Lékařský dům Sokolská 31, 120 26 Praha 2
přednáška
12.října 2009, 14.00 hod.
Od konopí k anandamidu, novému regulátoru mozkové aktivity.
Lumír Ondřej Hanuš Heberejská Univerzita v Jeruzalémě
Cannabis Cannabis sativa sativa L. L. (( marihuana) marihuana)
V Číně před 4700 lety za vlády císaře Chen Nunga první známý záznam o použití konopí jako léku: - proti malárii - proti zácpě - proti revmatickým bolestem - proti roztržitosti - proti ženským poruchám
Asýrie
3000 – 2000 př.n.l.
Gurgurru – konopný provaz, lodní lano Quunabu – používáno při náboženských obřadech Azalla – duchova ruka, otrava všech údů (neurologické choroby?) Gan-zi-gun-nu – droga která vezme duši (= cannabimimetická)
Egypt
1700 př.n.l. hieroglyfy Šm-šm-tu „lékařské konopí“
démotické písmo
Ebersův papyrus (1500 př.n.l.) Řádek 7 a 8: „konopí rozdrcené v medu; vložené do její vaginy“ Léčba zánětu Lék na nehet prstu (med s okrem, konopím a další přísady)
Indie
2000 – 1400 př.n.l.
“posvátná tráva”, bhang
अथर् ववे द
Atharva Veda
“chrání člověka od nemoci . . . a prodlužuje léta života, která máme před sebou"
Atharva-Veda, Book II, Hymn IV; Book XI, Hymn VI.
Konopí jako lék
rozšíření bronchů antiemetický účinek povzbuzení chuti k jídlu
snížení nitroočního tlaku snížená spasticita/ataxie svalová slabost
bronchiální zelený oční analgezie astma zákal prevence léčebné použití roztroušená skleróza, dávení/zvracení dětská mozková obrna, způsobené poranění míchy cytostatiky paliativní léčba anorexie bolesti rakoviny, způsobené opiáty, antipooperační bolesti, virálními léky, nemocemi fantomová bolest souvisejícími s AIDS či pokročilým stádiem rakoviny
Léčebný účinek
Léčebné použití
protikřečový účinek
epilepsie
Léčebný účinek
léčba poruch pohybového ústrojí
Léčebné použití
dystonie Huntingtonova choroba, Parkinsonova choroba, syndrom Tourette
Léčebný účinek
kompetitivně inhibuje acetylcholinesterázu a zabraňuje jím vyvolané hromadění β-amyloidu; protizánětlivý účinek
Léčebné použití
Alzheimerovo onemocnění revmatoidní artritída
Léčebný účinek
neuroprotektivní účinek
Léčebné použití
zranění hlavy, snížení poškození způsobeného mozkovou mrtvicí
Přírodní látky v konopí
Cannabinoidní receptory v živém organizmu
Cannabinoidní Receptory * Dosud identifikovány dva typy CB1, nalézá se v mozku a CNS, 472 aminokyselin CB2, přítomen ve slezině a imunitních buňkách, 360 aminokyselin *Oba typy jsou 7-helixové transmembránové receptory. Mají tři extracelulární a tři intracelulární smyčky. Glykosylovaná extracelulární N-terminální doména, a intracelulární C-terminální doména je zapojená do interakce s G-proteinem.
CB1
CB2
Centrální cannabinoidní receptor
CB1
Aktivní složka cannabis, Δ9-tetrahydrocannabinol, projevuje své účinky vazbou na CB1 receptory na presynaptických nervových zakončeních v mozku. Vázání Δ9-THC na CB1 receptory aktivuje Gprotein a aktivuje/inhibuje řadu signálních transdukčních drah. G-protein inhibuje přímo vápníkové a sodíkové, na napětí závislé, kanály typu N a P/Q a nepřímo inhibuje prostřednictvím adenylát cyklázy vápníkové kanály typu A. Vázání Δ9-THC a aktivace G-proteinu také aktivuje dovnitř směřující draslíkové kanály a MAP kinázovou signální dráhu. Souhrnným účinkem těchto drah jsou euforické pocity spojene s užitím cannabis.
CB1 receptory - nenalézají se v těch částech mozku, které jsou zodpovědné za respirační a kardiovaskulární funkce. Použití sloučenin majících vztah receptorům není spojeno s rostoucím respiračních a kardiovaskulárních které jsou u řady jiných léků vedlejším účinkem.
k CB1 rizikem poruch, běžným
Selektivní CB1 agonisté jsou považovány za výhodné léčebné prostředky.
Periferální cannabinoidní receptor
CB2
Cannabinoidní receptory CB1 receptor
CB2 receptor
mozková kůra hipokampus bazální ganglia mozeček
Lymfatické orgány: slezina brzlík mandle kostní dřeň slinivka břišní makrofágy leukocity
rozmnožovací systém
Objev endogenních cannabinoidů
C
O N
OH H
anandamid (arachidonoylethanolamid) Ki = 39.2 ± 5.7 nM CB1
आन द
vnitřní štěstí
C
OH
O
Δ9-tetrahydrocannabinol
C5H11
anandamid
cannabinoidní receptor
O N
OH H
C
O N
anandamid (Devane, Hanuš et al., 1992)
OH
C
H
आन द C
O N
O N
H
homo-γ-linolenoylethanolamid (Hanuš et al., 1993) C
OH
O
OH
O
H
7,10,13,16-docosatetraenoylethanolamid (Hanuš et al., 1993)
OH
OH
2-arachidonoyl glycerol (Mechoulam, Ben-Shabat, Hanuš et al., 1995) OH O
noladin éter (Hanuš et al., 2001) C
virodhamin (Porter, 2002)
O O
NH2
वरोध
נוֹלָד
OH
OH C
O N
H
arachidonoyl dopamin (NADA) (Huang, 2002)
OH
COOH
O
H
C
OH N
N-arachidonoyl serin (Milman, 2005) Nová, endocannabinoidům podobná, sloučenina s vazodilatačními vlastnostmi z mozku PNAS 103, 2428-2433 (2006)
Anandamid je buďto neuromodulátor nebo neuromediátor (nervový přenašeč vzruchů). Je to molekulární „posel”, který hraje roli v bolesti, úzkosti, chuti k jídlu, paměti a plodnosti.
Fyziologický systém a stavy ovlivněné endocannabinoidy (částečný seznam) Bolest Chuť k jídlu/stravování Imunitní systém Krevní tlak Nálada Dávení/zvracení Neuroprotekce Paměť
Pohyb Průtok krve mozkem Rozmnožování Stres Tvorba kostí Úzkost Zánět Zažívací trakt
Nárůst hladiny anandamidu v plazmě po výkonu u běžců a cyklistů nikoliv však sedících kontrol jednu hodinu po tělesné námaze mírné intenzity
Běžci
Anandamid (pmol/ml)
Kontrola 4
4
3
3
Cyklisté
**
3
2
2
2
1
1
1
0
0
0
Před
Po
*
4
Před
Po
Před
Po
NeuroReport 14 (17), 2209-2211 (2003)
Neuroprotekce
2-AG Uzavřené zranění hlavy (CHI) je v západním světě hlavní příčinou nemocnosti a úmrtnosti ve věkové skupině 15 až 24 let, což je zapříčiněno hlavně dopravními nehodami. Traumatické zranění hlavy spouští kaskádu příhod, jejichž výsledkem může být opožděný otok tkání, nekróza a zhoršené motorické či poznávací funkce. Je také považováno za rizikový faktor Alzheimerovy choroby.
Výzkum traumatického zranění mozku dokázal, že hlavní poškození vedoucí k neuronálním škodám a k následné ztrátě funkce se neobjevuje v době nárazu, ale většinou během několika hodin jakožto výsledek sekundárních mechanizmů zprostředkovaných celou řadou mediátorů. Řada neuronů může být zachráněna v průběhu 3 až 4 hodin různými strategiemi. Léčebné strategie jsou zaměřeny na inhibici toxických nebo zvýšení ochranných mechanizmů.
Hladiny 2-AG v myším mozku po CHI
120
2-AG v nmol/g
100 80
8 h
24 h
60 40 20 0
sham
15 min
1h
4h
Doba po CHI
Závěr 1. 2-AG se po CHI v mozku akumuluje, vrchol je po 4 hodinách. 2. Vnější podání 2-AG po CHI vyvolává cerebroprotektivní účinky. 3. Protektivní účinek 2-AG zesílen za přítomnosti 2-linoleoyl glycerol a 2-palmitoyl glycerol (“entourage” účinek). 4. Protektivní účinek 2-AG je zeslaben specifickými antagonisty CB1 receptoru. 5. Předpokládáme, že protekivní účinky 2-AG jsou zprostředkované, alespoň částečně, cannabinoidním receptorem, což zahrnuje k neuroprotektivním vlastnostem navíc vasodilataci.
Quo vadis Cannabis?
Tři typické účinky v chování po kouření marihuany - povzbuzení chuti k jídlu - odstranění úzkosti - uklidnění souvisejí s přítomností cannabinoidních receptorů v hypothalamu a limbickém systému (ten je zodpovědný za emoční chování a leží zde kořeny strachu, agrese, touhy a radosti) Endocannabinoidy mají zřejmě obecnou funkci jako faktory odstraňující stres.
Co způsobují endocannabinoidy? ,,Odpočívej, jez, spi, pusť to z hlavy a chraň se!”
TINS 21, 521 (1998)
Poranění mozku
glutamát, cytokiny (e.g. TNF-α ), ROI
2-AG ANA
vazokonstriktory (ET-1, thromboxan)
cerebrální ischemie
neuronální a gliální buněčná smrt
Ochrana mozku
Vyhasnutí paměti
**
50
***
Per cent freezing (60 s tone)
*** 40 CB1-/-
30 20
gg
10
ggg CB1+/+
0
Co
d1 CS
d2 CS
d3 CS
Experimental day
d6 CS
Endocannabinoidní systém by mohl mít therapeutické využití při léčbě nemocí spojených s nepřiměřeným uchováváním nežádoucích vzpomínek nebo nepřiměřenými reakcemi na nežádoucí stavy, jakými jsou poruchy způsobené posttraumatickým stresem, stavy úzkosti a některé formy chronických bolestí.
Chuť k jídlu
Mean weight change (kg)
Mean change in weight from baseline in patients with AIDS treated 0.3 with dronabinol (THC) and placebo 0.2
Dronabinol 0.1 -0.0 -0.1 -0.2
Placebo
-0.3 -0.4 0
14
28
Day
42
Effect of anandamide on food intake in diet-restricted mice. 7
anandamide (0.001 mg/kg i.p.) vehicle
gram/mouse/day
6
5
4
3 0
1
2
3
4
Days
5
6
7
8
Fyzický růst v průběhu ošetření pomocí Δ9-THC a CB1 antagonisty (SR141716A) 7
Kontrola
Váha těla (g)
6
THC SR141716A
5
THC + SR141716A
4 3 2
12 (ze 13) novorozenců zemřelo
1
1
0 1
2
3
4
5
Věk ve dnech
6
7
8
všichni novorozenci zemřeli
Zánět
Cannabidiol (i.p.), acute control 2.5 mg/kg 5 mg/kg 10 mg/kg 20 mg/kg
Clinical score
5
4
3
2
1
0 0
1
3
5
7
9
Days after onset of arthritis © LOH 2003
11
Synovium is the most critical site of cytokine production in arthritis. Synovial cells from arthritic mice spontaneously produce large amounts of tumor necrosis factor (TNF) when cultured in vitro. Cells from arthritic mice which had been treated with CBD produced significantly less (50%) TNF.
výživa žaludeční sondou Oral Administration of CBD Has an Equally Potent Therapeutic Effect on Established Arthritis. Daily oral gavage of CBD immediately after onset of arthritis resulted in suppression of acute collagen-induced arthritis (CIA) (Fig.). The optimal dose was 25 mg/kg, although the higher dose of 50 mg/kg worked almost as well. From the first clinical signs of arthritis, mice were treated daily with CBD, i.p. at the following doses: 20 mg/kg (■), 10 mg/kg (▵), 5 mg/kg (▴), or 2.5 mg/kg (○). Mice treated with the vehicle alone served as controls (□). Each point is the mean of n mice ± SEM. Shown is the clinical score over 10 days of classical CIA in three pooled experiments (controls, n = 23; CBD 20 mg/kg, n = 17; CBD 10 mg/kg, n = 15; CBD 5 mg/kg, n = 15; CBD 2.5 mg/kg, n = 9). * denotes a P value < 0.05 (Mann–Whitney U test).
Remodelace kosti Kosti jsou v neustálé přestavbě, na níž se podílejí kostní buňky osteoblasty (tvorba kosti) , a osteoklasty (resorpce kosti - kostní tkáň odbourávají)
Endocannabinoidy regulují kostní hmotu
Anandamid 2-AG
CB1
?
mozek varle
CB1
?
CB2 kost
2-AG POVZBUZUJE IN VIVO RYCHLOST TVORBY KOSTI
Rychlost tvorby kosti 2.6
mm3/mm2/den
2.4
P = 0.04
2.2 2.0 1.8 1.6 1.4 0
5
10
15
20
Dávka 2-AG (mg/Kg/den)
Vehikulum
5 mg 2-AG/Kg/den
Vládní statistiky vykazují, že zlomeniny kyčelního kloubu jsou v Řecku výrazně nižší nežli v Severní Americe a Severní Evropě. Bylo prokázáno, že „Pozitivní souvislost mezi kostní minerální denzitou (bone mineral density BMD) a mononenasyceným tukem, který je v řecké dietě odvozen většinou od olivového oleje, je dosti nápadná, statisticky významná."
(Antonia Trichopoulou a spol., Preventive Medicine 26, 395-400, 1997)
O C
arachidonoyl serin
H N
COOH OH
N-oleoyl D-serine
N-oleoyl L-serine
Brain extract A
0
10
20
30 min
40
50
60
Retention times of N-oleoyl L- and D-serine and the endogenous compound in the mouse brain on a chiral HPLC column
Oleoyl serin stimuluje množství osteoblastů
MC3T3 E1 osteoblasty
Primární lebeční osteoblasty novorozenců
Cells/well/10-3
Cells/well/10-3
10 160
120
80
Cntl
-12
10
-11
10
-10
10
[OS] (M)
-9
10
-8
10
-7
10
8
6
4
Cntl
10-13
10-12
10-11
10-10
[OS] (M)
10-9
10-8
10-7
Oleoyl serin inhibuje tvorbu osteoklastů Počet osteoklastů 250
Kontrola
OCL/well
200 150 100 50 0
Velikost osteoklastů
Oleoyl serin
OCL area (mm2)
0.025 0.020 0.015 0.010 0.005 0
Ctrl
10-8
10-7
10-6
[OS] (M)
R. Mechoulam and I. Bab Proceedings of the 18th International Cannabinoid Research Soc. Jun 25-29, 2008
Oleoyl serin obnovuje ovariektomií-vyvolanou ztrátu kostní tkáně 5
p= 0.065
BV/TV (%)
4
p= 0.017
3
2
1
0
Sham OVX
OVX
OVX/VEH
OVX/OS
OS léčba
Analýza 5 mg/kg/den
Den 0
Den 42
Den 84
Souhrn
Oleoyl serin je endogenní anabolický regulátor metabolizmu kostní tkáně, který stimuluje tvorbu kosti a inhibuje resorpci kosti . Oleoyl serin s účinností in vivo, zabraňující ztrátě kostní tkáně, by mohl být slibnou kostní anabolickou terapií. Kosterní aktivita oleoyl serinu naznačuje společně s cannabinoidy důležitou roli mastných kyselin v regulaci metabolizmu kostní tkáně.
V době “anandamidu” (1992).
A dnes …
Dublin, Ireland, August 28, 2009
Všechna práva vyhrazena. All rights reserved Copyright Lumír O. Hanuš 2009
