Konopí je lidstvu známo již více než 4 tisíce let a používá se k lékařským i rekreačním účelům. První kanabinoid - kanabidiol byl objeven na konci 19. století a na konci 20. století byly objeveny kanabinoidní receptory (CB1 a CB2) a vznikl pojem endokanabinoidní systém. Dnes jsou pro lékařské použití povoleny dvě syntetické drogy - dronabinol a nabinol. Marihuana je postupně legalizována v různých částech světa. Vědci se dozvídají, že endokanabinoidy a jejich receptory se podílejí téměř na všech fyziologických a patologických procesech. Právě tato všudypřítomnost endokanabinoidního systému, systému, který téměř ukončil používání jeho antagonistů u pacientů s obezitou. Endokanabinoidní systém (ECS) lidského těla se ve zjednodušené podobě skládá z endokanabinoidů, enzymů pro jejich syntézu a rozklad, receptorů CB1 a CB2.
Endokanabinoidy jsou deriváty polynenasycených mastných kyselin, které se tvoří v buňce "na požádání" z fosfolipidů buněčné membrány a působí autokrinně nebo parakrinně na endokanabinoidní receptory. Nejvíce zkoumanými kanabinoidy jsou anandamid (N-ethanolamid kyseliny arachidonové, AEA), glycerinový éter kyseliny arachidonové nebo 2-arachidonoglycerol (2-AG). Anandamid vzniká z N-acylfosfatidylethanolaminu (NAPE) pomocí N-acetyltransferázy a NAPE-PLD. Tyto enzymy se nacházejí v gastrointestinálním traktu a centrálním nervovém systému. 2-AG vzniká při hydrolýze diacylglycerolu pomocí DAG-lipáz alfa a beta. Existují i další způsoby výroby anandamidu a 2-AG.
Hlavními receptory endokanabinoidního systému jsou CB1 a CB2, na které se vážou nejen endokanabinoidy, ale také fytokanabinoidy (Δ9-tetrahydrokanabinol - hlavní složka marihuany a kanabidiolu) a syntetické kanabinoidy(nabilon). Kanabinoidy však působí i na jiné receptory:
CB1R: nacházejí se v mozku, jsou zodpovědné za antinociceptivní působení, kognitivní funkce a poruchy paměti. Jedná se především o presynaptické receptory v následujících strukturách centrálního nervového systému: čichový bulbus, mozková kůra, hypotalamus, hipokampus, striatum, mozeček. Nacházejí se také v postsynaptických membránách, astrocytech. V mnohem menším množství se nacházejí v srdečním svalu, cévách, gastrointestinálním traktu, reprodukčních orgánech, svalech, kostech a kůži. CB1R jsou spojeny s Gi a prostřednictvím kaskády PKA snižují uvolňování neurotransmiterů a snižují aktivitu dráhy MAPK. Některé CB1R jsou spojeny s Ca2+ kanály a Kir kanály nebo stimulují NOS.
2. CB2: vyskytují se především v buňkách imunitního systému a krvetvorných buňkách, jakož i v buňkách periferních tkání: játrech, endokrinní části slinivky břišní, kostech, neuronech a mikroglie. Jednou z jejich funkcí je potlačení uvolňování cytokinů.
3. Kapsaicinový receptor TRPV1: je nesen primárními aferenty a perivaskulárními neurony. Účinky: lokální vazodilatace, prozánětlivý účinek, kardioprotektivní a antihypertenzní účinek. Reguluje uvolňování substance P a genu kalcitoninového peptidu (CGRP).
4. PPAR, receptor 55 spřažený s G-proteinem (GPR55), nikotinové receptory, adenosinové receptory 5-HT3 a A2A.
Endokanabinoidy působí alostericky na receptory 5-HT2, 5-HT3, α1-adrenergní receptory, muskarinové receptory M1 a M4 a glutamátové receptory AMPA GLUA1 a GLUA3. Vazba na výše uvedené receptory zprostředkovává účinky endokanabinoidů: analgetické; protikřečové; imunosupresivní; protizánětlivé; protialergické; sedativní; normotimické; orexigenní; antiemetické; snížení nitroočního tlaku; bronchodilataci; neuroprotektivní; protinádorové; antioxidační; tachykardii a sucho v ústech. K degradaci anandamidu a 2-AG dochází zpětným vychytáváním endokanabinoidů buňkou a jejich hydrolýzou enzymy: anandamid - hydroláza amidů mastných kyselin, 2-AG-monoacylglycerol-lipáza. 2-AG může být také oxidován cyklooxygenázou-2 za vzniku biologicky aktivních glycerolových esterů prostaglandinů.
Hyperaktivace endokanabinoidního systému může být spojovacím článkem mezi obezitou a souvisejícími chorobami. Hyperaktivace ECS se nachází jak v hypotalamu, tak v periferních tkáních, včetně jater a tukové tkáně. V centrálním nervovém systému plní endokanabinoidy funkci retrográdních neuromodulátorů, což zahrnuje inhibici uvolňování excitačních a inhibičních neurotransmiterů prostřednictvím presynaptických receptorů CB1. Modulují tak neuronální aktivitu, a to i v částech mozku zodpovědných za regulaci energetické rovnováhy: hypotalamu, mozkovém kmeni, kortiko-limbickém systému - nucleus accumbens (NAc) a ventrální tegmentální oblasti (VTA).
Bylo prokázáno, že orexigenní nebo anorexigenní účinek endokanabinoidů závisí na vlastnostech neuronu, na kterém jsou umístěny presynaptické receptory CB1. Orexigenní účinek agonistů receptorů CB1 na organismus jako celek však ukazuje na převažující inhibici glutamátergních synapsí. Endokanabinoidy informují o okamžitých změnách energetické bilance, protože jsou syntetizovány "na požádání". Jejich koncentrace v mozkových strukturách se zvyšuje během hladovění a klesá, když je potřeba potravy uspokojena. Přímá injekce AEA a 2-AG do hypotalamu nebo NAc potkanů zvyšuje spotřebu potravy a roztoku sacharózy mechanismem závislým na CB1R. Také kanabinoidní systém reguluje chuť k jídlu podél lektinové dráhy v hypotalamu. Leptin snižuje příjem potravy zvýšením uvolňování neuropeptidů snižujících chuť k jídlu a potlačením uvolňování faktorů, které stimulují hlad. Snížení hladiny leptinu se shoduje se zvýšením hladiny endokanabinoidů v hypotalamu. Leptin potlačuje syntézu endokanabinoidů, snižuje intracelulární vápník a potlačuje aktivaci neuronů exprimujících melanin-koncentrující hormon v laterálním hypotalamu závislou na CB 1-. Účinek leptinu se však projevuje pouze při aktivaci ECS, jinak (při vyřazení genu pro CB1 receptor) leptin u myší chuť k jídlu nesnižuje.
Mezi leptinem a glukokortikoidy existuje antagonismus, pokud jde o regulaci syntézy endokanabinoidů v paraventrikulárním jádru (PVN). Glukokortikoidy spouštějí endokanabinoidy zprostředkovanou rychlou inhibici synaptické excitace v PVN prostřednictvím membránového receptoru, což umožňuje rychlé snížení sekrece hypotalamických hormonů. Leptin blokuje syntézu endokanabinoidů, která je spouštěna glukokortikoidy. ECS a ghrelin společně regulují energetickou rovnováhu. Působení ghrelinu vyžaduje vznik AMPK v PVN, který je způsoben aktivací CB1 receptorů. AEA stimuluje syntézu a sekreci ghrelinu v žaludku potkana. U lidí s normální hmotností je jídlo pro potěšení spojeno se zvýšenou hladinou ghrelinu a 2-AG.
Kanabinoidy zvyšují pocit potěšení z jídla tím, že zvyšují uvolňování dopaminu v NAc. Je pravděpodobné, že aktivace dopaminergních neuronů VTA je zprostředkována působením endokanabinoidů na receptory CB1 na glutamátergních terminálech, které inhibují GABAergní neurony exprimované z NAc do VTA, a tím dezinhibují dopaminergní neurony ve VTA. Chuťové vjemy jsou zpracovávány v parabrachiálním jádru (PBN) a nucleus tractus solitarii (NTS), kde jsou integrovány se signály z gastrointestinálního traktu. Zpracované informace určují množství zkonzumované potravy a intervaly mezi jídly. Stimulací receptorů CB1 v PBN zvyšují endokanabinoidy konzumaci chutné potravy.
Zvýšení konzumace potravy je dosaženo zvýšením koncentrace endokanabinoidů, aktivací receptorů CB1 na axonálních zakončeních čichové kůry a inhibicí granulárních buněk v čichovém bulbu, což zvyšuje citlivost na příjemné vůně. Endokanabinoidní receptory se kolokalizují se sladkými receptory na papilách jazyka a zvyšují požitek ze sladkého jídla. Neexistují důkazy, že by vliv endokanabinoidů na chuť a čich hrál roli v patogenezi obezity. V patogenezi obezity je rovněž pozorována up-regulace CB1 receptorů. Zajímavé je, že myši s vyřazeným CB1 receptorem jsou odolné vůči alimentární obezitě. Mají zvýšenou aktivitu sympatického nervového systému, zvýšenou oxidaci lipidů a termogenezi; zvýšené hladiny endokanabinoidů v plazmě a slinách. Bylo prokázáno, že plazmatické hladiny endokanabinoidů jsou zvýšené u pacientů s obezitou a diabetem 2. typu a korelují se stupněm inzulinové rezistence, indexem tělesné hmotnosti, obvodem pasu a hmotností viscerálního tuku. Navrhuje se používat tyto hodnoty jako markery rozložení bílého tuku a inzulínové rezistence pro predikci odpovědi na léčbu. Klinické využití je však zatím vzdálené: metody izolace a měření koncentrace endokanabinoidů nebyly standardizovány, nebyly stanoveny referenční hladiny a korelace věku, pohlaví a přítomných onemocnění s jejich hodnotami.
Hyperaktivace kanabinoidního systému se projevuje změnou energetického metabolismu v různých orgánech:
1. Aktivace CB1 receptorů v izolovaných myších adipocytech vede ke stimulaci syntázy mastných kyselin a lipoproteinové lipázy a k inhibici AMPK. Zvyšuje se exprese genů pro diferenciaci adipocytů (PPAR), narušuje se biogeneze mitochondrií;
2. Aktivace receptorů CB1 v hepatocytech vede ke snížení fosforylace AMPK a její aktivity. Zvyšuje se exprese acetyl-CoA-karboxylázy-1 (ACC1) a syntázy mastných kyselin (FAS), zvyšuje se syntéza de novo mastných kyselin a vzniká steatóza jater. Dochází k up-regulaci inhibiční fosforylace substrátu inzulínového receptoru (IRS) a inhibiční defosforylaci inzulínem aktivované proteinkinázy B (PKB) s následným spuštěním stresu endoplazmatického retikula. Bylo prokázáno, že receptor CB2 se podílí na patogenezi jaterní steatózy;
3. Aktivace receptorů CB1 v kosterním svalu potlačuje oxidaci glukózy a mastných kyselin a biogenezi mitochondrií, snižuje bazální a na inzulínu závislý transport glukózy, snižuje citlivost tkání na inzulín cestami PI3-kinázy/PKB a Raf-MEK1/2-ERK1/2, což může vést k inzulínové rezistenci;
4. Aktivace CB1R na beta buňkách slinivky břišní rekrutuje kinázy fokální adheze (FAK). Její působení způsobuje přestavbu cytoskeletu; dochází k exocytóze vezikul s inzulinem, spouští apoptózu beta buněk a podporuje infiltraci ostrůvků makrofágy a zánět, což vede k diabetu 2. typu.
Léčba metabolické poruchy a obezity snížením tonu kanabinoidního systému.
Ke snížení aktivity ECS u obézních pacientů se navrhují antagonisté ECS a úprava životního stylu:
1. Neselektivní blokátory receptorů CB1;
2. Selektivní blokátory periferních receptorů CB1 ("sloučenina 2p", "sloučenina 10q");
3. Alosteričtí antagonisté receptorů CB1 (hemopresin, pregnenolon, ORG27569 a PSNCBAM-1).
4. Neutrální agonisté (AM4113, AM6545, JD5037, TM38837, NESS06SM);
5. Agonisté receptorů CB2 (JWH-133, JWH-015);
6. Neselektivní agonisté receptorů CB1 a CB2 (URB447);
7. Modulátory jiných receptorů (TRPV1, GPR55);
8. Inhibitory enzymů podílejících se na syntéze endokanabinoidů;
9. Strava s vysokým obsahem omega-3 a omega-6 mastných kyselin.
Prvním blokátorem CB1R schváleným v klinických studiích a používaným k léčbě obezity byl rimonabant (SR141716A). V Evropě se prodával od roku 2006 pod názvem Acomplia. Často je označován jako antagonista CB1R, ve skutečnosti se však jedná o inverzního agonistu. Údaje z mezinárodních klinických studií rimonabantu u obézních pacientů (Rimonabant in Obesity, RIO), konkrétně RIO-Lipids, RIO-Europe, RIONorth America a RIO-Diabetes, ukazují na účinnost rimonabantu při redukci hmotnosti a snížení kardiovaskulárních rizikových faktorů. Ta je způsobena normalizací hladin adiponektinu, HDL, triglyceridů a HbA1c u diabetických pacientů.
Dlouhodobá léčba rimonabantem obnovila citlivost buněk na inzulin, normalizovala velikost tukových buněk a jejich rozložení v těle, zabránila ukládání viscerálního tuku a snížila množství podkožního tuku, snížila tělesnou hmotnost bez ohledu na snížení příjmu potravy. Mechanismy pozorovaných účinků nejsou dosud jasné. Jedním z nich může být zvýšení genové exprese adiponektinu ve viscerálním tuku a koncentrace adiponektinu v plazmě během léčby rimonabantem. V játrech dochází ke zvýšení aktivity receptorů adiponektinu 1 a 2. Hepatoprotektivní účinek rimonabantu se projevuje také zvýšením oxidace tuku v játrech a snížením zánětu, což snižuje akumulaci tuku v játrech.
Blokáda CB1 receptorů exprimovaných v beta buňkách ostrůvků pankreatu stimulovala jejich proliferaci a zvětšila velikost buněk, snížila zánětlivou reakci a vedla k normalizaci hladiny glukózy a obnovení citlivosti na inzulin. Farmakologická blokáda CB1 je účinná pouze při hyperaktivitě ECS a hypersekreci inzulinu. Blokáda receptorů CB1 v bílých adipocytech in vitro stimuluje mitochondriální biogenezi prostřednictvím zvýšené exprese endoteliálního NOS, snižuje syntézu mastných kyselin a akumulaci triglyceridů a indukuje transdiferenciaci bílého tuku na hnědý, charakterizovanou zvýšenou expresí uncoupling proteinu-1 (UCP-1), alfa-koaktivátoru PPAR-gama (PGC-1) a aktivitou AMPK.
Blokáda receptorů CB1 v hnědých adipocytech zesiluje poruchy tkáňového dýchání. In vivo však bylo prokázáno, že ECS reguluje lipogenezi a lipolýzu v bílé tukové tkáni na úrovni sympatického nervového systému, nikoli na úrovni tkáně. Hypofagický účinek rimonabantu, kterého je dosaženo během jedné hodiny, závisí na aktivitě sympatického nervového systému a mizí při podání beta-blokátorů. Současně mizí i neurologické a psychiatrické nežádoucí účinky -strach, úzkost. Přípravek Acomplia byl v roce 2008 stažen z evropských trhů, protože byl spojován se sebevražedným chováním, depresemi, záchvaty a ve Velké Británii způsobil pět úmrtí. Klinické studie dalších antagonistů CB1 receptorů (taranabant, surinabant, ibipinabant) byly v letech 2008-2012 ukončeny ve fázi 2-3.
Těžiště výzkumu se přesunulo k periferním blokátorům CB1R, alosterickým inhibitorům, neutrálním agonistům, inhibitorům syntézy endokanabinoidů, stimulátorům jejich degradace, modulátorům jiných receptorů a dietním omezením. Žádný z možných léků zatím nebyl testován na lidech, ačkoli všechny z nich prokázaly určitou účinnost na zvířecích modelech obezity. Vysokotučná strava zvyšuje obsah anandamidu v játrech myší, zatímco podobná strava s vysokým obsahem omega-3 mastných kyselin (obsažených v rybím tuku) snižuje obsah 2-AG v mozku selat. U potkanů konzumujících velké množství kyseliny linolové ("západní dieta") se zvyšuje obsah 2-AG a anandamidu v tenkém střevě. V klinických studiích však stejné kalorické množství nízkotučné a vysokotučné stravy nevedlo ke změně plazmatických koncentrací endokanabinoidů. Dieta obohacená o polynenasycené mastné kyseliny nevedla ke snížení hmotnosti u obézních pacientů, ale zlepšila lipidový profil u pacientů s hypercholesterolemií.
Last edited by a moderator: