Endokanabinoidní systém (ECS): co to je, z čeho se skládá a co z něj neplyne
Endokanabinoidní systém (ECS, anglicky endocannabinoid system) je pojem z fyziologie a biochemie. Označuje soubor receptorů, signálních molekul a enzymů, jejichž prostřednictvím si buňky lidského těla předávají informace. Podle konopí je pojmenovaný jen proto, že jeho první součásti vědci našli při hledání místa, kam se v těle vážou látky z této rostliny. Text níže vysvětluje, z čeho se ECS skládá, jak se k němu věda dopracovala a jak souvisí s údaji v laboratorním certifikátu. Co by s ECS dělal jakýkoli výrobek, netvrdíme.
ECS v kostce: tři skupiny složek
Odborná literatura dělí endokanabinoidní systém na tři části. Každá má v buněčné signalizaci jinou roli:
| Složka | Hlavní zástupci | Role |
|---|---|---|
| Receptory | CB1, CB2; v diskusi také GPR55 a GPR119 | bílkoviny na povrchu buněk, které signál přijímají |
| Endogenní ligandy (endokanabinoidy) | anandamid (AEA), 2-AG; dále NADA, virodhamin, OEA, PEA | signální molekuly, které si tělo vyrábí samo |
| Enzymy | NAPE-PLD a DAGL (tvorba), FAAH a MAGL (rozklad), COX-2 | určují, kolik signálních molekul vznikne a jak rychle zaniknou |
Časová osa objevů
V dějinách farmakologie jde o mladý pojem. Jednotlivé kroky na sebe navazovaly takto:
- 1963 – Raphael Mechoulam popsal chemickou strukturu kanabidiolu (CBD).
- 1988 – skupina kolem Allyn Howlett prokázala v mozku potkana vazebné místo specifické pro kanabinoidy.
- 1990 – Lisa Matsuda se spolupracovníky klonovala gen tohoto receptoru, dnes označovaného CB1[2].
- 1992 – William Devane, český chemik Lumír Hanuš a další členové Mechoulamovy laboratoře izolovali první tělu vlastní ligand. Pojmenovali ho anandamid podle sanskrtského slova ánanda[1].
- 1993 – Sean Munro a kol. charakterizovali druhý, periferní receptor CB2[3].
- 1995 – Mechoulamova skupina identifikovala druhý hlavní endokanabinoid, 2-arachidonoylglycerol (2-AG)[4].
- 1998 – Ben-Shabat, Mechoulam a kol. zavedli pojem „entourage efekt“[7].
- 2004 a 2016 – Ethan Russo formuloval a později aktualizoval hypotézu klinické endokanabinoidní deficience[5].
Souhrnný úvod do celé oblasti nabízí například přehledová práce Lu a Mackie (2016)[6].
Receptory CB1 a CB2
Oba patří do velké rodiny receptorů spřažených s G-proteiny (GPCR). Když se na receptor naváže ligand, receptor utlumí enzym adenylátcyklázu, buňka tvoří méně cAMP a mění se propustnost některých iontových kanálů. Tak se signál přenese do nitra buňky.
CB1
- nejrozšířenější receptor typu GPCR v mozku,
- hustě zastoupený v hipokampu, bazálních gangliích, mozečku, mozkové kůře a hypotalamu,
- váže se na něj THC. Literatura v tom vidí hlavní důvod psychoaktivity THC – a proto zákon hlídá právě obsah THC, nikoli CBD.
CB2
- převažuje v buňkách imunitního systému, ve slezině, v mandlích a v kostní tkáni,
- v mozku se nachází hlavně v mikrogliích[6],
- s psychoaktivitou se v literatuře nespojuje.
Vedle CB1 a CB2 se v souvislosti s ECS zkoumají i další receptory, například GPR55 a GPR119. Jejich přesné zařazení zůstává v odborné literatuře předmětem diskuse.
Endokanabinoidy: anandamid a 2-AG
Obě hlavní tělu vlastní molekuly jsou lipidy odvozené od kyseliny arachidonové, tedy od omega-6 mastné kyseliny:
- Anandamid (AEA) – chemicky N-arachidonoylethanolamin, amid kyseliny arachidonové s ethanolaminem.
- 2-AG – chemicky 2-arachidonoylglycerol, ester kyseliny arachidonové s glycerolem.
Klasické neurotransmitery se ukládají do zásobních váčků. Endokanabinoidy ne: buňka je vytváří až v okamžiku potřeby z fosfolipidů vlastní membrány. Signál přitom putuje retrográdně – vzniká v neuronu, který informaci přijímá, a míří zpět k neuronu, který ji vyslal. Takto se upravuje uvolňování dalších přenašečů, například glutamátu nebo GABA.
| Parametr | Anandamid (AEA) | 2-AG |
|---|---|---|
| Množství v mozku | nízké | zhruba 200× vyšší než u AEA |
| Vazba na CB1 | parciální agonista | plný agonista |
| Vazba na CB2 | velmi slabá | plný agonista |
| Hlavní rozkládající enzym | FAAH | MAGL |
| Rok objevu | 1992 | 1995 |
Anandamid má krátký poločas, podle literatury pod pět minut. Enzym FAAH ho hydrolyzuje na kyselinu arachidonovou a ethanolamin.
Enzymy: tvorba a odbourání signálu
Kolik endokanabinoidů v tkáni je, neurčují zásoby, ale poměr mezi enzymy, které je tvoří, a enzymy, které je rozkládají:
- NAPE-PLD – podílí se na tvorbě anandamidu z membránových prekurzorů,
- DAGL (diacylglycerollipáza) – tvoří 2-AG,
- FAAH (fatty acid amide hydrolase) – štěpí anandamid,
- MAGL (monoacylglycerollipáza) – štěpí 2-AG,
- COX-2 – cyklooxygenáza, která dokáže oba endokanabinoidy oxidovat na další signální molekuly.
Bisogno a kol. (2001) popsali v pokusech na buňkách, že CBD interaguje s mechanismy, které anandamid vychytávají a odbourávají[9]. Jde o měření in vitro. Neplyne z něj, co se děje v lidském těle, a už vůbec ne, jak by se choval konkrétní výrobek.
Endokanabinoidy, nebo fytokanabinoidy? Co měří certifikát
V textech o konopí se oba pojmy zaměňují, rozdíl je ale zásadní:
- Endokanabinoidy vyrábí lidské tělo. V konopném výrobku je nenajdete.
- Fytokanabinoidy vyrábí rostlina Cannabis sativa; literatura jich uvádí přes sto. Právě ty měří laboratoř v rozboru.
V certifikátu (COA) konopného produktu se zpravidla objevují tyto řádky:
| Řádek v COA | Co to je | Proč na něm záleží |
|---|---|---|
| CBD / CBDA | kanabidiol a jeho kyselá forma | hlavní deklarovaná látka, z níž se počítá obsah v mg |
| CBG / CBGA | kanabigerol a kyselina kanabigerolová | minoritní složka, podrobně v článku o CBG |
| CBN | kanabinol, oxidační produkt THC | přibývá ho se stárnutím suroviny, viz článek o CBN |
| THC / kyselina THC | tetrahydrokanabinol a jeho kyselá forma | z nich se počítá celkové THC, které nesmí překročit 1 % |
Jak se kyselé a neutrální formy přepočítávají a sčítají, ukazuje článek o CBDA.
Jak literatura popisuje vazbu fytokanabinoidů na receptory
Tabulka shrnuje údaje z farmakologických prací. Jde o vazbu na receptory a enzymy měřenou převážně v laboratoři – nikoli o popis účinku na člověka ani o vlastnost jakéhokoli výrobku.
| Molekula | Receptor CB1 | Receptor CB2 | Další popisované cíle |
|---|---|---|---|
| CBD | negativní alosterický modulátor | slabý antagonista | 5-HT1A, TRPV1, A2A, PPAR-γ, enzym FAAH |
| CBG | slabý parciální agonista | slabý parciální agonista | α2-adrenoreceptor; na 5-HT1A antagonista |
| CBN | slabý agonista | vyšší afinita než k CB1 | TRPA1, TRPV2 |
K pojmu entourage efekt: Ben-Shabat, Mechoulam a kol. ho v roce 1998 použili pro tělu vlastní estery mastných kyselin s glycerolem, které v pokusech zesilovaly aktivitu 2-AG[7]. Na rostlinné kanabinoidy a terpeny ho rozšířil Russo v roce 2011[8]. Pro čtení etikety z toho plyne jediná praktická věc: spektrum (full spectrum, broad spectrum, izolát) je chemická charakteristika extraktu, kterou má doložit rozbor. Není to příslib ničeho dalšího.
Co z ECS neplyne
Kolem endokanabinoidního systému vzniklo mnoho marketingových zkratek. Proto výslovně uvádíme, co z odborné literatury nevyvozujeme:
- Hypotéza CECD. Ethan Russo v roce 2004 navrhl a v roce 2016 aktualizoval hypotézu „klinické endokanabinoidní deficience“[5]. Je to vědecká hypotéza, u lidí nepotvrzená, a žádný účinek konopných výrobků nedokládá.
- „Podpora ECS“ výrobkem. Takové tvrzení na cbd.cz nenajdete. Popis receptorů a enzymů je fyziologie, ne vlastnost zboží.
- Hladina endokanabinoidů kolísá i bez konopí. Heyman a kol. (2012) například naměřili vyšší koncentraci endokanabinoidů v krvi po intenzivní fyzické zátěži[10]. Je to běžná součást fyziologie, ne systém odkázaný na přísun čehokoli z rostliny.
- Souběh s léky. Výrobek není určen ke konzumaci. Otázky k souběhu s léky patří lékaři nebo lékárníkovi.
Tři časté omyly
„Endokanabinoidní systém mají jen lidé, kteří užívají konopí“
Nemají. ECS funguje u každého člověka od raných fází vývoje – podílí se mimo jiné na dějích kolem implantace embrya. S konopím jeho existence nesouvisí.
„ECS je jen v mozku“
Receptory endokanabinoidního systému jsou popsané v kůži, kostech, trávicím traktu, srdci, slezině, játrech, vaječnících i varlatech. Jde o systém rozprostřený po celém těle.
„CBD je rostlinná náhrada endokanabinoidů“
Chemicky ne. Anandamid a 2-AG jsou deriváty kyseliny arachidonové, kdežto CBD patří mezi rostlinné terpenofenoly. Že se některé fytokanabinoidy v laboratoři vážou na tytéž receptory, z nich náhradu tělu vlastních molekul nedělá.
Navazující články
- CBG (kanabigerol): biosyntéza, certifikát a právní status
- CBN (kanabinol): vznik z THC a „spánková“ nálepka
- CBDA: kyselá forma CBD a přepočet v rozboru
Právní rámec zboží na cbd.cz
Produkt je určen výhradně k technickým a zahradnickým účelům ve smyslu § 5 odst. 5 zákona č. 167/1998 Sb. Není určen ke konzumaci ani inhalaci. Konopná kosmetika je určena k zevnímu použití.
Zboží prodáváme jen osobám od 18 let a věk kupujícího před dokončením prodeje ověřujeme.
Článek je chemický a legislativní přehled. Neříká, jak cokoli užívat ani v jakém množství, a netvrdí, že by zboží z naší nabídky mělo vliv na zdraví.
Zdroje
Tvrzení v tomto článku se opírají o následující recenzované studie a oficiální stanoviska. Inline odkazy ve formátu [1] vedou na konkrétní zdroj.
- Devane W. A., Hanus L., Breuer A., et al. (1992). Isolation and structure of a brain constituent that binds to the cannabinoid receptor.. Science. DOI: 10.1126/science.1470919. PubMed ↗
- Matsuda L. A., Lolait S. J., Brownstein M. J., Young A. C., Bonner T. I. (1990). Structure of a cannabinoid receptor and functional expression of the cloned cDNA.. Nature. DOI: 10.1038/346561a0. PubMed ↗
- Munro S., Thomas K. L., Abu-Shaar M. (1993). Molecular characterization of a peripheral receptor for cannabinoids.. Nature. DOI: 10.1038/365061a0. PubMed ↗
- Mechoulam R., Ben-Shabat S., Hanus L., et al. (1995). Identification of an endogenous 2-monoglyceride, present in canine gut, that binds to cannabinoid receptors.. Biochemical Pharmacology. DOI: 10.1016/0006-2952(95)00109-D. PubMed ↗
- Russo E. B. (2016). Clinical Endocannabinoid Deficiency Reconsidered: Current Research Supports the Theory in Migraine, Fibromyalgia, Irritable Bowel, and Other Treatment-Resistant Syndromes.. Cannabis and Cannabinoid Research. DOI: 10.1089/can.2016.0009. PubMed ↗
- Lu H. C., Mackie K. (2016). An Introduction to the Endogenous Cannabinoid System.. Biological Psychiatry. DOI: 10.1016/j.biopsych.2015.07.028. PubMed ↗
- Ben-Shabat S., Fride E., Sheskin T., et al. (1998). An entourage effect: inactive endogenous fatty acid glycerol esters enhance 2-arachidonoyl-glycerol cannabinoid activity.. European Journal of Pharmacology. DOI: 10.1016/S0014-2999(98)00392-6. PubMed ↗
- Russo E. B. (2011). Taming THC: potential cannabis synergy and phytocannabinoid-terpenoid entourage effects.. British Journal of Pharmacology. DOI: 10.1111/j.1476-5381.2011.01238.x. PubMed ↗
- Bisogno T., Hanuš L., De Petrocellis L., et al. (2001). Molecular targets for cannabidiol and its synthetic analogues: effect on vanilloid VR1 receptors and on the cellular uptake and enzymatic hydrolysis of anandamide.. British Journal of Pharmacology. DOI: 10.1038/sj.bjp.0704327. PubMed ↗
- Heyman E., Gamelin F. X., Goekint M., et al. (2012). Intense exercise increases circulating endocannabinoid and BDNF levels in humans – Possible implications for reward and depression.. Psychoneuroendocrinology. DOI: 10.1016/j.psyneuen.2011.09.017. PubMed ↗