Die Frage nach der Wirkung von Cannabis und seinen Inhaltsstoffen auf den menschlichen Körper ist komplex und vielschichtig. Im Fokus dieser Diskussion stehen insbesondere die Wechselwirkungen mit Acetylcholin-Rezeptoren sowie dem Endocannabinoid-System. Dieser Artikel beleuchtet die vielfältigen Aspekte dieser Interaktionen und gibt einen umfassenden Überblick über den aktuellen Stand der Forschung.
Medizinische Verwendung von Cannabis
Cannabis wird seit Jahrtausenden für verschiedene Zwecke eingesetzt, darunter als Lebensmittel, Faserlieferant, Rauschmittel und für medizinische Zwecke. Bereits im ältesten bekannten Arzneibuch „Sheng-Nung Pen-ts’ao Ching“ (100 v. Chr.) finden sich Eintragungen über die medizinischen Eigenschaften der Pflanze und ihre psychotropen Nebenwirkungen bei exzessivem Gebrauch.
Mittlerweile wurde der medizinische Gebrauch von Cannabis und Cannabinoiden in einigen Ländern wieder legalisiert. Cannabis-Zubereitungen sind zur Behandlung verschiedener Erkrankungen zugelassen, darunter multiple Sklerose, Epilepsie, Chemotherapie-bedingte Emesis und Nausea sowie Appetitlosigkeit und Gewichtsverlust bei HIV/AIDS-Patienten.
Bestandteile der Cannabis-Pflanze
Die Cannabis-Pflanze Cannabis sativa L. ist eine hoch diverse Spezies, zu der drei Varietäten gezählt werden: var. sativa, indica und ruderalis. Die beiden relevantesten Bestandteile sind die Phytocannabinoide Delta-9-Tetrahydrocannabinol (THC) und Cannabidiol (CBD). Mittlerweile wurden mehr als 560 Verbindungen verschiedenster chemischer Klassen identifiziert, wobei die Cannabinoide die charakteristischste und für die medizinische Wirkung relevanteste chemische Klasse darstellen. Bis heute wurden insgesamt 120 verschiedene Phytocannabinoide isoliert.
Pharmakologie von Cannabis und Cannabinoiden
Die vielfältigen Wirkungen von Cannabis und Cannabinoiden scheinen im Wesentlichen durch die Modulation des Endocannabinoid-Systems vermittelt zu werden. Dieses System ist in die Regulation diverser physiologischer und kognitiver Prozesse involviert, darunter Schmerzwahrnehmung, Energiehomöostase, Appetit, Fettstoffwechsel, kardiovaskuläre Funktionen, Thermoregulation, Immunantwort, Schlaf-Wach-Rhythmus, Psychomotorik, Gedächtnisleistung und Stressantwort. Zusätzlich tragen auch die Wechselwirkungen mit anderen molekularen Zielstrukturen wie dem Serotoninrezeptor 5-HT1A, dem Peroxisom-Proliferator-aktivierten Rezeptor gamma (PPARγ), Transienten-Rezeptor-Potenzial-Kationenkanälen (z. B. TRPV1) und anderen Ionenkanälen und dem G-Protein gekoppelten Rezeptor GPR55 zu verschiedenen Aspekten der therapeutischen Wirkungen bei.
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Delta-9-Tetrahydrocannabinol (THC)
THC ist für die psychotomimetischen Wirkungen der Cannabis-Pflanze verantwortlich und hat analgetische, antispastische, sedierende, appetitsteigernde, antiemetische, antikonvulsive und möglicherweise neuroprotektive Eigenschaften. In-vitro-Verdrängungsstudien zeigen, dass THC ein moderater partieller CB1R- und CB2R-Agonist mit niedriger mikromolarer Affinität ist. Die THC-induzierten psychotomimetischen, Psychose-artigen Symptome bei Menschen werden ebenfalls durch die Aktivierung der CB1R ausgelöst.
Zahlreiche In-vitro-Studien zeigen, dass THC auch über CB1R-unabhängige Mechanismen seine Wirkung entfalten kann, wobei die physiologische Relevanz der Aktivierung durch THC noch nicht für alle Zielstrukturen gut untersucht ist. Eine weitere möglicherweise relevante CB1R-unabhängige Zielstruktur von THC scheint der Peroxisom-Proliferator-aktivierte Rezeptor gamma (PPARγ) zu sein. So konnte gezeigt werden, dass THC einen dosis- und zeitabhängigen Effekt auf die PPARγ-vermittelte Vasorelaxation der Aorta und der Arteria mesenterica superior hat.
Cannabidiol (CBD)
CBD ist ein nicht-psychoaktives Cannabinoid mit vielfältigen potenziellen therapeutischen Anwendungen. Im Gegensatz zu anderen Cannabinoiden bindet sich CBD anscheinend weder besonders gut an CB1- noch an CB2-Rezeptoren, aktiviert dort aber verschiedene Prozesse. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass CBD auch mit anderen Rezeptoren interagiert. CBD im menschlichen Körper sorgt dafür, dass das Endocannabinoid 2-Arachidonylglycerol (2-AG) vermehrt ausgeschüttet wird. Dieser Rezeptor-Agonist aktiviert die CB1- und CB2-Rezeptoren und sorgt unter anderem für vermindertes Schmerzempfinden, wirkt neuroprotektiv und unterstützt das Knochenwachstum. Darüber hinaus hemmt CBD die Fettsäureamid-Hydrolase (kurz: FAAH oder auch Anandamid-Amidohydrolase). Dadurch verlangsamt sich der Abbau des Endocannabinoids Anandamid, welches an der Wundheilung und Schmerzlinderung beteiligt ist.
CBD wirkt auf Adenosin-Rezeptoren, wo Prozesse in Gang gesetzt werden, welche die Funktionen der Herzkranzgefäße, den Sauerstoffverbrauch im Herzmuskel sowie den Blutfuss im und ums Herz ins Gleichgewicht bringen. Die Adenosin-Rezeptoren sind an der Regulierung der Neurotransmitter Glutamat und Dopamin beteiligt. CBD aktiviert Serotonin-5-HT1A-Rezeptoren und beeinflusst somit unter anderem die Stimmung. Außerdem spielen diese Serotonin-Rezeptoren bei Angstzuständen, Suchtproblemen, Appetit, Schlaf, Schmerzwahrnehmung, Übelkeit und Erbrechen eine Rolle. CBD wirkt am GPR55-Rezeptor und interagiert mit dem GPR18-Rezeptor, welcher ebenfalls zu den atypischen Cannabinoid-Rezeptoren zählt.
Acetylcholin-Rezeptoren und Nikotin
Nikotin, ein Nervengift, das in den Blättern der Tabakpflanze vorkommt, bindet an die nikotinischen Acetylcholinrezeptoren („Nikotinrezeptoren“) und beeinflusst die Freisetzung von verschiedenen Botenstoffen wie Serotonin („Glückshormon“), Dopamin und Noradrenalin. Das hat wiederum zur Folge, dass das psychische Befinden beeinflusst wird. Nikotin ist nicht nur eine suchterzeugende, sondern auch suchterhaltende Substanz. Dabei entsteht der körperliche Gewöhnungseffekt dadurch, dass sich die Andockstellen für Nikotin im Gehirn mit dem regelmäßigen Konsum vermehren.
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Acetylcholin ist ein Neurotransmitter, der Informationen von einer Nervenzelle auf eine andere Nervenzelle überträgt. Acetylcholin kommt im Nervensystem im ganzen Körper vor und steuert verschiedene Körperfunktionen. Im Gehirn reguliert Acetylcholin überlebenswichtige Funktionen wie den Herzschlag und die Atmung. Daneben spielt der Botenstoff eine wichtige Rolle für das Lernen und Erinnern. Im restlichen Körper überträgt der Botenstoff Signale von Nervenzellen auf Muskelzellen. Der Neurotransmitter Acetylcholin vermittelt seine Funktion über Acetylcholin-Rezeptoren. Ein Teil der Acetylcholin-Rezeptoren kann auch durch Nikotin aktiviert werden. Diese Rezeptoren werden deshalb nikotinische oder nikotinerge Acetylcholin-Rezeptoren genannt.
Wechselwirkungen zwischen Cannabinoiden und Acetylcholin-Rezeptoren
Frühere Studien liefern Hinweise darauf, dass die körpereigenen Cannabinoide (Endocannabinoide) und die nikotinergen cholinergen Systeme (neuronale Strukturen, die Acetylcholin synthetisieren und freisetzen) an verschiedenen Prozessen im Körper wie dem Belohnungssystem beteiligt sind. Grund hierfür ist, dass sich im Gehirn sowohl Cannabinoidrezeptoren als auch Nikotinrezeptoren (Acetylcholinrezeptoren) befinden.
CBD wirkt auf die Acetylcholin-Rezeptoren, welche ebenfalls an Lernprozessen und der Gedächtnisleistung beteiligt sind. Offenbar spielt dieser Rezeptor nicht nur beim Nikotinkonsum eine Rolle, sondern hat auch mit der Metastasierung von Krebszellen zu tun.
Auswirkungen auf das zentrale Nervensystem
THC, welches hauptsächlich den CB1-Rezeptor aktiviert, beeinflusst die neuronale Kommunikation und Signalübertragung auf verschiedene Weisen:
- Freisetzung von Neurotransmittern: Endocannabinoide wirken retrograd und dämpfend auf die Reizweiterleitung.
- Wie verringert THC die Freisetzung von Neurotransmittern? Die Aktivierung des CB1-Rezeptors durch die Bindung von THC hemmt die Adenylatcyclase und führt somit letztlich zum Schließen der Kaliumkanäle. Dies wiederum vermindert die Freisetzung von Neurotransmitter und somit auch die Reizweiterleitung.
- Beeinflussung der synaptischen Plastizität: THC kann die synaptische Plastizität beeinflussen.
- THC gegen das neuronale Ungleichgewicht: Durch den therapeutischen Einsatz von Cannabinoiden kann die gesteigerte neuronale Aktivität wieder in ein Gleichgewicht gebracht werden.
- THC und der Hunger: THC löst den gleichen Effekt aus wie Anandamid und führt zur Appetitsteigerung.
- THC und der Lachflash: THC bewirkt im Körper eine Hemmung der GABA-Ausschüttung, wodurch demzufolge Dopamin ungehemmt in hoher Konzentration ausgeschüttet wird.
Im Gegensatz zu THC ist CBD ein nicht-psychoaktives Cannabinoid und hat eine geringe Affinität zu den CB1- und CB2-Rezeptoren. Stattdessen wirkt CBD auf verschiedene andere Rezeptoren und Systeme im zentralen Nervensystem. Die Auswirkungen von CBD auf die neuronale Kommunikation und Signalübertragung sind komplex und noch nicht vollständig verstanden. Einige der bekannten Wirkungen von CBD sind:
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- Modulation der CB1-Rezeptoren: CBD kann die Aktivität der CB1-Rezeptoren indirekt modulieren, indem es die Bindung von THC an diese Rezeptoren beeinflusst. Dies kann die psychoaktiven Effekte von THC abschwächen.
- Einfluss auf andere Rezeptoren und Kanäle: CBD interagiert mit einer Vielzahl von Rezeptoren und Kanälen im zentralen Nervensystem, einschließlich des Serotonin-Rezeptors 5-HT1A und des Vanilloid-Rezeptors TRPV1.
- Neuroprotektive Eigenschaften: CBD hat neuroprotektive Eigenschaften gezeigt, indem es vor neurodegenerativen Erkrankungen und oxidativem Stress schützt.
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