Der Einfluss von Cannabinoiden auf die Synapse

Cannabis hat seit seiner Legalisierung in Deutschland große Aufmerksamkeit erlangt. Es wird sowohl für medizinische Zwecke als auch als Freizeitdroge konsumiert. Die Wirkung von Cannabis auf Gehirn und Körper ist komplex und vielfältig. Dieser Artikel beleuchtet die Mechanismen, durch die Cannabinoide die synaptische Übertragung beeinflussen, und untersucht die Auswirkungen auf verschiedene Gehirnfunktionen.

Was sind Cannabinoide?

Cannabis, auch Hanf genannt, ist eine Pflanzengattung aus der Familie der Hanfgewächse. Die Blüten der Cannabispflanze enthalten eine Vielzahl von spezifischen Inhaltsstoffen, die als Cannabinoide bezeichnet werden. Das bekannteste Cannabinoid ist Tetrahydrocannabinol (THC), das für die psychoaktive Wirkung verantwortlich ist. Ein weiteres wichtiges Cannabinoid ist Cannabidiol (CBD), das keine berauschende Wirkung hat und möglicherweise die starke Wirkung von THC dämpfen kann. Studien deuten darauf hin, dass CBD bei der Behandlung verschiedener Krankheiten eingesetzt werden kann.

Das Endocannabinoid-System

Die Wirkungen von Cannabinoiden werden durch spezielle Rezeptoren im Nervensystem vermittelt. Diese Rezeptoren sind Teil des Endocannabinoid-Systems (ECS), das aus den Cannabinoidrezeptoren CB1 und CB2 sowie deren Bindungspartnern, den Endocannabinoiden Anandamid (AEA) und 2-Arachidonylglycerol (2-AG), besteht. Erst durch die Bindung der Endocannabinoide an die Cannabinoidrezeptoren werden Wirkungen im Körper ausgelöst.

CB1-Rezeptoren

CB1-Rezeptoren finden sich hauptsächlich im Gehirn und Nervensystem, aber auch in Organen wie Nieren und Darm. Im Gehirn sind sie besonders häufig in den Basalganglien, im Hippocampus, im Kleinhirn und im Hypothalamus vorhanden. Diese Rezeptoren vermitteln die berauschenden, psychoaktiven und euphorisierenden Aspekte von THC. Viele Regionen mit einer hohen CB1-Rezeptordichte sind mit bestimmten kognitiven Funktionen verbunden, wie z. B. der Flucht-Angriff-Reaktion, dem Kurzzeitgedächtnis, der Motorik, der Schmerzverarbeitung und der Konzentrationsfähigkeit. Generell befinden sich besonders viele CB1-Rezeptoren an den Enden von Nervenzellen, wodurch Effekte auf die Reizweiterleitung vermittelt werden. Interessanterweise gibt es drei Regionen im menschlichen Gehirn, die keine CB1-Rezeptoren besitzen: die Medulla oblongata, der Hirnstamm und das mesolimbische System.

CB2-Rezeptoren

CB2-Rezeptoren sind vor allem auf Zellen des Immunsystems zu finden, aber auch in einigen Organen wie Lunge, Milz, Haut, Knochen, Magen-Darm-Trakt und den Fortpflanzungsorganen. Sie sind vor allem mit der entzündungshemmenden Wirkung von Cannabis verknüpft. Immunologisch betrachtet führt die Aktivierung der CB2-Rezeptoren zu einer Unterdrückung des Immunsystems, etwa durch eine modulierte Ausschüttung von Zytokinen.

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Funktion des Endocannabinoid-Systems

Endocannabinoide regulieren und beeinflussen direkt und indirekt eine Vielzahl physiologischer Vorgänge, wie beispielsweise Appetit, Schmerzen, Entzündungen, Temperaturregelung im Körper, Augeninnendruck, Empfindsamkeit der Sinne, die Steuerung der Muskulatur und des Bewegungsapparats, das Energiegleichgewicht, den Stoffwechsel, das Schlafverhalten, Stressreaktionen, die Belohnungszentrale, die Gemütslage und das Gedächtnis. Die im Cannabis enthaltenen Cannabinoide können sich wie die körpereigenen Endocannabinoide an die Cannabinoidrezeptoren binden und so diese Prozesse beeinflussen.

Wie Cannabinoide die synaptische Übertragung beeinflussen

Zwischen zwei Nervenzellen findet elektrische und chemische Signalübertragung von der Senderzelle (Präsynapse) zur Empfängerzelle (Postsynapse) statt. An der präsynaptischen Seite der Nervenzellen kommen in verschiedenen Regionen des Körpers 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, oder salopp gesagt: grundlos. Allerdings sind diese Rezeptoren oft auf Neuronen, die mit Dopamin als Neurotransmitter interagieren. Sie beeinflussen das körpereigene Belohnungssytems, aber auch die Bewegungssteuerung. Dadurch lässt sich die klassische Wirkung von Cannabis erklären: Schübe voller Hochstimmung und Entspannung, aber auch Angstzustände und Halluzinationen.

Einfluss von THC auf das zentrale Nervensystem

THC, das hauptsächlich den CB1-Rezeptor aktiviert, 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.
• Hemmung der Adenylatcyclase: 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 von Ionenkanälen: THC übt 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 Fahrigkeit von Neuronen, ihre Verbindungen zu ändern, beeinflussen. Dies kann Auswirkungen auf die Lern- und Gedächtnisprozesse haben.

Einfluss von CBD auf das zentrale Nervensystem

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.

Auswirkungen auf verschiedene Gehirnfunktionen

Die Beeinflussung der synaptischen Übertragung durch Cannabinoide hat Auswirkungen auf verschiedene Gehirnfunktionen:

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• Belohnungssystem: THC erhöht bei akutem Konsum indirekt die Dopaminausschüttung und die dopaminerge Feuerung im Gehirn. Langfristiger Konsum kann jedoch das dopaminerge Niveau verringern. Dies erklärt, warum Cannabis Schübe voller Hochstimmung und Entspannung auslösen kann, aber auch Angstzustände und Halluzinationen.
• Schmerzempfindung: Die schmerzlindernden Wirkungen von CBR-Agonisten werden durch die Freisetzung endogener Opioide vermittelt. CBR-Agonisten lösten die Freisetzung des Opioids Dynorphin B im Rückenmark der Ratte aus. Der CB1R-Antagonist AM251 kehrte die schmerzlindernde Wirkung von Morphin um.
• Soziales Verhalten: AEA moduliert das soziale Spiel von jugendlichen Ratten belastungsabhängig, aber nicht kontextabhängig. Jugendliche und erwachsene Sprague-Dawley-Ratten zeigen mehr soziales Verhalten und 50-kHz-Ultraschalllaute als Wistar-Ratten.
• Depression und Angst: Der CB2R-Agonist β-Caryophyllen verbesserte bei erwachsenen Mäusen alle durch den Novelty Suppressed Feeding Test, den Tail Suspension Test und den Forced Swim Test hervorgerufenen Symptome von Depression. Eine systemische Gabe von CB1R-Agonisten und von FAAH-Hemmern hat erwiesenermaßen antidepressive Wirkung. Der CB2R-Agonist β-Caryophyllen verbesserte bei erwachsenen Mäusen Angstverhalten die Zeit, die in der Mitte der Arena verbracht wurde, ohne die allgemeine motorische Aktivität im OF-Test zu verändern, was als Verringerung von Angstsymptomen zu bewerten ist.
• Immunsystem: 2-AG beeinflusst das Immunsystem stark.

Risiken und Nebenwirkungen

Die Wirkungen und Nebenwirkungen von THC hängen von der Dosis und der individuellen Empfindlichkeit ab. Häufige Wirkungen von THC sind:

• Psyche und Wahrnehmung: Sedierung (Beruhigung), leichte Euphorie, gesteigertes Wohlbefinden, intensivere Wahrnehmung von sinnlichen Empfindungen, die Zeit scheint langsamer zu vergehen, Angstzunahme oder -linderung, Halluzinationen nach hohen Dosen
• Denken: Gedächtnis und Aufmerksamkeit sind gestört, Kreativität ist erhöht
• Bewegung: Verschlechterung oder Verbesserung der Koordination, undeutliche Sprache
• Nervensystem: Schmerzlinderung, Muskelentspannung, gesteigerter Appetit, Verminderung von Übelkeit und Erbrechen, Auftreten von Übelkeit
• Herz-Kreislauf-System: Zunahme der Herzfrequenz, Absinken des Blutdrucks, eventuell mit Schwindel
• Augen: Rötung der Bindehaut, weniger Tränenfluss, Absinken des Augeninnendrucks
• Atemwege: Erweiterung der Bronchien, Mundtrockenheit
• Magen-Darm-Trakt: Verminderte Darmbewegungen, geringere Magensäureproduktion

Regelmäßiger Cannabiskonsum kann zu Nebenwirkungen wie Müdigkeit, Konzentrationsschwäche, Stimmungsschwankungen, Schwindel, Mundtrockenheit, trockenen und geröteten Augen, Muskelschwäche, gesteigertem Appetit, Herzrasen, plötzlichem Blutdruckabfall und Herzbeschwerden führen. Für Jugendliche birgt der Konsum von Cannabis größere Gefahren als für Erwachsene, da das Gehirn noch nicht vollständig ausgereift ist. Aus regelmäßigem Konsum kann sich auch eine Abhängigkeit entwickeln. Studien haben gezeigt, dass chronischer Cannabiskonsum die Anzahl von Cannabinoid-Rezeptoren im Gehirn reduziert. Allerdings können sich diese Auswirkungen bei längerer Konsumabstinenz wieder abschwächen.

Medizinische Anwendung von Cannabinoiden

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. CBD wird bei Epilepsie angewendet. Das orale THC-CBD-Spray Nabiximols (Sativex®) wurde erstmals 2010 im Vereinigten Königreich gegen Multiple Sklerose-bedingte Spastiken zugelassen.

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