Lékařský dům Sokolská 31, Praha 2. přednáška. 12.října 2009, hod.

Transkript

1 Lékařský dům Sokolská 31, Praha 2 přednáška 12.října 2009, hod.

2 Od konopí k anandamidu, novému regulátoru mozkové aktivity. Lumír Ondřej Hanuš Heberejská Univerzita v Jeruzalémě

3 Cannabis sativa L. ( marihuana)

4 V Číně před 4700 lety za vlády císaře Chen Nunga první známý záznam o použití konopí jako léku: - proti malárii - proti zácpě - proti revmatickým bolestem - proti roztržitosti - proti ženským poruchám

5 Asýrie př.n.l. Gurgurru konopný provaz, lodní lano Quunabu používáno při náboženských obřadech Azalla duchova ruka, otrava všech údů (neurologické choroby?) Gan-zi-gun-nu droga která vezme duši (= cannabimimetická)

6 Egypt 1700 př.n.l. Šm-šm-tu lékařské konopí hieroglyfy démotické písmo Ebersův papyrus (1500 př.n.l.) Řádek 7 a 8: konopí rozdrcené v medu; vložené do její vaginy Léčba zánětu Lék na nehet prstu (med s okrem, konopím a další přísady)

7 Indie př.n.l. posvátná tráva, bhang अथर वव द Atharva Veda chrání člověka od nemoci... a prodlužuje léta života, která máme před sebou" Atharva-Veda, Book II, Hymn IV; Book XI, Hymn VI.

8 Konopí jako lék

9 rozšíření bronchů antiemetický účinek snížení nitroočního tlaku snížen ená spasticita/ataxie ataxie svalová slabost bronchiální astma prevence dávení/zvracení způsoben sobené cytostatiky povzbuzení chuti k jídlu léčebné použit ití ytostatiky paliativní léčba anorexie způsobené opiáty, antivirálními léky, nemocemi souvisejícími s AIDS či pokročilým stádiem rakoviny analgezie zelený očnío zákal roztroušen ená skleróza za, dětská mozková obrna, poranění míchy bolesti rakoviny, pooperační bolesti, fantomová bolest

10 Léčebný účinek Léčebné použit ití protikřečový účinek epilepsie

11 Léčebný účinek Léčebné použit ití léčba poruch pohybového ústrojí dystonie Huntingtonova choroba, Parkinsonova choroba, syndrom Tourette

12 Léčebný účinek Léčebné použit ití kompetitivně inhibuje acetylcholinesterázu a zabraňuje jím vyvolané hromadění β-amyloidu; protizánětlivý účinek Alzheimerovo onemocnění revmatoidní artritída

13 Léčebný účinek Léčebné použit ití neuroprotektivní účinek zranění hlavy, snížení poškození způsobeného mozkovou mrtvicí

14 Přírodní látky v konopí

15

16 Cannabinoidní receptory v živém organizmu

17 Cannabinoidní Receptory * Dosud identifikovány dva typy CB 1, nalézá se v mozku a CNS, 472 aminokyselin CB 2, přítomen ve slezině a imunitních buňkách, 360 aminokyselin *Oba typy jsou 7-helixové transmembránové receptory. Mají tři extracelulární a tři intracelulární smyčky. Glykosylovaná extracelulární N-terminální doména, a intracelulární C-terminální doména je zapojená do interakce s G-proteinem. CB 1 CB 2

18 Centrální cannabinoidní receptor CB 1

19 Aktivní složka cannabis, Δ 9 -tetrahydrocannabinol, projevuje své účinky vazbou na CB 1 receptory na presynaptických nervových zakončeních v mozku. Vázání Δ 9 -THC na CB 1 receptory aktivuje G- protein a aktivuje/inhibuje řadu signálních transdukčních drah. G-protein inhibuje přímo vápníkové a sodíkové, na napětí závislé, kanály typu N a P/Q a nepřímo inhibuje prostřednictvím adenylát cyklázy vápníkové kanály typu A. Vázání Δ 9 -THC a aktivace G-proteinu také aktivuje dovnitř směřující draslíkové kanály a MAP kinázovou signální dráhu. Souhrnným účinkem těchto drah jsou euforické pocity spojene s užitím cannabis.

20 CB 1 receptory - nenalézají se v těch částech mozku, které jsou zodpovědné za respirační a kardiovaskulární funkce. Použití sloučenin majících vztah k CB 1 receptorům není spojeno s rostoucím rizikem respiračních a kardiovaskulárních poruch, které jsou u řady jiných léků běžným vedlejším účinkem. Selektivní CB 1 agonisté jsou považovány za výhodné léčebné prostředky.

21 Periferální cannabinoidní receptor CB 2

22 Cannabinoidní receptory CB 1 receptor mozková kůra hipokampus bazální ganglia mozeček rozmnožovací systém CB 2 receptor Lymfatické orgány: slezina brzlík mandle kostní dřeň slinivka břišní makrofágy leukocity

23 Objev endogenních cannabinoidů

24 C O N H OH anandamid (arachidonoylethanolamid) K i = 39.2 ± 5.7 nm CB 1 आन द vnitřní štěstí

25 OH C O N H OH O C 5 H 11 Δ 9 -tetrahydrocannabinol anandamid cannabinoidní receptor

26 C anandamid (Devane, Hanuš et al., 1992) O N H OH आन द homo-γ-linolenoylethanolamid (Hanuš et al., 1993) C O N H OH C O N H OH C O O OH OH 7,10,13,16-docosatetraenoylethanolamid (Hanuš et al., 1993) 2-arachidonoyl glycerol (Mechoulam, Ben-Shabat, Hanuš et al., 1995) OH O noladin éter (Hanuš et al., 2001) נוֹ ל ד OH OH C O O NH 2 C O N H OH virodhamin (Porter, 2002) वर ध arachidonoyl dopamin (NADA) (Huang, 2002)

27 O H COOH C N OH N-arachidonoyl serin (Milman, 2005) Nová, endocannabinoidům podobná, sloučenina s vazodilatačními vlastnostmi z mozku PNAS 103, (2006)

28 Anandamid je buďto neuromodulátor nebo neuromediátor (nervový přenašeč vzruchů). Je to molekulární posel, který hraje roli v bolesti, úzkosti, chuti k jídlu, paměti a plodnosti.

29 Fyziologický systém a stavy ovlivněné endocannabinoidy (částečný seznam) Bolest Pohyb Chuť k jídlu/stravování Průtok krve mozkem Imunitní systém Rozmnožování Krevní tlak Stres Nálada Tvorba kostí Dávení/zvracení Úzkost Neuroprotekce Zánět Paměť Zažívací trakt

30 Nárůst hladiny anandamidu v plazmě po výkonu u běžců a cyklistů nikoliv však sedících kontrol jednu hodinu po tělesné námaze mírné intenzity 4 Kontrola 4 Běžci Cyklisté 4 * Anandamid (pmol/ml) * * Před Po Před Po Před Po 0 NeuroReport 14 (17), (2003)

31 Neuroprotekce

32 2-AG Uzavřené zranění hlavy (CHI) je v západním světě hlavní příčinou nemocnosti a úmrtnosti ve věkové skupině 15 až 24 let, což je zapříčiněno hlavně dopravními nehodami. Traumatické zranění hlavy spouští kaskádu příhod, jejichž výsledkem může být opožděný otok tkání, nekróza a zhoršené motorické či poznávací funkce. Je také považováno za rizikový faktor Alzheimerovy choroby.

33 Výzkum traumatického zranění mozku dokázal, že hlavní poškození vedoucí k neuronálním škodám a k následné ztrátě funkce se neobjevuje v době nárazu, ale většinou během několika hodin jakožto výsledek sekundárních mechanizmů zprostředkovaných celou řadou mediátorů. Řada neuronů může být zachráněna v průběhu 3 až 4 hodin různými strategiemi. Léčebné strategie jsou zaměřeny na inhibici toxických nebo zvýšení ochranných mechanizmů.

34 Hladiny 2-AG v myším mozku po CHI AG v nmol/g sham 15 min 1 h 4 h 8 h 24 h Doba po CHI

35 Závěr 1. 2-AG se po CHI v mozku akumuluje, vrchol je po 4 hodinách. 2. Vnější podání 2-AG po CHI vyvolává cerebroprotektivní účinky. 3. Protektivní účinek 2-AG zesílen za přítomnosti 2-linoleoyl glycerol a 2-palmitoyl glycerol ( entourage účinek). 4. Protektivní účinek 2-AG je zeslaben specifickými antagonisty CB 1 receptoru. 5. Předpokládáme, že protekivní účinky 2-AG jsou zprostředkované, alespoň částečně, cannabinoidním receptorem, což zahrnuje k neuroprotektivním vlastnostem navíc vasodilataci.

36 Quo vadis Cannabis?

37 Tři typické účinky v chování po kouření marihuany - povzbuzení chuti k jídlu - odstranění úzkosti - uklidnění souvisejí s přítomností cannabinoidních receptorů v hypothalamu a limbickém systému (ten je zodpovědný za emoční chování a leží zde kořeny strachu, agrese, touhy a radosti) Endocannabinoidy mají zřejmě obecnou funkci jako faktory odstraňující stres.

38 Co způsobují endocannabinoidy?,,odpočívej, jez, spi, pusť to z hlavy a chraň se! TINS 21, 521 (1998)

39 Poranění mozku glutamát, cytokiny (e.g. TNF-α ), ROI 2-AG ANA vazokonstriktory (ET-1, thromboxan) neuronální a gliální buněčná smrt Ochrana mozku cerebrální ischemie

40 Vyhasnutí paměti

41 50 40 ** *** *** Per cent freezing (60 s tone) CB 1 -/- CB 1 +/+ 0 Co d1 d2 d3 d6 CS CS CS CS Experimental day

42 Endocannabinoidní systém by mohl mít therapeutické využití při léčbě nemocí spojených s nepřiměřeným uchováváním nežádoucích vzpomínek nebo nepřiměřenými reakcemi na nežádoucí stavy, jakými jsou poruchy způsobené posttraumatickým stresem, stavy úzkosti a některé formy chronických bolestí.

43 Chuť k jídlu

44 Mean change in weight from baseline in patients with AIDS treated 0.3 with dronabinol (THC) and placebo Mean weight change (kg) Dronabinol Placebo Day

45 Effect of anandamide on food intake in diet-restricted mice. 7 6 anandamide (0.001 mg/kg i.p.) vehicle gram/mouse/day Days

46 Fyzický růst v průběhu ošetření pomocí Δ 9 -THC a CB 1 antagonisty (SR141716A) 7 Kontrola 6 THC Váha těla (g) SR141716A THC + SR141716A všichni novorozenci zemřeli 1 12 (ze 13) novorozenců zemřelo Věk ve dnech

47 Zánět

48 Cannabidiol (i.p.), acute Clinical score control 2.5 mg/kg 5 mg/kg 10 mg/kg 20 mg/kg Days after onset of arthritis LOH 2003

49 Synovium is the most critical site of cytokine production in arthritis. Synovial cells from arthritic mice spontaneously produce large amounts of tumor necrosis factor (TNF) when cultured in vitro. Cells from arthritic mice which had been treated with CBD produced significantly less (50%) TNF.

50 výživa žaludeční sondou Oral Administration of CBD Has an Equally Potent Therapeutic Effect on Established Arthritis. Daily oral gavage of CBD immediately after onset of arthritis resulted in suppression of acute collagen-induced arthritis (CIA) (Fig.). The optimal dose was 25 mg/kg, although the higher dose of 50 mg/kg worked almost as well. From the first clinical signs of arthritis, mice were treated daily with CBD, i.p. at the following doses: 20 mg/kg ( ), 10 mg/kg ( ), 5 mg/kg ( ), or 2.5 mg/kg ( ). Mice treated with the vehicle alone served as controls ( ). Each point is the mean of n mice ± SEM. Shown is the clinical score over 10 days of classical CIA in three pooled experiments (controls, n = 23; CBD 20 mg/kg, n = 17; CBD 10 mg/kg, n = 15; CBD 5 mg/kg, n = 15; CBD 2.5 mg/kg, n = 9). * denotes a P value < 0.05 (Mann Whitney U test).

51 Remodelace kosti Kosti jsou v neustálé přestavbě, na níž se podílejí kostní buňky osteoblasty (tvorba kosti), a osteoklasty (resorpce kosti - kostní tkáň odbourávají)

52 Endocannabinoidy regulují kostní hmotu Anandamid 2-AG CB1? mozek varle CB1 CB2? kost

53 2-AG POVZBUZUJE IN VIVO RYCHLOST TVORBY KOSTI Rychlost tvorby kosti P = 0.04 mm 3 /mm 2 /den Vehikulum 5 mg 2-AG/Kg/den Dávka 2-AG (mg/kg/den)

54 Vládní statistiky vykazují, že zlomeniny kyčelního kloubu jsou v Řecku výrazně nižší nežli v Severní Americe a Severní Evropě. Bylo prokázáno, že Pozitivní souvislost mezi kostní minerální denzitou (bone mineral density - BMD) a mononenasyceným tukem, který je v řecké dietě odvozen většinou od olivového oleje, je dosti nápadná, statisticky významná." (Antonia Trichopoulou a spol., Preventive Medicine 26, , 1997)

55 O C H N COOH OH arachidonoyl serin

56 N-oleoyl D-serine N-oleoyl L-serine Brain extract A min Retention times of N-oleoyl L- and D-serine and the endogenous compound in the mouse brain on a chiral HPLC column

57 Oleoyl serin stimuluje množství osteoblastů MC3T3 E1 osteoblasty 10 Primární lebeční osteoblasty novorozenců Cells/well/ Cells/well/ Cntl Cntl [OS] (M) [OS] (M)

58 Oleoyl serin inhibuje tvorbu osteoklastů Počet osteoklastů Kontrola OCL/well Velikost osteoklastů Oleoyl serin OCL area (mm 2 ) Ctrl [OS] (M) R. Mechoulam and I. Bab Proceedings of the 18th International Cannabinoid Research Soc. Jun 25-29, 2008

59 Oleoyl serin obnovuje ovariektomií-vyvolanou ztrátu kostní tkáně 5 p= p= BV/TV (%) Sham OVX OVX/VEH OVX/OS OVX OS léčba Analýza 5 mg/kg/den Den 0 Den 42 Den 84

60 Souhrn Oleoyl serin je endogenní anabolický regulátor metabolizmu kostní tkáně, který stimuluje tvorbu kosti a inhibuje resorpci kosti. Oleoyl serin s účinností in vivo, zabraňující ztrátě kostní tkáně, by mohl být slibnou kostní anabolickou terapií. Kosterní aktivita oleoyl serinu naznačuje společně s cannabinoidy důležitou roli mastných kyselin v regulaci metabolizmu kostní tkáně.

61 V době anandamidu (1992).

62 A dnes

63 Dublin, Ireland, August 28, 2009

64 Všechna práva vyhrazena. All rights reserved Copyright Lumír O. Hanuš 2009