilų ekstraląstelinio chromantino formavimuisi 

Iki šiol manyta, kad pagrindiniai psoriazės moduliatoriai yra limfocitai, tačiau neutrofilai sudaro didžiausią leukocitų grupę ir jie yra svarbūs įvairių autoimuninių ligų faktoriai. Psoriaze sergančių neutofilai, kaip ir kiti leukocitai nuolatos yra aktyvuoti dėl uždegiminės būklės. Atitinkamai, ląstelės yra linkusios sudaryti neutrofilų ekstraląstelinio chromantino tinklą (NET), nes pasižymi padidintu IL-17 kiekiu, kuris yra NET aktyvatorius. NET yra neurofilų naudojamas mechanizmas/struktūra, skirta patogenų naikinimui. Tai- neutrofilų suformuotas chromantino pluoštų tinklas citoplazmoje su antimikrobiniais peptidais ir fermentais, tokiais kaip neutrofilų elastazė, katepsinas ir mieloperoksidazė (MPO). Tokius tinklus formuoja ir kitos imuninės ląstelės. Pastebėta, kad NET yra būdingi imuninėms ligoms, įskaitant psoriazę, sisteminę raudonąją vilkligę, reumatoidinį artritą. NET susiformavimas toliau skatina uždegiminį procesą.

Todėl neutrofilų funkcijos reguliavimas gali būti efektyvi psoriazės gydymo strategija. Yra žinoma, kad CBD gali mažinti neutrofilų aktyvumą ir ROS, todėl tikėtina stabdo NET formavimąsi. Buvo atliktas tyrimas“ Cannabidiol Modifies the Formation of NETs in Neutrophils of Psoriatic Patients“ , kuriame įvetintas CBD poveikis NET formavimuisi neutrofiluose, paimtuose iš psoriazės pacientų ir sveikų žmonių. Papildomai CBD efetyvumas buvo įvertintas ir panaudojant NET formavimosi aktyvatorių lipopolisacharidą (LPS).

Tyrime nustatyta, kad psoriazės neutrofiluose inkubacija su CBD sumažino oksidacinių žymenų NADPH oksidazės ir mielopoerokisdazės lygį ir atitinkamai sumažino NET formavimąsi. MPO koncentraciją ir NET formavimąsi CBD sumažina ir sveikų žmonių neutrofiluose. Tai rodo, kad CBD mažna prooksdacinius fermentus (NADPH oksidazę ir mielopoerokisdazę) ir NET formavimąsi.

Be to, CBD slopina, bent jau dalinai, LPS įtakotus prooksidacinių fermentų gamybos pasikeitimus ir atitinkamai NET formavimąsi. Šis tiesioginis veikimas paaiškinamas jau žinomu CBD ląstelės antioksidacinio veikmo moduliavimu. Antioksidacinis CBD poveikis tai pat susijęs su redox reakcijoms jautriu transkripcijos faktoriumi Nrf2, kuris atsakingas už ląsteles apsaugančių baltymų gamybą, įskaitant antioksidantus, o taip pat nefermetinių ir fermentinių ląstelės antntioksidantų apsaugą. Atitinkamai, CBD apsaugo nuo ląstelės komponentų oksidacinių modifikacijų, lemiančių NFκB veiklą- kito su redox susijusiu transkripcijos faktoriumi. Todėl CBD gali reguliuoti patologijas, susijusias su redox disbalansu ir uždegimu, kas būdinga ir psoriazei.

Psoriazės atveju be to, kad turi teigimą poveikį NET formavimuisi, CBD kaip priešuždegiminis faktorius gali slopinti dendritinių ląstelių, limfocitų aktyvaciją ir įtakoti Th limfocitų poslinkį link Th2.  Galimai todėl išorinis psoriazės gydymas CBD duoda gerus rezultatus mažinant odos ligos simptomus. [2].

Klinikinis CBD praturtinto tepalo poveikio odos ligoms tyrimas

Iš gyvo organizmo  paimtų ląstelių tyrimai (ex vivo) turi trūkumų, nes neįvertinama ląstelių sąveika, visi apykaitos ir metabolizmo biocheminiai procesai.  Siekiant įvertinti kanabidiolio poveikį odos ligų atveju natūralioje aplinkoje atliktas klinikinis tyrinas, kuriame CBD praturtintas tepalas buvo skiriamas  sergantiems psoriaze, atopiniu dermatitu ir randus sukeliančių veiksnių atvejais. Tepalas, kurį sudarė CBD praturtintas aliejus, o taip pat papildomi ingredientai- Mangifera Indica, Calendula officinalis, Lavendula officinalis, Chamomile, Amyris Balsamifera, taukmedžio sviestas įvairiose kūno vietose buvo tepami du kartus per dieną 3 mėnesius. Tyrimo pabaigoje, naudojant tam skirtas metodikas įvertinti odos parametrai – drėgnumas, transderminis vandens praradimas ir elastingumas, taip pat fotografijos ir klausimynas. Nustatyta, kad po 3 mėn, gydymo odos paramentrai visų pacientų pagerėjo: drėgnumas įvairiose vietose pagerėjo 5,5- 6,9 proc. , transderminis vandens praradimo rodklis pagerėjo 17,6- 28,1 proc., elastingumas pagerėjo 17,1- 27,1 proc. Nei vienam pacientui nepasireiškė alerginė reakcija ar sudirgimas. Šis tyrimas patvirtinta, kad išoriškai naudojamas CBD praturintas tepalas žymiai pagerino pacientų gyvenimo kokybę, tame tarpe ir psoriazės pacientų. Tyrimas parodė, kad kanabinoidai nuslopino keratinocitų proliferaciją, kas patvirtina tnkamumą psoriazės gydymui. Be to, CBD praturintas tepalas pasitvirtino kaip saugi ir efektyvi neinvazinė priemonė psoriazės ir kitų odos ligų, ypatingai uždegiminių, gydymui. [3].

Šaltiniai:

1. “Cannabidiol Effects on Phospholipid Metabolism in Keratinocytes from Patients with Psoriasis Vulgaris”, Iwona Jarocka-Karpowicz,1 Michał Biernacki,Adam Wroński, Agnieszka Gęgotek,Elżbieta Skrzydlewska1; 2020;

2. “Cannabidiol Modifies the Formation of NETs in Neutrophils of Psoriatic Patients”, Piotr Wójcik, Marzena Garley, Adam Wroński, Ewa Jabłońska,Elżbieta Skrzydlewska1; 2020;

3. “A therapeutic effect of cbd-enriched ointment in inflammatory skin diseases and cutaneous scars”, B. Palmieri1, C. Laurino, M. Vadalà; 2019.

Kanabidiolio įtaka kalcio jonų (Ca2+) reguliavimui mitochondrijose

Pav. šaltinis: https://mindd.org/mitochondrial-health-key-wellbeing/

Santrumpa

Mitochondrijoje kalcio jonų homeostazė vaidina esminį vaidmenį ląstelės fiziologijoje ir patofiziologijoje. Mitochondrinis Ca2+ srautas kontroliuoja energijos gamybą, keičia viduląstelinio kalcio signalų amplitudę ir jo išraišką laiko- erdvės atžvilgiu ir yra ląstelės mirties instrumentas. Vis daugėja duomenų apie tai, kad ši Ca2+  ir ROS sąveika vaidina didelį vaidmenį įvairių ligų patofiziologijoje, įskaitant neurodegeneracines ligas (Alzhaimer’io, Parkinson’o), uždegimines ligas ir vėžį. Mitochondrijų kalcio ir ROS disfunkcija susijusi su neurodegeracijių ligų patogeneze.  Nuo kalcio jonų priklausomas NOX5 (NADPH oksidazės) aktyvumas įtakoja kraujagyslių proliferaciją ir kraujagyslių formavimąsi, taip pat įvairų vėžio ląstelių proliferaciją, galimai įtakoja kepenų ligas ir koronarines širdies ligas. Mitochondrijų kalcio ir ROS homeostazės sutrikimas įtakoja TNF- alfa, kas patvirtina svarbų vaidmenį uždegiminių ligų, tokių kaip osteoartritas ir net sepsis, atveju. Be to, uždegiminiai procesai, iššaukti mitochondrijų sutrikimo, susiję su vėžio vystymusi įvariose stadijose. Daugėja įrodymų, kad mitochondriijų pakitimai yra susiję su tumoro metabolizmu, vedančiu prie padidėjusios ROS gamybos ir nenormalios kalcio apykaitos, kas lemia tumoro augimą, išgyvenamumą ir metastazavimą. Mitochondrijos mPTP poros atidarymas dėl didelio kacio kiekio susikaupimo mitochondrijoje, sąlygoja citochromo C išlaisvinimą į citozolį ir proapoptotinių kaskadų paleidimą. Vėžio ląstelės desensitizuoja  mPTP porą  kalcio jonams ir ROS ir tuo būdu padidina vėžio ląstelės atsparumą. Mitochondrija įvardijama kaip galimas vėžio gydymo taikinys. Ūmios išemijos-reperfuzijos atveju, programuotos mirties mechanizmai yra nekrozė ir apoptozė, inicijuojama mPTP poros atidarymo ir išorinės mitochondrijos membranos pralaidumo. Kanabinoidai, esantys lipofilinės natūros, lengvai pasiekia ląstelės aktyviąsias zonas ir nemažai tyrimų teigia, kanabinoidai tikslingai veikia mitochondrijas. Kanabidiolio (CBD) atliekamas Ca2+ reguliavimas pastebėtas įvairiose ląstelių rūšyse. Neuronai yra ypatingai daug energjos reikalaujanti ląstelių rūšis ir atitinkamai pasižyminti dideliu metabolizmu, dideliais Ca2+ svyravimais, todėl mitochondrijos veikla yra ypatingai svarbi. Tiesiogiai reguliuodamas mitochondrinį Ca2+ lygį CBD apsaugo nuo ląstelės mirties dėl neurotoksiškumo, kuris susijęs su membranos potencialo praradimu, ROS, ATP gamybos praradimu. CBD gebėjimas sumažinti nenormaliai aukštą Ca2+ per mitochondrijos Ca2+ srautų reguliavimą ir homeostazės atstatymas gali pasitarnauti daugelio ligų, kurioms būdingas Ca2+ disbalansas, gydymui. Ypatingai neurodegeneracinės ligos, įskaitant Hantington‘o ligą ir Friedreich‘o ataksiją yra susiję su mitichondrijos disfunkcija ir CBD pagrindu pagaminti preparatai galėtų padėti šių ligų atveju. CBD per įvairius membranų kanalus (VDAC, MCU) padidindamas mitochondrijos Ca2+ lygį gali sukelti vėžinių ląstelių mirtį.

Įžanga

Kalcis yra svarbus antrinis signalų nešiklis, atsakingas už viduląstelinių ir užląstelinių signalų perdavimo kaskadas ir vaidina pagrindinį vaidmenį ląstelės gyvenimo įvykiuose, įskaitant sekreciją, metabolizmą, genų raišką, išgyvenamumą ir mirtį. Ca2+ signalų perdavimo sistema, reguliuojant ląstelės procesus, veikia daugybe būdų- per buferių sistemą, membranų jonų siurblius ir keitiklius bei vidines Ca2+  taplyklas.  Be to, kalcio jonų signalų perdavimas  susijęs ir su kitomis sistemomis ir keliais, viena iš jų- laisvųjų radikalų (ROS) sistema ir jų elementais- superoksido anijonu, vandenilio peroksidu ir hidroksilo radikalais. Mitochondrijoje kalcio jonų homeostazė vaidina esminį vaidmenį ląstelės fiziologijoje ir patofiziologijoje. Mitochondrinis Ca2+ srautas kontroliuoja energijos gamybą, keičia viduląstelinio kalcio signalų amplitudę ir jo išraišką laiko- erdvės atžvilgiu ir yra ląstelės mirties instrumentas.

Ca2+ sąveika su ROS yra be galo svarbi ir abipusė- ROS gali reguliuoti Ca2+  signalų perdavimą ląstelėje, o Ca2+  yra reikalingas ROS gamybai. Padidėjęs Ca2+  lygis aktyvuoja ROS formuojančius fermentus ir atitinkamai ROS.  Vis daugėja duomenų apie tai, kad ši Ca2+  ir ROS sąveika vaidina didelį vaidmenį įvairių ligų patofiziologijoje, įskaitant neurodegeneracines ligas (Alzhaimerio, Parkinsono), uždegimines ligas ir vėžį. Mitochondrijų kalcio ir ROS disfunkcija susijusi su neurodegeracijių ligų patogeneze.  Nuo kalcio jonų priklausomas NOX5 (NADPH oksidazės) aktyvumas įtakoja kraujagyslių proliferaciją ir kraujagyslių formavimąsi, taip pat įvairų vėžio ląstelių proliferaciją, galimai įtakoja kepenų ligas ir koronarines širdies ligas. Mitochondrijų kalcio ir ROS homeostazės sutrikimas įtakoja TNF- alfa, kas patvirtina svarbų vaidmenį uždegiminių ligų, tokių kaip osteoartritas ir net sepsis, atveju. Be to, uždegiminiai procesai, iššaukti mitochondrijų sutrikimo, susiję su vėžio vystymusi įvariose stadijose. Daugėja įrodymų, kad mitochondriijų pakitimai yra susiję su tumoro metabolizmu, vedančiu prie padidėjusios ROS gamybos ir nenormalios kalcio apykaitos, kas lemia tumoro augimą, išgyvenamumą ir metastazavimą. Mitochondrijos mPTP poros atidarymas dėl didelio kacio kiekio susikaupimo mitochondrijoje, sąlygoja citochromo C išlaisvinimą į citozolį ir proapoptotinių kaskadų paleidimą. Vėžio ląstelės desensitizuoja  mPTP porą  kalcio jonams ir ROS ir tuo būdu padidina vėžio ląstelės atsparumą. Mitochondrija įvardijama kaip galimas vėžio gydymo taikinys. Ūmios išemijos-reperfuzijos atveju, programuotos mirties mechanizmai yra nekrozė ir apoptozė, inicijuojama mPTP poros atidarymo ir išorinės mitochondrijos membranos pralaidumo. [1]

Kanabidiolio poveikis kalcio jonų srautams

Kanabinoidai, esantys lipofilinės natūros, lengvai pasiekia ląstelės aktyviąsias zonas ir nemažai tyrimų teigia, kanabinoidai tikslingai veikia mitochondrijas. Kanabidiolio (CBD) atliekamas Ca2+ reguliavimas pastebėtas įvairiose ląstelių rūšyse. Neuronai yra ypatingai daug energjos reikalaujanti ląstelių rūšis ir atitinkamai pasižyminti dideliu metabolizmu, dideliais Ca2+ svyravimais, todėl mitochondrijos veikla yra ypatingai svarbi. Net nedidelis mitochondrijos veiklos trūkumas gali lemti žalingus nukrypimus, kurie sukelia degeneracinius procesus. Duncan Ryan ir bendraaut. tyrime „Cannabidiol Targets Mitochondria to Regulate Intracellular Ca2+ Levels“ nagrinėjama CBD įtaka mitochondrijos kalcio jonų homeostazei, kaip neuroprotekcinių savybių pagrindas. Ankstesnis šios mokslininkų grupės tyrimas parodė aiškų ryšį tarp CBD ir Ca2+ reguliavimo per viduląstelines Ca2+ talpyklas.  Šiame tyrime naudoti hipokampo neuronai, kalcio indikatoriai citozolyje (Fura-2 AM) ir mitochondrijoje (Rhod-FF). Tam, kad geriau stebėti CBD poveikį, buvo padidintas jautrumas ir viduląstelinių taplyklų Ca2+ lygis. CBD buvo taikytas hipokampo ląstelėms (HBS) su padvigubinta K+ koncentracija. Šiomis sąlygomis CBD sumažino Ca2+  lygį ir neuronuose ir glijose, todėl CBD poveikis yra abipusis ir priklauso nuo jautrumo. CBD antikonvulsiniam tyrimui buvo panaudotas 4AP, K+ kanalo blokuotojas, lemiantis į priepuolius panašius Ca2+ svyravimus. Tyrime 4AP sukėlė  pastovų citozolinio Ca2+ kilimą, kas lėmė Ca2+ svyravimus. Po to, kai buvo panaudotas CBD, svyravimai liovėsi ir neuronuose, ir glijose, todėl, kaip rodo rezultatai, CBD slopina epilepsiją per mitochondrijų Ca2+ reguliavimą. Manoma, kad CBD taip pat gali padėti ir kitų ligų atveju, kurios susiję su padidintu jautrumu. Jau ankstesnis tyrimas parodė, kad CBD įtakojami Ca2+ pokyčiai susiję su viduląstelinėmis Ca2+ talpyklomis, o ne išorinėmis. Toliau buvo nagrinėjama galimas mitochondrijų vaidmuo, kaip pagrindinis homeostazės elementas, veikiant CBD. FCCP, ATP sintazės blokatorius (ang.uncoupler) paskatino Ca2+ srautą iš mitochondrijos ir atitinkamai Ca2+ padidėjimą citozolyje, o po to panaudotas CBD sumažino Ca2+ padidėjimą citozolyje. (1 pav.)

1 pav. FCCP ir CBD poveikis mitochondriniam ir citozoliniam Ca2+ lygiui.
1 pav. FCCP ir CBD poveikis mitochondriniam ir citozoliniam Ca2+ lygiui.

Naudojant endoplazminio tinklo (ER) kalcio jonų receptorių antagonistus šiame tyrime nustatyta, kad CBD poveikis Ca2+ nėra susijęs su ER talpykla. Todėl tai patvirtina faktą, kad CBD Ca2+ reguliavimas pasiekiamas per Ca2+ mitochondrijos Ca2+ srautus, galimai per mPTP (mitchondrijos nespecifinio pralaidumo pora) arba Na+/Ca2+ keitiklį (NCX). Tolesnis tyrimas parodė, kad šiomis eksperimentinėmis sąlygomis CBD reguluodamas Ca2+ visgi daugiau veikia per NCX, o ne per mPTP.

CBD apsaugo nuo mitochondrijų toksinų

CBD mitochondrijos veikimą įrodo ląstelių mirties, sukeltos mitochondrijos toksinų, modelis. Geriausias neuroprotekcinis veikimas buvo gautas prieš FCCP toksiškumą, kuris sutrikdo membranos potencialą, sustabdo ATP gamybą ir nulemia kalcio srautą į citozolį. Membranos potencialo praradimas ir ląstelių mirtis, manoma, susijusi su mPTP formavimusi, nes jos blokatorius (CsA) apsaugojo nuo FCCP toksiškumo. Ir didesnė, ir mažesnė CBD dozės FCCP bandyme ląsteles veikė neuroprotekciškai. Geresni rezultatai pasiekti su didesne CBD doze ir preinkubacija prieš FCCP.

Kadangi CBD antioksidacinės savybės jau žinomos, jo neuroprotekcinės savybės buvo palygintos su laisvųjų radikalų neutralizatoriumi BHT. Nei didesnė, nei mažesnė BHT dozės neapsaugojo nuo FCCP toksiškumo, o CBD apsaugojo labiau nei BHT. 100 proc. apsaugos rezultatas pasiektas su didesne doze BHT (10 μm) ir CBD (1 μm). Tai rodo CBD ir antioksidacinį sinergetinį veikimą, kai pastarasis veikiau pastiprina CBD efektą, o ne veikia kaip jo signalų perdavėjas.

Buvo tiriamas CBD apsauginis efektas prieš vandenilio peroksidą. Poveikis buvo lyginamas su katalaze, vandenilio peroksido neutralizatoriumi. Čia CBD neuroprotekcinis poveikis buvo silpnas, be to, mažesnė CBD dozė geriau apsaugojo ląsteles, nei didesnė, kas sako, kad CBD antioksidacinės savybės čia nėra pagrindinės. Toliau bandymas atliktas su oligomicinu, ATP gamybos blokatoriumi. CBD skyrimas kartu su oligomicinu pagerino ląstelių gyvybingumo rodiklius. Kaip įrodymas, kad šis toksiškumo testas susijęs su mPTP, buvo panaudotas CsA, mPTP inhibitorius, kuris žymiai pagerino ląstelių apsaugą. Tačiau bendras CsA ir CBD veikimas nepagerino apsauginių rodiklių. Palyginimui, katalazė neturėjo apsauginio poveikio ląstelėms prieš oligomiciną, o tai reiškia, kad apsauginis poveikis čia daugiau susijęs ne su antioksidaciniu veikimu. (2 pav.)

2 pav. CBD apsaugo  SH-SY5Y  ir hipokampo (HIPP)  ląsteles nuo oligomicino toksiškumo.
2 pav. CBD apsaugo SH-SY5Y ir hipokampo (HIPP) ląsteles nuo oligomicino toksiškumo

Šie duomenys rodo, kad CBD tiesiogiai veikia mitochondrijas ir šis veikimas pasireiškia apsauga nuo tiesiogiai mitochondriją veikiančių toksinų. Bendrai, tyrimų rezultatai rodo, kad CBD gebėjimas sumažinti nenormaliai aukštą Ca2+ per mitochondrijos Ca2+ srautų reguliavimą gali pasitarnauti daugelio ligų, kurioms būdingas  Ca2+ disbalansas, gydymui. Ypatingai neurodegeneracinės ligos, įskaitant Hantington‘o ligą ir Friedreich‘o ataksiją yra susiję su mitichondrijos disfunkcija ir CBD pagrindu pagaminti preparatai galėtų padėti šių ligų atveju.[2].

Ca2+ srautų reguliavimas vėžio ląstelių  modeliuose

Kaip minėta anksčiau, Ca2+ srautų reguliavimas per mitochondrijos mechanizmus gali įtakoti vėžio ląstelių gyvybingumą. Olivas-Aguirre, M., Torres-López, L., Valle-Reyes, J.S.  ir bendraaut. atliko tyrimą „Cannabidiol directly targets mitochondria and disturbs calcium homeostasis in acute lymphoblastic leukemia“, kurio rezultatai rodo, kad CBD yra tinkamas kandidatas limfoblastinės leukemijos gydymui.

Tyrime CBD citotoksinis poveikis buvo išbandytas su keletu vėžio ląstelių rūšių: T-ALL (ūmios limfoblastinės leukemijos), B-ALL (B ląstelių ALL), CML (lėtinės mielogeninės leukemijos), taip pat su gimdos ir krūties vėžio ląstelėmis. Geriausi CBD rezultatai pasiekti su T-ALL ląstelėmis. CBD poveikis buvo priklausomas nuo dozės- didelės dozės sukėlė Jurkat (žmogaus T leukemijos ląstelės) ląstelių mirtį, mažesnė dozė sustabdė jų proliferaciją, tačiau maža dozė (1 1 μM) paskatino proliferaciją.

T-ALL migracija vaidina didelį vaidmenį ligos atsinaujinimui. Tyrime nustatyta, kad CBD žymiai sumažino T-ALL migraciją.

Autofagija yra katabolinis ląstelinis procesas, kuris ir fiziologinėmis ir patofiziologinėmis sąlygomis užtikrina homeostazę, pašalindamas nefunkcionales organėles. Yra žinoma, kad CBD sukelia krūties vėžio ląstelių mirtį per apoptozės ir autofagios sąveiką. CBD poveikis buvo palygintas su chlorokvino, kuris padidina autofagiją. 10 µM CBD efektyviai padidino autofagiją Jurkat ląstelėse, rezultatai buvo dar geresni derinant katu su chlorokvinu. CBD įtakota mitochondrijos Ca2+ perkrova lemia mPTP susiformavimą. Pastebėta, kad CBD padidina citozolinį Ca2+ ir vėžio, ir sveikose ląstelėse. Nustatyta, kad CBD sukeltas citozolio Ca2+ padidėjimas nesusijęs su  plazmos membranos ar užląstelinio kalciu. CBD įtakotas citozolinio Ca2+ padidėjimo šaltinis- viduląstelinė kalcio saugykla, endoplazminis tinklas. Laikoma, kad mitochondrijos Ca2+ padidėjimas yra įtakojamas citozolio Ca2+ padidėjimo. Mitochondrija veikia kaip perteklinio kalcio surinkėja. CBD sukeltą mitochondrijos Ca2+ padidėjimą įtakojo Ca2+ išleidimas iš ER, nes ER srauto užblokavimas sumažino stebėtą mitochondrijos Ca2+ padidėjimą. Tyrime taip pat parodyta, kad CBD įtakotas mitochondrijos Ca2+ padidėjimas yra susijęs su mitochondrijos VDAC (nuo el.krūvio priklausomu anijonų kanalu) ir MCU kanalu (mitochondrijos Ca2+ uniporteriu) ir tik iš dalies su Na+/Ca2+ keitikliu, NCX. Bendrai, iš šių duomenų aišku, kad CBD įtakotas Ca2+ srautas į mitochondriją per MCU sukelė staigią Ca2+ perkrovą, kuri paskatino mPTP atidarymą ir atitinkmai Ca2+ išleidimą į citozolį, kas galiausiai sukelia ląstelės mirtį. Kelete ląstelių modelių pastebėta, kad CBD gali paskatinti ląstelės mirtį per tiesioginį VDAC kanalo veikimą, įtakodamas jo praeinamumą. Ši VDAC būklė pasireiškia tuo, kad sumažinamas metabolitų transportas ir padidinamas Ca2+ pralaidumas. (3 pav.)

3 pav. CBD poveikio T-ALL ląstelėms veikimo mechanizmas.
3 pav. CBD poveikio T-ALL ląstelėms veikimo mechanizmas.

Svarbu paminėti, kad daugelis leukemijos ląstelių fenotipų VDAC raiška yra padidinta, palyginus su sveikomis ląstelėmis ir padaugėja taikant chemoterapiją. O šis padidėjimas teigiamai koreliuoja su vėžinių ląstelių mirtimi, taikant priešvėžinius preparatus. Svarbu dar ir tai, kad naiviosios T ląstelės, kurios sudaro didžiąją limfocitų dalį, buvo atsparios CBD ir išlaikė savo gebėjimą aktyvuotis reaguojant į antigenus. Sveikos aktyvuotos T ląstelės buvo jautrios CBD, tačiau vėžio pacientuose su nusilpusiu imunitetu ši populiacija maža, Tolesni tyrimai turėtų atsakyti į klausimus dėl tinkamos efektyvios CBD dozes taikymo. Turint omenyje mitochondrijos esminį vaidmenį onkogeniniame perprogramavime, CBD gali būti rimtas kandidatas įtraukimui į gydymo protokolus.[3].

Išvada

Kaip rodo minėti modeliai, CBD veikia su mitochondrijomis susijusius kalcio jonų srautus priklausomai nuo patologijos pobūdžio ir atlieka reguliacinį vaidmenį. CBD gali mažinti Ca2+ lygį, kai jis nenormaliai padidėjęs ir turėti neuroprotekcinį poveikį, o kitu atveju, vėžio ląstelėse, CBD įtakoti Ca2+ srautai gali lemti apoptotinius mechanizmus.

Šaltiniai:

  1. Calcium and ROS: A mutual interplay, Agnes Görlach, Katharina Bertram, Sona Hudecova, Olga Krizanovac;
  2. Cannabidiol Targets Mitochondria to Regulate Intracellular Ca2+ Levels, Duncan Ryan, Alison J. Drysdale, Carlos Lafourcade, Roger G. Pertwee, Bettina Plattcorresponding author;
  3. Cannabidiol directly targets mitochondria and disturbs calcium homeostasis in acute lymphoblastic leukemia; Olivas-Aguirre, M., Torres-López, L., Valle-Reyes, J.S. et al.

Pilno spektro kanapių ekstrakto efektyvumas lėtinio neuropatinio skausmo modelyje

Vis daugėja patvirtinimų apie kanapių pagrindu pagamintų vaistų analgetines, priešuždegimines ir anksiolitines savybes. Chroniškas skausmas yra gana dažna kanapių naudojimo priežastis- kaip vidutinio stipumo analgetiką patvirtina ir daugelis tyrimų atliktų su chronišką skausmą patiriančiais pacientais, o taip pat ir momentinio skausmo žmonių tyrimuose. Kadangi konvencinių vaistų efektyvumas yra tik apie 11 proc, be galo svarbu ieškoti alternatyvų. Šioje studijoje buvo tiriamas pilno spektro ekstrahuoto kanapių aliejaus poveikis pelių chroniško skausmo modelyje, imituojančiame trišakio nervo skausmą, kuris dažniausiai yra chroniško skausmo priežastis. Rezultatas buvo sekantis: mechaninė alodinija (skausmas nuo stimulo, kuris įprastai nesukelia skausmo) viso augalo kanapių ekstraktu buvo sumažinta 1 val. bėgyje, didžiausią efektą pasiekiant per 4 val. ir išliekant veiksmingu  6 val., o anestezinis poveikis buvo lokalus.

Tyrime naudotos “Cherry Blossom” veislės pluoštinės kanapės. Ekstrahavimui kaip tirpiklis naudotas alkoholis. Išvalius alkoholį, ekstraktas sumaišytas su vidurinės grandies trigliceridais. Tyrimui 5 μL kanapių aliejaus buvo sumaišyta su žemės riešutų sviestu (0,138 mg/kg).

Vienas iš daugiausiai tyrinėtų kanapės komponentų kanabidiolis (CBD) geba mažinti skausmą per keletą mechanizmų. Farmakologinis CBD profilis yra įvairus- kanabinoidinius ir nekanabinoidinius receptorius veikdamas kaip agonistas arba kaip antagonistas. Nežiūrint silpno afiniteto ortosterinėse jungimosi vietose, mažomis nanomolianėmis dozėmis jis yra nekompetentinis neigiamas alosterinis CB1 receptoriaus reguliatorius ir inversinis CB2 agonistas. Nesusiję su kanabinoidiniais receptoriais keliai yra: agonistinis veikimas serotonino 1A (5-HT1A) ir receptorinių jonų kanalų V tipo 1 ir 2 (TRPV1, 2) receptorių, teigiamas alosteginis reguliavimas GABAA ir glicino receptorių, antagonistinis veikimas įtampos valdomų Cav2.2 kalcio kanalų ir sigma-1 receptorių ir netesioginis endokanabinoidų agonistinis veikimas didinant AEA, slopinant FAAH.

Be kanabinoidų įtaką skausmo mažinimui daro ir terpenai.  β- mircenas, α-pinenas, β- kariofilenas pasireiškia priešuždegiminiu ir priešskausminiu veikimu. CBD tam tikrais atvejais turi ilgalaikį imunosupresinį poveikį ir gali būti naudojamas lėtiniams uždegimams gydyti, o terpenai pasireiškia laikinu imunosupresiniu veikimu ir ūmaus skausmo slopinimu. Šiame tyrime iš 38 tirtų teprenų, sudarančių 0,65 proc. kanapių molekulinės masės, 8 yra svarbausi: β-mircenas 0.256%, β-kariofilenas 0.121%, farnesenas 0.080%, α-pinenas 0.48%, guaiolis 0.043%, α-bisabololis 0.040%, α-humulenas 0.036% ir D-limonenas 0.022%.

Monoterpenas β-mircenas yra vienas iš gausiausių ir dažniausių terpenų kanapėse. Jis turi stiprias antinociceptines savybes, jo gausu cirtinžolėje. β- kariofilenas  yra vienas iš dažniausių seskviterpenoidų, randamų kanapėse. Nors tikslus mechanizmas, kokiu būdu pasireiškia β- kariofileno analgetinės ir priešuždegiminės savybės nėra visiškai aiškus, dalinai tai susiję su selektyviu CB2 receptorių agonizmu ir nežymiu afinitetu CB2 receptoriams. α-pinenas yra labiausiai gamtoje paplitęs terpenas. Viename tyrime, kuriame naudotas dirbtinai sukelto uždegimo modelis, parodyta, kad α-pinenas žymiai sumažino uždegiminius faktorius- azoto oksidą, iterliaukiną -6 ir TNF- α. α-pinenas nuslopino indukuojamą azoto oksido sintazę (iNOS), taip pat ciklooksigenazę (COX-2) uždegimo sukėlėjo stimuliuotuose makrofaguose. α-pinenu gausus ekstraktas, o taip pat izoliuotas α-pinenas efektyvumu  prilyginamas indometacinui ir gabapentinui (kurie turi žalingą šalutinį poveikį), todėl yra potencialus vaistas uždegimo ir neuropatinio skausmo mažinimui.

Pirmą kartą parodyta, kad paprastai prieinamas pilno spektro kanapių ekstakto aliejus yra veiksmingas malšinant skausmą. Veiksmingumo kreivė yra varpo formos, didžiausias efektas pasiekiamas 2-4 val. bėgyje, o veikimas trunka 6 val. Šis tyrimas apėmė vienos rūšies kanapių ekstraktą, todėl rezultatai su kitų rūšių ekstraktais gali būti skirtingi. Tolimesnių tyrimų tikslas turėtų būti išsiaiškinti pilno spektro kanapių ekstraktų poveikį multisensorinėms ir suvokimo-dėmesio sistemoms, kurios įtakoja skausmo procesą, o taip pat įvertinti vaisto dozavimą.

Šaltinis: Jacob M. Vigil, Marena A. Montera, Nathan S. Pentkowski, Jegason P. Diviant, Joaquin Orozco, Anthony L. Ortiz, Lawrence J. Rael, Karin N. Westlund, “The Therapeutic Effectiveness of Full Spectrum Hemp Oil Using a Chronic Neuropathic Pain Model“, 2020 

Kanabidiolio vartotojų apklausa- tyrimas

Pav. šaltinis: https://shop.kush.com/how-much-cbd-is-right-for-me/

Santrumpa

Kanabidiolis (CBD) plačiai vartojamas ir bendros savijautos gerinimo, ir gydymosi tikslais. Šis tyrimas rodo, kad žmonės apie CBD daugiau sužino iš interneto, šeimos bei draugų, o ne iš gydytojų. CBD naudojamas kaip priemonė daugeliui sveikatos sutrikimų- ypatingai skausmui ir uždegiminei būklei, taip pat nerimui, depresijai, miego sutrikimams gydyti. Didelis procentas tyrimo dalyvių nurodė, kad CBD jų negalavimus gydo efektyviai, be konvencinės medicinos priemonių ir tik su nežymiais šalutiniais poveikiais. Šie duomenys yra stiprus pagrindas toliau nagrinėti ir geriau suprasti CBD gydomąjį potencialą lėtinio skausmo, nerimo, depresijos, miego sutrikimų ir kitų ligų bei negalavimų gydymui.  

Beveik 62 proc. CBD vartoja gydymosi tikslais, o apie 36 proc. besigydančių nurodė labai gerą efektyvumą ir tik 4 proc. nelabai gerą, tik 1 iš 3 nurodė nežymius nepageidaujamus poveikius.

CBD vartotojų tyrimas

Priešklinikiniai ir klinikiniai tyrimai rodo, kad kanabidiolis turi didelę gydomąją vertę ir jo taikymo profilis yra labai platus. CBD yra gerai toleruojama ir pakankamai saugi medžiaga.  Kanabidiolio paklausa nuolatos auga. Šio tyrimo tikslas buvo išsiaiškinti kokiems sveikatos sutrikimams ir ligoms vartojamas CBD ir koks jo efektyvumas.

Tyrime anonimiškai elektroniniu būdu dalyvavo savanoriai, anketos pagrindiniai klausimai buvo sukoncentruoti ties sociodemografija, naudojimo tikslu, dažnumu ir laiku, naudojimo būdu, pasiektu rezultatu (nauda) ir šalutiniu poveikiu. Respondentai galėjo atsakyti ne į visus klausimus.

Demografiniai duomenys

Atlikta 2409 respondentų atsakymų analizė, iš jų- 50,87 proc. moterų, 47,4 proc. vyrų. Iki 24 metų dalyvių buvo 6,33 proc., 25-44 metų- 31,76 proc. 45-64 metų- (didžiausia grupė) 42,95 proc. , 65 m. ir daugiau- 18,96 proc.* Daugiausiai (91,23 proc.) buvo JAV rezidentai, kita šiek tik didesnė grupė- Kanados gyventojai (4,73 proc.). Pastovių kanapių vartotojų- 55,17 proc. respondentų.

Naudojimo tikslas

Tyrimo dalyviai pateikė atsakymus kokiu tikslu naudoja kanabidiolį- gydymosi ar bendros savijautos  gerinimo/profilaktiškai. Beveik 62 proc. CBD vartoja gydymosi tikslais, o moterų šioje grupėje  OR 1,65 karto didesnis nei vyrų grupėje. Šis skaičius didesnis tarp vyresnio amžiaus žmonių. Savijautos gerinimo tikslais CBD naudoja 38,44 proc. dalyvių. OR vartojančių gydymosi tikslais yra 1,44 karto didesnis nereguliarių kanapių vartotojų kategorijoje, negu reguliarių.(1 lentelė).

1 lentelė. Naudojimo tikslo pasiskirstymas pagal sociodemografiją ir kitus kriterijus (n=2409)
1 lentelė. Naudojimo tikslo pasiskirstymas pagal sociodemografiją ir kitus kriterijus (n=2409)

**Galimybių santykis (angl. odds ratio, OR) parodo, kaip pasikeis galimybė (tikimybių santykis), kai atitinkamas kintamasis padidės vienetu, fiksavus kitų kintamųjų reikšmes.

Naudojančių CBD gydymosi tikslais analizė

Bent vieną negalavimą besigydančių CBD nurodė 1483 dalyviai, o sveikatos sutrikimų/negalavimų įvardinta 3963, vienam dalyviui tenka 2,67 sveikatos sutrikimai. Pagrindiniai respondentų nurodyti sveikatos sutrikimai yra skausmas, artritas/sąnarių skausmai, nerimas. Sekantys du pagal dažnumą negalavimai, kuriuos pažymėjo po maždaug 400 dalyvių- depresija ir nemiga/miego sutrikimai.* Virš 200 nurodė migreną/kitus galvos skausmus ir maždaug tiek pat- PTSD (potrauminis stresas).*“Kitų” kategorijoje (362)- neuropatija, autoimuninės ligos, fibromialgija. (1 pav.)

1 pav. Pasiskirstymas pagal sveikatos sutrikimus/negalavimus.
1 pav. Pasiskirstymas pagal sveikatos sutrikimus/negalavimus.

Vartojimo būdas

2200 respondentų nurodė 4135 vartojimo būdus, t.y. vienas respondentas naudoja 1,88 būdo. Dažniausias CBD vartojimo būdas (nurodė virš 900 dalyvių, apie 23 proc.)- poliežuvinis (angl. sublingual). Į šį skaičių įeina skysčiai, vartojami purškiant, lašeliais ir tinktūros. Mažiausiai naudojamas būdas- išorinis. Daugiau kaip pusė (51,36 proc.) dalyvių nurodė vieną vartojimo būdą. CBD naudojančių vienu būdu kategorijoje 1,6 karto daugiau besigydančių ligas nei vartojančių savijautos gerinimui.( 2 pav.)

2 pav. Pasiskirstymas pagal CBD vartojimo metodą.
2 pav. Pasiskirstymas pagal CBD vartojimo metodą.

Žinios apie CBD, naudojimo dažnumas ir terminas

75,85 proc. dalyvių atsakė, kad apie CBD sužinojo iš interneto, šeimos narių ar draugų. Apie 9 proc. apie CBD sužinojo iš konvencinių gydytojų ar gydytojų natūropatų, iš jų 72,64 proc. CBD vartoja gydymosi tikslais. Daugiausia dalyvių (44 proc.) CBD vartoja kas dieną, 30 proc.- daugiau nei kartą per dieną ir 17 proc. vartoja ne kas dieną.* 79 proc. iš vartojančių gydymosi tikslais, CBD vartoja kartą per dieną ir dažniau, o visame skaičiuje (n=2409), jie sudaro 48 proc. dalyvių.* Daugiausiai respondentų nurodė mažiau nei metų vartojimą (43,7 proc), 1-2 m naudoja 19,5 proc. dalyvių, daugiau kaip 5 metus- 10,5 proc.* Vartojančių gydymosi ir sveikatos gerinimo tikslais grupėse dalyviai pagal laiko trukmę pasiskirstę panašiai, didžiausias daugiausiai CBD vartojančių yra iki metų, mažiausiai- virš 5 m., tačiau išskirtinai didesnis skaičius yra naudojančių gydymosi tikslais iki metų ir šioje grupėje jis sudaro 46,46 proc. (2 lentelė)

2 lentelė. CBD vartotojų gydymosi ir savijautos gerinimo tikslais pasiskirstymas.
2 lentelė. CBD vartotojų gydymosi ir savijautos gerinimo tikslais pasiskirstymas.

Naudojimo efektyvumas

CBD efektyvumas buvo vertintas tik besigydančių dalyvių grupėje (n=1483). 35,8 proc. respondentų atsakė, kad CBD veikė labai gerai ir tik 4,3 proc. nurodė “nelabai gerai”. Labai gerai arba pakankamai gerai efektyvumą vertino dalyviai, besigydantys chronišką skausmą, artritą/sąnarius ir nerimą. Taip pat CBD efektyvumas gerai įvertintas gydant nemigą/miego sutrikimus ir depresiją. (3 pav.)

3 pav. Sveikatos sutrikimų skaičius, kurių gydymą CBD dalyviai  įvertino labai gerai ir pakankamai gerai (n=2557).
3 pav. Sveikatos sutrikimų skaičius, kurių gydymą CBD dalyviai įvertino labai gerai ir pakankamai gerai (n=2557).

Bendrai 65,26 proc. respondentų (n=866) nurodė labai gerą ir pakankamai gerą efektyvumą, iš jų- 53 proc. yra reguliarūs vartotojai. Iš nurodžiusių nelabai gerą veikimą (4,3 proc.),  68,42 proc. yra nereguliarūs vartotojai. 30,44 proc. respondentų gerai įvertino vartojimą derinant kartu su konvencinės medicinos vaistais.( 3 lentelė).

3 lentelė. Besigydančių kanabidioliu pasiskirstymas pagal veikimo efektyvumą ir vartojimo  reguliarumą.
3 lentelė. Besigydančių kanabidioliu pasiskirstymas pagal veikimo efektyvumą ir vartojimo reguliarumą.

Pašalinis poveikis

Dalyviai (n=2409) paminėjo 1314 šalutinį poveikį, iš kurių 785 (59,74 proc.)  nepageidaujamas. Vidutiniškai po vieną nepageidaujamą efektą tenka kas trečiam asmeniui. Dažniausias nurodytas nepageidaujamas poveikis yra burnos sausumas/džiūvimas (11,12 proc.), euforija (6,43 proc.), alkis (6,35 proc.) Kiti svarbesni- akių paraudimas, mieguistumas. Bendrai, nepageidaujamus poveikius nurodė 30,8 proc. respondentų, besigydančių grupėje procentinė išraiška yra 28,46, o gerinančių savijautą grupėje- 34,56.

4 lentelė. Respondentų nurodyti dažniausi nepageidaujami poeikiai  (n=742).
4 lentelė. Respondentų nurodyti dažniausi nepageidaujami poeikiai (n=742).

Aptarimas

Dažniausiai CBD vartojamas numalšinti skausmą. Priešklinikiniuose tyrimuose CBD analgetinis poveikis siejamas su stipriu imunomoduliaciniu, priešuždegiminiu ir antioksidaciniu veikimu. CBD kaip agonistas veikia daugelį receptorių, įskaitant adenosino receptorių A2A, 5-HT1A, TRPV1, α7nAch, glicino receptorius α3, PPAR-γ. Šie visi receptoriai susiję su priešuždegiminiu veikimu. Graužikų uždegiminių ligų ir lėtinio bei ūmaus skausmo modeliuose patvirtinta CBD savybė mažinti uždegiminius citokinus.

CBD analgetiškai veikia ir įtakodamas endokanabinoidinę sistemą- slopina fermentų, skaidančių endokanabinoidus veikimą (FAAH ir MAGL). Šis slopinimas atitinkamai padidina endokanabinoidų lygį ir analgetinį veikimą bei mažina opiodų poreikį.

Kitos dažnos CBD vartojimo priežastys- nerimas ir depresija. Ilgą laiką buvo žinoma, kad CBD mažina THC sukeltą nerimą antagonizuojant THC aktyvuojamus receptorius. CBD nerimą mažina taip pat per serotonino 5-HT1A receptorius, GABAA receptorius. Signalų perdavimo keliai per šiuos receptorius buvo tyrinėjami tikintis atrasti naujas gydymo strategijas fobijoms, PTSD, priklausomybėms gydyti.

Dauguma respondentų tyrime atsakė, kad apie CBD sužinojo iš interneto, šeimos ar draugų. Tokia tendencija yra ir besigydančių, ir savijautą gerinančių grupėje. Daugiau kaip 74 proc. respondentų CBD vartoja kas dieną ir dažniau. Labiausiai įprastas vatojimo būdas- poliežuvinis abejose grupėse. Tai nesutampa su kitais, gamintojų užsakytais tyrimais, kur nurodyta, kad dažniausias būdas yra įkvepiant, rūkant ir vartojant išoriškai. Tačiau šiuos atsakymus pateikusieji, manoma, suinteresuoti marihuanos vartotojimu.

Apie pusę respondenų CBD vartoja iki metų, apie 10 proc.daugiau kaip 5 metus. Nereikšmingi nepageidaujami poveikiai gana įprasti ir daugiau jų vartojančių bendros savijautos gerinimo grupėje, nežiūrint to, kad šioje grupėje vartojimo  reguliarumas mažesnis. Ankstesnėse studijose nurodyti CBD nepagaidaujami poveikiai – slopinimas/nuovargis, sumažėjęs apetitas, viduriavimas, tuo tarpu kitose studijose nepageidaujamų poveikių nepastebėta. Šie skirtumai gali būti susiję su vartojama doze bei  sąveika su kitais vaistais. Tai gali priklausyti ir nuo vartojimo būdo ir /ar vartojama didelė gryno CBD ar CBD gausus viso augalo ekstraktas. Svarbu paminėti, kad dauguma nepageidaujamu poveikių, pamnėtų šiame tyrime- euforija, alkis, akių paraudimas būdingi vartojantiems THC. Šiame tyrime neatsižvelgta į CBD produktų pobūdį- ar CBD produktai išgauti iš pluoštinių kanapių, ar CBD produktai išgauti iš marihuanos,  kuriuos gali sudaryti skirtingos cheminės sudedamosios dalys (įskaitant THC) ir todėl poveikis gali skirtis.  Taip pat neatsižvegta ar vartojamas izoliuotas CBD, ar kaip ekstrakto sudedamoji dalis.

Gamintojų užsakymu atlikti tyrimai rodo, kad vartotojai nežino/nėra informuojami apie CBD šaltinį, jo koncentraciją bei kitus ingredientus. Nepriklausomame tyrime nustatyta, kad beveik 70 proc. produktų, kur nurodyti dumenys apie CBD kiekį, gali būti klaidinantys. Viename tyrime 43 proc. produktų CBD kiekis buvo nurodytas per mažas, o 26 proc. – per didelis. Daugiau negu 20 proc. produktų aptikta THC. Kadangi CBD produktai nėra reguliuojami, vartotojai negali žinoti tikro CBD kiekio, taip pat kitų ingredientų, kurie gali būti produkte. Dėl šios priežasties galimai kai kurie atsakymai apie vartojimo efektyvumą ir nepageidaujamus šalutinus poveikius gali būti įtakoti kitų ingredientų, tokių, kaip THC.

Šis tyrimas naudingas tuo, kad apėmė įvairaus amžiaus grupes, gana didelį regioną ir įvertino vartojimo charakteristiką. Tyrimo trūkumas tas, kad dalyviai galimai neatspindi visos CBD vartotojų grupės, nes teigiamus atsiliepimus apie CBD ir kanapes turintys dalyviai aktyviau dalyvauja apklausose, nei tie, kurie turi neigiamą nuomonę. Be to, tyrime nebuvo apibrėžtas terminas “reguliarus kanapių vartotojas”, o taip pat “marihuana” neišskirta naudojant kanapių terminą. Taip pat neįvertintas galimas respondentų pasikartojimas.

Informacija apie straipsnį:

straipsns paruoštas pagal Jamie Corroon ir Joy A. Phillips.tyrimą “A Cross-Sectional Study of Cannabidiol Users”, “Cannabis and Cannabinoid Research”.Dec 2018.152-161; http://doi.org/10.1089/can.2018.0006;

*ne originalaus straipsnio tekstas.

Ar kanabidiolis gali būti naudingas glaukomos ir kitų tinklainės neurodegeneracinių ligų atveju ?

Šiame straipyje remiamasi mokslininkų atlikta apžvaga „Neuroprotection by (Endo)Cannabinoids in Glaucoma and Retinal Neurodegenerative Diseases” ir kitais šalltiniais, nurodytais žemiau.

Glaukoma yra akių pažeidimas, lemiantis progresuojantį ir kartais neatstatomą apakimą. Šia liga daugiausiai serga vyresnio amžiaus žmonės, tačiau vis dažmiau pasitaiko tarp jaunesnių ir netgi vaikų. Laikoma, kad glaukomą sukelia padidintas akių spaudimas (IOP), tačiau svarbūs ir kiti faktoriai, tokie kaip progresuojantis tinklainės ganglinių ląstelių (RGC), žinomų kaip tinklainės signalų perdavėjų, pažeidimas, lemiantis regos nervo degeneraciją. Glaukomos ateju RGC mirtis susijusi su įvairiais centrinės nervų sistemos (CNS) ir tinklainės ryšio pažeidimais, įskaitant reaktyvių glijų defektus, sinapsinio ryšio ir aksonų transporto, neurotropinio faktoriaus trūkumą, neurotransmiterių ir neuromoduliatorių proapoptorinių signalų aktyvaciją, o taip pat ekscitotoksiškumą (neuronų pažeidimą dėl stipraus gliutamato padidėjmo tarpląsteliniame skystyje) ir oksidacinį stresą.[1].

Iki šiol efektyviausia intervencinė priemonė, naudojama glaukomos progresavimui sustabdyti yra vaistai mažinantys akių spaudimą. Tačiau daugumos glaukoma segančių žmonių akių spaudimas yra normos ribose ir ligos progresavimas gali tęstis net esant normaliam akių spaudimui. Be to,  glaukomai būdingi pažeidimai neapsiriboja tik akimis, tai susiję ir su regos keliais centrinėje nervų sistemoje ir CNS kraujagyslių ligomis. Dėl šios priežasties inovatyvus gydymo požiūris apima siekį išlaikyti RGC ir fotoreceptorių gyvybingumą, kad išvengti negrįžtamo regos nervo pažeidimo, o taip pat sinapsinio ryšio ir tinklainės mikrokraujagyslių pasikeitimų. Įdomu tai, kad penki iš įprastai skiriamų vaistų, naudojamų išoriškai mažinti IOP (α2- agonistai, β-antagonistai, prostaglandinų analogai ir kt.) pasireiškia netiesioginiu neuroprotekciniu tinklainės ir regos nervo veikimu, įtakojant mechanizmus, veikiančius per neuronų, glijų ir kraujagyslių biocheminius kelius. Iš kitos pusės, keletas natūralių ir sintetinių priemonių aktyvuoja daug biocheminių kelių per receptorius, o taip pat per kelius, nesusijusius su receptoriais, tiesiogiai darantys  neuroprotekcinį poveikį: antioksidantai, NMDA receptorių antagonistai, kalcio kanalų blokuotojai, acetilcholinesterazės inhibitorai, galantaminas, acetilsalicilo rūgštis, Ginkgo biloba ekstraktas, resveratrolis, žuvų aliejus ir n-3 riebalų rūgštys, kamieninės ląstelės, neurotropiniai faktoriai – smegenų neuroptropinis faktorius (BDNF), ciliarinis neurotropinis faktorius (CNTF), glijų neurotropinis faktorius (GDNF), nervų augimo faktorius (NGF). Prie šio sąrašo galima pridėti kitas natūralias priemones- fitokanabinoidus ir endogeninius kanabinoidus. [1].

Įvairiose akies dalyse ir su regėjimu susijusiose grandyse aptikti endokanabinoidinės sistemos (ECS) elementai-  CB1 ir CB2 receptoriai, TRPV kanalai, GPR55 receptoriai. Taikant CB1 ir CB2 selektyvius antagonistus nustatyta, kad endokanabinoidai susiję su tinklainės atsako moduliavimu.  ECS taip pat dalyvauja tinklainės neurotransmisijoje. Iš tikrųjų, veikiant jonų sroves ir elektrinį potencialą, ji gali moduliuoti keleto neurotransmiterius, tokius kaip dopaminas, noradrenalinas, GABA ir glutamatas, kurie kontroliuoja tinklainės ląstelių sinapsinį aktyvumą ir atitinkamai moduliuoja pateikiamą matymo rezultatą. Ištyrus akių audinius, tinklainėje nustatytas didesnis endogeninio kanabinoido 2-AG kiekis, nei AEA, o akių ligų atveju šie kiekiai skiriasi. Glaukomos atveju 2-AG ir PEA yra mažesni kiekiai, o AEA tų pačių pacientų nepakitęs. [1]. Endokanabinoidinės sistemos elementai pavaizduoti 1 pav.

Endokanabinoidinės sistemos pasiskirstymas akyje.
1 pav. Endokanabinoidinės sistemos pasiskirstymas akyje. Šaltinis: Cinzia Rapino, Daniel Tortolani, Lucia Scipioni ir Mauro Maccarrone “Neuroprotection by (Endo)Cannabinoids in Glaucoma and Retinal Neurodegenerative Diseases”.

Pirmiausiai, gydant glaukomą akcentuojamas poveikis akių spaudimui. Iki šiol nėra žinoma akių spaudimo padidėjimo priežastis.  Kalbant apie kanabinoidus, nustatyta, kad THC spaudimą mažina, tuo tarpu CBD poveikis spaudmui yra prieštaringas. S. Miller ir bendraut. savo 2018 m. studijoje “Δ9- m. Tetrahydrocannabinol and Cannabidiol Differentially Regulate Intraocular Pressure” apžvelgia iki to laikotarpio atliktus tyrimus- trijuose iš keturių CBD poveikio akių spaudimui nepastebėta, o viename gautas CBD įtakotas spaudimo padidėjimas. Nustatyta, kad su akių spaudimu susiję ne mažiau kaip trys kanabinoidiniai receptoriai- CB1, GPR18, GPR119, kurių aktyvavimas mažina spaudimą. Be to, šie receptoriai yra sirtingai pasiskirstę lyčių atžvilgiu- pelių patinų CB1 ir GPR18 mRNR lygis didesnis nei patelių. Nors mRNR dar nereiškia paties baltymo lygio, bet šis pastebėjimas atitinka didesnius IOP pokyčius vyr. giminės pelėse. O GPR119 daugiau įtakos turi mot.giminės pelėms. Tyrime rašoma, kad CBD įtakojamas IOP padidėjimas susijęs su CB1 antagonistiniu veikimu. Kitas mechanizmas, kaip CBD įtakoja IOP- jį mažina tiesiogiai ar netiesiogiai aktyvuojant GPR18 receptorių. Užblokavus CB1 ir GPR18, CBD įtakos IOP nedaro. Svarbu tai, kad CBD blokuoja FAAH veiklą, kas nulemia endogennių kanabinoidų -aciletanolaminų padidėjimą, įskaitant AEA, kuris yra GPR18 ligando NAGly pirmtakas. Todėl CBD netiesiogiai gali mažinti IOP. Gydant CBD, pastebėtas keturių iš šešių testuotų aciletanolaminų padidėjimas. Įdomu tai, kad iš jų, OEA (oleoiletanolamidas) ir PEA (palmitoiletanolamidas) aktyvuoja GR119, kuris labiau mažina spaudimą mot.lyties pelėms. GPR119 ligando 2- oleilglicerolio kiekis, kuris taip pat mažina IOP, padidinamas viekiant CBD. Apibendrinus, autoriai mano, kad neįvertinus lyčių skirtumų, teiginys, jog fitokanabinoidai netinkami glaukomai gydyti yra nepamatuotas. Dėl šios priežasties galimai gauti skirtingi tyrimų rezultai. Pasiekti norimą spaudimo mažinimo rezultatą galima ir veikiant endoknabonoidus metabolizuojančius fernentus (pvz. FAAH) ir CB1 receptorius tiesiogiai. [2]. Beje, kaip minėta anksčiau, kai kurių glaukomos pacientų akių spaudimas nėra padidintas, o spaudimą mažinantis poveikis (pvz. THC) yra laikinas.

Paskutiniu metu mokslininkų dėmesys buvo atkreiptas į komponentus, kurie turi neuroprotekcinį poveikį, kas duoda ilgalaikį teigiamą efektą glaukomos ir tinklainės degeneracinių ligų gydyme. Taikant įvairius neurodegeneracinių ligų modelius, nagrinėjamas endokanabinoidų, fitokanabinoidų ir kitų komponentų poveikis. Yra žinoma, kad per didelis ekstraląstelinis glutamato lygis stimuliuoja NMDA receptorius, ko pasekmė yra tinklainės ląstelių mirtis glaukomos, tinklainės išemijos ir diabetinės retinopatijos atveju. [1]. NMDA signalų perdavimo kelias yra vienas iš keleto, kurie lemia apoptotinę ląstelių mirtį. Aktyvuojant NMDA į lastelę patenka didelis kalcio kiekis ir paleidžiami apoptotiniai mechanizmai- pradedami gaminti laisvieji radikalai, pažeidžiama mitochondrijos funkcija, slopinami antiapoptotiniai genai. Medžiagos, kurios sustabdo šią kaskadą, sustabdo ląstelių mirtį.  Yra žinoma, kad CBD reguliuoja Ca jonų srautus. Duncan Ryan ir bendraaut. “Cannabidiol Targets Mitochondria to Regulate Intracellular Ca2+ Levels” tyrime teigiama, dauguma neurodegenetacinių ligų susiję su mitochondrijų pažeidimu ir Ca srautų išsiderinimu ir CBD gebėjimas atstatyti Ca homeostazę apsaugo nuo apoptotinių signalų ląstelėje.[5].

NMDA ekscitotoksiniame modelyje THC ir CBD apsaugojo tinklainę nesusijusiu su CB1/CB2 rceptoriais būdu- sumažinant laisvojo radikalo peroksinitrito ir su oksidaciniu stresu susijusių substancijų lygį neuronuose [1]. I Tomida ir bendraaut. tyrime “Cannabinoids and glaucoma”rašoma, kad kanabinoidai THC, HU-211 ir CBD turi antioksidacinių savybių, nesusijusių su CB1 receptoriais ir neutralizuojant toksinius ROS, kaip glutamato padarinius, gali apsaugoti nuo neuronų mirties [3].  Iki šiol atlikta nemažai tyrimų, kuriuose patvirtinamos kanabinoidų antioksidsidacinės savybės, įskaitant CBD ir kitus fitokanabinoidus, kas tiesiogai susiję ir su tinklainės neuroprotekcija.

Esant diabetinei retinopatijai, tinklainės kraujagyslių disfunkcija susijusi su padidinta uždegiminių mediatorių gamyba, tokių kaip endotelio augimo faktorius (VEGF), citokinais TNF-alfa, IL-6 [1]. Kelete nesenų studijų glaukomos patogenezė siejama ir su nedidele uždegimine būkle. Įvairiuose modeliuose įrodytos CBD priešuždegiminės savybės reguliuojant uždegiminius  ir priešuždegiminius faktorius. Eksperimentiniuose diabeto, uždegimo ir neurotoksiškumo modeliuose nustatyta, kad peroksinitrito padidėjimas lemia tinklainės pažeidimą, kraujo-tinklainės barjero (BRB) pažeidimą, padidintą ląstelių žūtį. CBD sumažino neurotoksiškumą, uždegimą ir BRB pažeidimą, manoma per p38 kinazės slopinimą. Priešuždegimiškai veikia ir A2A adenosino ir jo receptorių mechanizmas, kur CBD taip pat mažina tinklainės uždegimą veikdamas A2A receptorius ir slopinant uždegiminį mediatorių TNF-alfa.

Manoma, kad prie glaukomos patogenezės prisideda ir endothelin-1. Endothelin-1 ya mediatorius, gaminamas kraujagyslių endotelio ląstelių ir turintis didelę reikšmę reguliuojant vietinę cirkuliaciją, lemiantis vazokonstrikciją ir susijęs su išeminiais ir kitais patologoniais procesais. Nustatyta, kad pacientai (atviro kampo glaucoma) turi padidintą endothelin-1 lygį. “Cannabinoid and lipid-mediated vasorelaxation in retinal microvasculature” tyrime rašoma, kad sintetinis kanabidiolis, menamo endotelio kanabinoidinio receptoriaus CBe agonistas nuslopino endotelino-1 sukeltą vazokonstrikciją tinklainės arterolėse. [4].

Grįžtant prie endokanabinoidinės sistemos, jos svarbą parodė skirtingi tinklainės neurodegeneracinių ligų modeliai. Endogeninis kanabnoidas AEA per CB1 ir TRPV1 įtakoja neuroprotekciją apsaugant tinklainės ląsteles nuo žūties, suketos aukšto IOP. Blokuojant AEA skaidymą inhibitoriumi, tinklainės neuroprotekcija dar pagerėjo. AEA suleidimas į veną apsaugojo  amakrinines ląsteles nuo AMPA ekscitotoksiškumo per CB1 receptorių ir PI3K/Akt ir/ar MEK/ERK1/2 signalų perdavimo kelius. Tris mėnesius skirtas PEA sumažino per didelį IOP, galimai per AEA padidinimą, mažinant jo skaidymą. 2-AG taip pat mažina IOP- užblokavus MAGL, sumažėjo IOP ir pagerėjo neuroprotekcija. Keletas studijų teigia apie itin svarbų TRPV1 vaidmenį RGC funkcijai ir išgyvenamumui. Dirbtinai sukeltos glaukomos modelyje TRPV1 blokavimas pagreitino RGC degeneraciją, sukeltą didelio IOP. In vivo tyrime taip pat pasitvirtino, kad aktyvuojant TRPV1, apsaugomi tinklainės neuronai, o TRPV1 antagonistas kapsazepinas panaikino agonisto neurprotekcinį kapsaicino poveikį, patvirtinant lemiamą TRPV1 vaidmenį. Receptorių CB1 ir CB2 vaidmuo tyrimuose nėra visiškai aiškus, priklausomai nuo naudojamo modelio, rezultatai gaunami prieštaringi. Nustatyta, kad AEA, kuris yra CB1 agonistas, gerina neuroprotekciją, tačiau kitame tyrime neuroprotekcija pastebima užblokavus CB1 sintetiniu antagonistu rimonabantu. Matomai tokie rezultatai gaunami dėl tyrimų ypatumų, nagrinėjamos srities ir dėl to, kad endokanabonoidų (ir fitokanabonoidų) veikimas yra daugialypis ir sudėtingas, jie veikia per daugelį receptorių ir signalų perdavimo kelių, kur CB receptorių aktyvacija/deaktyvacija siejasi su kitais mechanizmais. Kaip bebūtų, CB2 aktyvavimas siejamas su priešuždegiminiu veikimu. CB2 veikimas turėjo priešuždegiminį poveikį tinklainei eksperimentiniame uveoretinito modelyje, slopinant leukocitų migraciją ir uždegiminius mediatorius. Kitame, uveito modelyje CB2 aktyvavimas sumažino adhezijos molekulių, uždegiminių citokinų, o taip pat jų transkripcijos faktorių. Fitokanabnoidai, įskaitant CBD, gali veikti kaip ESC dalis, o taip pat padidinti ir prailginti endokanabinoidų veikimą.

Išoriniam tinklainės gydymui kanabinoidais iškyla sunkumų, nes natūralūs kanapių ekstraktai, taip pat sintetiniai kanabinoidai yra lipofilinės molekulės, kurios beveik netirpsta vandenyje. Tokia savybė šiuo atveju riboja jų išorinį takymą. Šios problemos sprendimui naudojami pro- vaistai, t.y. farmakologškai neaktyvios molekulės, kurios chemiškai ar fermentų veikiamos transformuojasi organizme ir tada pasireiškia jų gydomosios savybės. Kol kas tokių vaistų tikslas glaukomos gydyme- akių spaudimo mažinimas, tačiau, kaip minėta aukščiau, vis labiau dėmesys atkreipiamas į neuroprotekcinį poreikį.  Kanabinoidai, pasireiškiantys tokiu viekimu, gali tapti efektyvia glaukomos gydymo priemone.

Šaltiniai:

1. Cinzia Rapino, Daniel Tortolani, Lucia Scipioni, Mauro Maccarrone“Neuroprotection by (Endo)Cannabinoids in Glaucoma and Retinal Neurodegenerative Diseases”, 2018;

2.  S. Miller,  Laura Daily, Emma Leishman, Heather Bradshaw, Alex Straiker “Δ9- m. Tetrahydrocannabinol and Cannabidiol Differentially Regulate Intraocular Pressure, 2018;

3. I Tomida,1 R G Pertwee, A Azuara-Blanco “Cannabinoids and glaucoma”, 2004;

4. Jessica MacIntyrea Alex Donga Alex StraikercJiequan Zhua Susan E.Howletta Amina Baghera Eileen Denovan-Wrighta Dao-Yi Yubd Melanie E.M.Kellyab “Cannabinoid and lipid-mediated vasorelaxation in retinal microvasculature”, 2014;

5. Duncan Ryan, Alison J. Drysdale, Carlos Lafourcade, Roger G. Pertwee, Bettina Platt “Cannabidiol Targets Mitochondria to Regulate Intracellular Ca2+ Levels”, 2009.