Cannabis hat seit seiner Legalisierung in Deutschland viel Aufmerksamkeit erregt. Es ist eine Pflanzengattung der Familie der Hanfgewächse, die eng mit Hopfen verwandt ist. Der psychoaktive Hauptwirkstoff ist Tetrahydrocannabinol (THC). Um die Wirkungsweise von Cannabis auf das Gehirn zu verstehen, ist es wichtig, sich mit den Grundlagen der synaptischen Übertragung und dem Endocannabinoid-System (ECS) auseinanderzusetzen.
Synaptische Übertragung und Cannabinoide
Die Kommunikation zwischen Nervenzellen erfolgt über Synapsen. An der präsynaptischen Seite der Nervenzellen kommen in verschiedenen Regionen des Körpers sogenannte CB1-Rezeptoren vor. Bei Aktivierung durch körpereigene Cannabinoide wird die Neurotransmittersynthese aktiviert oder gehemmt und so die Signalübertragung zwischen den Nervenzellen reguliert. Normalerweise stammen die Cannabinoide für diese Regulation von der postsynaptischen Zelle, die diese je nach Erregungszustand ausschüttet. Auch exogene Cannabinoide wie THC aktivieren dieses System, aber ohne, dass es zuvor einen körpereigenen Auslöser gab, also unabhängig vom Erregungszustand der Zelle.
Das Endocannabinoid-System (ECS)
Das Endocannabinoid-System (ECS) ist ein wichtiger Bestandteil des Nervensystems. Es besteht aus Cannabinoidrezeptoren (CB1 und CB2) und deren Bindungspartnern, den Endocannabinoiden Anandamid und 2-Arachidonylglycerol (2-AG). Die Cannabinoidrezeptoren befinden sich auf verschiedenen Zelltypen im Körper. CB1-Rezeptoren sind hauptsächlich im Gehirn und Nervensystem zu finden, aber auch in Organen wie den Nieren und dem Darm. CB2-Rezeptoren sind vor allem auf Zellen des Immunsystems lokalisiert, aber auch in einigen Organen wie Lunge, Milz, Haut, Knochen, Magen-Darm-Trakt und den Fortpflanzungsorganen.
Die im Cannabis enthaltenen Cannabinoide können sich wie die körpereigenen Endocannabinoide an die Cannabinoidrezeptoren binden und unterschiedliche Wirkungen auslösen.
THC und seine Wirkungen auf das Gehirn
THC (Tetrahydrocannabinol) ist der hauptsächlich psychoaktive Bestandteil von Cannabis und hat komplexe Auswirkungen auf das Gehirn. Es beeinflusst zentrale Hirnregionen wie den Hippocampus (Gedächtnis), den präfrontalen Cortex (Impulskontrolle) und das Belohnungssystem (Motivation, Emotionen).
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Auswirkungen auf Neurotransmitter
THC beeinflusst die Freisetzung zahlreicher Neurotransmitter. Besonders Dopamin - verantwortlich für Motivation und Belohnung - wird in erhöhtem Maß freigesetzt. Dies erklärt den "High"-Effekt, birgt jedoch auch Suchtgefahr. Auch GABA und Glutamat, zwei wichtige Botenstoffe für Hemmung und Erregung im Gehirn, werden moduliert.
THC aktiviert hauptsächlich den CB1-Rezeptor und beeinflusst die neuronale Kommunikation und Signalübertragung auf verschiedene Weisen:
- Freisetzung von Neurotransmittern: Endocannabinoide wirken nicht wie die meisten Neurotransmitter oder Endorphine vom prä- zum post-synaptischen Nervenende, sondern umgekehrt. Dies wird als retrograder Kontrollmechanismus bezeichnet. Endocannabinoide wirken funktionell dabei ähnlich dämpfend auf die Reizweiterleitung wie Endorphine und verursachen somit veränderte Stimmungs- und Verhaltenseffekte.
- Verringerung der Neurotransmitterfreisetzung: 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. Neben den Kalium-Kanälen übt THC auch einen Effekt auf die Öffnung anderer spannungsabhängiger Ionenkanäle, den Calcium- und Natriumkanälen, aus. Diese Kanäle sorgen dafür, dass erregende und hemmende Neurotransmitter wie GABA, Acetylcholin, Noradrenalin und L-Glutamat verringert abgegeben werden und die Reizweiterleitung gestört wird.
- Beeinflussung der synaptischen Plastizität: THC kann die synaptische Plastizität, die Fähigkeit von Neuronen, ihre Verbindungen zu ändern, beeinflussen. Dies kann Auswirkungen auf die Lern- und Gedächtnisprozesse haben.
Kurz- und Langzeitwirkungen
Kurzfristig kann THC für Entspannung, Euphorie oder eine veränderte Sinneswahrnehmung sorgen. Chronischer Konsum hingegen beeinflusst vor allem junge Gehirne negativ: kognitive Einschränkungen, Gedächtnisprobleme und Motivationsverlust sind mögliche Langzeitfolgen.
THC gegen neuronales Ungleichgewicht
Eine häufig wiederholte Erregung von Nervenzellen führt zu einer Verstärkung der Reizübertragung. In der Folge kann es dazu kommen, dass sich der Prozess verselbstständigt und beispielsweise Schmerzimpulse an das Gehirn gesendet werden, ohne dass es einen auslösenden Reiz gibt. Endocannabinoide sind an dem neuronalen Regulationsmechanismus beteiligt. Es ist daher möglich, dass durch den therapeutischen Einsatz von Cannabinoiden die gesteigerte neuronale Aktivität wieder in ein Gleichgewicht gebracht werden kann.
THC und der Hunger
Benötigt der Körper Nahrung, so werden Signale ausgesandt, die im Hypothalamus zu einer gesteigerten Ausschüttung des Endocannabinoids Anandamid führen. Dieses bindet an CB1-Rezeptoren und löst schlussendlich das Hungergefühl aus. Aufgrund der chemischen Ähnlichkeit löst THC den gleichen Effekt aus und führt zur Appetitsteigerung.
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THC und der Lachflash
THC bewirkt im Körper eine Hemmung der GABA-Ausschüttung, wodurch demzufolge Dopamin ungehemmt in hoher Konzentration ausgeschüttet wird. Die Ursache dafür liegt in der bereits oben beschriebenen Rezeptorbindung an der präsynaptischen Membran, welche die verminderte bzw. gehemmte Ausschüttung von GABA bewirkt.
Mögliche Risiken
Besonders heikel kann der THC-Konsum in der Jugend sein. Das Gehirn reift bis in die Mitte der 20er-Jahre - Nervenzellen werden umgebaut, Synapsen gekappt, neue Verbindungen gestärkt. Die betroffenen Hirnareale enthalten besonders viele CB1-Rezeptoren - also die Andockstellen für THC. Die Forschenden vermuten, dass THC auf diesem Weg direkt in die Hirnentwicklung eingreift.
CBD und seine Wirkungen auf das Gehirn
CBD (Cannabidiol) wirkt im Gehirn auf eine ganz andere Weise als THC - beruhigend, ausgleichend und ohne berauschende Effekte. Laut aktuellen Studien beeinflusst CBD bestimmte Hirnregionen, die für Emotionen, Stressverarbeitung, Impulskontrolle und Gedächtnis zuständig sind. Bildgebende Verfahren zeigen: CBD verbessert die Kommunikation zwischen Frontalhirn und tieferliegenden Strukturen wie dem Striatum oder dem limbischen System - Areale, die bei psychischen Erkrankungen oft aus dem Takt geraten. In Tierversuchen und ersten klinischen Studien gibt es Hinweise, dass CBD auch entzündungshemmende Effekte im Gehirn haben und die Ausschüttung bestimmter Botenstoffe (z. B. Serotonin oder Glutamat) beeinflussen könnte.
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:
- 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. Diese Interaktionen können entzündungshemmende, angstlösende und schmerzlindernde Wirkungen haben.
- Neuroprotektive Eigenschaften: CBD hat neuroprotektive Eigenschaften gezeigt, indem es vor neurodegenerativen Erkrankungen und oxidativem Stress schützt. Dies kann die neuronale Gesundheit und Kommunikation unterstützen.
Cannabis und Alterungsprozesse im Gehirn
Eine niedrigdosierte Langzeitgabe von Cannabis kann nicht nur Alterungsprozesse im Gehirn umkehren, sondern hat auch eine Anti-Aging-Wirkung. Dies konnten Forschende des Universitätsklinikums Bonn (UKB) und der Universität Bonn mit einem Team der Hebrew University (Israel) jetzt bei Mäusen zeigen. Den Schlüssel dafür fanden sie in dem Proteinschalter mTOR, dessen Signalstärke Einfluss auf die kognitive Leistungsfähigkeit und Stoffwechselprozesse im gesamten Organismus hat.
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mTOR und synaptische Plastizität
Die Alterung des Gehirns geht neben einem veränderten Stoffwechsel auch mit einer verringerten Fähigkeit neuronale Verbindungen zu verändern, der so genannten synaptischen Plastizität, einher. Deshalb kann sich eine verringerte mTOR-Aktivität aber auch negativ auf das alternde Gehirn auswirken, indem sie die Ausbildung neuer Synapsen an einer Nervenzelle und damit auch die kognitiven Fähigkeiten verringert.
THC und mTOR-Signalübertragung
Die Behandlung mit THC hat eine gewebeabhängige und doppelte Wirkung auf die mTOR-Signalübertragung und das Metabolom. So führte die THC-Behandlung im Gehirn zu einem vorübergehenden Anstieg der mTOR-Aktivität und des Gehalts an Zwischenprodukten, die an der Energieproduktion und an Aminosäuren beteiligt sind. Unerwarteterweise fanden die Bonner Forschenden andererseits eine ähnlich starke Verringerung der mTOR-Aktivität von Mäusen im Fettgewebe und des Gehalts an Aminosäuren und Kohlenhydratmetaboliten im Blutplasma wie nach einer kalorienarmen Diät oder nach intensiven körperlichen Aktivitäten.
Kognitionsfördernde und Anti-Aging-Wirkung
Eine langfristige THC-Behandlung hat zunächst eine kognitionsfördernde Wirkung, indem sie die Energie- und synaptische Proteinproduktion im Gehirn erhöht, gefolgt von einer Anti-Aging-Wirkung durch eine Verringerung der mTOR-Aktivität und der Stoffwechselprozesse in der Peripherie.
Medizinische Anwendung von Cannabis
Während der Freizeitkonsum mit Risiken einhergeht, können Cannabinoide im medizinischen Kontext ihr therapeutisches Potenzial entfalten. THC wird unter anderem bei chronischen Schmerzen, Multipler Sklerose oder Übelkeit infolge einer Chemotherapie eingesetzt.
Gezielte Steuerung der Cannabis-Wirkung
Die Zukunft der medizinischen Cannabisanwendung liegt darin, die Cannabis-Wirkung gezielter zu steuern. Die Forschung zu COX-2 eröffnet hier neue Perspektiven - und zeigt, dass die Debatte über Cannabis nicht mehr nur zwischen Schwarz und Weiß verläuft.
Entourage-Effekt
Terpene und ihre Wirkung haben ebenfalls einen Einfluss darauf, welche Cannabis-Sorte sich eignet. Durch die Berücksichtigung dieser Faktoren können Sie Cannabis auf Rezept verschreiben und damit eine sichere und effektive Anwendung von THC-geladenen Cannabisprodukten gewährleisten.
Auswirkungen von chronischem Cannabiskonsum auf Cannabinoid-Rezeptoren
Chronischer Cannabiskonsum reduziert die Zahl von Cannabinoid-Rezeptoren im Gehirn. Je länger die Konsumentinnen und Konsumenten kifften, desto weniger Cannabinoid-Rezeptoren konnten in ihrem Gehirn nachgewiesen werden. Allerdings konnte im Rahmen der Studie auch gezeigt werden, dass sich die Auswirkungen des Konsums wieder abschwächten, wenn dieser eingestellt wurde. So zeigten zusätzliche Hirnuntersuchungen nach einem Monat, dass sich die Zahl der Cannabinoid-Rezeptoren bei ehemaligen Konsumenten wieder deutlich erholte. Cannabiskonsum hat zwar deutliche Auswirkungen auf wichtige Hirnfunktionen - diese Schäden bilden sich jedoch bei längerer Konsumabstinenz wieder zurück.