Decyzje dotyczące losów komórkowych są kluczowe dla prawidłowego utrzymania środowiska komórkowego i przetrwania tkanek i organizmów. Układ endokannabinoidowy jest ważnym regulatorem do określania losu komórek mózgowych w normalnych i patologicznych warunkach.
Podczas rozwoju embrionalnego różne komórki tworzące organizm powstają z pojedynczej komórki (zygota). Komórka macierzysta powoduje powstanie dwóch komórek potomnych, które podlegają różnym procesom, obejmującym migrację do obszaru ciała, w którym są potrzebne, proliferację lub różnicowanie w charakterystyczny sposób (neurony, krwinki czerwone, komórki skóry itp.) aż do osiągnięcia ich losu komórkowego, gdzie wykonują swoje specyficzne funkcje. Z drugiej strony inne komórki nie są konieczne i umierają w kontrolowany sposób. Dzieje się tak również podczas rozwoju osobnika i podczas regeneracji tkanek. Aby utrzymać prawidłowe funkcjonowanie komórek i tkanek, proces ten musi być ściśle regulowany, w przeciwnym razie może prowadzić do niekontrolowanego wzrostu komórek, co dzieje się w przypadku raka lub niepożądanej śmierci komórkowej, jak ma to miejsce w chorobach takich jak choroba Parkinsona i choroba Alzheimera.
Czynniki regulujące losy komórek obejmują czynniki endogenne, takie jak mikrośrodowisko komórkowe, czynniki epigenetyczne oraz sygnały odległe lub zewnętrzne. Czynniki te obejmują szlaki sygnałowe związane z układem endokannabinoidowym, szczególnie istotne w rozwoju układu nerwowego i mózgu dorosłego, gdzie mogą promować przetrwanie różnych „nietransformowanych” komórek mózgowych (neuronów, astrocytów, oligodendrocytów, itp.) lub może działać pro lub przeciwnowotworowo na komórki rakowe („transformowane”).
Wpływ kanabinoidów na rozwój mózgu
System endokannabinoidowy jest obecny od wczesnych stadiów rozwoju embrionalnego. Na tych etapach receptor kannabinoidowy CB1 odgrywa podstawową rolę w regulowaniu prawidłowego wzrostu zarodka. Z drugiej strony wydaje się, że receptor CB2 jest odpowiedzialny za kontrolowanie populacji komórek macierzystych, czyli niezróżnicowanych komórek o zdolności do samoodnawiania i mogących stać się różnymi typami komórek.
W ostatnich latach gromadzono coraz więcej dowodów na temat roli systemu endokannabinoidowego w rozwoju niedojrzałego mózgu. Komórki macierzyste mózgu (zwane neuronowymi progenitorami)) mogą wytwarzać dwa główne endokannabinoidy, anandamid (AEA) i 2-arachidonoylglycerol (2-AG). Receptor CB1 jest wyrażany od wczesnych stadiów rozwoju embrionalnego. Poziom tego receptora jest niski i wzrasta podczas różnicowania neuronów. W przeciwieństwie do tego receptor CB2, który normalnie nie występuje w neuronach, jest obecny w neuronowych progenitorach. Oba receptory odgrywają rolę w regulowaniu komórkowego losu tych neuronalnych progenitorów. Aktywacja zarówno CB1, jak i CB2 sprzyja proliferacji i zwiększa liczbę dostępnych neuronalnych progenitorów. Receptor CB1 reguluje również różnicowanie tych progenitorów w neuronach i komórkach glejowych (astrocyty i oligodendrocyty) w zależności od środowiska komórkowego. Receptor CB2 nie wydaje się odgrywać tak istotnej roli w tym różnicowaniu neuronów,
W mózgu dorosłego powstają również nowe neurony (neurogeneza) w niektórych obszarach zwanych niszami neurogennymi. Jest to ważne w przypadku urazów mózgu, w których neurogeneza jest aktywowana, a nowe neurony są zintegrowane w dotkniętych obszarach. Nieprawidłowe działanie tego procesu może jednak prowadzić do słabych połączeń między neuronami, które mogą powodować epilepsję. Zatem regulacja układu endokannabinoidowego może mieć zastosowanie terapeutyczne w neurogenezie dorosłych po uszkodzeniu mózgu. Stwierdzono również, że neurogeneza w hipokampie, obszarze mózgu związanym z pamięcią, odgrywa ważną rolę w stanach emocjonalnych, a stymulacja neurogenezy może być użyteczna w leczeniu depresji. Pod tym względem kanabidiol, fitokannabinoid bez potencjału psychoaktywnego, wykazał swoją zdolność przeciwlękową poprzez zwiększenie neurogenezy hipokampu u myszy laboratoryjnych.
Wpływ kanabinoidów na neuroprotekcję
Jak wspomniano powyżej, umierające neurony mogą zostać zastąpione nowymi neuronami, chociaż sposób działania tego mechanizmu wciąż jest daleki od zrozumienia. Dlatego bardzo ważna jest ochrona oryginalnych neuronów, aby zapewnić prawidłowe funkcjonowanie mózgu. System endokannabinoidowy wykazał swój potencjał neuroprotekcyjny w komórkach nietransformowanych in vivo i in vitro , do tego stopnia, że niektórzy badacze uważają go za system obrony mózgu przed uszkodzeniami zapalnymi, ekscytotoksycznymi, zakaźnymi, urazowymi i oksydacyjnymi. Odpowiedź tego układu endokannabinoidowego można naśladować przez podawanie związków, które oddziałują z tym układem, z dobroczynnymi wynikami.
Chociaż ten potencjał neuroprotekcyjny jest znany od dawna, niedawno opisano nowe mechanizmy, dzięki którym system endokannabinoidowy może chronić komórki mózgowe. Na przykład wykazano, że endogenne kannabinoidy mogą chronić neurony przed uszkodzeniem niedokrwiennym poprzez aktywację receptora CB1 w astrogleju. Obecność receptorów kannabinoidowych została również wykryta w przedziałach wewnątrzkomórkowych, takich jak mitochondria, które oferują nowy cel terapeutyczny przeciwko dysfunkcji mitochondriów i stresowi oksydacyjnemu, które byłyby istotne w różnych patologiach neurologicznych, takich jak choroba Alzheimera, Parkinsona, Huntingtona, stwardnienie zanikowe boczne, udar mózgu i zaburzenia neuropsychiatryczne, takie jak depresja, choroba afektywna dwubiegunowa i schizofrenia.
Wreszcie ostatnio zaobserwowano, że układ endokannabinoidowy może stymulować autofagię zarówno w transformowanych, jak i nietransformowanych komórkach, co może mieć różne działanie w każdym typie komórki. Autofagia (co oznacza „zjadanie siebie”) to proces, w którym podwójne struktury błonowe zamykają część wnętrza komórki i kierują ją na degradację. Jest to ewolucyjnie konserwowany proces, który odgrywa ważną rolę w utrzymywaniu homeostazy, prawidłowego funkcjonowania komórki. Autofagia działa, gdy komórka nie otrzymuje wystarczającej ilości składników odżywczych, gdy dochodzi do infekcji patogenami i eliminacji starych białek, agregatów białek i uszkodzonych organelli. Niepowodzenia w autofagii były związane z licznymi chorobami.
Wpływ kanabinoidów na losy komórek nowotworowych
Wpływ kannabinoidów na los komórek nowotworowych jest przedmiotem dyskusji w środowisku naukowym, ponieważ zaobserwowano, że aktywacja układu kannabinoidowego może mieć działanie przeciwnowotworowe, a także wpływ na wytwarzanie i progresję nowotworu.
Istnieje wiele sposobów, w jakie kannabinoidy mogą powodować śmierć komórek nowotworowych. Najliczniejsze są te, które powodują programowaną śmierć komórki, znaną jako apoptoza, która może być spowodowana, między innymi, przez aktywację receptorów kannabinoidowych CB1 i / lub CB2 poprzez aktywację receptora waniloidowego TRPV1, poprzez aktywację receptorów PPAR γ , poprzez aktywację receptor GPR55 (przez niektórych uważany za „receptor CB3”) lub nawet przez mechanizmy niezależne od receptora. Kannabinoidy mogą również aktywować autofagię w komórkach nowotworowych, ale w przeciwieństwie do tego, co dzieje się w komórkach nietransformowanych, gdzie aktywacja ta była neuroprotekcyjna, powodują śmierć komórek rakowych.
Z drugiej strony są autorzy, którzy widzieli, że wzrost poziomu endokannabinoidów i ich receptorów jest związany z większą agresywnością nowotworu. Receptor CB2 został również opisany jako protoonkogen, mający rolę w rozwoju różnych nowotworów, a jego inaktywacja ma hamujący wpływ na wzrost guza.
Wniosek
Sygnalizacja za pośrednictwem układu endokannabinoidowego kontroluje proliferację, różnicowanie i śmierć komórek mózgowych, co ma ważne konsekwencje dla rozwoju neuronów i naprawy mózgu. Utrzymanie plastyczności i funkcji komórek mózgowych za pośrednictwem układu endokannabinoidowego daje możliwość zastosowania strategii neurorepair opartych na endogennych komórkach macierzystych i różnych mechanizmach, za pomocą których kanabinoidy zapewniają neuroprotekcję, co czyni je bardzo interesującymi narzędziami do potencjalnego zastosowania w różnych chorobach neurodegeneracyjnych. Z drugiej strony, wpływ systemu endokannabinoidowego na śmierć komórki czyni go obiecującym celem terapeutycznym w leczeniu różnych guzów mózgu, chociaż potrzebnych jest jeszcze więcej badań, aby uniknąć efektu prozapalnego obserwowanego w niektórych modelach.
Autor: Moisés García Arencibia
Tekst ukazał się pierwotnie w Fundacion Canna. Przetłumaczony na język polski.
- 5 kluczowych spostrzeżeń: Konopie indyjskie i zdrowie układu krążenia. - 26 marca 2024
- Terpen limonenowy zmniejsza niepokój wywołany THC - 25 marca 2024
- Najnowszy sondaż CBS wskazuje, że 73,4% Polaków jest za depenalizacją marihuany - 23 marca 2024
