Kategoria: ARTYKUŁY

Modyfikowalność plastyczności reakcji neuronalnych nazywa się „metaplastycznością”. Tłumiąc hamowanie synaptyczne i ułatwiając indukcję długoterminowej pobudzającej plastyczności synaptycznej, endokannabinoidy (eCB) działają jako czynniki metaplastyczności. Obecnie donosimy o odkryciu mechanizmu zależnego od wapnia, który reguluje mobilizację eCB poprzez aktywację metabotropowego receptora glutaminianu (mGluR). Mechanizm podobny do przełącznika pobudza komórki do uwalniania eCB i wymaga przejściowego wzrostu wewnątrzkomórkowego stężenia Ca2+ ([Ca2+]i), ale nie jednoczesnej aktywacji mGluR. I odwrotnie, krótkotrwałe, zależne od [Ca2+]i uwalnianie eCB można trwale zwiększyć poprzez aktywację mGluR. Dlatego eCB są również obiektami metaplastyczności i podlegają wyższym poziomom kontroli fizjologicznej.

Endokannabinoidy (eCB) są ważnymi cząsteczkami sygnalizacyjnymi, które modulują siłę synaptyczną w całym OUN (przegląd, patrz ref. 1–4). Kontrolują zarówno krótko-, jak i długoterminowe formy plastyczności synaptycznej i odgrywają rolę w wielu zachowaniach zwierząt. eCB, które są pochodnymi kwasów tłuszczowych, są syntetyzowane bezpośrednio poprzez działanie enzymatyczne na fosfolipidy błony komórkowej. Ponieważ nie są one przechowywane przed użyciem, mówi się, że eCB są dostępne „na żądanie”. Chociaż pierwszym zidentyfikowanym eCB był anandamid, 2-arachidonyloglicerol (2-AG) jest prawdopodobnie głównym ligandem receptorów kannabinoidowych (CB1R) w dużej części mózgu (5, 6). Uważa się, że synteza 2-AG przebiega poprzez fosfolipazę C (PLC) i działanie lipazy diacyloglicerolowej (DGL) na produkt PLC, diacyglicerol (DAG). eCB są przekaźnikami wstecznymi i ich uwalnianie z komórek postsynaptycznych może być również regulowane. Techniki fizjologiczne nie pozwalają na rozróżnienie procesów syntezy, uwalniania i transportu, dlatego używamy terminu „mobilizacja”, aby objąć wszystkie etapy pomiędzy stymulacją układu eCB a aktywacją CB1R. Mobilizacja eCB następuje albo po wzroście wewnątrzkomórkowego stężenia Ca2+ ([Ca2+]i) (7–9), albo po aktywacji receptorów sprzężonych z białkiem G (GPCR), w tym dopaminergicznych (10, 11), metabotropowych glutaminergicznych (12, 13) i cholinergiczne muskarynowe (14).
W hipokampie CB1R występuje w dużych stężeniach na zakończeniach synaptycznych niektórych interneuronów GABAergicznych (15). Zależna od Ca2+ mobilizacja eCB przejściowo tłumi hamujące prądy postsynaptyczne wywołane przez komórki piramidalne CA1 (eIPSC) (7, 8), proces sygnału wstecznego zwany DSI (1). Aktywacja metabotropowego receptora glutaminianu (mGluR) grupy I silnie stymuluje mobilizację eCB, powodując w ten sposób depresję eIPSC (12, 13) lub pobudzających prądów postsynaptycznych (EPSC) na krótkie (sekundy do minut) lub długie (minuty do godzin) (16, 17) okresy czas, w zależności od warunków stymulacji.
Różne bodźce wykorzystują różne szlaki biochemiczne do mobilizacji eCB, które można oznaczyć jako eCBmGluR, eCBmAChR i eCBCa. Farmakologiczne inhibitory PLC znoszą długoterminową supresję IPSC w hipokampie (eCB-iLTD) inicjowaną przez mGluR grupy I, bez wpływu na DSI (17, 18). Myszom z nokautem PLCβ1 brakuje zarówno eCBmGluR, jak i eCBmAChR, podczas gdy DSI pozostaje normalne (19). Hashimotodani i in. (19) wykazali, że mobilizacja eCB wyzwalana przez GPCR zależy od dawki [Ca2+]i i zaproponowali, że PLCβ1 jest „detektorem zbiegów okoliczności”, dzięki któremu równoczesny wzrost [Ca2+]i i aktywacja GPCR może zainicjować mobilizację eCB . Z modelu tego wynika, że zapotrzebowanie na eCB ustala się na podstawie stopnia koaktywacji mGluR i [Ca2+]i. Niemniej jednak podstawowe pytania dotyczące regulacji eCB pozostają bez odpowiedzi i nie jest jasne, czy detektor koincydencji jest jedynym mechanizmem kontrolnym.
Obecnie zgłaszamy odkrycie sposobu regulacji mobilizacji eCBmGluR. Stwierdziliśmy, że szlak mGluR – eCB podlega „uruchomieniu” przez krótki wzrost [Ca2+]i w bolusie, to znaczy początkowo nieskuteczne leczenie agonistą mGluR staje się skuteczne w mobilizacji eCB po napływie Ca2+. Zależność pomiędzy Ca2+ i mGluR jest obustronna; tj. wcześniejsza aktywacja mGluR wzmaga zależną od Ca2+ mobilizację eCB (eCBCa, tj. DSI). Testy modelu detekcji koincydencji wykazały, że nie jest on w stanie uwzględnić torowania. Dochodzimy do wniosku, że musi istnieć wyższy poziom kontroli nad eCBmGluR, który będzie silnie wpływać na plastyczność synaptyczną zależną od eCB.

źródło: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.0803558105

Egzogenne kannabinoidy z konopi, wywierają wpływ poprzez receptory kannabinoidowe. Endogenne kannabinoidy, takie jak anandamid (AEA), działają poprzez te same receptory, a ich fizjologiczna rola jest przedmiotem intensywnych badań. Tutaj pokazujemy, że AEA odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu zdrowia immunologicznego jelit. Układ odpornościowy jelit aktywnie toleruje obce antygeny obecne w jelitach poprzez mechanizmy, które są tylko częściowo poznane. Pokazujemy, że AEA przyczynia się do tego krytycznego procesu, promując obecność makrofagów CX3CR1hi, które mają działanie immunosupresyjne. Wyniki te odkrywają ważną dyskusję pomiędzy układem odpornościowym i nerwowym. Ponadto, wraz ze wzrostem rozpowszechnienia spożycia egzogennej marihuany, nasze badanie ma znaczące implikacje dla zdrowia publicznego.

Endogenne kannabinoidy (endokannabinoidy) to małe cząsteczki biosyntetyzowane z glicerofosfolipidu błonowego. Anandamid (AEA) to endogenny kannabinoid jelitowy, który kontroluje apetyt i równowagę energetyczną poprzez zaangażowanie jelitowego układu nerwowego za pośrednictwem receptorów kannabinoidowych. Tutaj odkrywamy rolę AEA i jego receptora, receptora kannabinoidowego 2 (CB2), w regulacji tolerancji immunologicznej w jelitach i trzustce. Praca ta pokazuje główną rolę immunologiczną endokannabinoidu. Ostra cząsteczka kapsaicyny (CP) ma podobne działanie jak AEA; jednakże CP działa poprzez zaangażowanie receptora waniloidowego TRPV1, powodując lokalną produkcję AEA, która działa poprzez CB2. Pokazujemy, że zaangażowanie receptorów kannabinoidowych / waniloidowych zwiększa liczbę i funkcję immunosupresyjną regulatorowych makrofagów CX3CR1hi (Mϕ), które wyrażają najwyższy poziom takich receptorów wśród komórek odpornościowych jelit. Dodatkowo myszy TRPV1-/- lub CB2-/- mają mniej CX3CR1hi Mϕ w jelitach. Leczenie myszy CP prowadzi również do różnicowania podzbioru regulatorowego komórek CD4+, komórek Tr1, w sposób zależny od IL-27 in vitro i in vivo. W demonstracji funkcjonalnej tolerancję wywołaną zaangażowaniem TRPV1 można przenieść na nieotyłe myszy z cukrzycą (NOD) [model cukrzycy typu 1 (T1D)] poprzez przeniesienie limfocytów T CD4+. Ponadto doustne podawanie AEA myszom NOD zapewnia ochronę przed T1D. Nasze badanie ujawnia rolę układu endokannabinoidowego w utrzymaniu homeostazy odpornościowej w jelitach/trzustce i ujawnia komunikację między układem nerwowym i odpornościowym za pomocą odrębnych receptorów.

Układ endokannabinoidowy (ECS) jest wysoce konserwatywny w procesie ewolucji sięgającym co najmniej 600 milionów lat (1). Składa się z (i) endokannabinoidów lipidowych; (ii) ich receptory, takie jak receptory sprzężone z białkiem G, receptor kannabinoidowy 1 (CB1), receptor kannabinoidowy 2 (CB2) i bramkowany ligandem receptor waniloidowy 1 z kanałem kationowym (tj. TRPV1); oraz (iii) enzymy, takie jak hydrolaza amidów kwasów tłuszczowych (FAAH), które regulują poziom endokannabinoidów in vivo (2). ECS wpływa na kilka aspektów fizjologii ssaków, szczególnie w jelitach. Endogenne kannabinoidy, takie jak anandamid (AEA), należą do rodziny N-acyloetanoloamin i są syntetyzowane z glicerofosfolipidów błonowych (3, 4). AEA to jelitowy endokannabinoid, który angażuje powiązane z nim receptory w jelitowym układzie nerwowym i przyczynia się do kontroli apetytu i równowagi energetycznej (5). Tutaj odkryliśmy rolę ECS w regulacji homeostazy immunologicznej na osi jelita – trzustka.
Układ odpornościowy jelit jest stale narażony na działanie różnych antygenów. Należy uruchomić skuteczną odpowiedź immunologiczną przeciwko urazom chorobotwórczym; musi jednak zachować tolerancję na ogromną ilość antygenów, takich jak te występujące we florze komensalnej, endogennych metabolitach i składnikach żywności. Jednojądrzaste fagocyty (MNP), takie jak makrofagi CX3CR1hi (Mϕ) i komórki dendrytyczne CD103+ (DC), które są obficie obecne w blaszce właściwej jelita cienkiego (siLP), odgrywają zasadniczą rolę w utrzymaniu tej znakomitej równowagi między stanem zapalnym a tolerancją (6). .
Na podstawie poziomu ekspresji receptora chemokin CX3CR1 zidentyfikowano dwie funkcjonalnie i fenotypowo odrębne populacje MNP w jelitach. Chociaż obie populacje różnią się od monocytów pochodzących z krwi, CX3CR1hi Mϕ mają charakter regulacyjny, podczas gdy komórki CX3CR1lo są utrwalaczami stanu zapalnego (7). Adopcyjny transfer CX3CR1hi Mϕ zapewnia ochronę przed chorobami zapalnymi, takimi jak zapalenie jelita grubego, w modelach mysich (8). Jednakże sygnał mikrośrodowiska, który „edukuje” monocyty i promuje różnicowanie w CX3CR1hi (w przeciwieństwie do CX3CR1lo) Mϕ, nadal pozostaje nieuchwytny. Coraz bardziej docenia się fakt, że MNP odgrywają kluczową rolę w równowadze jelitowej. Identyfikacja kluczowych elementów warunkujących, że MNP siLP stają się tolerogenne, umożliwi zbadanie strategii, które mogą być pomocne w zapewnieniu ochrony przed chorobami zapalnymi.
Opisane tutaj badania łączą układ nerwowy (odpowiedzialny za wykrywanie kannabinoidów egzogennych, takich jak marihuana, a także endogennych) z jedną z najbardziej podstawowych właściwości układu odpornościowego, tj. utrzymaniem w jelitach środowiska tolerującego odporność. Badania te mają wpływ na używanie i nadużywanie marihuany, szczególnie w odniesieniu do preparatów przeznaczonych do spożycia, a także, co bardzo istotne, na nowe sposoby zrozumienia i leczenia chorób ludzkich.

źródło: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.1612177114

Postawiliśmy hipotezę, że etanol (EtOH) może działać poprzez układ endokannabinoidowy, hamując uwalnianie hormonu uwalniającego hormon luteinizujący (LHRH). Dlatego zbadaliśmy mechanizm, dzięki któremu EtOH i anandamid (AEA), endogenny kannabinoid, hamują uwalnianie LHRH z inkubowanych eksplantatów przyśrodkowej podstawy podwzgórza. W poprzedniej pracy wykazaliśmy, że EtOH hamuje stymulowane kwasem N-metylo-d-asparaginowym uwalnianie LHRH poprzez zwiększenie uwalniania dwóch neuroprzekaźników: β-endorfiny i kwasu γ-aminomasłowego (GABA). W niniejszej pracy bikukulina, antagonista GABAergiczny, całkowicie zapobiegła hamowaniu AEA (10-9M) indukowanego kwasem N-metylo-d-asparaginowym uwalniania LHRH, ale naltrekson, antagonista receptora μ-opioidowego, nie miał żadnego wpływu. AEA również znacząco zwiększał uwalnianie GABA, ale nie miał wpływu na uwalnianie β-endorfin. Dlatego AEA może hamować uwalnianie LHRH poprzez zwiększenie uwalniania GABA, ale nie β-endorfin. Ponieważ EtOH i AEA działały podobnie, hamując uwalnianie LHRH, zbadaliśmy, czy obie substancje będą miały wpływ na aktywność cyklazy adenylanowej, działając przez te same receptory sprzężone z GTP, receptory kannabinoidowe 1 (CB1-rs). AEA i EtOH (10-1M) zmniejszały stymulowaną forskoliną akumulację cAMP, ale AM251, specyficzny antagonista CB1-r, znacząco blokował to hamowanie. Dodatkowo zbadaliśmy, czy CB1-r bierze udział w hamowaniu LHRH przez EtOH i AEA. AEA i EtOH zmniejszały uwalnianie LHRH stymulowane forskoliną, ale AM251 znacząco blokował to hamowanie. Wykazaliśmy również, że w naszych warunkach eksperymentalnych EtOH nie działał poprzez zwiększenie aktywności syntazy AEA w celu hamowania uwalniania LHRH. Dlatego nasze wyniki wskazują, że EtOH hamuje uwalnianie LHRH, działając poprzez układ endokannabinoidowy.

Powszechnie wiadomo, że etanol (EtOH) i Δ9-tetrahydrokannabinol (THC), główny składnik aktywny marihuany, mogą tłumić funkcje rozrodcze u ludzi, małp i małych gryzoni, takich jak szczury (1-6). Ponieważ działanie EtOH i THC na oś podwzgórzowo-gonadotropową jest podobne (6), a centralne receptory kannabinoidowe 1 (CB1-rs) są skoncentrowane w obszarze przedwzrokowym i w jądrze łukowatym, ważnych miejscach uwalniania i hamowania hormonów, autorzy postawiono hipotezę, że w działaniu EtOH może pośredniczyć układ endokannabinoidowy.
Na podstawie doświadczeń in vitro z inkubacją przyśrodkowego podwzgórza podstawnego (MBH) Lomniczi i in. (7) wykazali, że EtOH hamuje stymulowane kwasem N-metylo-d-asparaginowym (NMDA) uwalnianie hormonu uwalniającego hormon luteinizujący (LHRH) poprzez zwiększenie uwalniania dwóch neuroprzekaźników: β-endorfiny i kwasu γ-aminomasłowego (GABA). . Hamowanie zostało odwrócone przez naltrekson, antagonistę receptora µ-opioidowego, oraz bicukulinę, antagonistę receptora GABA, co sugeruje, że co najmniej dwa szlaki hamowania regulują uwalnianie LHRH (7). Dodatkowo wykazano, że tlenek azotu aktywuje cyklooksygenazę, co zwiększa uwalnianie prostanoidów (8). Prostaglandyna E2, aktywując cyklazę adenylanową (AC), a w konsekwencji wzrost cAMP, wywołuje egzocytozę ziarnistości LHRH poprzez aktywację kinazy białkowej A (9). Ponadto β-endorfina hamuje aktywność syntazy tlenku azotu, a naltrekson zwiększa podstawowe poziomy tlenku azotu (10), co wskazuje na toniczne hamujące działanie β-endorfiny hamujące uwalnianie LHRH poprzez wykorzystanie szlaku opisanego powyżej.
Wydaje się, że głównym działaniem GABA jest hamowanie aktywacji cyklooksygenazy wywołanej tlenkiem azotu (11). Dlatego niższe poziomy prostaglandyn zmniejszają aktywność AC, co w konsekwencji powoduje zmniejszenie uwalniania LHRH. THC zmniejsza również poziom hormonów kontrolujących zachowania seksualne u samców szczurów (6). THC wywiera swoje działanie poprzez wiązanie się ze specyficznymi receptorami sprzężonymi z białkami wiążącymi GTP, CB1-r zlokalizowanymi głównie w OUN (12-14) i CB2-r zlokalizowanymi głównie w tkankach obwodowych (15). Zarówno CB1-r, jak i CB2-r są funkcjonalnie powiązane z hamowaniem AC (16). Po wykazaniu obecności receptorów kannabinoidowych odkryto substancje endogenne, które wiążą się z tymi receptorami. Istnieją dwa główne endokannabinoidy, arachidonoiloetanoloamid [anandamid (AEA)] i 2-arachidonoiloglicerol, obie pochodne kwasu arachidonowego (17). AEA wiąże się z wysokim powinowactwem z CB1-r (18). Opracowano specyficznych antagonistów tych receptorów, takich jak AM251 (19). Aktywacja układu endokannabinoidowego przebiega równolegle ze zmianami aktywności kilku neuroprzekaźników, w tym GABA i dopaminy (20). Badania in vitro wykazały, że EtOH, podobnie jak THC, zwiększa zawartość GABA w MBH (21, 22). Wykazano, że GABA hamuje uwalnianie LHRH (11) i że neuroprzekaźniki stymulujące, takie jak noradrenalina, działają poprzez cAMP, zwiększając uwalnianie LHRH (23). Ponieważ mechanizm działania kannabinoidu działającego na jego receptory polega na hamowaniu AC, a w konsekwencji zmniejszeniu cAMP, w niniejszym badaniu sprawdzaliśmy, czy EtOH będzie wykorzystywał ten sam szlak, którego używają endokannabinoidy do hamowania uwalniania LHRH.

źródło: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.0307346101

Istnieją obszerne dowody na to, że hormony glukokortykoidowe zaburzają odzyskiwanie pamięci o doświadczeniach wzbudzających emocje. Chociaż wiadomo, że wpływ glukokortykoidów na zaburzenia odzyskiwania pamięci zależy od szybkich interakcji z aktywnością noradrenergiczną wywołaną pobudzeniem, dokładny mechanizm leżący u podstaw tego przypuszczalnie niegenomowego działania glukokortykoidów pozostaje do wyjaśnienia. Tutaj pokazujemy, że układ endokannabinoidowy hipokampa, szybko aktywowany system przekaźników wstecznych, bierze udział w pośredniczeniu w działaniu glukokortykoidów na odzyskiwanie kontekstowej pamięci strachu. Ogólnoustrojowe podawanie kortykosteronu (0,3–3 mg/kg) samcom szczurów Sprague-Dawley na 1 godzinę przed badaniem retencji zaburzało odzyskiwanie kontekstowej pamięci strachu, nie zakłócając odzyskiwania słuchowej pamięci strachu ani nie wpływając bezpośrednio na ekspresję zamrożenia. Co ważne, blokada hipokampa receptorów CB1 za pomocą AM251 zapobiegła upośledzającemu działaniu kortykosteronu na odzyskiwanie kontekstowej pamięci strachu, podczas gdy ta sama upośledzająca dawka kortykosteronu zwiększała poziomy endokannabinoidu 2-arachidonoiloglicerolu w hipokampie. Stwierdziliśmy również, że antagonizm aktywności receptorów β-adrenergicznych w hipokampie z miejscowymi wlewami propranololu blokuje upośledzenie odzyskiwania pamięci wywołane przez agonistę receptora CB WIN55,212–2. Zatem odkrycia te silnie sugerują, że układ endokannabinoidowy odgrywa pośrednią rolę w regulowaniu szybkiego wpływu glukokortykoidów na aktywność noradrenergiczną, zaburzając odzyskiwanie pamięci o doświadczeniach wzbudzających emocje.

Powszechnie wiadomo, że hormony glukokortykoidowe (GC), uwalniane z kory nadnerczy podczas stresujących epizodów, mogą modulować różne procesy pamięciowe (1–4). Chociaż większość badań skupiała się na wpływie GC na nabywanie i konsolidację pamięci, obszerne dowody wskazują również, że znacznie podwyższone poziomy GC w czasie testów retencji upośledzają odzyskiwanie pamięci w ramach treningu przestrzennego i kontekstowego (5–9). Ponieważ agonista receptora glukokortykoidowego (GR) podawany do hipokampa przed zatrzymaniem powoduje porównywalne upośledzenie odzyskiwania pamięci (10, 11), takie odkrycia sugerują, że wpływ GC na odzyskiwanie pamięci zależy, przynajmniej częściowo, od aktywacji GR w hipokampie. Wyniki badań na ludziach są zgodne z wynikami badań na zwierzętach i wskazują, że podanie egzogennego GC lub narażenie na stresor psychospołeczny na krótko przed badaniem retencji utrudnia odzyskiwanie deklaratywnych (głównie epizodycznych) informacji (7, 12, 13) i zmniejsza aktywność hipokampa (14). Co więcej, wcześniejsze ustalenia wskazują, że informacje wzbudzające emocje są szczególnie wrażliwe na działanie GC utrudniające wyszukiwanie (8) i że pobudzenie emocjonalne podczas sytuacji testowej umożliwia wpływ GC na odzyskiwanie pamięci (15). Wyniki ostatnich badań klinicznych sugerują, że podawanie stresowych dawek GC może mieć wartość terapeutyczną poprzez osłabianie ponownego przeżywania wysoce traumatycznych wspomnień u pacjentów z zespołem stresu pourazowego (PTSD) i innymi zaburzeniami lękowymi (16–19).
Nasze wcześniejsze odkrycie, że GC oddziałują z indukowaną pobudzeniem aktywnością noradrenergiczną, upośledzając odzyskiwanie pamięci zależnej od hipokampa (10, 11, 20, 21) może wyjaśniać, dlaczego GC selektywnie upośledzają odzyskiwanie pamięci o emocjonujących lub traumatycznych doświadczeniach (8). Nie jest jednak jasne, w jaki sposób GC oddziałują z układem noradrenergicznym, wpływając na odzyskiwanie pamięci, ponieważ efekty te wydają się być zbyt szybkie, aby działać poprzez klasyczny genomiczny sposób działania GC (6, 10, 11, 20–23). Wyniki ostatnich badań dotyczących mechanizmu komórkowego leżącego u podstaw szybkiego działania GC sugerują możliwe zaangażowanie układu endokannabinoidowego (24–27). Endogenne ligandy receptorów kannabinoidowych CB1 [tj. anandamid (AEA) i 2-arachidonoiloglicerol (2-AG)] są syntetyzowane na żądanie poprzez rozszczepienie prekursorów błonowych i służą jako przekaźniki wsteczne w synapsach centralnych (28). Wiążą się z receptorami CB1 sprzężonymi z białkiem G w miejscach presynaptycznych, regulując aktywność kanałów jonowych i uwalnianie neuroprzekaźników (29). Obecnie powszechnie wiadomo, że stres i GC mogą wywoływać szybkie zmiany w sygnalizacji endokannabinoidowej w obszarach mózgu wrażliwych na stres (30, 31). Chociaż efekty te badano głównie w odniesieniu do niegenomowego wpływu GC na aktywność osi podwzgórze-przysadka-kora nadnerczy (25, 26, 30), receptory CB1 są również obficie wyrażane w hipokampie, podstawno-bocznym ciele migdałowatym i innych obszarach mózgu, gdzie modulują transmisję synaptyczną, odpalanie neuronów i pamięć (29, 32–34).
Wcześniej zgłaszaliśmy dowody na to, że GC oddziałują z układem endokannabinoidowym w obrębie ciała podstawno-bocznego ciała migdałowatego, wzmacniając konsolidację pamięci o emocjonujących doświadczeniach treningowych (32, 35). W niniejszym badaniu sprawdziliśmy, czy układ endokannabinoidowy bierze udział w pośredniczeniu w zaburzeniach odzyskiwania pamięci wywołanych GC. Skupiamy się tutaj na odzyskiwaniu kontekstowej pamięci strachu, ponieważ po raz pierwszy odkryliśmy, że ogólnoustrojowy zastrzyk kortykosteronu (CORT) podany na krótko przed testem retencji upośledza odzyskiwanie kontekstowej, ale nie słuchowej pamięci strachu. Ponadto, w świetle obszernych dowodów wskazujących, że wpływ GC na odzyskiwanie pamięci zależy od wywołanej pobudzeniem aktywności noradrenergicznej, zbadaliśmy również, czy endokannabinoidy oddziałują z układem noradrenergicznym w hipokampie, zaburzając odzyskiwanie kontekstowej pamięci strachu.

źródło: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.1200742109

Hipokamp, to struktura anatomiczna w mózgu, która odgrywa istotną rolę w procesach pamięci, emocjach i przetwarzaniu informacji przestrzennej. Hipokamp jest zlokalizowany w obrębie płatów skroniowych mózgu i składa się z kilku podobszarów. Główne funkcje hipokampu obejmują konwersję krótkotrwałych wspomnień w długotrwałe, przetwarzanie informacji przestrzennej, a także wpływ na regulację emocji.

Hipokamp jest szczególnie ważny dla formowania nowych wspomnień i nawigacji przestrzennej. Uszkodzenia hipokampu mogą prowadzić do deficytów w zdolności zapamiętywania nowych informacji oraz problemów z orientacją przestrzenną. Jest to kluczowy obszar mózgu związany z procesem uczenia się i pamięcią.

W hipokampie, który jest strukturą w mózgu, powstaje niestabilny obwód pobudzający, ustanowiony dzięki wzajemnym połączeniom między komórkami ziarnistymi zębówki a komórkami mchowatymi. Ten obwód jest dynamicznie regulowany przez aktywność i ma związek z procesem separacji wzorców i padaczką. Z uwagi na rozległe projekcje komórek mchowatych, ten obwód jest szczególnie podatny na nadmierną aktywność. W badaniach zidentyfikowano wiele mechanizmów, dzięki którym aktywacja receptorów kannabinoidowych, które są obficie obecne w aksonach komórek mchowatych, skutecznie tłumi aktywność tego obwodu. Receptory kannabinoidowe wpływają selektywnie na transmisję synaptyczną między komórkami mchowatymi a komórkami ziarnistymi oraz na indukcję długotrwałego nasilenia przewodzenia synaptycznego (LTP). Te działania hamujące przyczyniają się prawdopodobnie do rzadkiej sieci cichych komórek ziarnistych, co jest istotne dla separacji wzorców, zapobiega padaczce i może wyjaśniać niektóre efekty marihuany w zakresie pamięci zależnej od hipokampa.

W mózgu istnieją niestabilne sieci wzajemnie pobudzających się neuronów. W hipokampie, strukturze mózgowej, komórki mchowate (MC) o charakterze pobudzającym otrzymują silne sygnały od komórek ziarnistych zębówki (GC) i przesyłają je z powrotem na blisko położone dendryty GC. MC tworzą w ten sposób rozległy obwód wzajemnie pobudzający (GC-MC-GC), który ma zdolność do dezorganizacji i może prowadzić do padaczki. Ostatnio udało się wykazać, że fizjologiczny wzorzec aktywności MC wywołuje wyraźny rodzaj presynaptycznego długotrwałego nasilenia przewodzenia (LTP) w transmisji MC-GC, co zwiększa wyjście GC. Jeśli ten proces nie jest kontrolowany, może zakłócić uczenie zależne od zębówki, takie jak separacja wzorców, która opiera się na rzadkim wybuchu aktywności GC, i nawet ułatwić wystąpienie padaczki. Co ciekawe, aksony komórek mchowatych wykazują wyjątkowo wysokie poziomy receptorów kannabinoidowych typu 1 (CB1Rs), ale ich rola w synapsach MC-GC jest słabo zrozumiana. W badaniach przeprowadzonych na kawałkach hipokampa u gryzoni stwierdzono, że stałe aktywne CB1Rs, prawdopodobnie za pośrednictwem jednostek βγ, wybiórczo hamowały wejścia MC do GC, ale nie wpływały na wejścia MC do komórek interneuronów hamujących ani na wejścia GC wrażliwe na CB1R. Aktywność toniczna CB1R hamowała także LTP i wyjście GC. Ponadto krótkotrwałe uwolnienie endokannabinoidów przez GC tłumiło MC-GC LTP na dwa różne sposoby, zarówno w trakcie indukcji za pośrednictwem sygnalizacji βγ, jak i przed indukcją za pośrednictwem sygnalizacji αi/o, w formie presynaptycznej metaplastyczności. Wreszcie, jednokrotne podanie kannabinoidów zewnętrznych wystarczyło, aby wywołać tę presynaptyczną metaplastyczność w życiu zwierząt. Dzięki tłumieniu przewodzenia pobudzenia i plastyczności, aktywność toniczna i fazowa CB1R w zakończeniach aksonów MC może zachować rzadką naturę obwodu zębówki i chronić przed nadmiernym pobudzeniem.

źródło: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2017590118

Kannabinoidy i ich endogenne odpowiedniki, tzw. endokannabinoidy, sprzyjają neuroprotekcji u zwierząt laboratoryjnych, oddziałując na receptory kannabinoidowe CB1, które są jednymi z najliczniej występujących receptorów w mózgu. Jednak ocena znaczenia fizjologicznego i potencjału terapeutycznego receptora CB1 w chorobach neurologicznych jest utrudniona, przynajmniej częściowo, z powodu braku wiedzy na temat specyficzności oddziaływania receptora CB1 na populację neuronów. Niniejsze badanie pokazuje, że unikalna i dobrze zdefiniowana populacja receptorów CB1, mianowicie te zlokalizowane na zakończeniach glutaminergicznych, odgrywa kluczową rolę w neuroprotekcji w mózgu myszy. To odkrycie otwiera nowy koncepcyjny sposób postrzegania, w jaki receptor CB1 wywołuje neuroprotekcję, i dostarcza wsparcia w fazie przedklinicznej dla poprawy rozwoju terapii neuroprotekcyjnych opartych na kannabinoidach.

Receptor kannabinoidowy CB1, główny molekularny cel endokannabinoidów i aktywnych składników konopi, jest najbardziej obfitującym receptorem sprzężonym z białkiem G w mózgu ssaków. Receptory CB1 są obecne na synapsach dwóch przeciwnych populacji neuronów (to jest GABAergicznych/inhibicyjnych i glutaminergicznych/ekscytujących), co oznacza, że aktywacja jednej i/lub drugiej populacji receptorów może potencjalnie wywoływać różne efekty. Pomimo szeroko opisywanej aktywności neuroprotekcyjnej receptora CB1 w modelach zwierzęcych, dokładne znaczenie patofizjologiczne tych dwóch populacji receptora CB1 w procesach neurodegeneracyjnych jest nieznane. W niniejszym badaniu wprowadziliśmy uszkodzenie pobudzające w mózgu myszy, (i) podając kwas chinolinowy zwierzętom mutantom, w których brakowało receptorów CB1 wyłącznie w neuronach GABAergicznych lub glutaminergicznych, oraz (ii) manipulując projektami glutaminergicznymi koryczostriatalnymi zdalnie za pomocą farmakogenetycznego podejścia do projektów związanych z projektem opartym na wyłącznym aktywowaniu receptora przez lek projektowy. Następnie zbadaliśmy zmiany zachodzące w myszy R6/2, dobrze znanym modelu choroby Huntingtona, po (i) pełnym wyłączeniu receptorów CB1 i (ii) selektywnym usunięciu receptorów CB1 w neuronach corticostriatal glutaminergicznych lub GABAergicznch striatalnych. Dane jednoznacznie identyfikują ograniczoną populację receptorów CB1 zlokalizowanych na zakończeniach glutaminergicznych jako niezbędną część aktywności neuroprotekcyjnej (endo)kannabinoidów, sugerując tym samym, że ta konkretna populacja receptorów stanowi obiecujący cel dla terapii neuroprotekcyjnych.

Endokannabinoidy są rodziną przekaźników sygnałów między neuronami, które działają poprzez oddziaływanie na receptory kannabinoidowe CB1, na które również działa Δ9-tetrahydrokannabinol (THC), główny bioaktywny składnik konopi. Sygnalizacja endokannabinoidów pełni kluczową rolę jako mechanizm sprzężenia zwrotnego, który zapobiega nadmiernemu działaniu przed- i postsynaptycznemu, regulując funkcjonalność i plastyczność wielu synaps (1, 2). Receptor CB1 jest najbardziej obfitującym receptorem sprzężonym z białkiem G w mózgu i jest wysoce wyrażany w zakończeniach GABAergicznych w przedniej części mózgu (szczególnie w interneuronach dodatnich dla cholecystokininy i ujemnych dla parwalbuminy) (3), gdzie hamuje uwalnianie GABA. Funkcjonalne receptory CB1 znajdują się także na zakończeniach neuronów glutaminergicznych w różnych obszarach mózgu, gdzie hamują uwalnianie glutaminianu (4). Wraz z tą dobrze znaną funkcją neuromodulacyjną receptor CB1 chroni neurony w wielu różnych modelach zwierzęcych ostrego uszkodzenia mózgu i przewlekłej neurodegeneracji, co w ostatnich latach wzbudziło nadzieje na możliwe kliniczne zastosowanie kannabinoidów jako leków neuroprotekcyjnych, zwłaszcza w jeszcze niezbadanych stanach, takich jak choroba Alzheimera, choroba Huntingtona (HD), stwardnienie zanikowe boczne i udar (5–7). Jednak ocena znaczenia fizjologicznego i potencjału terapeutycznego receptora CB1 w chorobach neurologicznych jest utrudniona, przynajmniej częściowo, z powodu braku wiedzy na temat specyficzności oddziaływania receptora CB1 na populację neuronów. W niniejszym badaniu, przy użyciu różnych genetycznych modeli utraty funkcji receptora CB1, w połączeniu z narzędziami farmakologicznymi i farmakogenetycznymi, pokazujemy, że unikalna populacja receptorów CB1, mianowicie te zlokalizowane na zakończeniach glutaminergicznych, odgrywa niezbędną rolę w aktywności neuroprotekcyjnej systemu endokannabinoidowego w mózgu myszy. To odkrycie otwiera nowy koncepcyjny sposób postrzegania, w jaki receptor CB1 wywołuje neuroprotekcję i dostarcza wsparcia w fazie przedklinicznej dla poprawy rozwoju terapii neuroprotekcyjnych opartych na kannabinoidach.

Wyniki
Receptory kannabinoidowe CB1 zlokalizowane na neuronach glutaminergicznych, a nie GABAergicznych, chronią przed uszkodzeniem pobudzającym. Aby ocenić rolę neuroprotekcyjną receptorów CB1 zlokalizowanych na neuronach glutaminergicznych (pobudzających) lub GABAergicznych (hamujących), najpierw skorzystaliśmy z myszy warunkowych mutacyjnych, które nie miały receptorów CB1 w neuronach glutaminergicznych (myszy Glu-CB1−/−) lub GABAergicznych (myszy GABA-CB1−/−). Zwierzęta te były iniekcjonowane do jądra półleżącego kwasem chinolinowym (QA), powszechnie stosowanym agonistą receptorów glutaminianowych typu NMDA, w dawce (50 nmol w 1 µL roztworu PBS, jednostronnie), która, według naszych badań, nie wywoływała wyraźnych deficytów u myszy WT (Fig. 1A i Fig. S1). Myszy Glu-CB1−/− były wrażliwe na uszkodzenia pobudzające, co potwierdziła (i) utrata fosfoproteiny regulowanej przez kwas moczowy, DARPP-32 (paradygmatyczny marker neuronów o średniej wielkości, stanowiących około 90% wszystkich neuronów w jądrze półleżącym), oraz (ii) spadek zdolności w teście na biegunce (uznany test sprawności motorycznej, który przynajmniej częściowo zależy od funkcji jądra półleżącego; Fig. 1A). W przeciwieństwie do tego, nie obserwowano istotnych uszkodzeń neurologicznych u myszy GABA-CB1−/− leczonych kwasem chinolinowym (Fig. 1A).

źródło: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.1400988111

Badano neuroprotekcyjne działania kannabidiolu i innych kannabinoidów na hodowlach neuronów korowych szczurów, które były narażone na toksyczne poziomy pobudzającego neurotransmitera – glutaminianu. Toksyczność glutaminianu była zmniejszona zarówno przez kannabidiol, niestwarzający efektów psychoaktywnych składnik marihuany, jak i psychotropowy kannabinoid (-)Δ9-tetrahydrokanabinol (THC). Kannabinoidy równie dobrze chroniły przed neurotoksycznością wywołaną przez receptory N-metylo-D-asparaginowego kwasu (NMDA), receptory kwasu 2-amino-3-(4-butyl-3-hydroksyizoksozol-5-il)propionowego (AMPA) lub receptory kainianu. Wiadomo, że toksyczność wywołana przez receptory NMDA jest zależna od wapnia; ta studia pokazuje, że toksyczność wywołana przez receptory AMPA/kainianu jest także zależna od wapnia, częściowo pośredniczona przez napięciowoczułe kanały wapniowe. Obserwowana neuroprotekcja za pomocą kannabidiolu i THC nie była wpływana przez antagonistę receptorów kannabinoidowych, co wskazuje, że jest niezależna od receptorów kannabinoidowych. Poprzednie badania wykazały, że toksyczność glutaminianu może być zapobiegana przez przeciwutleniacze. Kannabidiol, THC i kilka syntetycznych kannabinoidów zostały wykazane jako przeciwutleniacze za pomocą cyklicznego woltamperometrii. Kannabidiol i THC również zapobiegały uszkodzeniom oksydacyjnym wywołanym przez hydroperoksyd, tak samo lub lepiej niż inne przeciwutleniacze w układzie chemicznym (reakcja Fentona) oraz hodowlach neuronów. Kannabidiol chronił bardziej przed neurotoksycznością glutaminianu niż kwas askorbinowy lub α-tokoferol, co wskazuje na to, że jest silnym przeciwutleniaczem. Te dane sugerują także, że naturalnie występujący, niepsychoaktywny kannabinoid, kannabidiol, może być potencjalnie użytecznym środkiem terapeutycznym w leczeniu oksydacyjnych zaburzeń neurologicznych, takich jak niedokrwienna choroba mózgu.

Składniki kannabinoidów z marihuany są znane z wywoływania efektów behawioralnych i psychotropowych, ale także posiadają właściwości terapeutyczne, takie jak działanie przeciwbólowe (1), obniżenie ciśnienia w oku (2) i przeciwwymiotne (3). W tym raporcie analizowana jest inna potencjalna rola kannabinoidów jako neuroprotekantów oraz opisany jest mechanizm ich działania w hodowlach komórek neuronów kory mózgowej szczura.

Podczas epizodu niedokrwienia uwalniane są duże ilości pobudzającego neuroprzekaźnika glutaminianu. To zjawisko powoduje śmierć neuronów przez nadmierne pobudzenie receptorów N-metylo-d-asparaginianowych (NMDAr) oraz receptorów typu 2-amino-3-(4-butyl-3-hydroksyizoksazol-5-il)propionowego (AMPA) i kainianowych, co prowadzi do stresu metabolicznego i gromadzenia toksycznych poziomów jonów wapnia wewnątrzkomórkowego (4). Badania in vitro i in vivo (4, 5, 6) wykazały, że neurotoksyczność taka może być zmniejszona za pomocą substancji przeciwnowotworowych lub antagonistów receptorów NMDAr i AMPA/kainianowych receptorów. Przeciwnowotworowe substancje, takie jak α-tokoferyl (5, 6), są skutecznymi neuroprotektorami ze względu na zdolność do redukcji toksycznych reaktywnych form tlenu (ROS) powstających podczas niedokrwienia. Kannabinoidy, takie jak (-)Δ9-tetrahydrokannabinol (THC) i jego analogi psychoaktywne, również zostały zgłoszone jako neuroprotekcyjne wobec toksyczności glutaminianu in vitro (7). Kannabinoidy sugerowano, że zapobiegają toksyczności glutaminianu poprzez aktywację receptorów kannabinoidowych (7, 8), które mogą zmniejszać napływ wapnia poprzez napięciem zależne kanały wapniowe (8, 9). Syntetyczny kannabinoid (HU-211) również został udowodniony jako neuroprotekcyjny, chociaż nie aktywuje receptorów kannabinoidowych. Związek ten jest jednak atypowym kannabinoidem, ponieważ, w przeciwieństwie do innych kannabinoidów, bezpośrednio działa jako przeciwnik receptorów NMDAr (10) i posiada pewne właściwości przeciwnowotworowe (11). W niniejszym badaniu analizowane są klasyczne kannabinoidy jako neuroprotekanty in vitro, ale skupiają się na niepsychoaktywnym kannabinoidzie kannabidiolu. Podobnie jak THC, kannabidiol jest naturalnym składnikiem rośliny marihuany, Cannabis sativa, choć w przeciwieństwie do THC, kannabidiol nie aktywuje receptorów kannabinoidowych i nie wywołuje efektów psychoaktywnych (12). W niniejszym badaniu stwierdzono, że kannabidiol i inne kannabinoidy, takie jak THC, są silnymi przeciwnowotworowymi substancjami, które chronią neurony przed śmiercią spowodowaną glutaminianem, bez aktywacji receptorów kannabinoidowych.

źródło : https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.95.14.8268

Kiedy dochodzi do uszkodzenia rdzenia kręgowego, przerwane zostają ścieżki prowadzące od mózgu i pnia mózgu do lędźwiowego odcinka rdzenia kręgowego, co prowadzi do paraliżu. W niniejszym badaniu pokazano, że przestrzenna i czasowa stymulacja elektryczna nadtwardówkowa (EES) odcinka lędźwiowego rdzenia kręgowego przeprowadzana w trakcie neurorehabilitacji przywróciła zdolność chodzenia u dziewięciu osób z przewlekłym uszkodzeniem rdzenia kręgowego. Ten proces polegał na zmniejszeniu aktywności neuronalnej w odcinku lędźwiowym rdzenia kręgowego u ludzi podczas chodzenia. Założyliśmy, że to nieoczekiwane zmniejszenie aktywności odzwierciedla aktywnościowo-zależny proces selekcji określonych populacji neuronów, które stają się istotne dla zdolności pacjenta do chodzenia po uszkodzeniu rdzenia kręgowego. Aby zidentyfikować te potencjalne neurony, przeprowadziliśmy badania nad myszami, modelując technologiczne i terapeutyczne aspekty związane z EESREHAB. Zastosowaliśmy pojedyncze sekwencjonowanie RNA w jądrach komórkowych oraz przestrzenną transkryptomikę w rdzeniach kręgowych tych myszy, tworząc atlas molekularny z przestrzennym rozmieszczeniem procesu powrotu do zdolności chodzenia po paraliżu. Następnie zidentyfikowaliśmy neurony zaangażowane w proces powrotu do chodzenia przy użyciu kategoryzacji komórek i priorytetyzacji przestrzennej. Wskazała się jedna populacja pobudzających interneuronów znajdujących się w warstwach pośrednich. Chociaż te neurony nie są wymagane do chodzenia przed uszkodzeniem rdzenia kręgowego, udowodniliśmy, że są one niezbędne do powrotu do zdolności chodzenia za pomocą EES po uszkodzeniu rdzenia kręgowego. Zwiększenie aktywności tych neuronów powtarzało proces powrotu do chodzenia, umożliwiony przez EESREHAB, podczas gdy ich usunięcie uniemożliwiało spontaniczny powrót do zdolności chodzenia po umiarkowanym uszkodzeniu rdzenia kręgowego. W ten sposób zidentyfikowaliśmy populację neuronów organizujących proces powrotu do zdolności chodzenia, która jest niezbędna i wystarczająca do odzyskania zdolności chodzenia po paraliżu. Co więcej, nasza metodologia stanowi ramę wykorzystania kartografii molekularnej do identyfikacji neuronów odpowiedzialnych za produkcję złożonych zachowań.

źródło: https://www.nature.com/articles/s41586-022-05385-7

Aktywacja receptorów kannabinoidowych typu 1 (CB1R) prowadzi do zmniejszenia uwalniania neurotransmiterów GABA i glutaminianu w regionach korowych i pozakortycznych, co skutkuje złożonymi efektami na aktywność sieci korowej. Do tej pory podjęto niewiele prób rozwiązania kwestii mechanizmów związanych z wpływem kannabinoidów na aktywność sieci korowej w mózgu w badaniach in vivo, uwzględniając różnice między regionami i rodzajami komórek. W niniejszej pracy zastosowano rejestrowanie elektrofizjologiczne in vivo, łącząc je z miejscowymi i ogólnoustrojowymi manipulacjami farmakologicznymi w myszach z modyfikacjami genetycznymi, w których brak ekspresji CB1R występuje w różnych populacjach neuronów. Po pierwsze, wykazano, że kannabinoidy wywołują nadmierne synchroniczne oscylacje korowo-talamiczne oraz jednocześnie zmniejszają amplitudę szybszych oscylacji korowych. Następnie wykazano, że aktywacja CB1R w synapsach strjatonigralnych (ścieżka bezpośrednia jądra podstawy) odpowiada za nadmierne synchroniczne oscylacje korowo-talamiczne, natomiast aktywacja CB1R wyrażanych w neuronach glutaminianowych kory korowej prowadzi do zmniejszenia synchronizacji korowej. W końcu pokazano, że aktywacja CB1 w neuronach glutaminianowych kory korowej ogranicza nadmierne synchroniczne oscylacje korowo-talamiczne wywołane kannabinoidami. Nasze badanie ukazuje, że aktywacja CB1R w regionach korowych i pozakortycznych ma odmienne efekty na synchronizację korową, co pomaga zrozumieć związek między działaniem kannabinoidów na poziomie komórkowym a efektami w sieciach neuronalnych na poziomie organizmu. Ponadto, nadmierne synchroniczne oscylacje korowo-talamiczne, o których informujemy w pracy, sugerują potencjalny mechanizm wyjaśniający odczucie „haju” związanego z rekreacyjnym spożyciem marihuany.

Systemiczna aktywacja receptorów kannabinoidowych typu 1 (CB1R) wywołuje wystąpienie fal o dużym napięciu związanym z korowo-talamycznymi drganiami (w skrócie HVS) oraz jednocześnie zmniejsza amplitudę szybszych drgań korowych w badaniach przeprowadzonych in vivo. W celu zbadania wpływu aktywacji CB1R na aktywność sieci korowej w zależności od typu komórek, dokonano rejestracji elektrokorticogramów (ECoG) korowych przed i po iniekcjach agonisty CB1R o wysokim powinowactwie, CP55940, podawanych drogą dootrzewnową w dawce 0,3 mg/kg masy ciała. ECoG były rejestrowane dwustronnie nad korą somatosensoryczną, w klatce domowej dwóch grup myszy: myszy C57BL/6N (n = 9) oraz myszy o modyfikacjach genetycznych, które nie wyrażały receptorów CB1R w określonych populacjach neuronów (n = 33, w tym dzikie myszy typu WT). Wszystkie ECoG prezentowane i porównywane w tej pracy były rejestrowane w okresach bezruchu, aby uniknąć wpływu związanego z obniżoną aktywnością lokomotoryczną indukowaną przez podawanie kannabinoidów. Po iniekcjach CP55940 ECoG wykazywały liczne okresy drgań o kształcie, częstotliwości (ok. 5 Hz), czasie trwania (ok. 1-2 s) i amplitudzie (> 0,5 mV), charakterystycznych dla korowo-talamycznych fal o dużym napięciu (HVS, czasami określanych jako fale rozprzestrzenione/wyładowania drgawki). HVS były rzadkie podczas rejestracji w warunkach kontrolnych i, po podaniu CP55940, występowały wyłącznie w okresach bezruchu. Rutynowa analiza ilości i mocy HVS wykazała, że po podaniu CP55940, zarówno ilość, jak i moc tych fal znacząco wzrastały. Ten efekt był uzależniony od aktywacji CB1R, ponieważ można go było całkowicie odwrócić i zapobiec za pomocą iniekcji antagonisty CB1R, AM251. Kannabinoidy zostały już wcześniej wykazane jako substancje zmniejszające moc drgań lokalnych potencjałów polowych w korze przy szerokim zakresie częstotliwości. Dlatego badano także wpływ CP55940 na drgania ECoG w paśmie częstotliwości odróżniającym się od zakresu HVS indukowanych kannabinoidami. Jak można się było spodziewać, iniekcje CP55940 znacząco zmniejszały amplitudę szybkich (>12 Hz) drgań ECoG, co było zgodne z wcześniejszymi badaniami wykazującymi zmniejszenie mocy drgań w reakcji na kannabinoidy. Podsumowując, wyniki te pokazują, że systemiczna aktywacja CB1R, chociaż zmniejsza synchronizację szybkich drgań ECoG, jednocześnie wywołuje nadmiernie synchroniczne wyładowania charakterystyczne dla HVS korowo-talamycznych.

źródło: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.1217144110

Właściwości psychoaktywne Cannabis sativa i jej głównego biologicznie aktywnego składnika, delta 9-tetrahydrokanabinolu, są znane od lat. Ostatnie zidentyfikowanie i sklonowanie określonego receptora kannabinoidowego sugerują, że kannabinoidy naśladują endogenne związki wpływające na sygnały nerwowe dotyczące nastroju, pamięci, ruchu i bólu. Korzystając z techniki całokomórkowej klemmy napięcia i kannabinomimetycznego aminoałkylindolu WIN 55,212-2, stwierdziliśmy, że aktywacja receptora kannabinoidowego zmniejsza amplitudę prądów wapniowych napięciem sterowanych w linii komórek neuroblastoma-glioma NG108-15. Hamowanie to jest silne, osiągając połowiczne zmniejszenie przy stężeniu poniżej 10 nM, i jest odwracalne. Nieaktywny enancjomer, WIN 55,212-3, nie redukuje prądów wapniowych nawet przy 1 mikromolarowym stężeniu. Spośród kilku rodzajów prądów wapniowych w komórkach NG108-15, kannabinoidy głównie hamują wapniowy prąd o dużej amplitudzie, wrażliwy na omega-konotoksynę. Hamowanie to zostało zablokowane przez inkubację z toksyną krztuśca, ale nie uległo zmianie po wcześniejszym traktowaniu analogami cAMP odpornej na hydrolizę razem z inhibitorem fosfodiesterazy, co sugeruje, że szlak przekazywania sygnału między receptorem kannabinoidowym a kanałem wapniowym wymaga białka G wiążącego GTP wrażliwego na toksynę krztuśca i jest niezależny od metabolizmu cAMP. Jednak rozwijanie się hamowania jest znacznie wolniejsze niż w farmakologicznie podobnym szlaku używanym przez receptor adrenergiczny alfa 2 w tych komórkach. Nasze wyniki sugerują, że hamowanie kanałów wapniowych typu N, co może zmniejszać pobudliwość i uwalnianie neuroprzekaźników, może leżeć u podstaw niektórych psychoaktywnych efektów kannabinoidów.

źródło: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.89.9.3825