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.

EIHA skina kelią moksliniams tyrimams: sektorius bendrai prisiima iššūkį

Briuselis, 2020 m. birželio 16 d. EIHA spaudos pranešimas

Europos pluoštinių kanapių asociacija (EIHA) pradeda didelės apimties projektą, vykdomą ChemSafe, padėsiantį galutinai įgyvendinti Europos pluoštinių kanapių pramonės ir rinkos įteisinimą bei saugumą. Per artimiausius du- tris metus į beprecedentinius CBD ir THC tyrimus bus investuota apie 3,5 milijono EUR.  Projekto tikslas yra pateikti bendras įmonių paraiškas ES taip vadinamo naujoviško maisto (angl. “novel foods”) su CBD ingredientais patvirtinimui.

EIHA Naujoviško maisto konsorciumas siekia galutinai sureguliuoti Europos CBD gamintojų ir vartotojų rinką. Pagrindas yra ES naujoviško maisto reglamentavimas. Pagal šį reglamentavimą, naujoviškas maistas yra tas maistas, kuris nebuvo plačiai vartojamas Europos sąjungoje iki 1997 m. gegužės 15 d. Jei maistas priskiriamas šiai kategorijai, prieš patekimą į rinką ES, turi būti patvirtintas ES komisijos ir jo saugumas turi būti vertinamas Europos maisto saugumo tarnybos (EFSA). Tai yra brangus ir laiko reikalaujantis procesas, kuris atneštų daug žalos daugumai kanapių produktų gamintojų.

Pozicija, kurios laikosi EIHA yra tokia: pluoštinių kanapių lapai ir žiedai, o taip pat jų ekstraktai su natūraliai juose esančių kanabinoidų kiekiu (t.y. tie, kurie nėra praturtinti izoliuotu CBD) yra tradicinis maistas ir nepatenka į naujoviško maisto reglamentuojamo maisto kategoriją.

Tačiau, kadangi šalys narės elgiasi skirtingai ir nesutinkamai su ankstesniu jų sprendimu, priimtu 1997 m., norint išlaikyti CBD produktų rinką, šią problemą turi išspręsti Europos pluoštinių kanapių pramonė.

Todėl reikia skubiai sukurti saugias sąlygas praturtintų ir izoliuotų kanabinoidų, ir atitinkamai CBD produktų prekybai, kurių pardavimas galimas tik patvirtinus juos kaip naujovišką maistą.  EIHA siekia sukurti saugią ir teisingą rinką savo nariams, kurie augina, apdirba ir prekiauja CBD produktais- įtvirtinti pastovios, patikimos ir ES reglamentuojamos bendros rinkos statusą. Tam, kad užtikrinti narių įtraukimą visoje Europos rinkoje, EIHA pateiks 2 pareiškimus: vieną UK maisto saugumo tarnybai (FSA), britų rinkai, ir kitą EFSA, ES rinkai.

“Mes siekiame bendrai prisiimti kaštus už reikalaujamus būtinus toksikologinius tyrimus ir mūsų laukia ilgos procedūros”, sako EIHA prezidentas Daniel Kruse. “To neįstengtų padaryti viena įmonė”.

Dėl to, kad naujoviško maisto patvirtinimo kaina vienam produktui yra 500 000 EUR ir procedūra yra ilga, EIHA Naujoviško maisto konsorciumas veiks kaip Europos pluoštinių kanapių pramonės atstovas. Konsorciumas planuoja teikti įvairias paraiškas naujų maisto ingredientų ir maisto patvirtinimui, kas bus naudinga visiems EIHA nariams.

Pirmadienį, birželio 15 d. generalinio susirinkimo metu EIHA paskelbė Naujoviško maisto konsorciumo detales. Popietinė sesija, vadovaujama EIHA prezidento Daniel Kruse ir vykdančiosios direktorės Lorenza Romanese, buvo skirta informuoti narius ir visas suinteresuotas įmones bei spaudos atstovus apie EIHA Naujoviško maisto konsorciumą pasitelkiant skaidrią ir gyvą diskusiją. Po visų detalių dėl naujoviško maisto (NM) pareiškimų pristatymo ir atsakymų į klausimus, EIHA nariai balsavo dėl naujų narių priėmimo rezoliucijos ir dėl specialių įnašų struktūros principų jungtiniam pareiškimui dėl NM rezoliucijos. Rezoliucijos priimtos didžiąja balsų dauguma ir EIHA su džiaugsmu praneša, kad Naujoviško maisto konsorciumo projektas oficialiai pradėtas.

“Mes padėsime visoms ES įmonėms, kurios nori prisidėti prie konsorciumo “EIHA GmbH projektai” ir tikime savo sprendimu, pasitikime savo kompetencija ir komandos profesionalumu”, sako Lorenza Romanese, EIHA vykdančioji direktorė. “Galėdami apimti visus įmanomus toksikologinius dviejų molekulių- CBD ir THC tyrimus, šio projekto pagalba sugebėsime reguliuojančioms institucijoms pateikti visapusiškus atsakymus. Tai bus mokslu paremti faktai ir tai yra vienintelis būdas, kaip pakeisti dabar galiojantįį neteisingą status quo. Mes negalime garantuoti visiškos sėkmės, bet galime garantuoti, kad dėsime visas savo pastangas į šį projektą, kuris pakeis istoriją.”

Daugiau informacijos: www.eiha.org

Kanabinoidai sukelia vėžio ląstelių mirtį ir stabdo jo plitimą. Tyrimų sąrašas.

Kaip jau žinoma, endokanabinoidinė sistema ir kanabinoidai reguliuoja daugybę fiziologinių funkcijų, įskaitant energijos metabolizmą ir uždegiminius procesus. Vėžio atveju kanabinoidai pasireiškia priešuždegiminiu poveikiu, sukelia vėžio ląstelių apoptozę (mirtį), slopina auglio neovaskuliarizaciją (naujų kraujagyslių formavimąsi), vėžio ląstelių migraciją, proliferaciją, sukibimą (adhezijąi), invaziją ir metastazavimą. Kanabinoidai veikia per daugelį sudėtingų mechanizmų- aktyvuojant įvairius genus, baltymus, kinazes, fermentus, įvairius signalų perdavimo kelius, Šio veikimo rezultatas yra vėžio atsiradimo, progresavimo, metastazavimo sustabdymas. Svarbu paminėti, kad kanabinoidai selektyviai veikia vėžio ląsteles, nepažeisdami sveikų ląstelių.

Vėžio vystymasis susijęs su ląstelės gyvavimo ciklo pažeidimu. Todėl labai svarbus yra kanabinoidų gebėjimas inicijuoti ląstelės ciklo sustabdymą ir apotozę taip nuslopinant daugelio vėžio rūšių ląstelių proliferaciją. Kanabinoidai aktyvuoja ląstelės ciklą stabdančias kinazes ir inicijuoja baltymus, sukeliančius apoptozę. Kanabinoidai veikia per kanabinoidinius receptorius CB1 ir CB2, receptorinius jonų kanalus (TRPV1), adenosino A2A receptorius, peroksisomų proliferatorių reguliuojamus receptorius (PPAR-γ), serotonino 5-HT1a receptorius, GPR55, kurie taip pat priskiriami prie kanabinoidinių receptorių. Be to, kanabinoidams slopinant riebalų rūgščių amido hidrolazės (FAAH) skaidymą, padidėja endogeninio kanabinoido anandamido (AEA) kiekis, kuris taip pat įtakoja daugelį priešvėžinių procesų. Įvairūs kanabiniodai, aktyvuodami CB receptorius veikia du pagrindinius su vėžiu susijusius signalų perdavimo kelius- MAPK/ERK ir P13K/AKT.  Šie signalai reguliuoja įvairius ląstelės procesus, tokius kaip augimą, apoptozę, autofagiją ir yra vienas iš daugiausiai išsireguliuojančių kelių daugumos ligų atveju. Kanabinoidai veikia daug tikslinių molekulių ir substratų, pvz.: padidina Ca2+koncentraciją, ROS gamybą, aktyvuoja apoptozės mediatorius baltymų kaspazę- 8, kaspazę -9 ir kaspazę- 3, mažina tranksripcijos faktorius, įskiatant Id-1, midkiną (MDK), mažina uždegiminį baltymą COX-2, blokuoja kapiliarų endotelio augimo faktorių (angiogenzės priežastį), matrikso metaloproteinazes (MMP) ir kt.

Kanabinoidai skirtingas vėžio rūšis veikia per skirtingus mechanizmus ir signalų perdavimo kelius. Manoma tai susiję su tuo, kad kiekvienai vėžio rūšiai būdinga tam tikra ląstelės aplinka- įvairių receptorių raišką ar nevienodą jų kiekis, skirtingos medžiagos, substratai, sąveika su kitomis ląstelėmis. Įvairūs kanabinoidai nevienodai įtakoja vėžio ląstelės, o  izoliuotų substratų poveikis skiriasi nuo ekstraktuose esančių kanabinoidų veikimo.

Kanabinoidai naudingi ir derinant juos su įprastai vėžiui gydyti naudojamais cheminiais vaistais. Kanabinoidai gerina cheminių vaistų veiksmingumą, nes slopina ABC transporterius, kurie lemia tumoro ląstelių atsparumą vaistų poveikiui. Daugelis kanabinoidų lengvina chemoterapijos sukeliamus simptomus -vėmimą ir pykinimą, taip pat apsaugo sviekas ląsteles nuo toksinio vaistų poveikio.

Toliau pateikiamas kanabinoidų poveikio įvairioms vėžio rūšims tyrimų sąrašas.

Kanapės sukelia vėžio ląstelių mirtį / Cannabis kills tumor cells

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1576089

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20090845

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/616322

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14640910

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19480992

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15275820

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15638794

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16818650

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17952650

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20307616

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16616335

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16624285

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10700234

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17675107

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14617682

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17342320

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/16893424

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/15026328

Kanapės gydo vėžį (bendrai)/ Cannabis cancer cures (general)

Kanapės dalinai/pilnai sukelia vėžio ląstelių mirtį/ Cannabis partially/fully induced cancer cell death

Kanapės stabdo vėžio ląstelių invaziją/Cannabis inhibits cancer cell invasion

Smegenų vėžys/Brain cancer

Plaučių vėžys/ Lung cancer

Burnos ir gerlklės vėžys/Mouth and throat cancer

Galvos ir kaklo vėžys/ Cancers of the head and neck

Krūties vėžys/ Breast cancer

Prostatos vėžys/ Prostate cancer

Gimdos, sėklidžių ir kasos vėžys/ Uterine, testicular and pancreatic cancers

Skydliaukės karcinima/ Thyroid carcinoma

Odos vėžys/ Skin cancer

Melanoma

Kepenų vėžys/ Liver cancer

Cholangiokarcinoma/ Cholangiocarcinoma cancer

Kraujo vėžys/ Blood cancer

Leukemija/ Leukemia

Limfoma/ Lymphoma

Rabdomiosarkoma/Translocation-positive rhabdomyosarcoma

Storosios žarnos vėžys/ Colon cancer

Žarnyno uždegimas ir vėžys/ Intestinal inflammation and cancer

Kanabinoidų poveikis sveikatai/ Cannabinoids in health and disease

Kompleksiniai fitokomponentų sąveikos mechanizmai, daugiafunkcinio gydymo koncepcija. Kanapių fitokomponentų sinergija

Įžanga

Straipsnyje pateikiama augalų/augalinių peparatų gydomųjų savybių ir jų veikimo mechanizmų apžvalga, taikymo problematika ir galimybės naujoviško gydymo požiūrio kontekste. Th. Efferth ir E. Koch savo studijoje teigia, jog įvertinus vaistų gamybą per paskutinius 50 metų, avivaizdu, kad gana didelę farmacijos rinkos dalį sudaro vaistai, išgauti iš natūralių medžiagų, palyginus su sintetiniais vaistais. Apie ketvirtadalį visų vaistų šiuolaikinėje farmakopėjoje sudaro iš augalų išgauti vaistai. Nuo XIX a. organinės chemijos pradžios izoliuojami aktyvūs augalų komponentai, tokie kaip morfinas, kokainas, kodeinas, kvininas ir kt. Tačiau tokia praktika, kuri tęsiasi iki šių dienų, paremta nuomone, kad tik vienas ar keletas augalo komponentų apsprendžia jo farmakologinį aktyvumą. Todėl visų vaistų vystymo programų tikslas buvo išskirti atskirus ligandus (aktyvias medžiagas), kurios veikia vieną ligos taikinį (angl. single target). Tokiu būdu manyta išgauti itin efektyvius ir saugius vaistus be šalutinio efekto. Tačiau, nors tokia strategija tam tikrais atvejais tinkama, paskutiniais dešimtmečiais pastebėtas žymus naujų vaistų sumažėjimas dėl mažo efektyvumo ir nesaugumo. Pagrindinis šios tendencijos paaiškinimas yra tas faktas, kad daugumos ligų priežastis nėra vieno molekulinio taikinio/ mechanizmo išsireguliavimas, o greičiau sudėtinga daugialypė funkcinė patogenezė. Be to, izoliuotos medžiagos, kurios tikimasi selektyviai veikia vieną taikinį, gali sukelti nepageidaujamą toksinį poveikį kitiems biocheminiams mechanizmams- o tai atrandama tik didelės apimties klinikiniuose tyrimuose arba tik gydymo praktikoje. Todėl dabar vaistų vystymo programose vis labiau linkstama prie holistinio požiūrio pakeičiant senąjį siaurąjį, siekiant išvystyti naujoviškus daugialypio veikimo vaistus tinkamus  poligeninėms ligoms gydyti. Nauja biologinių sistemų koncepcija atvertų galimybes moksliniam augalinės medicinos įvertinimui, kur gydomasis efektyvumas paremtas augalo komponentų kompozicija. [1]

Farmakologiškai aktyvūs augalų komponentai

Farmakologiškai aktyvūs augalų komponentai yra antriniai metabolitai, kurie skirtingai nuo pirminių metabolitų, nėra gyvybiškai svarbūs. Antriniai augalų metabolitai skirti apsaugai nuo konkurentų, žoliaėdžių ir patogenų, juos galima palyginti su gyvūnų imuninė sistema. Evoliucijos eigoje išsivystė gausybė šių metabolitų- atrastų cheminių struktūrų skaičius, neskaitant DNA koduojančių proteinų ir peptidų, yra apie 200 000 ir tai yra tik dalis, kurią gamina apie 250 000 augalų rūšių. Atsižvelgiant į jų biologinį aktyvumą, gali būti skiriamos dvi pagrindinės grupės: 1- labai aktyvios medžiagos, veikiant taikinius ląstelėje, pasižyminčios dideliu selektyvumu ir 2- mažai aktyvios medžiagos, kurios veikia įvairius taikinius ląstelėje. 90 proc. ištyrinėtų medicininių augalų sudaro vidutiniško arba silpno veikimo komponentai, o augalų su aukšto bioaktyvumo medžiagomis yra mažuma. Infekcinių ligų gydymo istorija rodo, kad vienai medžiagai, sudarančiai vaistą, labai dažnai išsivysto atsparumas. O augalai evoliucijos eigoje išmoko kovoti su atsparumo problema išvystant pleotropines, daug taikinių veikiančias komponentų kombinacijas. Daugiausia aktyvūs komponentai yra alkaloidų klasės-  jie yra dažniausiai izoliuojami iš augalų ir naudojami panašiai kaip sintetiniai vaistai. Tačiau izoliuotų medžiagų taikymas gydymui dar nereiškia fitoterapijos. Vidutiniškai ir silpnai veikiantys komponentai dažniausiai yra flavonoidai, kumarinai, taninai, terpenoidai, iridoidai, lignanai ir antracenai. Būdami augalo kompozicijoje jie sąveikauja vienas su kitu pozityviai ir negatyviai, kas  pasireiškia bendru poveikiu- sinerginiu arba kitokiu sąveikavimu. Šie sudėtingi veikimo mechanizmai nėra gerai ištirti ir išaiškinti. Tačiau manoma, kad bioaktyvių medžiagų sąveikos apima tokius mechanizmus, kaip įsisavinamumą, transportavimo procesus ląstelėje, provaistų aktyvavimą arba  aktyvių medžiagų pakeitimą į neaktyvius metabolitus, sinergetiškai veikiant keletui medžiagų tos pačios signalų perdavimo kaskados skirtingas vietas (keleto taikinių veikimas arba angl. multi- target effects), jungimosi prie baltymų -taikinių slopinimas (pvz. taninų) ir kt. Be to, augalai gali turėti pagalbinių medžiagų, padidinančių aktyvių fitokomponentų absorbciją ar tirpumą. Šios pagalbinės medžiagos (pvz. taninai) pačios nėra farmakologiškai aktyvios. Paprastai šie komponentai gali aktyvinti metabolizuojančius fermentus, pvz, citochromo P450 monoksigenazes, kurios paskatina neaktyvių provaistų oksidaciją į aktyvius metabolitus. Tai pat, augalo komponentas, kuris veikdamas atskirai  būtų toksiškas, augalo ekstrakte gali būti nuslopinamas. Augalo komponentų sąveika prarandama izoliuojant medžiagas, vadovaujantis jų bioaktyvumu. Todėl farmakologinis poveikis gali būti vertinamas tik ekstrakto, kur augalo komponentams sąveikaujant tarpysavyje ir gaunamas  bioaktyvumas. Dėl to tiriant augalų bioaktyvumą labai svarbu taikyti tinkamus metodus, kur atsižvelgiama į daugelį specifinių faktorių ir aspektų. Yra daug neteisingai vartojamos terminologijos ir tyrimų, kurie yra per daug primityvūs ir neįvertina bioaktyvumo sudėtingumo, dėl to galimi neteisingi tyrimų rezultatai. [1]

Susiaurintas požiūris į ligą

Šiuolaikinė medicina remiasi redukcionistiniu/susiaurintu požiūriu arba „vienas taikinys – vienas vaistas“, tai, ką Paul Ehrlich, gydytojas ir mokslininkas (1854-1915 m.) turėjo omenyje- „stebuklingo šovinio“ (angl. magic bullet) idėja, kuri taikyta infekcinių ligų gydymui. Ši koncepcija paaiškina vakarų medicinos nenorą taikyti fitoterapijos, kuri pasireiškia daugialypiu daugelio komponentų veikimu, o akivaizdūs sėkmingo gydymo pasiekimai laikomi placebo efektu. Tačiau, kaip jau minėta anksčiau, dauguma ligų susijusi su daugeliu faktorių ir vieno taikinio veikimas vienu vaistu (komponentu) neduoda tenkinamo gydymo rezultato. Tradicinės medicinos, įskaitant ir Europos fitoterapija, taiko holistinį požiūrį ir tai galima perfrazuoti į teiginį- „augalo smūgis“ vietoje „stebuklingos kulkos“. Vaistų gamintojų nenoras atlikti brangiai kainuojančius tyrimus susijęs ir su tuo, kad dauguma augalinių vaistų turi senas tradicijas liaudies medicinoje ir būtų sunku apginti intelektualinės nuosavybės teises ir užtikrinti investicijų grąžą. Priešingai, sintetinių vaistų gamyba yra palyginus pigi, įskaitant ir tai, kad pagaminto vaisto veikliųjų medžiagų sudėtis yra tiksli, skirtingai nei esančių augaliniame ekstrakte. Turint omenyje dar ir tai, kad tyrimais įrodžius reikalaujamą sintetinio/vieno komponento efektyvumą vienam taikiniui, nereikia leistis į sudėtingų mechanizmų nagrinėjimą, aišku, kodėl didelės farmacijos kompanijos nenusiteikę tyrinėti natūralių augalų ekstraktų.  Dėl šių priežasčių mokslinių augalų tyrimų ir taikymo gydymo praktikoje sritis lieka  neišvystyta net ir po atliktų sėkmingų tyrimų paskutiniais dešimtmečiais. Šiuo metu daugelyje išsivysčiusių šalių fitoterapijos taikymas vėl auga. To priežastis, šalia kitų, yra asmeninės atsakomybės prisiėmimas už savo sveikatą. Kaip antai Vokietijoje, augalinių vaistų naudojimas yra gana populiarus. Aukštas augalinių preparatų vertinimas ir sėkmė Vokietijos visuomenėje pasiekta dėl to, kad augaliniams preparatams taikomi tie patys teisiniai reikalavimai, kaip ir sintetiniams vaistams. Daugumoje kitų šalių nėra adekvataus teisinio augalinių preparatų reglamentavimo ir pastarieji dažniausiai vertinami kaip alternatyvi arba pagalbinė priemonė šalia konvencinio gydymo. [1]

Kanapė: jos fitokomponentai ir platus biologinis veikimas

Kanapės yra puikus didelio gydomojo potencialo ir sinergetinio veikimo pavyzdys. Kanapės jau tūkstantmečius buvo pripažįstamos kaip aukšto efektyvumo daugialypio poveikio medicininis augalas, tačiau jo veikimo mechanizmas buvo visiška paslaptis iki kanabinoidų ir endokanabinoidinės sistemos atradimo. Pirmieji kanapėse esantys kanabinoidai atrasti XX a. septintame dešimtmetyje – kanabidiolis (CBD), tetrahidrokanabinolis (THC), kanabigerolis (CBG), kanabichromenas (CBC), kanabivarinas (CBDV), tetrahidrokanabivarinas (THCV). Šiuo metu minima virš 100 kanabinoidų. Iki šiol daugiausiai ištirti yra CBD ir THC, kurių kiekiai kanapėse yra didžiausi ir kuriems atitinkamai priskiriami didžiausi nuopelnai. Per visą laikotarpį nuo kanabinoidų atradimo daugiausiai dėmesio sulaukė THC- dėl savo psichotropinio ir gydomojo poveikių. Tik neseniai  pradėta domėtis kitais kanabinoidais, o tuo tarpu kiti kanapių komponentai, tokie kaip terpenai, iki šiol yra mažai ištirti.

Ir kanabinoidai, ir terpenoidai yra sintetinami kanapės trichomose. Jų abiejų pirmtakas yra geranilo pirofosfatas, kuris prisijungdamas olivetolio arba divarino rūgštis, veikiant atitinkamiems fermentams, suformuoja pentilo arba propilo kanabinoidines rūgštis. Taip pat, geranilo pirofosfatas, veikiamas fermentų gali suformuoti limoneną ar kitus monoterpenoidus arba prisijungdamas  izopentenilo pirofosfatą suformuoti farnesilo pirofosfatą, seskviterpenoidų pirmtaką (1 pav.). [2]

1 pav. Fitokanabinoidų ir kanapių terpenoidų sintezė
1 pav. Fitokanabinoidų ir kanapių terpenoidų sintezė; Taming THC: potencial cannabis synergy and phytocannabinoid entourage effects; Ethan B Russo

Kiti kanapių bioaktyvųjį arsenalą sudarantys komponentai- fenoliai arba fenilpropanoidai, labiausiai paplitę augalų antriniai metabolitai. Jie sudaro apie 10 000 skirtingų struktūrų, įskaitant fenolines rūgštis, tokias kaip benzoino, hidroksicinamo, flavonoidus, flavonolius, flavonus, stilbenus ir lignanus. Kanapėse randama apie 22 flavonoidus, daugiausiai priklausančių flavonų ir flavonolių subklasėms [6]. Augale fenoliai gaminami fenilpropanoidų keliu- nuo fenilanino iki aktyvuoto (hidroksi) cinamo rūgšties derivatyvo (p-kumariollio CoA) ir iki galutinių skaidymo/sintetinimo elementų apigenino-8-C gliukozido, kanflavino A, kanabisino D ir kt. (2 pav. ). [3]

2 pav. Kanapės antrinių metabolitų sintezės keliai
2 pav. Kanapės antrinių metabolitų sintezės keliai; Cannabis sativa: The Plant of the Thousand and one molecules; Christelle M. Andre et. al.

Kanabinoidai

Fitokanabinoidai atstovauja C21 ir C22 terpenofenolinių komponentų grupę, kurie galima sakyti išskirtinai gaminami kanapėse. Kanabinoidų aptikta ir kituose augaluose, tačiau nepalyginamai mažesniais kiekiais. Kanabinoidų biologinis aktyvumas daugiausiai paremtas jų sąveika su žmogaus endokanabinoidine sistema. Endokanabinoidai moduliuoja/reguliuoja daugelį fiziologinių procesų įskaitant apetitą, skausmo jautrumą, nuotaiką, atmintį, uždegimą, jautrumą insulinui, riebalų ir energijos metabolizmą. Psichoaktyvi dekarboksilinta THCA forma THC, yra dalinis CB1 ir CB2 agonistas su didesniu afinitetu CB1, kuris susijęs su psichoaktyvių savybių pasireiškimu. THC turi ir daugiau molekulinių taikinių, ne vien CB receptorius ir pasireiškia priešuždegiminiu, priešvėžiniu, priešskausminiu, raumenis atpalaiduojančiu, neuro- antioksidaciniu ir antispazminiu poveikiu. Tačiau THC turi ir nepageidaujamų poveikių, tokių kaip nerimas, cholinerginis deficitas, imunosupresija, sedacija, alkis, tachikardija. [2]

CBDA daugiausiai yra pluoštinėse kanapėse ir yra vienas pagrindinių vaisto chemotipų. CBD (dekarboksilinta CBDA) pasižymi gausiu farmakologinio veikimo spektru, kuris buvo per mažai vertinamas daugelį metų, palyginus su THC. CBD, be kita ko, veikia kaip svarbus enturažo komponentas, gebantis sumažinti pašalinius nepageidaujamus THC poveikius. CBD- daug žadantis kanabinoidas, pasireiškiantis priešuždegiminiu, antioksidaciniu, imunomoduliaciniu, mažinančiu pykinimą, anti-artritiniu, priešvėžiniu veikimu. CBD citotoksiškai veikia daugelio rūšių vėžio ląsteles, tuo tarpu apsaugant sveikas ląsteles. CBD taip pat pripažįstamas, kaip efektyvi veiklioji medžiaga gydant nervų sistemos ligas, tokias kaip epilepsija, neurodegeneracines ligas- šizofreniją, išsėtinę sklerozę, veikia antikonvulsiškai, mažina nerimą, turi antipsichotinių, antidepresinių savybių. Be to, CBD pasižymi stipriomis baktericidinėmis, priešgrybelinėmis savybėmis, yra veiksmingas prieš meticilinui atsparų auksinį stafilokoką (MRSA). CBD mažina riebalų sintezę sebocituose ir sukelia apoptozę aknės atveju. [2]

Kanabichromenas (CBC) daugiausiai pasižymi priešuždegiminiu, slopinančiu (sedaciniu), analgetiniu, antibaktericidiniu ir priešgrybeliniu poveikiu, o taip pat yra citotoksiškas vėžio ląstelių kultūroms. CBC yra anandamido skaidymo inhibitorius. CBC ekstraktas graužikų modelyje veikė antidepresiškai.[2]

Kanabigerolis (CBG) – santykinai silpnas CB1 ir CB2 agonistas, TRPM8 antagonistas, stiprus alfa-2 adrenoreceptorių agonistas, vidutinis 5-HT1A antagonistas, GABA skaidymo inhibitorius, stipresnis, nei THC ir CBD, kas sako apie raumenis atpalaiduojantį poveikį. Analgetinis, antieriteminis poveikis ir gebėjimas blokuoti lipooksigenazę pralenkia THC. CBG pasižymi ir priešgrybelinėmis, antidepresinėmis, nežymiai antihipertenzinėmis savybėmis, yra gana stiprus AEA inhibitorius, citotoksiškas vėžio ląstelėms, mažina keratinocitų proliferaciją. CBG yra efektyvus prieš MRSA. [2]

THCV (tetrahidrokannabivarinas) yra THC propilo analogas ir gali moduliuoti pastarojo intoksikaciją. Įdomu, kad esant žemoms koncentracijoms jis veikia kaip CB1 antagonistas, o esant didesnėms- kaip agonistas. THCV mažina kūno riebalus, turi antikonvulsinių savybių, taip pat mažinančių hiperalgeziją ir uždegimą veikiant per CB1 receptorių ir slopinančių skausmą per CB2. [2]

CBDV (kanabidivarinas) yra CBD propilo analogas, iki šiol mažai nagrinėtas. Grynas CBDV slopina diacilglicerolio lipazę ir gali mažinti jos produkto, endokanabinoido 2-AG aktyvumą. Taip pat pasireiškia antikonvulsinėmis savybėmis. [2]

CBN (kanabinolis) yra nefermentinis oksidacinis šalutinis THC produktas. Jis turi mažą afinitetą CB1 bei CB2 ir buvo manoma, kad jis yra neaktyvus, kai buvo testuojamas vienas. Tačiau su THC turėjo didesnį sedacinį poveikį. CBN pasireiškia antikonvulsinėmis, priešuždegiminėmis savybėmis ir stipriu poveikiu MRSA, skatina kaulų formavimąsi. CBN yra TRPV2 agonistas, panašiai kaip CBG slopina keratinocitų proliferaciją nepriklausomai nuo kanabinoidinių receptorių. [2]

Terpenoidai kanapėse

Terpenoidai sudaro didžiausią medžiagų grupę augaluose, aprašytų jų yra apie 15-20 000 [2]. Kanapėse randama apie 100 terpenų molekulių. Terpenai klasifikuojami pagal izopreno fragmentų  (turinčio 5 anglies atomus) kiekį, pvz.  monotepenai turi 10 anglies atomų, seskviterpenai- 15 ir pan. Mono- ir seskviterpenai kanapėse daugiausia randami žieduose, šaknyse ir lapuose. Pagrindinai iš jų yra D-limonenas, beta mircenas, alfa ir beta pinenas, terpinolenas ir linalolas. Seskviterpenai ir beta- kariofilenas, alfa- humulenas didesniais kiekiais randamas žieduose. Tritepenų daugiausiai yra kanapių šaknyse (friedelinas ir epifriedelanolis), pluošte (beta -mircenas) ir kanapių aliejuje (cikloartenolis, beta-amirinas ir damaradienolis) [2].Terpenoidai, kurių kiekis didesnis nei 0,05 proc. laikomi farmakologiškai reikšmingais. Terpenoidai yra lipofoliniai ir jų farmakologinis veikimas yra daugialypis. Jie lengvai  pereina ląstelių membranas, kaip ir smegenų kraujo barjerą, sąveikauja su neuronų  ir raumenų jonų kanalais, neurotransmiterių receptoriais, su G baltymu susijusiais receptoriais, antriniais signalų perdavimo keliais ir fermentais [2]. Bendras terpenoidų ir kanabinoidų veikimo principas pavaizduotas 3 ir 4 pav.

D-limonenas, pagrindinis citrinų ir kitų citrusinių terpenas ir kitų monoterpenų pirmtakas. Studijose su gyvūnais nustatyta, kad citrusinis aliejus, skiriamas įvairiomis dozėmis ir metodais veikia kaip stiprus anksiolitinis preparatas, o citrinos aliejus padidina serotoniną prieškaktinėje žievėje ir dopaminą hipokampe per 5-HT1A. Klinikinėje studijoje gauti geri citrusinio aliejaus antidepresinio veikimo rezultatai. Limonenas taip pat veiksnus prieš vėžio ląsteles. Limoneno kepenų metabolitas- perilo rūgštis turi antistresinį poveikį. Limonenas efektyviai gydo gastroezofaginį refliuksą. Citrusinių eterinis aliejus, turintis limoneno patvirtintas kaip veiksmingas gydant dermatofitus, o citrusinių eterinis aliejus su terpenoidų profiliu, panašiu, kaip kanapėse veikia kaip stiprus laisvųjų radikalų nukenksmintojas. [2]

Beta- mircenas yra kitas paplitęs kanapių monoterpenoidas, turintis platų veikimo spektrą: mažinantis uždegimą per prostaglandiną E-2, blokuojantis kepenų kancerogenezę. Mircenas veikia kaip analgetinas (pelių modelyje) ir manoma tai veikia per alfa-2 adrenoreceptorius. Jis nėra mutageninis. Mircenas, kuris yra apynių preparatų sudedamoji, dalis yra naudojamas sedaciniam poveikiui. Mircenas taip pat turi raumenis atpalaiduojantį poveikį. [2]

Alfa -pinenas biciklinis monoterpenas ir yra labiausiai paplitęs terpenoidas gamtoje. Jis randamas spygliuočiuose ir daugybėje kitų augalų, saugantis juos nuo vabzdžių. Alfa -pinenas veikia priešuždegimiškai per PGE-1 ir plečiantis bronchus mažomis dozėmis. Timsros ir šalavijo eteriniai aliejai, kur gausu alfa -pineno veiksmingi prieš MRSA, bet to jis manoma yra plataus spektro antibiotikas. Alfa -pinenas sukuria biosintezės bazę CB2 ligandams. O ypatingai traukia dėmesį tai, kad jis veikia kaip acetilcholinesterazės inhibitorius, padedantis atminčiai. [2]

D-linalolas yra monoterpenoidinis alkoholis, būdingas levandoms. Levandų eterinis aliejus mažina odos nudegimus, nepaliekant randų. Taip pat pastebėtas linalolo sedacinis, vietinis anestetinis poveikis, panašiai kaip mentolio ir prokaino. Anestetinis poveikis manoma perduodamas per adenosino A2A receptorius, o taip pat jonotropinius glutamato receptorius (pelių modeliai). Linalolas parodė turintis antikovlulsines ir antiglumatergines savybes, Ocimum basilicum (kvapnusis bazilikas) eterinis aliejus (apie 44 proc linalolo) ir sumažina dirbtinai sukeltus priepuolius. Be to, tyrime, linanolas sumažino  K+  sukeltą glutamato išskyrimą ir pašalinimą pelių sinaptosomose. Apibendrinama, kad  glutamato ir GABA sistemų moduliacija yra pagrindinis sedacinio, anksiolitinio ir antikonvulsinio linalolo ir jo gausių eterinių aliejų veikimo mechanizmas. Taip pat pastebėtas linalolo veiksmingumas prieš leišmanijas ir mažesnis poreikis opioidų pcientams po operacijos. [2]

Beta-kariofilenas – tai įprastas kanapių terpenas ir dažniausiai dominuojantis kanapių ekstrakte. Kariofileno yra juoduosiuose pipiruose, kopaibos balzame. Kariofilenas pasižymi priešuždegiminėmis savybėmis veikiant per PGE-1, efektyvumu panašiu į fenilbutazoną, kuris turi žymų toksinį poveikį, o eterinis aliejus su kariofolenu veiksnus kaip etodolacas ir indometacinas. Tačiau priešingai nei pastarieji vaistai, kariofilenas yra skrandyje citoprotekcinis, UK kanapių ekstraktu buvo gydoma dvylikapirštės žarnos opos. Kariofilenas, esantis eterinio aliejaus sudėtyje veiksmingas prieš maliariją. Galbūt didžiausias atradimas yra tas, kad jis veikia kaip pilnas selektyvus CB2 agonistas ir nėra kanapių fitokanabinoidas. Tyrimai parodė, kad šis komponentas ir mažomis dozėmis veikia priešuždegimiškai ir analgetiškai, manoma per CB2 receptorius. [2]

Nerolidolis yra seskviterpeno alkoholis, turintis sedacinių savybių, randamas apelsinų ir kitų citrusinių žievelėse. Tyrime jis sumažino dirbtinai sukeltas adenomas žarnyne gyvūnų modelyje. Jis veiksmingas prieš grybelį, protozoalinius parazitus, maliariją ir leišmaniozę. [2]

Kariofileno oksidas yra seskviterpenoidinis oksidas, būdingas melisai, taip pat eukaliptui, daugialapei mirtenei. Augale jis saugo nuo vadzdžių, grybelių. Analogiškai, priešgybelinės kariofileno oksido savybės pasitarnauja ir gydymui- klinikiniame tyrime patvirtintas jo veiksmingumas, kaip ciklopiroksolamino ir sulkonazolo. In vitro tyrime jis pasireiškė trombocitų agregaciją mažinančiomis savybėmis. [2]

Fitolis yra kanapių diterpenas, chlorofilo ir tokoferolio skilimo produktas. Tyrime fitolis apsaugojo nuo vitamino A sukeltos teratogenezės, nuslopindamas retinolio virtimą žalingu metabolitu. Fitolis taip pat padidino GABA raišką nuslopindamas vieną iš jį skaidančių fermentų. [2]

Pentacikliniai  triterpenai, tokie kaip beta-amirinas ir cikloartenolas plataus spektro bioaktyvumu, įskaitant įskaitant antibakterines, priešgrybelines, priešuždegimines ir priešvėžines savybes. Jie yra daugelio medicininių augalų sudėtyje. [2]

Fenoliai ir jų gydomasis potencialas kanapėse

Augaluose fenoliniai komponentai veikia kaip antioksidantai, apsaugantys nuo oksidacinio streso. O žmonių atveju pastebėta fenolinių komponentų vartojimo ir sumažėjusio chroniškų ligų, tokių kaip vėžys, širdies ir kraujagyslių bei neurodegeneracinių ligų pasireiškimo koreliacija. Tačiau šie teigiami poveikiai sveikatai vargu ar gali būti paaiškinti vien tik jų antioksidacinėmis savybėmis, nes jie yra sunkiai įsisavinami. Fenoliniai  junginiai gali padidinti endogeninių antioksidantų fermentų kiekį in vivo dėl savo gebėjino veikti kaip pro-oksidantams ir gaminti reaktyviąsias deguonies formas. Jų veikimas taip pat pasireiškia per nespecifines prisirišimo prie baltymų sąveikas. Polifenoliai įtakoja fermentus, tokius kaip citochromas P450 ir lipoksigenazė. Flavonai ir flavonoliai kanapėse turi platų poveikio spektrą, įskaitant poveikius, kuriuos turi terpenai ir kanabinoidai. Jie veikia priešuždegimiškai, veiksmingi prieš vėžį, neurodegeneracines ligas. [3]

Atliktame kanapių fenolinės sudėties tyrime, imant 4 kanapių rūšis, nustatyti 22 fenoliniai junginiai- kanflavinas A ir B (kurie yra specifiniai kanapių fenoliai), kvercetino- 3-glukozidas, katechinas ir epikatechinas, kanabisinas A, B ir C, luteolin-7-O-glukozidas, rutinas, kamferolio-3- O-glukozidas, apigenin-7-glukozidas, kamferolis, apigeninas, kvercetinas, luteolinas, chlorogeninė rūgštis ir kt. Fenolinių junginių tirtuose kanapių žiedynuose rasta nuo 10,51 iki 52,58 mg GAE/g priklausomai nuo kanapių veislės. [6]

Specifinis kanflavinas A ir B yra stiprus prieuždegiminis komponentas, veikiantis per prostaglandino E2 ir 5- lipoksigenazės slopinimą [3]. Be to, kanflavinas A ir B parodė neuroprotekcines savybes įtakojant amiloido β  perduodamą neurotoksiškumą PC12 ląstelėse [6]. Atvejo studijų rezultatai parodė, kad kvercetinas, kamferolisir luteolinas, vartojant dideliais kiekiais, žymiai sumažina bendrą vėžio riziką [7]. Kvercetinas turi priešuždegimines, neuroprotekcines, baktericidines savybes, apsaugo nuo širdies ir kraujagyslių ligų. [8]. Kamferolis tyrime sumažino gastrito ir pankretito uždegiminius pažeidimus [9]. Epikatechinas laikomas stipriu antioksidantu, neutralizuojančiu ROS, gerina kraujagyslių ir širdies būklę, dėl savo insuliną imituojančio efekto tinkamas diabeto, taip pat kepenų ligų atveju, kaip ir dauguma fenolių veikia priešuždegimiškai. [10]. Apigeninas pasireiškia anksiolitinėmis ir estrogeninėmis, o taip pat priešvėžinėmis savybėmis. Lignanų grupę kanapėse atstovauja lignanamidai kanabisinas A, B ir C. Lignanams būdingas platus sveikatą gerinančio veikimo spektras- antioksidacinis, antivirusinis, antidiabetinis, priešvėžinis, mažinantis nutukimą. Dėl enterolignanų struktūrinio panašumo su estrogenais, šios medžiagos gali padėti kovoti su hormonų įtakotomis vėžio formomis. Beje, lignanų veikimas yra sudėtingas ir daugialypis. [3]

Polifenolių mokslinių tyrimų yra nemažai, įskaitant ir tuos, kurie randami kanapėse, todėl čia išvardintos  jų savybės ir veikimo mechanizmai yra tik pavyzdžiai, parodantys galimą bendrą visų kanapės fitokomponentų veikimą.

Fitokomponentų sąveika kanapių ekstraktuose

Dabar vis dažniau pripažįstama, kad augalų nauda sveikatai paremta įvairių komponentų sąveika, o ne vienos medžiagos savybėmis. Taip ir kanapių gydomoji vertė pasireiškia sinergetiškai arba antagonistiškai veikiant įvairiems jos komponentams. Kadangi THC yra vienas iš daugiausiai tyrinėtų kanapės komponentų, dažniausiai yra minima THC ir CBD sąveika (žr. žemiau), o apie kitų kanabinoidų tarpusavio ryšį žinoma mažai. Atliekami grynų kanabinoidų ir kanapių ekstraktų tyrimai suteikia tam tikrų žinių apie kanabinoidų sąveikas, tačiau gauti rezultatai gali būti nulemti ne tik kanabinodų, tačiau ir kitų kanapių komponentų- terpenų, flavanoidų, riebalų rūgščių ir kt. veikimu.

Toliau pateikiami ekstraktų tyrimų duomenys, fitokomponentų sinergijos pavyzdžiai. Kaip pastebėta ekstraktų ir grynų komponentų poveikio TRP kanalams tyrime, įvairūs kanapių ekstraktai ir gryni komponentai skirtingai veikia TRP kanalus. Išvadoje rašoma, kad ekstraktai TRP atžvilgiu veikė panašiai kaip gryni komponentai, tačiau kai kuriais atvejais veikimas buvo papildytas ekstraktų komponentų farmakologiniu veikimu, tokiu kaip inhibicinis MAGL ir NAAA veikimas arba AEA skaidymo slopinimas, TRPM8 antagonizavimas arba TRPA1 aktyvavimas- veikimas buvo stipresnis, nei grynų kanabinoidų. Šios studijos trūkumas yra tas, kad rezultatai gauti in vitro tyrime, kur komponentų efektyvumas tirtas ne natūralioje aplinkoje esančių ląstelių su TRP raiška, kur TRP lokalizacija ląstelės struktūroje ir viduląstelinėje organizacijoje yra skirtinga, nei HEK-293 ląstelių, naudotų tyrime. Taip pat nebuvo vertinta, ar šie tirtų komponentų poveikiai buvo tiesioginiai kanalų atžvilgiu. [4]

Svarbus tyrimas atliktas 2019 m. Liran Baram ir bendraaut., kuriame vertintas 12-os kanapių ekstraktų poveikis 12-ai vėžio rūšių ląstelių. Ekstraktai atrinkti pagal 5 kanabinoidų sudėties profilius, kurie ir sudarė grupes su dominuojančiais kanabinoidais: 1- CBG (vienas ekstraktas), 2- CBD ir CBC (trys ekstraktai), 3- CBDA  (du ekstraktai), 4- delta9-THC tipo (trys ekstraktai), 5- delta9-THCA (trys ekstraktai). Tyrimas parodė, kad kanapių ekstraktai sumažino vėžio ląstelių gyvybingumą, proliferaciją ir sukėlė apoptozę. Be to, pastebėta, kad ekstraktai skirtingai ir selektyviai veikia įvairias vėžio ląsteles- kai kurie ekstraktai arba jų grupė buvo veiksmingesni prieš tam tikras vėžines ląsteles, palyginus su kitomis. Beje, veiksmingumas gali skirtis net esant vienodam dminuojančio kanabinoido kiekiui, kaip, pvz. skirtingų ekstraktų su tokiu pačiu delta9-THC kiekiu poveikis vėžio ląstelių gyvybingumui skyrėsi labai žymiai. Atitinkamai, poveikio rezultatai skyrėsi gryno delta9-THC ir jo ekstrakto. [5]

Manoma, kad fitokanabinoidai veikia per skirtingus kelius ir receptorius, kurie įvairių vėžio rūšių atveju yra skirtingi. Kanabimimetinių receptorių (receptoriai kurie sąveikauja su kanabinoidais), įvairiose vėžio rūšių ląstelėse raiška yra skirtinga. Todėl tikėtina, kad tai įtakoja tokį daugialypį ekstaktų veikimą skirtingoms ląstelių rūšims. Tyrimo išvada tokia- kanapių ekstrakto veiksmingumas prieš vėžio ląsteles priklauso nuo ekstrakto sudėties, o taip pat nuo tikslinių ląstelių charakteristikos. [5]

Žiurkių modelyje CBD ekstraktas (ekstraktas, kuriame yra santykinai didelis kiekis CBD) anti-hiperalgeziškai stipriau veikė nei grynas CBD, pagerino šiluminį jutimą ir nervinių ląstelių augimo faktoriaus lygį bei sumažino oksidacinį pažeidimą [2].

Pastebėta, kad raumenis atpalaiduojantis poveikis, kas svarbu išsėtinės sklerozės atveju, stipresnis yra kanapių ekstrakto, nei THC vieno. Viename iš tyrimų parodoma, kad CBD ir THC ekstraktai skirtingai veikia hipokampo neuronus, nei gryni komponentai. CBD pasirodė esantis esminis faktorius nabiksimolio burnos gleivinės ekstrakte, sumažinant sunkiai pasiduodantį vėžio skausmą pacientams, kuriems nepadeda opiodai, tuo tarpu kai ekstrakto su dideliu THC kiekiu, kurio sudėtyje CBD nėra, rezultatas nesiskyrė nuo placebo. Studijose nustatyta, kad kanapių ekstrakto poveikis yra 2- 4 kartus stipresnis, nei gryno THC. Yra ir tyrimų, teigiančių priešingai- kad nėra skirtumo tarp THC gryno ir ekstrakto, kaip pvz. Wachtel et al., tyrime, tačiau būtina paminėti, kad bandyme naudotame kanapių ekstrakte THC kiekis buvo 2,11 proc, o CBD- 0,3 proc., t.y. CBD kiekis yra per mažas, kad moduliuoti THC ir kitų medžiagų veikimą [2]. Reikia atkreipti dėmesį į tai, kad ekstraktų efektyvumo tyrimai yra sudėtingi, nevienareikšmiški ir gali būti net klaidinantys dėl netinkamų tyrimo metodų pasirinkimo ar nepilno aprašymo pateikiant rezultatus.

Visi kanabinoidai pasižymi THC šalutinį poveikį mažinančių efektu, tokiu kaip nerimo mažinimas. CBD gali sumažinti THC padarytą žalą atminčiai ir suvokimui. CBD veikia THC farmakokinetiką per skirtingus mechanizmus: suskystinant membranas ir todėl padidinant THC įsisavinimą į raumenų ląsteles; mažinant jo metabolizmą kepenyse dalyvaujant fermentui P450, kur molekulė suskaidoma ir pašalinama. Terpenai taip pat gali įtakoti THC farmakokinetiką padidinant smegenų kraujo barjero pralaidumą. Terpenai gali moduliuoti  THC afinitetą CB1 receptoriams ir sąveikauti su neurotransmiterių receptoriais, kurie prisideda prie terpenų įtakos kanabinoidų perduodamam analgetiniam ir psichotiniam veikimui. Flavanoidai taip pat gali moduliuoti THC farmakokinetiką per P450 fermento slopinimą. [3]

Kaip bendro kanabinoidų ir terpenų veikimo pavyzdys gali būti aknės modelis. Didesnės CBD dozes sukelia sebocitų apoptozę, kurią skatina AEA. Manoma, CBD veikia padidindamas Ca+, per TRP kanalus. Kanapių terpenoidai prisideda prie aknės gydymo. Du citrusinių augalų eteriniai aliejai, kuriuose daugiausiai limoneno, nuslopino Propionibacterium acnes, pagrindinį aknės patogeną (MIC (minimums inhibitory concentration) 0,31 mL·mL-1) ir veiksmingiau nei triklosanas. Linalolo vieno MIC- 0,625 mL·mL-1. Abu eteriniai aliejai nuslopino P. acnes sukeltą TNF-alfa gamybą, taip pastiprinant priešuždegiminį veikimą. Taip pat pinenas, buvo veiksmingiausias arbatmedžio ir eukalipto eterinio aliejaus komponentas prieš P. acnes ir Staph spp. Manoma, kad CBD gausus kanapių ekstraktas būtų naujas tinkamas plataus veikimo vaistas nuo aknės su galimu minimaliu toksiškumu. Žinoma, kad gryni CBD ir CBG yra laba veiksmingi prieš MRSA. Terpenoidas pinenas taip pat efektyviai slopina MRSA ir kitas antibiotkams atsparias bakterijų rūšis. Monoterpenoidai padidina odos pralaidumą ir vaisto patekimą Todėl CBD, bei CBG ekstraktai kartu su pinenu gali būti veiksmingi ir saugūs antiseptiniai preperatai. [2]

Kanabinoidų ir terpenoidų sinergija pasitarnauja ir neuropsichiatrinių ligų gydymui. Kanabinoidų CBD ir CBG savybės dera su citrusinių augalų terpenais, kurie vieni taip pat veikia antidepresiškai. CBD nerimą malšinantis poveikis ekstrakte gali būti padidintas linalolo ir limoneno. Kanapėse esantys CBD ir alfa- pinenas – abu veikia kaip acetilcholinesterazės inhibitoriai. Terpenoidai su skausmą, nerimą mažinančiomis bei raminančiois savybėmis- tokie kaip kariofilenas, linalolas, mircenas padidina kanapių veiksmingumą gerinant miegą. Tyrimuose patvirtinta, kad grynas CBD mažina priklausmybę nuo žalingų įpročių (narkotikų, alkoholio) ir sumažina atkritimo galimybę. Juodųjų pipirų terpenoidų sąstatas- mircenas,veikiantis raminamai, pinenas, padidinantis budrumą ir ypatingai kariofilenas, veikdamas kaip CB2 agonistas bei kitais menamais mechanizmais papildomai prisideda prie kanabinoidų veikimo. Manoma, jog CBD ekstraktas kartu su kariofilenu ir kitais terpenoidais yra daug žadantis priklausomybių gydymo preparatas. [2]

Žemiau lentelėse pateikti kanabinoidų ir tepenoidų bendro veikimo mechanizmai (3,4 pav.).

3 pav. Kanabinoidų ir tepenoidų bendro veikimo mechanizmai; Taming THC: potencial cannabis synergy and phytocannabinoid entourage effects; Ethan B Russo
3 pav. Kanabinoidų ir tepenoidų bendro veikimo mechanizmai; Taming THC: potencial cannabis synergy and phytocannabinoid entourage effects; Ethan B Russo
4 pav. Terpenoidų ir kanabinoidų bendro veikimo mechanizmai; Taming THC: potencial cannabis synergy and phytocannabinoid entourage effects; Ethan B Russo
4 pav. Terpenoidų ir kanabinoidų bendro veikimo mechanizmai; Taming THC: potencial cannabis synergy and phytocannabinoid entourage effects; Ethan B Russo

Išvada

Žmonių sveikatos būklė visame pasaulyje reikalauja ieškoti naujo požiūrio į ligą ir naujų gydymo būdų. Sisteminis požiūris, daugiafunkcinės saugios priemonės turi užleisti kelią simptomatiniam gydymui. Yra nemažai augalų ir jų komponentų tyrimų, patvirtinančių jų gydomąsias savybes, tačiau  gydymo praktikoje šios žinios nėra naudojamos. Reikalingi tolimesni žingsniai, leidžiantys įgyvendinti turimas žinias praktikoje, t.y. adekvatus medicininis požiūris ir atitinkamas teisinis reglamentavimas, o taip pat išsamesni ir gilesni augalų/ ekstraktų, galimybių derinti įvairius natūralios kilmės komponentus, panaudojant sinergiją arba antagonizmą, tyrimai.

Šaltiniai:

  1. Complex Interactions between Phytochemicals; The Multi-Target Therapeutic Concept of Phytotherapy Thomas Efferth, Egon Koch; 2011;
  2. Taming THC: potencial cannabis synergy and phytocannabinoid entourage effects; Ethan B Russo; 2011;
  3. Cannabis sativa: The Plant of the Thousand and one molecules; Christelle M. AndreJean-Francois Hausman, Gea Guerriero; 2016;
  4. Effects of cannabinoids and cannabinoid-enriched Cannabis extracts on TRP channels and endocannabinoid metabolic enzymes; De Petrocellis LLigresti AMoriello ASAllarà MBisogno TPetrosino SStott CGDi Marzo V.; 2011;
  5. The heterogeneity and complexity of Cannabis extracts as antitumor agents; Liran Baram, Ella Peled, Paula Berman, Ben Yellin, Elazar Besser, Maya Benami, Igal Louria-Hayon, Gil M. Lewitus, David Meiri; 2019;
  6. Analysis of Phenolic Compounds in Commercial Cannabis sativa L. Inflorescences Using UHPLC-Q-Orbitrap HRMS; Luana IzzoLuigi CastaldoAlfonso NarváezGiulia GrazianiAnna GaspariYelko Rodríguez-Carrasco, and Alberto Ritieni ; 2020;
  7. Consumption of the Dietary Flavonoids Quercetin, Luteolin and Kaempferol and Overall Risk of Cancer – A Review and Meta-Analysis of the Epidemiological Data; Dr. J. D TenaMs. Estefanía Burgos-MorónMr. José Manuel Calderón-MontañoDr. Ismael SanzDr. Jorge SainzDr. Miguel Lopez-Lazaro; 
  8. Overviews of Biological Importance of Quercetin: A Bioactive Flavonoid; Alexander Victor Anand DavidRadhakrishnan ArulmoliSubramani Parasuraman; 2016;
  9. Kaempferol, a dietary flavonoid, ameliorates acute inflammatory and nociceptive symptoms in gastritis, pancreatitis, and abdominal pain; Kim SHPark JGSung GHYang SYang WSKim EKim JHHa VTKim HGYi YSKim JHBaek KSSung NYLee MNKim JHCho JY; 2015;
  10. Molecular Mechanisms and Therapeutic Effects of (−)-Epicatechin and Other Polyphenols in Cancer, Inflammation, Diabetes, and Neurodegeneration; Joseph Shay,Hosam A. Elbaz,Icksoo Lee,Steven P. Zielske,Moh H. Malek, Maik Hüttemann; 2015.

Atliktame tyrime TRPM8 antagonistas kanabigerolis, nepsichotropinis kanabinoidas, sustabdė storosios žarnos vėžio vystymąsi

 

Santrumpa

Kanabigerolis (CBG) yra saugus nepsichotropinis iš kanapės augalo išgautas kanabinoidas (CB), kuris sąveikauja su tam tikrais taikiniais, susijusiais su vėžio vystymusi. Konkrečiai, CBG galimai blokuoja neselektyvius joninius kanalus (TRP) M8 (TRPM8), aktyvuoja TRPA1, TRPV1 ir TRPV2 kanalus, blokuoja 5-hidroksitriptamino receptorių 1A (5-HT1A) ir stabdo endokanabinoidų rezorbciją. Šiame tyrime aiškinamasi, ar CBG apsaugo nuo storosios žarnos vėžio vystymosi. Nustatyta, kad CBG paskatino apoptozę, stimuliavo ROS gamybą, padidino CHOP mRNA ir sumažino CRC (storosios žarnos vėžio) ląstelių augimą. CBG poveikis ląstelių augimui buvo nepriklausomas nuo TRPA1, TRPV1 ir TRPV2 kanalų aktyvavimo, buvo dar padidintas CB2 receptoriaus antagonistu ir atkartotas kitais TRPM8 kanalų blokuotojais, bet ne 5-HT1A antagonistu. Be to, pastebėta, kad CBG poveikis ląstelių augimui ir CHOP mRNA raiškai buvo mažesnis ląstelėse, kuriose TRPM8 yra užblokuotas (angl.silenced). In vivo CBG nuslopino ksenograftų tumorų augimą, o taip pat cheminiu būdu sukeltą storosios žarnos vėžio vystymąsi. CBG sustabdė storosios žarnos vėžio progresavimą in vivo ir selektyviai nuslopino CRC ląstelių augimą- tokį poveikį turi ir kiti TRPM8 antagoistai. CBG turėtų būti svarstomas kaip CRC prevencijos ir gydymo priemonė.

Tyrimai ir rezultatai

Susirgimų vėžiu vis daugėja, o storosios žarnos vėžys pasaulyje pagal dažnumą iš visų vėžio rūšių yra trečioje vietoje tarp vyrų ir antroje vietoje tarp moterų. Todėl neatidėliotinai reikalingos naujos gydymo ir chemoprevencinės priemonės. Kanapės augalas turi virš 100 fitokanabinoidų ir kai kurie iš jų yra kandidatai būti nauja nuo vėžio gelbstinčia medžiaga. Be tiesioginio priešvėžinio veikimo, fitokanabinoidai geba sumažinti keletą svarbių šalutinių chemoterapijos poveikių.

Žinoma, kad delta9- tetrahidrokanabinolis (THC), taip pat kaip sintetiniai ir endogeniniai CB receptorių agonistai veikia signalų perdavimo kelius, susijusius su vėžio vystymusi. Tačiau klinikinis THC panaudojimas yra ribotas dėl nepageidaujamo psichotropinio poveikio. Todėl susidomėjimas nepsichotropiniais fitokanabinoidais, kurie turi mažą afinitetą CB receptoriams paskutiniu metu stipriai auga. Vienas iš labiausiai ištirtų kanabinoidų yra kanabidiolis (CBD), kuris, kaip jau pastebėta, turi priešvėžinių savybių. Kiti kanabinoidai yra mažiau ištirti. Vienas iš tokių komponentų yra kanabigerolis (CBG). Ir senesni, ir nauji tyrimai patvirtina analgetinį, priešeriteminį, antibakterinį, antidepresinį, antihipertenzinį CBG poveikį. Yra patvirtintas CBG didelių dozių citotoksinis poveikis žmogaus epitelioidinės karcinomos ląstelėms, CBG taip pat buvo efektyvus prieš krūties vėžį ir sustabdė keratinocitų proliferaciją. Be to, CBG nuslopino eksperimentinį žarnyno uždegimą, kas yra svarbu dėl to, kad neoplazijos, vedančios prieš CRC, išsivystymo rizika tarp opinio kolito pacientų yra padidėjusi. Farmakodinaminiai tyrimai parodė, kad CBG sąveikauja su receptoriais/fermentais, susijusiais su vėžio vystymusi. Konkrečiai, CBG yra silpnas dalinis CB1 ir CB2 receptorių agonistas, slopina endokanabinoidų rezorbciją, yra stiprus 5-HT1A antagonistas ir gali veikti neselektyvius jonų kanalus (TRP). Iš jonų kanalų, CBG yra TRPA1, TRPV1 ir TRPV2 agonistas ir, svarbu, stiprus TRPM8 antagonistas, o TRP kanalai žinomi kaip susiję su vėžinių ląstelių augimu. Šiame tyrime nagrinėtas CBG efektyvumas ir veikimo būdas storosios žarnos vėžio ląstelių augimui, įvertintas galimas chemoprevencinis poveikis storosios žarnos vėžio azoksimetano (AOM) modelyje ir galimas gydomasis efektas storosios žarnos vėžio ksenograftų modelyje.

Šiame tyrime nustatyta, kad CBG sumažino dviejų karcinomos ląstelių kultūrų gyvybingumą, t.y. Caco-2 ir HCT 116 ląstelėse. Kodėl CBG poveikis HTC 116 ląstelėms yra didesnis, palyginus su Caco-2 ląstelėmis kol kas neaišku ir tai negali būti dėl skirtingos TRPM8 raiškos šiose ląstelių kultūrose. Be to, pastebėta, kad CBG stipriau ir efektyviau veikė tada, kai buvo žema serumo koncentracija (1 proc. koncentracija, kuri neveikia, per se, ląstelės gyvybingumo), galimai dėl to, kad serumo proteinai toje terpėje neutralizuoja slopinantį fitokanabinoidų poveikį ląstelių gyvybingumui. Šis pastebėjimas atitinka ankstesnio tyrimo išvadas apie kanabinoidų poveikį gliomos ir prostatos ląstelėms. Be to, atmetama prielaida, kad didesnis CBG citotoksinis poveikis, esant žemai serumo koncentracijai yra dėl padidėjusio ląstelių jautrumo, nes citotoksinio DMSO (dimetilsulfoksidas) poveikis nebuvo keičiamas esant žemai (1 proc.) ar aukštai (10 proc.) FBS (angl. foetal bovine serum)  koncentracijai. Svarbu tai, kad CBG selektyviai veikė storosios žarnos vėžio ląsteles, sveikas žmogaus žarnų epitelio ląstelių kultūras veikdamas labai nežymiai.

Kadangi CBG yra TRPM8 antagonistas, pirmiausiai buvo patikrinta galima šių kanalų įtaka tiriamam CBG veikimui. TRPM8 įtakoja ląstelių proliferaciją/apoptozę ir dabar jis laikomas kovos su vėžiu taikiniu, ypatingai prostatos vėžiu. TRPM8 mRNA aptinkama daugybėje pirminių tumorų, įskaitant CRC audinius. Šiame tyrime pirmą kartą pastebėta, kad TRPM8 mRNA ir baltymų raiška CRC ląstelėse didesnė yra Caco-2, nei HTC 116 ląstelėse. Dar svarbiau, kad CBG poveikis ląstelių gyvybingumui atkartotas sintetiniu TRPM8 antagonistu AMTB, fitokanabinoidais CBD ir CBDV, kurie, kaip ir CBG geba blokuoti TRPM8. CBG buvo toks pat efektyvus, kaip ir CBD, o abu fitokanabinoidai buvo efektyvesni už CBDV ir AMTB. Skirtingai, CBC, fitokanabinoidas, kuris neblokuoja TRPM8, turėjo nedidelį poveikį storosios žarnos ląstelių gyvybingumui. Be to, TRPM8 mRNA užblokavimas lėmė sumažintą citotoksinį CBG poveikį Caco-2 ląstelėse. Apibendrinus, šie rezultatai rodo, kad TRPM8 galimai yra susijęs su CBG sukeliamu CRC ląstelių augimo slopinimu. Galiausiai, tyrime nustatyta, kad CBG turi labai nedidelį citotoksinį poveikį sveikoms žmogaus žarnų epitelio ląstelių kultūroms.

Toliau nagrinėjant šį CBG veikimo pobūdį, aptarti kiti receptoriai (CB receptoriai, TRPA1, TRPV1 ir TRPV2 kanalai, 5-HT1A receptoriai), kurie, remiantis farmakodinaminiais tyrimais yra veikiami CBG. Yra žinoma, kad CB1 ir CB2 receptorių aktyvavimas slopina storosios žarnos vėžio ląstelių augimą. CBG veikia kaip silpnas dalinis CB1 ir CB2 receptorių agonistas. Be to, CBG mažina endokanabinoidų skaidymą, kas buvo pastebėta Caco-2 ląstelėse ir todėl netiesiogiai, per padidėjusį ekstraląstelinį endokanabinoidų lygį aktyvuoja CB receptorius. Nustatyta, kad CBG poveikis ląstelių gyvybingumui nepakito dėl selektyvaus CB1 receptoriaus antagonisto AM251 įtakos ir vėliau padidėjo veikiant CB2 receptoriaus antagonistui AM630. Šie rezultatai paneigia galimybę, kad CBG tiesiogiai ir netiesiogiai veikia per CB receptorių aktyvavimą, kaip tik tikėtina, kad esantis endogeninis CB2 tonas trukdo CBG signalų perdavimui, įtakojančiam ląstelių gyvybingumo mažėjimą. Tokie pat rezultatai pastebėti peritoniniuose makrofagose, kur CBG slopinantis poveikis LPS sukeltai nitrito gamybai buvo vėliau padidintas SR144528, kitu CB2 receptoriaus antagonistu.

Pastebėta, kad CBG veikia kaip santykinai stiprus ir labai efektyvus TRPA1 agonistas ir silpnas TRPV1 ir TRPV2 kanalų agonistas. Tačiau nepanašu, kad CBG veiktų aktyvuojant TRPA1, TRPV1 ir/ar TRPV2 kanalus, nes rutenis raudonasis, neselektyvus TRP kanalų antagonistas, koncentracijomis, kurios buvo keletą kartų didesnės nei IC50, prie kurių blokuojami TRPA1, TRPV1 ir TRPV2 kanalai,  nepakeitė CBG poveikio ląstelių gyvybingumui. Taip pat tai nepanašu, kad CBG poveikis pasireiškia dėl 5-HT1A blokavimo, receptoriaus, susijusio su vėžio vystymusi, nes CBG poveikis nebuvo atkartotas gerai žinomu selektyviu 5-HT1A antagonistu.

Apoptozė ir nekrozė- tai du pagrindiniai procesai, lemiantys ląstelės mirtį. Mokslininkai jau yra nustatę, kad endogeniniai ir iš augalų išgauti kanabinoidai gali sukelti vėžinių ląstelių apoptozę. Tačiau apie CBG informacijos nėra. Naudojant eosino-hematoksicilino dažymo metodą, mokslininkai parodė, kad CBG slopinantis poveikis ląstelių augimui greičiau buvo dėl apoptozės sukėlimo, o ne nekrozės. Pro-apotozinis CBG veikimas buvo patvirtintas pastebėjus padidėjusį 3/7 kaspazės aktyvumą (dvi cisteino proteazės, konkrečiai įtrauktos į apoptozę), DNA skilimą į fragmentus ir CHOP (apoptozę aktyvuojantis baltymas) mRNA raiškos padidėjimą. CBG poveikis CHOP mRNA raiškai buvo anuliuotas Caco-2 ląstelėse, kur TRPM8 RNA yra užblokuota /nutildyta, kas sako apie CBG apoptozinį veikimą per šį kanalą.

ROS yra labai reaktyvios molekulės, paprastai liekančios po normalaus deguonies metabolizmo, kas pirmiausia gaminama mitochondrijose. Taip pat, bazinis ROS lygis, manoma, yra fiziologinis ląstelių proliferacijos ir diferenciacijos reguliatorius, esant balansui su biocheminiais antioksidantais,o didelis ROS kiekis sukelia su mitochondrijomis susijusius procesus, lemiančius apoptozę. Ryšys tarp ROS ir vėžio taip pat nustatytas pastebėjus, kad dauguma chemoprevenciškai veikiančių medžiagų gali būti selektyviai toksiškos vėžio ląstelėms, nes jos padidina oksidacinį stresą ir ROS gamybą, kas atitinkamai nulemia vėžio ląstelių apoptozę. Šioje studijoje mokslininkai parodė, kad CBG koncentracija, gebančia iššaukti apoptozę (žr. aukščiau), selektyviai padidino ROS CRC ląstelėse, o ne sveikose storojo žarnyno ląstelėse, kas leidžia manyti, kad padidinta ROS gamyba gali būti susijusi su CBG sukeliama apoptoze. Kadangi TRPM8 buvo aptikti ant ER (endoplazminio tinklo) ertmės ir ER stresas sukelia ROS ir apoptozę sukeliančio baltymo CHOP gamybą, kurią padidina CBG (pagal gautus rezultatus), keliama hipotezė, kad ER gali būti vienas iš ROS šaltinių.

Pasitvirtinus CBG poveikiui CRC ląstelėse, buvo įvertintas antivėžinis veikimas ir ikiklinikiniame in vivo storosios žarnos vėžio vystymosi modelyje. Pastebėta, kad kasdieninė 3 ir 10 mg/kg injekcija pelėms sumažino įvestų CRC ląstelių ksenograftų augimą. Nors ksenograftų modeliai jau seniai naudojami naujų vaistų bandymuose, tačiau ksenograftų tumorai nesivysto in situ, todėl juose trūksta ląstelių sąveikos su svetimkūnio aplinka. Todėl CBG antivėžinis veikimas buvo išbandytas AOM (azoksimetano) storosios žarnos vėžio vystymosi modelyje, kuriame vėžys vystose žarnos audinyje. Anksčiau, eksperimentiniame storosios žarnos vėžio modelyje mokslininkai pastebėjo, kad farmakologinis endokanabinoidų lygio padidinimas sumažino ikivėžinius pakitimus ir kad kitas kanabinoidas, CBD, pasireiškia chemoprevenciniu poveikiu. Nustatyta, kad skiriama CBG 5 mg/kg dozė visiškai panaikino ACF formavimąsi, neturėjo poveikio polipų formavimuisi ir per pusę sumažino tumorų, sukeltų AOM pelėse. Tokiomis pačiomis dozėmis CBD žymiai sumažino ikivėžinius pakitimus, polipus ir tumorus, o poveikis nepriklausė nuo naudojamų dozių. Neseniai pastebėta, kad 5 mg/kg CBG dozė sumažino kolitą eksperimentiniame pelių modelyje, kas yra svarbu, turint omenyje gerai žinomą žarnyno uždegimo ir storosios žarnos vėžio sąsają.

Išvados

Pagal gautus tyrimų rezultatus, daroma išvada, kad nepsichotropinis Cannabis ingredientas CBG slopina CRC ląstelių vystymąsi, didžiausia dalimi per pro-apoptozinį mechanizmą ir stabdo storosios žarnos vėžio formavimąsi ir augimą in vivo. Slopinantis CBG poveikis tumoro ląstelių augimui siejamas su padidinta ROS gamyba ir yra atkartotas kitu TRPM8 antagonistu, kas leidžia spėti, kad šis receptorius yra, bent jau dalinai susijęs su jo veikimu. Turint omenyje iš kanapės išgautų kanabinoidų saugumą, mokslininkai tikisi radę CBG, kaip daug žadančią veikliąją medžiaga prieš CRC– ir gydančią, ir prevencinę.

 

In vitro neuro-uždegiminis modelis: kanabigerolio poveikis

Jau seniai kanapė (lot. Cannabis Sativa) žinoma kaip augalas, gausus biologiškai aktyvių medžiagų, turinčių teigiamą poveikį sveikatai. Iki šiol iš jos izoliuota apie 120 kanabinoidų, įskaitant Δ9- tetrahidrokanabinolį (Δ9-THC), kanabidiolį (CBD) ir kanabigerolį (CBG). Be THC psichotropinio poveikio, kanabinoidai pasižymi antioksidacinėmis, priešuždegiminėmis savybėmis, kurios lemia neuroprotekcinį veikimą. Iš kanabinoidų, vienas iš geriausiai ištirtų yra CBD ir jo apsaugančios savybės daugeliu sveikatos aspektų, įskaitant neurodegeneracines ligas, yra gerai žinomos. Deja, žinios apie CBG- kitą fitokanabinoidą, taip pat neturintį psichotropinio poveikio, yra ribotos, nors keletas studijų skelbia daug žadančius CBG tyrimų rezultatus, galinčius pasitarnauti žmonių sveikatai.

Šio tyrimo tikslas- pagilinti žinias apie CBG, analizuojant teigiamą jo poveikį in vitro neurouždegimo modelyje.

CBG priešuždegiminės ir antioksidacinės savybės

Oksidacinis stresas ir uždegimas vaidina pagrindinį vaidmenį neurodegeneracinių ligų vystymuisi, įskaitant Alzhaimer‘io, Parkinson‘o ligą ir išsėtinę sklerozę. Kadangi vaistų, gydančių šias ligas nėra, šis tyrimas nukreiptas į naujų veikliųjų medžiagų atradimą, kurios apsaugotų nervų ląsteles nuo degeneracijos ir sustabdytų arba bent jau pavėlintų ligos progresavimą. Sėkmingos strategijos sukūrimui pasitarnautų komponentai, pasižymintys priešuždegiminiu ir antioksidaciniu veikimu. Tokie komponentai gali būti kanabinoidai, išgauti iš Cannabis Sativa. Nors CBD yra jau gerai žinomas dėl savo naudingų savybių, CBG gali turėti dar ir kitokį teigiamą poveikį.

Ankstesniame tyrime mokslininkai nustatė, kad CBG sumažino oksidacinius žymenis, tokius, kaip iNOS, nitrotirozinas ir Poli (ADP-ribozė) polimerazė 1 (PARP-1) ir padidino ląstelių antioksidacinę gynybą moduliuojant SOD1. CBG antioksidacinis veikimas susijęs su CB2 receptoriais. Gydymas CBG apsaugojo IκB-α nuo fosforilinimo ir branduolio faktoriaus- κB (NF- κB) translokacijos bei  moduliavo mitogenų aktyvuojamos baltymų (MAP) kinazės veikimo kelią. Visi šie veiksmai sustabdė ląstelių mirtį.

CBG pasireiškė neuroprotekcinėmis savybėmis eksperimentiniuose Hantington‘o ligos modeliuose ir uždegiminių žarnyno ligų modelyje. Be to,  CBG derivatyvai pasireiškė neuroprotekciniu veikimu Parkinson‘o, Hantington‘o ligos ir išsėtinės sklerozės modeliuose.

Mokslininkai jau nustatė CBG antioksidacines savybes RAW 264.7 makrofaguose, paveiktuose vandenilio peroksidu. Taip pat paskelbta apie priešuždegiminį ir neuroprotekcinį CBG ir jo derivatyvų poveikį in vivo ir in vitro neurodegeneracnių ligų modeliuose.

Priešuždegiminės ir antioksidacinės CBG savybės yra ypatingai svarbios, nes ir uždegimas, ir oksidacinis stresas vaidina pagrindinį vaidmenį nerodegeneracijoje. Šie procesai tarpusavyje yra glaudžiai susiję ir įtakoja vienas kitą. Tai ypač aktualu smegenims, nes jos yra labai jautrios oksidaciniam stresui. Iš tiesų, uždegiminės ląstelės uždegimo vietoje gali gaminti reaktyviąsias formas, sukeliančias oksidacinį stresą, o reaktyviosios deguonies/azoto formos gali lemti tarpląstelinių signalų perdavimo kaskadą, kuri paskatina uždegiminių genų raišką. Imant šiuos procesus atskirai, CBG geba įveikti ir uždegimą, ir oksidacinį stresą, todėl šiuo pagrindu išvystyta strategija yra daug žadanti priemonė prieš neurodegeneracinius sutrikimus.

Uždegiminiame procese dalyvauja skirtingos ląstelių rūšys, įskaitant makrofagus. Jie palaiko homeostazę ir yra tiesiogiai susiję su neurouždegimu, tuo pačiu apytakoje esantys monocitai iš periferijos patenka į centrinę nervų sistemą, padidindami uždegiminį procesą. Todėl šios ląstelės vaidiną pagrindinį vaidmenį centrinės nervų sistemos patologijose, tokiose kaip autoimuninės ir neurodegeneracinės ligos.

Šio tyrimo tikslas- pagilinti žinias apie CBG, analizuojant teigiamą jo poveikį in vitro neurouždegimo modeliuose. Konkrečiai, buvo vertinamas CBG gebėjimas apsaugoti NSC-34 neuronus nuo toksiškumo, sukelto LPS paveiktų RAW 264.7 makrofagų, koncentruojantis į CBG priešuždegimines ir antioksidacines savybes.

Pastebėta, kad CBG padidino gyvybingų ląstelių skaičių, palyginus su kontroline grupe esant visoms testuotoms koncentracijoms. Didžiausias gyvybingų ląstelių skaičius pastebėtas esant 7,5 μM CBG dozei ir ši dozė buvo naudojama tolesniems vertinimams.

Inkubacija LPS stimuliuotų RAW 264.7 makrofagų terpėje lėmė 50 proc. NSC-34 motorinių neuronų ląstelių gyvybingumo sumažėjimą. CBG sumažino neuronų ląstelių žūtį. Šie rezultatai sutampa su kitų tyrimų duomenimis, kur CBG derivatyvai sugebėjo sumažinti M-213 neuronų ląstelių, paveiktų LPS stimuliuotomis BV2 ląstelėmis, žūtį. Be to, buvo pastebėtas CBG ir jo kvinono derivatyvų gebėjimas nuo žūties apsaugoti neurotoksiškomis medžiagomis paveiktas ląsteles- pelių hipokampo HT22 ląsteles ir Neuro-2a neuroblastoma ląsteles, paveiktas glutamatu.

LPS stimuliuotų makrofagų terpė sukelia NSC-34 motorinių neuronų apoptozę, ką rodo suskaidytos kaspazės 3 ir Bax raiška, o Bcl-2 raiška nepastebėta. Išankstinis CBG skyrimas sumažino aktyvios kaspazės 3 baltymo lygį, o Bax raiška nepastebėta, priešingai, Bcl-2 lygis padidėjo. Panašūs rezultatai gauti su RAW 264.7, paveikus H2O2, kur CBG sumažino apoptozę.

Kaip jau anksčiau minėta, motorinių neuronų NSC- 34 paveikimas LPS stimuliuotais makrofagais, padidina uždegiminių citokinų raišką. Išankstinis CBG skyrimas nuslopino uždegimą, sumažinant uždegiminių citokinų IL- 1β, TNF-α, IFN-γ raišką. CBG gebėjimas nuslopinti citokinų išskyrimą paminėtas ir kituose modeliuose. Iš tiesų, eksperimentiniame uždegiminių žarnyno ligų modelyje CBG sumažino IL- 1β, IFN-γ lygius uždegiminiame žarnyne. O Hantington‘o ligos modelyje, CBG sugebėjo sumažinti TNF-α ir interleukino 6 (IL-6) raišką. Be to, CBG derivatyvai parodė priešuždegiminį poveikį: CBG kvinono derivatyvai sumažino TNF-α ir IL- 1β išskyrimą LPS paveiktų VB2 ląstelių terpėje bei TNF-α ir IFN-γ nugaros smegenyse graužikų eksperimentiniame autoimuninio encefalomielito (EAE) modelyje. Abu, ir CBG, ir jo kvinono derivatyvas nusopino IL- 1β, TNF-α ir IL-6 LPS paveiktose mikroglijose. Šio tyrimo eksperimentinėmis sąlygomis pastebėta, kad  NSC-34 motorinius neuronus paveikus LPS stimuliuotų RAW 264.7 terpe, padidėja PPARγ raiška, o išankstinis CBG skyrimas sumažina jų lygį. PPARγ yra ypatingai svarbūs reguliuojant proliferaciją, metabolizmą, diferenciaciją ir uždegiminį atsaką nervų sistemoje. PPARγ agonistai lemia priešuždegiminį ir antioksidacinį atsaką. PPARγ padidėja, paveikus LPS in vivo. Yra žinoma, kad kai kurie kanabinoidai gali aktyvuoti PPARγ, kas lemia, bent jau dalinai priešskausminį, neuroprotekcinį ir priešuždegiminį veikimą. CBG derivatyvai pasireiškia neuroprotekciniu, priešuždegiminiu, išgyvenamumą didinančiu poveikiu, bent jau iš dalies dėl PPARγ aktyvavimo.

NSC-34 ląsteles paveikus LPS stimuliuotų RAW 264.7 terpe, padidėjo oksidacinis stresas, kaip rodo nitrotirozino lygis, kuris žinomas, kaip neurodegeneracinių ligų biologinis žymuo. Taip pat pastebėtas padidėjęs iNOS lygis NSC-34 ląstelėse, paveikus LPS stimuliuotų RAW 264.7 makrofagų terpe. NOS fermentai dalyvauja azoto oksido (NO) sintezėje konvertuojant amino rūgštį L-argininą į L-citruliną. NO gali reaguoti su superoksido anionu ir sudaryti peroksinitritą, potencialų oksidatorių. Yra žinoma, kad iNOS raiška gali būti sukeliama LPS ir citokinų, kaip ir šiame tyrime. Išankstinis CBG skyrimas sumažino ir nitrotirozino, ir iNOS raišką NSC-34 ląstelėse, paveiktose LPS stimuliuotų RAW 264.7 makrofagų terpe. CBG gebėjimas sumažinti pro-oksidacinius žymenis buvo parodytas in vitro H2O2 stimuliuotuose makrofaguose. Taip pat Hantington‘o ligos ir eksperimentiniame uždegiminių žarnyno ligų in vivo modelyje CBG sumažino iNOS raišką. CBG derivatyvai in vivo ir in vitro mažina iNOS. Mokslininkai pastebėjo padidintą SOD1 lygį NSC-34 motoriniuose neuronuose, paveiktuose LPS stimuliuotų RAW 264.7 makrofagų terpe. SOD1 apsaugo ląsteles nuo žalingų superoksido anijonų kiekio, konvertuojant 2 superoksido anijonus į deguonį ir H2O2. Išankstinis CBG skyrimas sumažino SOD1 lygį.

Nustatyta, kad NSC-34 motoriniuose neuronuose, paveiktuose LPS stimuliuotų RAW 264.7 makrofagų terpe, yra sumažėjęs transkripcijos faktorių Nrf-2 lygis. Nrf-2 atsakingas už ląstelės antioksidacinę gynybos sistemą ir yra reguliatorius raiškos genų, susijusių su apsaugojimu nuo oksidacinio streso ir uždegimo, tam kad palaikyti mitochondrijų funkciją, ląstelės redox (oksidacjos-redukcjos reakcijos) ir baltymų homeostazę. Iš tiesų, Nrf-2 įtakoja genus, kurie koduoja baltymus, atsakingus už detoksikaciją, antioksidacinį ir priešuždegiminį veikimą. Įdomu tai, kad išankstinis CBG skyrimas atstatė branduolio baltymo Nrf-2 raišką sumažinant oksidacinį stresą. Antioksidacinis CBG poveikis yra ypatingai svarbus, turint omenyje, kad smegenys yra labai jautrios ląstelės redox būklės pokyčiui, o redox homeostazės smegenyse palaikymas yra pagrindinis veiksnys, norint apsaugoti nuo oksidacinio streso sukelto ląstelių pažeidimo. Nrf-2 turi priešuždegiminį poveikį, patvirtinant, kad uždegiminių citokinų, tokių kaip TNF-α , IL- 1β, IL-6, interleukino-8 transkripcijos slopinimo mechanizmas mikroglijose, makrofaguose, monocituose ir astrocituose yra susijęs su Nrf-2 aktyvacija. Įdomu tai, kad šiame in vitro neurouždegimo modelyje kartu su padidėjusiu Nrf-2 lygiu, pastebėtas sumažėjęs uždegiminių citokinų lygis.

Šio tyrimo rezultatai atitinka ankstesnių tyrimų duomenis, kuriuose matomas teigiamas priešuždegiminis CBG ir jo derivatyvų veikimas. Pelių kolito, sukelto dinitrobenzeno sulfoninės rūgšties (DNBS) suleidus į žarnas, modelyje, CBG sumažino žarnų svorio/ilgio santykį, mieloperoksidazės aktyvumą ir pasireiškė priešuždegiminiu poveikiu. Be to, CBG sumažino NO gamybą ir iNOS baltymo raišką makrofaguose. CBG parodė neuroprotekcinį poveikį Hantington‘o ligos modelyje, pagerindamas motorikos trūkumą, sumažindamas mikrogliozę ir uždegiminius žymenis. CBG derivatyvas, CBG kvinonas VCE-003 parodė neuroproteksinį veikimą išsėtinės sklerozės modelyje. VCE-003 sumažino ligos simptomus, nuslopino mikroglijų reaktyvumą ir moduliavo genų, susijusių su ligos patologija, raišką. Kitas CBG derivatyvas VCE-003.2, veikiant priešuždegimiškai, apsaugojo nuo neuronų degeneracijos eksperimentiniame Parkinson‘o ligos modelyje.

Išvados

Gauti rezultatai rodo, kad CBG turi apsauginį poveikį in vitro neurouždegimo modelyje. CBG sumažino NSC-34 neuronų ląstelių, paveiktų LPS stimuliuotų makrofagų terpe, žūtį, nuslopinant uždegimą ir oksidacinį stresą. CBG ypatingai gerai atstatė antioksidacinę gynybą, padidinant Nrf-2, sumažino oksidacinį stresą ir uždegiminius žymenis. Šių rezultatų pagrindu, remiantis neuroprotekcinėmis savybėmis, mokslininkai skatina CBG naudoti nuo neurodegeneracijos ir toms patologijoms, kur neurouždegimas ir oksidacinis stresas vaidina svarbiausią vaidmenį.

Kombinuotas gydymas su kanapėmis patrigubina sergančiųjų kasos vėžiu išgyvenamumą

Tarptautinė mokslininkų komanda atrado, kad papildomai taikant vieną, jau beveik kliniškai patvirtintą kanapių komponentą šalia standartinės chemoterapijos, trigubai padidėja pelių išgyvenamumas kasos vėžio bandymuose. Jie teigia, kad, jeigu šie rezultatai pasitvirtintų žmonių atveju, tai greitai taptų įprasta praktika ir žymiai prailgintų pacientų gyvenimą. Sergančių kasos vėžiu žmonių išgyvenamumas yra vienas mažiausių iš visų vėžio rūšių.

Qeen Mary Londono universitete mokslininkų komanda, vadovaujama dr. Marco Falaska, gydė kasos tumorą turinčias peles įprasto gemcitabino (GEM) chemoterapija ir kanabidiolio (CBD), nepsichotropinio kanabinoido, kuris slopina su G baltymu susijusius receptorius GPR55,  kombinacija. Jie atrado, kad, palyginus su negydomomis pelėmis arba su tomis, kurios buvo gydomos tik gemcitabinu, kombinacija su kanabidioliu lėmė “žymų išgyvenamumo padidėjimą”.

“Kanabidiolis yra patvirtintas klinikiniam naudojimui, kas reiškia, kad mes greitai galime jį panaudoti klinikiniuoe žmonių tyrimuose”, praneša dr. Falaska. “Jei šie rezultatai pasitvirtintų žmonių atveju, kanabidiolis gana greitai būtų pritaikytas vėžio gydymui, palyginus su tuo, kiek reiktų laukti kol institucijos patvirtintų jį kaip vaistą.”

Paskelbdami tyrimų rezultatus Oncogene, Qeen Mary universiteto mokslininkai, kartu su kolegomis iš Australijos Curtin Health Innovation Instituto, Curtin universiteto, mokslininkais iš Italijos ir U.K. teigia, kad tai “didelis žingsnis link naujo gydymo taikymo, kuris labai padėtų PDAC pacientams”. Jų paskelbtas straipsnis pavadintas ” GPR55 signalų perdavimas skatina kasos vėžio ląstelių proliferaciją ir tumoro augimą pelių modelyje, o jo slopinimas padidina gemcitabino poveikį.”

Kasos latakų adenokarcinoma (PDAC) yra vien agresyviausių vėžio formų ir pacientų išgyvenamumas nedaug pagerėjo per 40 metų, rašo autoriai. Vienerius metus išgyvena tik apie 19 proc., o 5 metus- apie 5 proc. sergančiųjų, todėl nedelsiant reikalinga nauja gydymo strategija. Iki šiol, GEM buvo vienintelis FDA patvirtintas gydymo būdas pirminei PDAC, bet daugeliu atveju chemoterapija prailgina gyvenimą tik keletu savaičių. Taikomi naujesni gydymo būdai prailgina išgyvenamumą, bet tik 2- 4 mėnesiais, palyginus su gemcitabinu, teigia autoriai.

Daugėja patvirtinimų, kad GPR55 turi lemiamą reikšmę įvairiose vėžio formose, tačiau nežinoma, ar receptorių veikimas gali pagerinti išgyvenamumą ir ar ši strategija gali būti realiai pritaikyta gydymui. “Iš tiesų, kol kas nėra tyrimų, nagrinėjančių, ar GPR55 slopinimas gali pagerinti išgyvenamumą transgeniniuose modeliuose, kurie yra artimi žmonių ligų atvejams, rašo autoriai.

Kad išsiaiškinti šią galimybę, mokslininkai naudojo genetinį ir farmakologinį būdą blokuoti GPR55 receptorius KPC pelių PDAC modeliuose. Pirminės studijos parodė, kad genetinis GPR55 pašalinimas, sustabdė vėžio proliferaciją ir žymiai prailgino išgyvenamumą, patvirtinant hipotezę, kad “GPR55 yra esminis faktorius PDAC vystymuisi ir /ar progresavimui in vivo”, pažymi autoriai.

Tolimesni tyrimai su PDAC ląstelių kultūromis parodė, kad GPR55 lygio sumažinimas, sulėtino proliferaciją ir augimą, sutrikdant ląstelės ciklą, o papildomi eksperimentai su genetiškai modifikuotomis pelėmis parodė, kad GPR55 baltymo raiška natūraliai mažinama tumorą slopinančio baltymo TP53, kuris reguliuoja mikroRNA (miRNA) miR34b-3p, lygį.

Autoriai mano, kad šie atradimai duoda užuominą apie mechanizmą, kai TP53 mutacijos skatina ląstelių augimą dėl “neteisingo miR34b-3p lygio reguliavimo”, o to pasekmė yra padidėjusi GPR55 raiška ir sustiprėję  proliferacijos signalai. “Kadangi jau anksčiau pastebėtas miR34b-3p sumažėjimas PDAC atveju ir jo esminė įtaka PDAC progresavimui, mūsų duomenys leidžia teigti apie naujos p53/ miR34b-3p/GPR55 ašies vaidmenį šiame procese.”

Pasitvirtinus, kad PDAC progresavimą galima sustabdyti in vivo genetiškai panaikinant GPR55 geną, mokslininkai toliau tyrė baltymo GPR55 slopinimo poveikį in vitro  pelių PDAC modelyje. Pirminiai tyrimai su PDAC ląstelių kultūromis parodė, kad kanabinoidinis GPR55 inhibitorius CBD blokavo PDAC ląstelių ciklo progresavimą ir ląstelių augimą, kas “reikštų, kad GPR55 yra naujas taikinys, norint sustabdyti PDAC progresavimą”, komentavo autoriai.

Toliau mokslininkai tyrė vieno CBD ir CBD kartu su gemcitabinu poveikį pelių PDAC modelyje. Rezultatai parodė, kad, jei pelės panašų laiką išgyveno su CBD ar gemcitabinu vienu, tai taikant juos kartu, gautas įspūdingas rezultatas- išgyvenamumas padidėjo tris kartus.

Mokslininkai tyrė pelių tumoro pavyzdžius ir nustatė, kad naudojant ši kombinuotą gydymą, vėžio ląstelių proliferacija nuslopinta daug labiau, nei naudojant CBD ar gemcitabiną atskirai. Detalus imunohistocheminis tyrimas sako apie tai, kad CBD veikia signalų perdavimo kelius, kurie susiję su atsparumo gemcitabinui įgijimu. Tai- svarbus atradimas, nes atsparumo vaistui išsivystymas yra “viena iš pagrindinių tokios “liūdnos prognozės” priežasčių”, pabrėžė autoriai. “Mūsų tyrimas, parodantis, kad CBD ir GEM gali įveikti vaisto atsparumo mechanizmus ir padidinti išgyvenamumą KPC pelių modelyje yra labai svarbus, turint omenyje, kad abu vaistai yra patvirtinti medicininiam naudojimui, todėl jų kombinacija galėtų būti greitai ištirta klinikiniuose tyrimuose.

Jie pažymi, kad jų tyrimai pirmą kartą parodė ir patvirtino GPR55, kaip vėžio gydymo taikinį, kuris turi didelę reikšmę ligos prognozei ir išgyvenamumui. Be to, tai veikia ne tik parengtuose transgeniniuose modeliuose, bet GPR55 slopinimą galima pasiūlyti kaip realią gydymo strategiją, sako autoriai.

Šaltinis:

Mary Ann Liebert, Inc., publishers

https://www.genengnews.com/

CBD- naujos kartos antibiotikas

 

Nors ateityje dar laukia daug tyrimų, pasitvirtinus net ir daliai hipotezių apie kanapių gydomąsias savybes, jos galėtų būti vienu efektyviausių medicininių augalų istorijoje.

Prisijungiant prie gausaus būrio tyrėjų, Queensland universiteto Molekulinio gyvybės mokslų Instituto atsparių bakterijų problemos sprendimo centro mokslininkai, kartu su Botanix Pharmaceuticals, ankstyvos stadijos vaisto vystymo kompanija, tiriančia sintetinio kanabidiolio panaudojimą išoriškai keletui odos problemų, atrado, kad kanabidiolis yra efektyvus naikinant platų spektrą gram- teigiamų bakterijų, įskaitant ir tas, kurios jau tapusios atspariomis antibiotikams.

Nuostabu tai, kad mokslininkų teigimu, kanabidiolis sugeba kovoti su bakterijomis, kurios sukelia daugelį rimtų infekcijų, tokių kaip auksinis stafilokokas (lot. Staphylococcus aureus) ir pneumokokai (lot. Streptococcus pneumoniae), tokiu pačiu efektyvumu, kaip antibiotikai vankomicinas ir daptomicinas. Tai buvo pranešta metiniame Amerikos mikrobiologijos asociacijos susirinkime San Franciske.

“Turint patvirtintus duomenis apie kanabidiolio priešuždegiminį veikimą, saugumą žmonių atveju ir galimybę naudoti jį daugeliu būdų, leidžia laikyti jį daug žadančiu antibiotiku, kuri reikia toliau nagrinėti”, pažymi vadovaujantis tyrimo mokslininkas Mark Blaskovich, mokslų daktaras, Queensland universiteto vyr. chemikas tyrėjas. “Įgimto antimikrobinio aktyvumo ir galimybės sumažinti uždegiminio atsako į infekcijas pasekmes kombinacija yra ypatingai patraukli”.

Kanabidiolis, pagrindinis nepsichoaktyvus kanapės komponentas, išgautas iš kanapės augalo, yra patvirtintas FDA epilepsijos gydymui ir yra tiriamas daugelio kitų sutrikimų atveju, įskaitant nerimą, skausmą ir uždegimą. Kol tyrimų duomenų, kur užsimenamas kanabidiolio gebėjimas naikinti bakterijas, yra nedaug, vaistas negali būti išsamiai išnagrinėtas, kaip galimas antibiotikas.

“Mes tyrėme sintetinio kanabidiolio antimikrobinį veikimą, kad įsitikinti grynos medžiagos veikimu, o ne ekstrakto, kuriame galima kitų komponentų sąveika”, rašo autoriai. “Kanabidiolis tirtas naudojant standartinius antimikrobinius tyrimus, pradedant terpės mikroskiedimo metodu aerobinių ir anaerobinių Gram-teigiamų bakterijų bandyme. Buvo atlikti “time- kill” (bakterijų sunaikinimo laiko atžvilgiu), atsparumo ir biofilmo (mikrobiomo) sunaikinimo eksperimentai, kartu su in vivo aktyvumo prieš MRSA (meticilinui atspari Staphylococcus aureus) vertinimu pelių šlaunies neutropenijos modelyje.”

Labai svarbu tai, kad vaistas išliko aktyvus prieš bakterijas, kurios buvo įgiję aukštą atsparumą paprastiems antibiotikams. Taikant tokias poveikio sąlygas, kurioms esant išsivysto atsparumas vankomicinui ir daptomicinui, kanabidiolis neprarado efektyvumo. Be to, kanabidiolis taip pat pasitvirtino esantis efektyvus naikinant biofilmus, fizinę bakterijų augimo formą, kuri lemia sunkiai gydomas infekcijas.

“Kanabidiolis labai efektyviai naikino gram -teigiamų (bet ne gram- neigiamų) bakterijų spektrą su tokia pačia terpės skiedinio MIC (minimali inhibitorinė koncentracija), kaip klinikiniai antibiotikai, tokie kaip vankomicinas ir daptomicinas”, teigia autoriai. “Pažymėtina, kad poveikis išliko ir prieš atsparias S. aurerus (MRSA, VISA, VRSA) rūšis, Streptococcus pneumoniae (MDR) ir E. faecalis (VRE). Tyrimai parodė kanabidiolio bakteriocidines savybes, žemą atsparumo skatinimo polinkį bei aktyvumą prieš MRSA biofilmus.”

 

Šaltinis:

“CBD as a Next-Gen Antibiotic”,

https://www.genengnews.com/news/cbd-as-a-next-gen-antibiotic/?utm_medium=newsletter&utm_source=GEN%20Daily%20News%20Highlights&utm_content=01&utm_campaign=GEN%20Daily%20News%20Highlights_20190624&oly_enc_id=8686A7291956D0S

Kanapės gali būti naudojamos kaulų lūžių gydymui

Tel Avivo universiteto mokslininkai nustatė, kad nepsichotropinis kanapės komponentas gali padėti gydyti kaulų pažeidimus

Santrumpa

Naujas Tel Avivo ir Hebrajų universitetų mokslininkų tyrimas, paskelbtas žurnale Kaulų ir mineralų tyrimai, atskleidžia naują kanapės medicininio taikymo būdą. Jame teigiama, kad skiriant šį nepsichotropinį komponentą, žymiai pagerėja kaulų gijimas.

Kanapės visame pasaulyje nuo seno buvo naudojamos medicininiais tikslais. Tačiau 1930 ir 1940 metais jos buvo uždraustos dėl kanapės (marihuanos) pripratimo pavojaus. Tik neseniai buvo atrasta medicininė kanapės nauda mažinant Parkinson’o ligos simptomus, vėžį, išsėtinę sklerozę.

Tel Avivo universiteto tyrime teigiama, kad nepsichotropinis kanapės kanabinoidas kanabidiolis (CBD) žymiai pagerina kaulų lūžių gijimą. Tyrimas su žiurkių šlaunikaulio lūžiu parodė, kad CBD, net vienas, atkirai be tetrahidrokanabinolio (THC), pagrindinio psichotropinio kanapės (marihuanos) komponento, žymiai pagreitino šlaunikaulio lūžio gijimą iki aštuonių savaičių.

Nepaneigiamos klinikinės galimybės

Ta pati mokslininkų komanda, dar ankstesniame tyrime atrado, kad kanabinoidų receptoriai, esantys kūne, stimuliuoja kaulų formavimąsi ir stabdo jų nykimą. Tai duoda pagrindą ateityje kanabinoidų pagrindu  pagamintus vaistus naudoti kovai su osteoporoze ir kitomis kaulų ligomis.

“Šis gydomasis kanabinoidinių komponentų potencialas yra paprasčiausiai nenuginčijamas “, teigia Dr. Gabet. “Nors dar daug reikia nuveikti, kad išvystyti tokią terapiją, tačiau aišku, kad, galima išvengti kanapių psichoaktyvumo klausimo. CBD, pagrindinis mūsų studijos objektas, pirmiausia yra priešuždegiminis agentas ir neturi psichoaktyvaus poveikio.”

Dr. Gabet teigia- “Mūsų kūnuose funkcionuoja kanabinoidinė sistema, kuri reguliuoja gyvybiškai svarbias ir mažiau svarbias sistemas. Mes reaguojame į kanapes dėl to, kad mumyse yra vidiniai komponentai ir receptoriai, kurie gali būti taip pat aktyvuojami kanapėse esančių komponentų”. Mokslininkai nustatė, kad kanabinoidai reguliuoja patį skeletą. Net ne per smegenis veikiantys nepsichogeniniai komponentai gali veikti skeletą.

Atskirų komponentų tyrimas

“Mes nustatėme, kad izoliuotas CBD stiprina kaulus jiems gyjant- padidindami kolageninių skaidulų subrendimą, kurios užtikrina kaulo audinio mineralizaciją”, teigia Dr. Gabet. Gydant lūžusį kaulą  CBD, ateityje  jis bus atsparesnis lūžiams.

Tyrėjai vienai grupei žiurkių suleido vieno CBD , o kitai CBD kartu su THC. Įvertinus THC ir CBD veikimo rezultatus, nustatyta, kad ir vienas CBD užtikrino reikiamą gydomąjį stimulą.

“Mes nustatėme, kad ir vienas CBD atskirai gali būti pakankamai efektyvus pagerinant lūžio gijimą”, sako Dr. Gabet. “Kitos studijos taip pat parodė CBD esant saugia substancija, kas duoda pagrindą tolimesnėms klinikinėms studijoms jo naudingumo pagerinant kaulų lūžių gijimą įvertinimui.”

Šaltinis:

American Friends of Tel Aviv University. “No bones about it: Cannabis may be used to treat fractures: Tel Aviv University researcher finds non-psychotropic compound in marijuana can help heal bone fissures.” ScienceDaily. ScienceDaily, 16 July 2015. www.sciencedaily.com/releases/2015/07/150716124359.htm

Endokanabinoidinės sistemos įtaka smegenų- virškinamojo trakto ašiai

Santrumpa

ECS (endokanabinoidinė sistema) yra svarbus  žarnyno veiklos ir smegenų- virškinamojo trakto ašies reguliatorius. Tai- plačiai pasiskirsčiusi homeostatinė sistema, kuri reguliuoja nervinius signalus, susijusiais su GI (virškinamojo trakto)  fiziologija. ECS reguliuoja svarbias žarnyno funkcijas, įskaitant visceralinį jautrumą, skausmą, motoriką ir uždegimą.

Genetiniai ir/ar epigenetiniai pasikeitimai, kurie įtakoja ECS veiklą gali būti susiję su IBS (dirgliojo žarnyno sindromo) patogeneze. Pasikeitimai ECS gali įtakoti ryšį tarp streso ir visceralinio skausmo, būdingo daugelio GI ligų atveju. Žarnyno uždegimas keičia ECS skaidymo fermentų raišką, kas lemia žymius šių vietinių pleotropinių lipidų mediatorių lygių pokyčius. Reikalingi tolimesni tyrimai, leidžiantys geriau suprasti ECS įtaką GI ligoms.

Gliukokortikoidiniai receptoriai reguliuoja CNR1 (koduoja CB1) raišką, o chroniškas stresas yra susijęs su DMNT-1 perduodamu metilinimu genų promotoriuose, kurie koduoja gliukokortikoidinius receptorius (NR3C1) ir CB1 (CNR1), kas lemia gliukokortikoidinių ir CB1 receptorių raiškos sumažėjimą. Chroniško streso sukeliamus šių signalų perdavimo kelių pokyčius, kurie yra specifiški vietos ir ląstelės tipo atžvilgiu, galima paveikti gydančiosiomis medžiagomis.

Epigenetiniai faktoriai nustato, kaip gliukokortikoidiniai receptoriai sąveikauja su tiksliniais genais, įskaitant CNR1. Centrinių ir periferinių gliukokortikoidinių receptorių reguliatorių išsiderinimas turi gana reikšmingas pasekmes su stresu susijusiems sutrikimams, kurie veikia smegenų-virškinamojo trakto ašį ir ECS.

Kanabinoidai yra skiriami GI negalavimams, ypač pykinimo ir vėmimo malšinimui, apetito kėlimui ir visceralinio skausmo gydymui. Yra duomenų, kad tiesioginis ir netiesioginis CB1 ir, galimai, CB2 aktyvavimas mažina visceralinį jautrumą ir skausmą graužikų modeliuose.

Augant susidomėjinui kanapėmis vakarų šalyse, reikalingi išsamiau išsiaiškinti šio sudėtingo augalo daugelio komponentų poveikį viškinimo trakto sveikatai ir ligoms. Pilnos žinios apie ECS pagilintų mūsų žinias apie smegenų- viškinamojo trakto ašį ir galėtų duoti naują kryptį daugelio GI ligų gydymui.

Endokanabinoidinės sistemos įtaka smegenų- virškinamojo trakto ašiai

Kanapės veikia per receptorius, kurie yra endogeninės kanabinoidinės sistemos dalis. Endokanabinoidinę sistemą (ECS) sudaro natūraliai gaminami ligandai N- arachidonoiletanolaminas (anandamidas) ir 2- arachidonoilglicerolis (2-AG), juos sintetinantys ir skaidantys fermentai bei kanabinoidiniai receptoriai CB1 ir CB2. ECS yra plačiai pasiskirsčiusi transmiterių sistema, kuri periferiškai ir per centrinę nervų sistemą  kontroliuoja virškininamojo trakto funkcijas. Ji yra svarbus fiziologinis virškinamoji trakto peristaltikos reguliatorius. Geno, koduojančio CB1 (CNR1) polimorfizmas susijęs su kai kuriomis dirgliojo žarnyno sindromo formomis. ECS susijusi su pykinimo, vėmimo ir visceralinio jautrumo reguliavimu. ECS homeostatinis vaidmuo siekia ir žarnyno uždegimo kontrolės funkciją. Bus apžvelgti ir mechanizmai, kaip  ECS susijusi su stresu ir visceraliniu skausmu. CB1 sensorinėse ganglijose kontroliuoja visceralinį jautrumą, o CNR1 geno transkripcija, esant chroniškam stresui, modifikuojama per epigenetinius procesus. Šie procesai susieja stresą su pilvo skausmu. ECS taip pat per centrinę nervų sistemą yra susijusi su streso pasireiškimu, o endokanabinoidinės sistemos signalų perdavimas per specifines vietas smegenyse, tokias, kaip kaktos srities smegenų žievė, migdolinis kūnas, pagumburis, mažina pagumburio-hipofizės- skydliaukės ašies aktyvumą. Aktyviųjų medžiagų, kurios skirtos virškinamojo trakto ligų gydymui moduliuojant ECS, vystymas yra ankstyvojoje stadijoje. Supratimo apie ECS gerinimas pagilintų žinias apie smegenų ir virškinamojo trakto sąsają ir galėtų pasitarnauti naujų virškinimo ligų gydymo priemonių radimui.

Kanapės jau prieš tūkstantmečius buvo naudojamos virškinamojo trakto (GI) uždegiminių ir funkcinių sutrikimų simptomų gydymui, įskaitant pilvo skausmą, spazmus, viduriavimą, pykinimą, vėmimą. Maždaug prieš 25 metus mokslininkai atrado kanabinoidinius CB1 ir CB2 receptorius. CB1 ir CB2 receptoriai, jų ligandai N- arachidonoiletanolaminas (anandamidas) ir 2- arachidonoilglicerolis (2-AG), juos sintetinantys ir naikinantys fermentai yra pagrindiniai endokanabinoidinės sistemos (ECS) komponentai. Žinios apie ECS paskutiniais metais augo eksponentiškai ir dabar pripažįstamas ECS vaidmuo smegenų – virškinamojo trakto ašyje ir virškinamojo trakto patofiziologijoje. ECB vaidmuo yra daugiausia homeostazės palaikymas, turintis didelę įtaką peristaltikos ir GI trakto uždegimo reguliavimui. Tačiau CB1 aktyvacija žarnyno epitelyje įtakoja tai, kas sukelia metabolinį sindromą ir nutukimą. Centrinėje nervų sistemoje (CNS) ECS susijusi su streso patofiziologija.

Mes apžvelgsime pagrindines ECS savybes ir apibūdinsime jos vaidmenį visceralinio skausmo periferiniuose mechanizmuose, atkreipiant dėmesį į nugaros smegenų šaknelių nervinius mazgus (angl. dorsal root ganglia), kuriuos sudaro sensorinių nervų ląstelės, kurie inervuoja virškinamąjį traktą. Mazguose, kontroliuojančiuose  visceralinį jautrumą, genas, koduojantis CB1 (CNR1), esant chroniško streso sąlygoms, yra reguliuojamas epigenetiškai – šis atradimas gali paaiškinti mechanizmą, kuris susieja stresą ir visceralinį skausmą. ECS tai pat reguliuoja pykinimą ir vėmimą. Nežiūrint iššūkių terapiškai veikti ECS, didėjantis supratimas kaip ECS reguliuoja smegenų ir virškinamojo trakto ašį gali pasitarnauti  atrandant naujus GI ligų mechanizmus ir gydymo jų būdus.

Kanabinoidai ir endokanabinoidinė sistema

Kanapėse yra daugybė kanabinoidų, terpenų, pinenų, flavanoidų ir kitų komponentų- apie 500 skirtingų veikliųjų medžiagų. Biologinio aktyvumo požiūriu, geriausiai žinomi yra THC ir kanabidiolis (CBD), tačiau ir kiti, tokie kaip kanabichromenas, delta 9- tetrahidrokanabivarinas, kanabigerolis, kanabidivarinas, yra vis dažniau tiriami dėl savo teigiamo poveikio, įskaitant ir GI trakto gydymą. Geriausiai žinomi receptoriai, per kuriuos veikia šios molekulės, yra CB1, CB2 (receptoriai, kuriuos veikia THC ir daugumą kitų kanabinoidų), vaniloidininiai receptoriniai jonų kanalai (per kuriuos veikia dauguma kanabinoidų), su G baltymu susiję receptoriai 55 (prie kurių rišasi kai kurie kanabinoidai) ir 5-hidroksitriptamino receptorius 1A (receptorius, kurį veikia kanabinoidai). Mažai tikėtina, kad visi receptoriai, per kuriuos veikia kanabinoidai yra žinomi. Kanabinoidai pasiekia tikslinius organus skirtingais kiekiais ir skirtingu laiku, priklausomai nuo skyrimo būdo ir metabolizmo.

Endokanaboinoidai yra sintetinami iš membranos lipidų, veikiant tam tikriems signalams- jie nėra saugomi pūslelėse, kaip kiti neurotransmiteriai ir hormonai (1 pav.). Anandamidas paprastai sintetinamas iš N- arachidonoilfosfatidiletanolamino (NAPE), kuris gaunamas iš arachidono rūgšties veikiant N- aciltransferazei. Hidrolizuojantis NAPE, veikiant N- acilfosfatidiletanolaminą hidrolizuojančiai fosfolipazei D, yra gaminamas anandamidas. Beje, yra ir kiti anandamido sintetinimo keliai. Pagrindinis anandamido skaidymo fermentas yra riebalų rūgščių amido hidrolazė (FAAH). FAAH ir NAPE hidrolizuojanti fosfolipazė D yra randama GI ir CNS.

 

Fermentų, atsakingų už endokanabinoidų sintezę ir skaidymą pasiskirstymas nervinėje sistemoje.
1 pav. Fermentų, atsakingų už endokanabinoidų sintezę ir skaidymą pasiskirstymas nervinėje sistemoje. 2-AG vaidmuo, kaip dominuojančio retrogradinio sinapsinio transmiterio ir manomas anandamido (AEA) vaidmuo, kaip anteogradinio ir viduląstelinio transmiterio. Anandamidas sitetinamas iš NAPE, veikiant specifinei fosfolipazei D, o skaidomas FAAH. 2-AG sitetinama DAGL-alfa, o skaidoma MAGL, ABHD-6 ir ABHD-12. Anandamidas ir 2-AG taip pat gali būti metabolizuojami COX-2, kuris parodytas posinapsiniuose neuronuose, tačiau gali būti ir presinapsėje. AA, arachidono rūgštis; AGs, 2-acilgliceroliai, DAGs, diacilgliceroliai; ER, endoplazminis tinklas; MAPK, mitogenų aktyvuotos proteinkinazės; PIP2, fosfoinostido bisfosfatas; PKA, proteinkinazė A; PPARS, peroksisomų proliferatorių aktyvuojami receptoriai; TRPS, receptoriniai jonų kanalai; VGCCS, nuo įtampos priklausomi kalcio kanalai. Punktyrinė linija žymi inaktyvaciją.

2-AG sintezei reikalinga fosfoinositolio fosfolipazė C, kuri hidrolizuoja inositolio fosfolipidus iš sn-2 pozicijos diacilglicerolio gamybai. Diacilglicerolio hidrolizė, veikiant sn-1 selektyvioms diacilglicerolio lipazėms (DAGL)-alfa (ir galimai DAGL-beta), lemia 2-AG gamybą. Yra ir kiti 2-AG sintetinimo keliai. 2-AG dažniausiai skaidomas monoacilglicerolio lipazės (MAGL), tačiau pelės smegenyse apie 15 proc. skaidymo vyksta femento alfa/beta hidrolazės domeną turinčio baltymo- 6 (ABHD-6) ir ABHD- 12 pagalba. Reikalingi tyrimai, kad nustatyti atitinkamų fermentų, kurie skaido 2-AG žmogaus smegenyse ir GI, veikimą. 2-AG taip pat gali būti oksiduojama ciklooksigenazės-2 (COX2) biologiškai aktyvių prostaglandino glicerilio esterių, kurie reguliuoja uždegimą, gamybai.

Endokanabinoidai signalus perduoda per CB1 ir CB2, esančius GI. Šie receptoriai buvo aptikti ant enterinių nervų ir epitelio ląstelių, o CB1 buvo rastas ant kai kurių enteroendokrininių ląstelių. CB1 yra receptorius, kuris  aktyviausiai reaguoja į fiziologines sąlygas. Anandamidas yra natūralus receptorinių jonų kanalų nario 1 V potipyje (TRPV1) ligandas.

CB1 yra labiausiai paplitę su G baltymu susiję receptoriai smegenyse, kas sako apie jų svarbą centrinės nervų sistemos neurotransmisijos kontrolėje. Jie taip pat gausiai pasiskirstę enterinėje nervų sistemoje, visose enterinių nervų klasėse, išskyrus slopinančius motorinius neuronus. Toks gausus CB1 pasiskirstymas sako apie platų kanabinoidinių ligandų veikimo spektrą ir įvairų kanapių poveikį.

CB2 randamas ant enterinių neuronų ir taip pat yra imuninėse ir epitelio ląstelėse GI trakte. Tik keletas studijų nagrinėjo CB2 vaidmenį smegenų- virškinamojo trakto sąveikoje. Vienas įdomiausių yra visceralinio skausmo tyrimas. Žiurkių modelyje, skyrus probiotinių Lactobacillus rūšių praryjant, kurios sumažino visceralinį jautrumą, buvo pastebėta, CB2 receptorių (ir μ-opioidinių receptorių) pagausėjimas žarnų epitelyje. CB2 blokavimas nuslopina visceralinio jautrumo slenksčio sumažėjimą, įtakotą virškinamojo  trakto mikrobiomos pasikeitimų. Apie šio įdomaus poveikio mechanizmą žinoma mažai.

Lygiai taip pat, chroniškas stresas ir antibiotikų sukelta disbiozė padidino CNR2 informacinių RNA (koduojančių CB2) kiekį GI trakte. Įdomu pastebėti, kad klinikiniame tyrime tos pačios Lactobacillus rūšys, kurios sumažino visceralinį jautrumą žiurkių modelyje, žmonių tyrime jos sumažimo CB2 raišką. Tačiau bakterijos vis tiek sumažino visceralinį jautrumą ir padidino μ-opioidinių receptorių raišką. Reikalingi papildomi tyrimai išsiaiškinti, ar tai būdinga tik šiems probiotikams ir ar CB2 reguliuoja žmonių visceralinį jautrumą.

Periferinis mechanizmas, siejantis chronišką stresą su skausmu

Daugelis pacientų, patiriančių chronišką visceralinį skaumą, aptinka, kad jį pagilina stresas. Daugėja duomenų, kad ECS moduliuoja chroniško su stresu susijusio pilvo skausmo (visceralinė hiperalgezija) padidėjimą (pav. 2).

 

Chroniško streso poveikis periferiniam endokanbinoidinės sistemos signalų perdavimui visceraliniuose pirminiuose aferentiniuose neuronuose.
2 pav. Chroniško streso poveikis periferiniam endokanbinoidinės sistemos signalų perdavimui visceraliniuose pirminiuose aferentiniuose neuronuose. Esant chronihškam stresui, 2- AG ir anandamido (AEA) lygis padidėja, o endokanbinoidus skaidančių fermentų COX ir FAAH lygis yra sumažėjęs nociceptiniuose nugaros smegenų šaknelių nervinių mazgų (DRG) neuronuose, kurie inervuoja gaubtinę žarną ir dubenį. To pasekoje nociceptiniuose pirminiuose aferentiniuose neuronuose CB1 kiekis yra sumažėjęs, o TRPV1 raiška ir fosforilinimas padidėję. Šie poveikiai vyksta dalyvaujant kortikosteroidams, susijusiems su HPA signalų perdavimo keliais.

CB1 yra išsidėstę ant nugaros smegenų šaknelių nervinių mazgų ląstelių. Įprastomis sąlygomis tai yra vidutinio ir didesnio dydžio neuronai. O ši yra mažesnio diametro nociceptinių neuronų populiacija, kuriuose yra CB1 raiška kartu su TRPV1 ir kurie turi peptidų, tokių kaip substancija P ir su kalcitonino genu susijusių peptidų. Esant uždegimui jų periferiniuose kanaluose, CB1 turinčių neuronų proporcija padidėja ir daug didesne proporcija lokolizuojasi kartu su TRPV1. CB1 aktyvacija slopina skausmo pojūtį (nocicepciją), o  TRPV1 aktyvacija didina skausmo pojūtį. CB1 sąveikauja su TRPV1 receptoriais ir slopina juos tiesiogiai bei netiesiogiai, per ciklinio AMP- proteinkinazės A signalų perdavimo kelią.

Žiurkių modelyje chroniškas su pertrūkiais vandens vengimo stresas siejamas su abipusiais 2- AG ir anandamido lygio pasikeitimais (padidėjimu) ir endokanabinoidų skaidymo fermentų COX2 ir FAAH pasikeitimais (sumažėjimu). Šiame modelyje taip pat pastebėta streso sąsaja su CB1 sumažėjimu ir TRPV1 raiškos padidėjimu ir fosforilinimu nociceptiniuose lumbosakraliniuose pirminiuose aferentiniuose neuronuose, jaudinančiuose žarnyną ir dubenį, bet ne tuose, kurie jaudina žemiau esančias galūnes. CB1 ir TRPV1 pasikeitimai atkurti kontroliuojančius sensorinius neuronus veikiant anandamidu. Skirtingai, kontroliuojančių nugaros smegenų šaknelių nervinių mazgų veikimas CB1 ir CB2 agonistu WIN 55,212-2 in vitro, sumažino TRPV1 lygį ir jo fosforilinimą. Stresuotų žiurkių gydymas su WIN 55,212-2 arba TRPV1 antagonistu kapsazepinu apsaugojo nuo hiperalgezijos.

CB1-TRPV1 signalų perdavimo kelio sąsaja su pagumburio- hipofizės- antinksčių (HPA) sudirginimu/stresu buvo patvirtinta eksperimentuose, rodančiuose, kad gliukokortikoidinio receptoriaus antagonisto RU-486 skyrimas stresuotoms žiurkėms apsaugojo nuo abipusių CB1 ir TRPV1 raiškos pasikeitimų ir visceralinės hiperalgezijos.

Kontrolinei žiurkių grupei gavusiai serijas kortikosterono injekcijų, kurios imitavo chronišką stresą, išsivystė visceralinė hiperalgezija, padidėjo anandamido kiekis ir TRPV1 raiška, sumažėjo CB1 lygis. RU-486 apsaugojo nuo šių pokyčių. Apibendrinus, šie duomenys rodo, kad chroniškas stresas sukelia visceralinę hiperalgeziją, kuri apima diferencijuotus, tam tikroms vietoms būdingus endovaniloidinių (endogenianiai TRPV1 ligandai) ir endokanabinoidinių signalų perdavimo kelių pasikeitimus sensoriniuose neuronuose, jaudinančiuose dubens vidaus organus. Šie atradimai sako apie chroniško streso ir visceralinės hiperalgezijos sąsają ir čia iškyla nauja gydymo idėja. Taip pat kyla klausimas, kas palaiko šiuos chroniškus pasikeitimus. Yra duomenų, kad priežastis gali būti epigenetiniai pasikeitimai sensoriniuose neuronuose.

Epigenetinis chroniškos streso sukeltos visceralinės hiperalgezijos reguliavimas

Epigenetinės modifikacijos sukelia ilgalaikį genų raiškos poveikį nekeičiant DNR sekos (3 pav.). Susidomėjimas epigenetiniais reguliavimo būdais išaugo greitai, nes pastebėta jų akivaizdi reikšmė fiziologiniuose procesuose.

Chroniško streso poveikis epigenetiniam geno koduojamo CB1 (CNR1) reguliavimui.

3 pav. Chroniško streso poveikis epigenetiniam geno koduojamo CB1 (CNR1) reguliavimui. Euchromantinas apibrėžiamas DNazės hipersensityvumo, o specifinės histonų kombinacijos rodo, ką nulemia aktyvūs genomo reguliavimo elementai, tokie kaip promotoriai H3K27ac + H3K4me3 ir enhanceriai H3K27ac + H3K4me1. Enhanceris gali ir didinti transkripciją, ir slopinti. Paskutiniai tyrimai rodo, kad smegenyse DNR CAC sritis yra įprasta metilinimo vieta, skirtingai negu kituose audiniuose, kur daugiausiai metilinama CpG. Be to, smegenyse metilinama reaktyvi rūšis 5- hidroksimetilcitozinas (5hmC). Skirtingai periferijoje, įprasta metilinimo vieta yra metilcitozinas (hmC). DNR metilinimas katalizuojamas DNMTs. Chroniškas stresas susijęs su DNMT1 įtakojamu CNR1 metilinimimo padidėjimu, kas lemia raiškos sumažėjimą.Svarbią vietą epigenetiniuose pasikeitimuose užima DNR metilinimas, katalizuojamas DNR tranferazių (DNMTs), tokių kaip DNMT1, kurios atsakingos už metilinimo išsaugojimą (dalijantis) ir DNMT3a ir DNMT3b, kurios atsakingos už de novo metilinimo pavydžius. Metilinimas paprastai nutildo genus (padaro atkarpą neaktyvia), o histonų acetilinimas, katalizuojamas acetiltransferazių, aktyvuoja genus. DNR metilinimas ir histonų acetilinimas laikomi stabiliais, bet pakeičiamais procesais; o fermentai, kurie juos kontroliuoja gali būti aktyvuojami arba slopinami biocheminiais ir aplinkos faktoriais.

Chroniškas stresas siejamas su padidintu Cnr1 geno promotoriaus metilinimu, veikiamu DNMT1 ir  lemiančiu sumažėjusį CB1 kiekį sensoriniuose neuronuose, kurie inervuoja dubens organus, įskaitant žarnyną, bet ne neuronus, kurie inervuoja žemiau einančias galūnes. Gliukokortikoidinis receptorius, (koduojamas Nr3c1) yra transkripcijos faktorius, kuris taip pat reguliuoja Cnr1 geną. Chroniškas stresas, manoma, yra susijęs su padidėjusiu DMNT1 katalizuojamu Nr3c1 promotoriaus metilinimu ir sumažinta šio geno raiška nociceptiniuose pirminiuose aferentiniuose neuronuose.

Chroniškas stresas taip pat siejamas su histonų acetiltransferazės EP300 raiškos padidėjimu ir histonų acetilinimo Trpv1 promotoriuose skatinimu, kas lemia padidėjusį TRPV1 lygį šiuose neuronuose.

Tam tikrose vietose DNMT1 ir EP300 genų išjungimas visceraliniuose pirminiuose aferentiniuose neuronuose inervuojančiuose dubenį, sumažino atitinkamai DNR metilinimą ir histonų acetilinimą, ir apsaugojo nuo chroniško streso sukelto visceralinio skausmo padidėjimo. Šie tyrimų duomenys rodo, kad chroniškas stresas skatina DNR metilinimą ir priešskausminio Cnr1 geno raiškos mažinimą ir konkurencinio pro-skausminio Trpv1 histonų acetilinimo didinimą tam tikrose vietose ir tam tikrose ląstelėse, sukeliant hiperalgeziją.

Endokanabinoidai, chroniškas stresas ir skausmas

ECS yra susijusi su CNS atsaku į stresą ir skausmą (4 pav.). Stresas išaukia anandamido  ir 2-AG lygio pasikeitimus, sumažinant anandamidą ir padidinant 2-AG. Chroniškas stresas sumažina CB1 raišką arba juos panaikina. Šie pokyčiai pasireiškia plačiai ir vyksta smegenyse.

Chroniško streso poveikis endokanabinoidinei sistemai smegenyse.
4 pav. Chroniško streso poveikis endokanabinoidinei sistemai smegenyse. Chroniškas stresas susijęs su pastoviu anandamido lygio mažėjimu (AEA) ir atitinkamai su skaidymo fermento FAAH didėjimu. Šie poveikiai perduodami CHR per CHR1 receptorių (CHRR1). Kortikosteronas (graužikų); kortikosterolis (žmonių) CORT įtakoja CHR didėjimą Padidėjęs CORT lygis susięs su 2- AG padidėjimu. Chroniškas stresas susijęs su sumažėjusia CB1 ir gliukokortikoidinio receptoriaus (GR) raiška smegenyse.

Funkcinės to pasekmės yra streso atsako pasireiškimas, įskaitant HPA streso atsako aktyvaciją ir nerimą. Padidėjęs 2-AG signalų perdavimas koreliuoja su HPA ašies aktyvumo pasibaigimu ir adaptacija ir keičia skausmo jutimą. Šis poveikis matyt pasireiškia per likusius CB1 receptorius, kurių jautrumas padidėjęs.

Patvirtinant šį pastebėjimą, kad endokanabinoidai, kurie veikia per CB1 receptorių, turi analgezinį poveikį skausmo signalų perdavime, endokanabinoidų skaidymo slopinimas mažina su stresu susijusią hiperalgeziją. Anandamido signalų perdavimo didinimas, naudojant URB597, FAAH inhibitorių, sumažino chroniško streso sukeltą nerimą ir terminę hiperalgeziją pelių modelyje. Endokanabinoidų moduliacija, naudojant FAAH ir MAGL taip pat veikia analgezinėje smegenų kamieno cerebrospinalinio kanalo pilkosios medžiagos srityje paskatinant analgeziją. Cerebrospinalinio kanalo pilkoji medžiaga aktyvuojasi atsakant į kenksmingą visceralinę stimuliaciją ir prisideda prie nervinių signalų perdavimo kelių slopinimo mažinimo, kurie uždaro/kontroliuoja periferinį sensorinį signalo gavimą į CNS. Ir atskiras, ir abiejų- FAAH ir/ar MAGL aktyvumo mažinimas padidino toninę disinhibiciją cerebrospinalinio kanalo pilkojoje medžiagoje- poveikį, kuris siejamas su analgezijos skatinimu. Patvirtinant teiginį, kad kombinuotas slopinimas didina efektyvumą, bendras FAAH ir MAGL inhibitorius JZL195 stipriau nuslopino alodiniją (bendro skausmo jautrumas po skausmingos, ypač pakartotinės stimuliacijos), nei selektyvūs FAAH ir MAGL inhibitoriai atskirai. Toks dvigubas slopinimas terapiniu veikimo atžvilgiu apėmė daugiau, nei kanabinoidinių receptorių agonistus pelių neuropatinio skausmo modelyje ir gyvūnų visceralinio skausmo modeliuose.

Endokanabinoidinė sistema susijusi su stresu, patirtu ankstyvame amžiuje ir priklauso nuo lyties ir vietovės. Stresas, patirtas ankstyvame amžiuje, yra svarbus veiksnys dirgliojo žarnyno sindromo (IBS) vystymuisi ir susijęs su epigenetiniais pokyčiais, kurie lemia visceralinį jautrumą. Tyrimas parodė, kad Wistar vyriškos ir moteriškos lyties žiurkių, augintų normaliomis sąlygomis ir atskirtų nuo motinos, endokanabinoidinė sistema skiriasi. Buvo stebima endokanabinoidinės sistemos genų (Cnr1, Cnr2a, Cnr2b ir GPR55, kurie koduoja kanabinoidinius receptorius ir GPR55) raiška skirtingose suaugusių žiurkių smegenų vietose (kaktos srities žievėje, ventralinėje ir nugarinėje dryžuotojo kūno dalyje, nugariniame hipokampe ir migdoliniame kūne. Atskyrimas nuo motinos padidino visų endokanabinoidinių receptorių genų raišką, stebėtų vyriškos lyties žiurkių kaktos srities žievėje, moteriškos lyties žiurkių receptorių raiškos padidėjimas pastebėtas tik hipokampe. Atsižvelgiant į šiuos atradimus, galima daryti svarbias išvadas apie lyčių atžvilgiu skirtingą streso poveikį skausmo jautrumui ir mechanizmus, kurie susiję su ankstyvo amžiaus įtaka šiam atsakui.

ECS per skirtingus mechanizmus slopina HPA signalų perdavimo kelius kaktos srities smegenų žievėje, migdoliniame kūne, pagumburyje ir hipokampe. ECS veikimas tam tikrose CNS vietose susijęs su aprašytu kanabinoidų poveikiu nerimui, apetitui, pykinimui ir skausmui.

Endokanabinoidų įtaka pykinimo ir vėmimo valdymui

Vėmimo mechanizmas smegenų kamiene yra gerai ištirtas. ECS yra susijusi su pykinimo reflekso reguliavimu, nes kaip rodo tyrimai, CB1 antagonistai sukelia vėmimą žmonėms, o gyvūnam pablogina būklę. Įdomu tai, kad ne vien CB1 agonistai blokuoja pykinimą, tačiau ir egzogeniniai ir endogeniniai CB2 agonistai. Kadangi CB2 aktyvacija nesukelia psichotropinio poveikio, o tai atveria naują patrauklų gydymo kelią.

Skirtingai negu vėmimo, pykinimo mechanizmas smegenyse nėra gerai žinomas, bet yra tiriamas magnetinio rezonanso pagalba žmonių tyrimuose ir gyvūnų modeliuose. Šiose studijose pykinimas siejamas su daugelio sudėtingų nervinių veikimo grandinių aktyvavimu, įskaitant smegenų kamieno, limbinius, interoceptinius, somatosensorinius ir suvokimo nervinius tinklus. Žiurkių pykinimo tyrimo modelyje, sistemiškai padidinus endokanabioidų lygį skiriant FAAH inhibitorių, pykinimas sumažėjo. Tačiau šis poveikis pasireiškė veikiant ne CB1 receptorių, nes to neblokavo antagonistai. Skirtingai, MAGL blokavimas, kuris padidina 2-AG lygį, veikia per CB1 receptorių. Žmonių ir gyvūnų tyrimai parodė, kad smegenų salos žievė yra susijusi su pykinimo jutimu (žmonių tyrimai) ir fiziologiniu atsaku į pykinimą (gyvūnų studijos). ECS aktyvacija salos žievėje gali reguliuoti pykinimą (gyvūnų tyrimai). Įdomu tai, kad daugiau 2-AG, o ne anandamidas įtakoja šią reguliuojančią kontrolės sistemą.(5 pav.)

Endokanabinoidų įtaka pykinimo ir vėmimo kontroliavimui.

5 pav. Endokanabinoidų įtaka pykinimo ir vėmimo kontroliavimui. Smegenų kamieno vietose, atsakingose už pykinimo ir vėmimo kontroliavimą, CB1 ir galimai CB2 aktyvacija slopina emetinį refleksą sumažinant jaudinančių transmiterių išskyrimą. Priekinėse smegenyse 2-AG išskyrimas į visceralinę salos žievę retrogrdiniu būdu slopina neurotranmiterių, įskaitant serotoniną išskyrimą (5- HT), kuris veikia 5- HT3 receptorius, kas sukelia pykinimą. Pažymėtina, kad iki šiol šis modelis buvo tirtas su žiurkėmis, o žmonėms, CB1 agonistas delta9-tetrahidrokanabinolis mažino pykinimą. 5- HT3. receptorių antagonistai yra geri antiemetinai, bet ne tokie efektyvūs mažinant pykinimą.MAGL, o ne FAAH inhibitoriai, suleisti į visceralinę salos žievę, blokuoja pykinimą gyvūnų modeliuose. Reikalingi tolimesni tyrimai, kad išsiaiškinti, kaip atsiranda šis selektyvumas, nes abu ligandai yra CB1 agonistai, tačiau procesas gali priklausyti nuo receptorių vietos ir /ar nuo endokanabinoidų metabolizmo šioje smegenų srityje.

Kanabinoidai ir virškinamojo trakto motorikos reguliavimas

Kanapės mažina spazmus ir slopina GI judrumą. Toks poveikis paskatino išsamesnes ECS vaidmens, reguliuojant judrumą ir ypač IBS, studijas. Buvo tiriami CNR1 ir FAAH genų variantai pacientų su

dominuojančios diarėjos ir besikaitaliojančiomis IBS formomis. Pacientų, su dominuojančio viduriavimo IBS,  FAAH gero informacinių RNA lygis žarnyno audiniuose yra sumažėjęs.  Šie genetiniai polimorfizmai ir pasikeitimai genų raiškoje yra susiję su GI judrumo pasikeitimu ir jautrumu, patvirtinant ECS pasikeitimų patologinę  reikšmę žarnyne.

Pelių atveju, Cnr1 panaikinimas padidina žarnyno judrumą. Atitinkamai, pacientams, gavusiems CB1 antagonistų, pasireiškė diarėja.  Pažymėtina, kad Cnr1 panaikinimas vagus nervo sistemoje (aferentiniai ir eferentiniai neuronai) taip pat padidina GI motoriką, bet neaišku, ar tai tik dėl tos priežasties. Kaip bebūtų, žarnyno ESC yra potencialus gydymo taikinys IBS ir kitų žarnyno ligų gydymui.

Mokslininkai tyrė, ar periferiniai kanabinoidai arba lokaliai gaminami endokanabinoidai keičia žarnyno judrumą. Bandyme buvo tirti stiprūs CB1 agonistai, neveikiantys centrinės nervų sistemos žiurkių ir pelių modeliuose su padidėjusi žarnyno motorika, sukelta streso, o taip pat kontrolinėje grupėje. Įdomu tai, kad agonistai buvo veiksmingesni stresuotuose gyvūnuose, nei kontrolinėje grupėje, o ypatingai mažos dozės (kurios neturėjo poveikio kontrolinėms pelėms) normalizavo plonojo ir storojo žarnyno judrumą. Tikslaus paaiškinimo nėra, tačiau galimai taip yra dėl padidėjusio CB1 skaičiaus ar afiniteto, arba antrinių signalų perdavėjų sistemų įsijungimas į efektorių atsaką.

Žarnyno uždegimo reguliavimas kanabinoidais ir riebalų rūgščių etanolamidais

Homeostatinis ECS vaidmuo svarbus ir kontroliuojant žarnyno uždegimą (pav. Nr. 6). Nors ir egzogeniniai kanabinoidai gali sumažinti kolitą, viena iš gydymo strategijų buvo padidinti endokanabinoidų kiekį, slopinant jų skaidymą. Slopinant FAAH, kas padidina anandamido ir kitų riebalų rūgščių etanolamidų lygį, stabdo kolito vystymąsi pelių uždegiminių žarnyno ligų modelyje. Homeostatinis sistemos vaidmuo pagrindžiamas tyrimais, kuriuose pelėms be FAAH išsivystė žymiai švelnesnis kolitas, negu kontrolinių pelių. Priešuždegiminis FAAH slopinimo poveikis pasireiškia per CB1 ir CB2. MAGL inhibitoriai taip pat blokuoja kolito vystymąsi pelių modelyje, bet homeostatinio MAGL vaidmens išsiaiškinimui reikalingi detalesni tyrimai.

Endokanabinoidų poveikis GI trakte, pasireiškiantis per CB1 ir CB2.
6 pav. Endokanabinoidų poveikis GI trakte, pasireiškiantis per CB1 ir CB2. Kanabinoidiniai receptoriai plačiai pasiskirstę GI trakte. CB1 pasiskirstę visose cholinerginių žarnyno neuronų klasėse žarnų raumeninio dangalo rezginyje ir pogleivinės rezginyje (pirminiai aferentiniai neuronai (mėlyni), interneuronai (violetiniai), sekretomotoriniai (geltoni) ir jaudinantys motoriniai neuronai (žali), jų nėra ant slopinančių motorinių neuronų (raudoni)). CB1 randama ir ant kai kurių enteroendokrininių ląstelių bei ant epitelio. Išoriniai nervo klajoklio ir nugaros pirminiai aferentiniai neuronai turi CB1, kuriuos reguliuoja maitinimasis (nervo klajoklio) ir stresas (nugaros) atitinkamai. CB2 raiška matoma ant GI enterinių neuronų ir imuninių ląstelių. Esant uždegimui ir pažeidimui, CB2 epitelyje padaugėja ir jų funkcijos enteriniuose neuronuose padidėja. Enterinių neuronų klasės, turinčios CB2 raišką, nėra nustatytos. Poveikiai, pasireiškiantys aktyvuojant kanabnoidinius receptorius GI trakte, yra žarnyno judrumo sumažinimas, uždegimo sumažinimas ir imuninės aktyvacijos sumažinimas.

Šie tyrimai iškėlė klausimą, ar kolitas išsivystė dalinai dėl endogeninės priešuždegimines sistemos praradimo. Pacientai, sergantys ūmiu opiniu kolitu, turėjo padidintą FAAH reaktyvių imuninių ląstelių kiekį gleivinės dangale, bet FAAH raiška skirtingose studijose buvo pastebėta padidėjusi arba sumažėjusi. Taip pat, pacientų sergančių kolitu, anandamido kiekis, taip pat pastebėtas padidėjęs arba sumažėjęs. Kad suprasti šiuos skirtingus rezultatus, reikalingi tolimesni tyrimai.

Neseniai studijose buvo įvertintas dvigubas FAAH ir COX inhibitoių poveikis pelių kolito atveju. Šis derinys sumažino kolito sunkumą padidinant anandamido lygį, kuris veikė CB1 ir padidino riebalų rūgščių etanolamidų palmitoiletanolamido (PEA) ir oleoiletanolamido lygius, kurie veikė per peroksisomų proliferatorių aktyvuojamus receptorius -alfa. Pacientų, sergančių opiniu kolitu, PEA lygis žarnyno audiniuose yra padidėjęs. PEA yra stiprus antioksidantas, kuris sumažina kolito pasireiškimą pelių kolito atveju ir uždegiminių citokinų išskyrimą. PEA rišasi prie proliferatorių aktyvuojamų receptorių -alfa ir slopina S100B ir Toll-like receptorių 4 raišką žarnyno glijose, sumažinant uždegimą, sukeltą branduolių faktoriaus kB.  Tai – sudėtinga sistema, nes PEA, kaip ir anandamidas veikia žarnyno glijas ir neuronus per skirtingus receptorius, priklausomai nuo ląstelės tipo. PEA yra skaidomas ne tik FAAH, bet ir N-aciletanolaminus hidrolizuojančios rūgšties amidazės. N-aciletanolaminus hidrolizuojančios rūgšties amidazės slopinimas žymiai sumažino kolitą, duodant užuominą apie naują tyrimų kryptį.

Nors daugiausia buvo aptariamas GI traktas, yra pastebėta, kad kanabinoidinio agonisto CB13 skyrimas CNS sustabdė kolito vystymąsi. Šio proceso mechanizmas nėra išaiškintas, bet šis reikšmingas atradimas pabrėžia centrinių ir periferinių CB receptorių svarbą moduliuojant žarnyno funkcijas ir uždegimą.

Ateities gairės

ECS yra svarbus  žarnyno veiklos ir smegenų- virškinamojo trakto ašies reguliatorius. Tai- plačiai pasiskirsčiusi homeostatinė sistema, kuri paprastai slopina nervinius signalus keliais, susijusiais su GI trakto fiziologiniu reguliavimu. ECS reguliuoja svarbias žarnyno funkcijas, įskaitant visceralinį jautrumą, skausmą, motoriką ir uždegimą. Tačiau, trūksta detalesnių žinių apie įvairių ECS komponentų pasiskirstymą ir funkcijas, ypač apie anandamido ir 2-AG biosintezės fermentus.

Genetiniai ir/ar epigenetiniai pasikeitimai, kurie įtakoja ECS veiklą gali būti susiję su IBS patogeneze. Kaip minėta aukščiau, pasikeitimai ECS gali įtakoti ryšį tarp streso ir visceralinio skausmo, būdingo daugelio GI ligų atveju. Žarnyno uždegimas keičia ECS skaidymo fermentų raišką, kas lemia žymius šių vietinių pleotropinių lipidų mediatorių lygių pokyčius. Reikalingi tolimesni tyrimai, kad geriau suprasti ECS įtaką GI ligoms.

Gliukokortikoidiniai receptoriai reguliuoja CNR1 raišką, o chroniškas stresas yra susijęs su DMNT-1 perduodamu metilinimu genų promotoriuose, kurie koduoja gliukokortikoidinius receptorius (NR3C1) ir CB1 (CNR1), kas lemia gliukokortikoidinių ir CB1 receptorių raiškos sumažėjimą. Chroniško streso sukeliamus šių signalų perdavimo kelių pokyčius, kurie yra specifiški vietos ir ląstelės tipo atžvilgiu, galima paveikti gydančiosiomis medžiagomis.

Epigenetiniai faktoriai nustato, kaip gliukokortikoidiniai receptoriai sąveikauja su tiksliniais genais, įskaitant CNR1. Centrinių ir periferinių gliukokortikoidinių receptorių reguliatorių išsiderinimas turi gana reikšmingas pasekmes su stresu susijusiems sutrikimams, kurie veikia smegenų-virškinamojo trakto ašį ir ECS.

Kanabinoidai yra skiriami GI negalavimams, ypač pykinimo ir vėmimo malšinimui, apetito kėlimui ir visceralinio skausmo gydymui. Yra duomenų, kad tiesioginis ir netiesioginis CB1 ir galimai CB2 aktyvavimas mažina visceralinį jautrumą ir skausmą graužikų modeliuose.

Augant susidomėjinui kanapėmis vakarų šalyse, reikalingi išsamiau išsiaiškinti šio sudėtingo augalo daugelio komponentų poveikį viškinimo trakto sveikatai ir ligoms. Pilnos žinios apie ECS pagilintų mūsų žinias apie smegenų- viškinamojo trakto ašį ir galėtų duoti naują kryptį daugelio GI ligų gydymui.

Šaltinis:

The Role of the Endocannabinoid System in the Brain–Gut Axis

Keith A. Sharkey (1) and John W. Wiley (2)

(1)Hotchkiss Brain Institute and Snyder Institute of Chronic Diseases, Department of Physiology and Pharmacology, University of Calgary, Calgary, Alberta, Canada;

and (2)Department of Internal Medicine, University of Michigan, Ann Arbor, Michigan