Kannabinoidireseptori

Kannabinoidireseptorit ovat G-proteiinikytkentäisiä reseptoreita, joita on vain selkärankaisilla. Ihmisillä ja muilla nisäkkäillä näitä reseptoreita ovat kannabinoidireseptori 1 eli CB1 ja kannabinoidireseptori 2 eli CB2. Nisäkkäillä näihin reseptoreihin sitoutuvat sisäsyntyiset välittäjäaineet eli endokannabinoidit ovat anandamidi ja 2-arakidonyyliglyseroli eli 2-AG.[1]

Kannabinoidireseptori 1
Cannabinoid CB1 Receptor.png
Ihmisen CB1-reseptori (PDB: 5TGZ).
Tunnisteet
Tietokannat
Entrez 1268
OMIM 114610
UniProt P21554
Kannabinoidireseptori 2
Tunnisteet
Tietokannat
Entrez 1269
OMIM 605051
UniProt P34972

CB1- ja CB2-reseptoreihin sitoutuvat myös monet ulkosyntyiset aineet, joista osaa käytetään päihteinä tai lääkkeinä. Esimerkki lääkkeenä ja päihteenä käytetystä aineesta on kannabiksessa oleva tetrahydrokannabinoli eli THC.[2] THC päihdyttää ja saa aikaan osan lääkinnällisistä vaikutuksistaan sitoutumalla CB1-reseptoreihin niitä aktivoivana agonistina. Osaa muista tunnetuista agonisteita käytetään muuntohuumeina, joita sanotaan synteettisiksi kannabinoideiksi.[3] Myös CB1- ja CB2-antagonisteja ja käänteisagonisteja on olemassa.[4]

Ihmisillä CB1-reseptoreita on monissa kehon osissa. Hermostossa endokannabinoidit vähentävät CB1-reseptoreita sisältävissä synapseissa muiden välittäjäaineiden eritystä vaikuttaen siten muun muassa muistiin, ruokahaluun ja kipuaistiin. Muualla kehossa reseptorit vaikuttavat esimerkiksi ruuansulatukseen ja verenkiertoon. CB2-reseptoreita on vähemmän hermostossa, jossa niillä on silti tärkeitä rooleja.[5] CB2-reseptoreita on eniten immuunijärjestelmän soluissa, joissa ne vaikuttavat esimerkiksi tulehdusreaktioihin, herkkyyteen saada jokin tartuntatauti ja joidenkin autoimmuunisairauksien kehityskulkuun.[6]

CB1- ja CB2-reseptoreilla on useita reseptorialatyyppejä, jotka muodostuvat silmukoitumisen kautta.[7]

HistoriaMuokkaa

CB1-reseptori kloonattiin ensi kerran 1990. 1992 anandamidin havaittiin olevan CB1-reseptoriin sitoutuva sisäsyntyinen ligandi. 1993 kloonattiin CB2-reseptori. 1995 2-arakidonyyliglyserolin havaittiin toimivan CB1- ja CB2-reseptorien sisäsyntyisenä ligandina.[8]

GeenitMuokkaa

Ihmisillä CB1-reseptorin geeni on CNR1. Se on kromosomissa 6 kohdassa 6q14-q15. Siinä on 4 eksonia, jotka koodaavat 472:ta aminohappoa. Eksonien silmukoituminen tuottaa 5 vaihtoehtoista reseptorimuotoa, jotka ovat CB1A, CB1B, CB1C, CB1D ja CB1E. Yli 1 %:lla väestöstä geenissä CNR1 on yhden emäksen mutaatio. Näitä mutaatioita tunnetaan ainakin 135.[7]

Ihmisten CB2-reseptorin geeni on CNR2. Se on kromosomissa 1 kohdassa 1p34-p35. Siinä on 4 eksonia, jotka koodaavat 360:tä aminohappoa. Eksonien silmukoituminen tuottaa 2 alatyyppiä reseptorille. Tyypit ovat CB2A ja CB2B. CB2A muodostuu eksoneista 1, 2 ja 4. CB2B muodostuu eksoneista 3 ja 4. Yli 1 %:lla väestöstä geenissä CNR2 on yhden emäksen mutaatio. Näitä mutaatioita tunnetaan ainakin 100.[7]

RakenneMuokkaa

 
Kannabinoidireseptorien rakenne kaavakuvana. Pallot esittävät yksittäisiä peptidiketjun aminohappoja. Kuvassa näkyy 7 solukalvon (harmaa alue) läpäisevää α-kierrettä. Sininen: CB1. Vihreä: CB2.

Ihmisillä CB1- ja CB2-reseptorit ovat A tyypin G-proteiinikytkentäisiä reseptoreita. Niissä on siis solunulkoinen N-terminaali, 7 solukalvon läpäisevää α-kierrettä ja solunsisäinen C-terminaali. Kierteet ovat kerääntyneet kimpuksi, joiden väliin reseptorien luontaiset ligandit eli endokannabinoidit sitoutuvat vaikuttaen siten reseptorin välittämiin viesteihin.[9]

ToimintaMuokkaa

YleistäMuokkaa

Ihmisillä kannabinoidireseptorit ovat pääosin solukalvoilla. Niitä on muun muassa myös mitokondrioissa ja lysosomeissa, joissa niiden toiminnot ovat osin erilaisia kuin solukalvoilla.[5]

Hermostossa CB1-reseptoreita on synapsia edeltävien eli presynaptisten hermosolujen solukalvoilla. Soluilta välittyy sanan "presynaptinen" määritelmän mukaan viesti välittäjäaineiden muodossa synapsin kautta toiselle synapsin jälkeiselle eli postsynaptiselle hermosolulle. Postsynaptinen solu voi tuottaa 2-arakidonyyliglyserolia (2-AG), joka on ihmisaivoissa normaalitilanteessa noin 1000-kertaa yleisempi endokannabinoidi kuin anandamidi. 2-AG:tä vapautuu ja sitoutuu aktivoivasti presynaptisen solun kannabinoidireseptoreihin. Kukin reseptori välittää viestin, joka heikentää synapsin toimintaa estäen välittäjäaineiden, kuten glutamaatin ja GABA:n, vapautumista synapsiin. Näin on muodostunut eräänlainen negatiivinen takaisinkytkentä, jota sanotaan tässä ja muissakin vastaavissa biologisissa kytkennöissä retrogradiseksi signaloinniksi.[5] Nisäkkäillä anandamidia on vain vähän aivojen ulkopuolella ja 2-AG:tä on näissä muissa kudoksissa suhteessa enemmän.[6]

HermostoMuokkaa

Ihmisillä keskushermostossa on paljon enemmän CB1-reseptoreita kuin CB2-reseptoreita. Aivoissa molemmat reseptorit vaikuttavat muun muassa oppimiseen, muistiin, koordinaatiokykyyn, mielialaan ja ruokahaluun. CB1-reseptorien vaikutukset glutamaatin eritykseen estävät eksitotoksisuutta. CB1-reseptoreita on ääreishermostossa, jossa niitä on lähinnä tahdosta riippumattomassa hermostossa. Tässä hermoston osassa CB1-reseptorit vaikuttavat muun muassa kipuaistiin.[5]

ImmuunijärjestelmäMuokkaa

Ihmisillä CB2-reseptoreita on lähinnä immuunijärjestelmän soluissa, joissa niiden roolit tunnetaan parhaiten. Ihmisillä niitä on eniten B-soluissa. Toiseksi eniten niitä on NK-soluissa ja makrofageissa. Reseptoreita on vähemmässä määrin myös muuallakin kehossa. CB2-reseptorit säätelevät osaltaan immuunipuolustusta vaikuttaen siten tulehdusreaktioihin. Reseptorien aktivointi agonistien vaikutuksesta heikentää immuunipuolustusta ja lisää siksi kannabista säännöllisesti käyttävien riskiä saada jokin infektio.[6]

MuutMuokkaa

CB1-reseptoreita on ihmisillä ruuansulatuselimistön hermostossa ja ohutsuolen limakalvojen hermosoluihin kuulumattomissa soluissa, kuten enterosyyteissä. Nämä vaikuttavat tiettyjen hormonien, välittäjäaineiden ja ruuansulatusnesteiden eritykseen sekä suoliston tyhjentymistä edistävään supisteluun. Maksassa CB1-reseptorien pitoisuus on normaalisti pieni, mutta sairauksissa niiden määrä kasvaa. Reseptorien määrän kasvu pahentaa maksan insuliiniresistenssiä, arpeutumista ja rasvoittumista. Verenkierrossa CB1-reseptorit vaikuttavat verisuonten laajentumiseen ja sydämen supistumiseen.[5]

LiganditMuokkaa

Sisäsyntyiset agonistitMuokkaa

Ihmisten keskeisimpiä kannabinoidireseptoreihin sitoutuvia sisäsyntyisiä aineita eli endokannabinoideja ovat anandamidi ja 2-arakidonyyliglyseroli (2-AG). Anandamidi sitoutuu osittaisagonistina CB1-reseptoreihin, muttei CB2-reseptoreihin. 2-AG taas on CB1- ja CB2-reseptorien täysagonisti.[5]

Soluissa NAPE-selektiivinen fosfolipaasi D (NAPE-PLD) on entsyymi, joka muodostaa N-asyylifosfatidyylietanoliamiinista (NAPE) anandamidia. Entsyymit diasyyliglyserolilipaasi α (DAGLα) tai β (DAGLβ) muodostavat diasyyliglyserolista 2-AG:tä. Aikuisen ihmisen aivoissa DAGLα vastaa pääosasta 2-AG:n tuotosta.[5]

Rasvahappojen amidihydrolaasi (FAAH) on entsyymi, joka hajottaa anandamidia arakidonihapoksi ja etanoliamiiniksi. Monoasyyyliglyserolilipaasi (MAGL) hajottaa 2-AG:tä arakidonihapoksi ja glyseroliksi. Anandamidin ja 2-AG:n hajotukseen voi osallistua myös muitakin entsyymeitä, kuten syklo-oksigenaasi 2 (COX2) ja tietyt lipoksigenaasit.[5]

Ulkoiset agonistitMuokkaa

Käänteisagonisteihin kuulumattomia CB1-agonisteja käytetään maailmanlaajuisesti päihteinä. CB1-agonismi välittää aineiden päihdyttävät vaikutukset. Monet näistä päihteistä ovat myös merkittävissä määrin CB2-agonisteja,[3] mutta yksinomainen CB2-agonismi ei aiheuta päihtymistä.[6]

Agonisteista tunnetuin on kannabiksessa oleva Δ9-tetrahydrokannabinoli (THC). THC vastaa pääosin kannabiksen päihdyttävästä vaikutuksesta, vaikka kannabiksessa on muitakin päihdyttäviä kannabinoideja. Tutkimuskäyttöön kehitettyjen keinotekoisten eli synteettisten kannabinoidien käyttö alkoi yleistymään maailmalla vuosina 2004–2007 laillisina korvikkeina eri maissa kielletylle THC:lle sekä mahdollisena kiertokeinona vain THC:n havaitseville huumetesteille. Sittemmin eri maissa tiettyjen synteettisten kannabinoidien luokittelu laittomiksi päihteiksi on johtanut uusien keinotekoisten kannabinoidien kehitykseen. Osa näistä aineista on kehitetty muuntohuumeiksi, sillä niitä ei ole kuvailtu tieteellisessä kirjallisuudessa ennen niiden päätymistä päihdemarkkinoille.[3]

CB1- ja CB2-agonisteja käytetään myös lääkkeinä tietyissä maissa. Esimerkiksi USA:ssa synteettistä THC:tä on käytetty lääkkeenä vuodesta 1986 asti nimellä dronabinoli. Nimestä "dronabinoli" huolimatta aine on kannabiksen THC:n kanssa rakennekaavaltaan identtinen. USA:ssa dronabinolia voidaan käyttää lievittämään syövän solunsalpaajahoidon sivuvaikutuksia, kuten kipua ja pahoinvointia. Se voi myös lisätä ruokahalua. Edeltävät vaikutukset välittyvät kannabinoidireseptorien kautta. Myös tiettyjä synteettisiä kannabinoideja käytetään lääkkeinä, joista esimerkki on nabiloni.[2]

Alla olevaan taulukkoon on listattu joitakin CB1- tai CB2-agonisteja, muttei kaikkia tunnettuja agonisteja. Taulukon affiniteetit ovat yksiköissä nanomoolia per litra (nM). Mitä pienempi inhibitiovakion Ki (eli dissosiaatiovakion) arvo on, sitä voimakkaammin aine sitoutuu CB1- tai CB2-reseptoriin. Sitoutuminen voi aktivoida reseptorin. Myös mahdolliset keskivirheet (±) on esitetty.

Agonistien affiniteetteja ihmisten CB1- ja CB2-reseptoreissa
Aine CB1 Ki (nM) CB2 Ki (nM) Viite
2-Arakidonyyliglyseroli 89 371 [6]
Anandamidi 472 1400 [6]
(-)-trans-Δ9-THC 5.05–80.3 3.13–75.3 [10]
5F-APICA (STS-135) 1.95 ± 0.55 0.266 ± 0.041 [11]
5F-APINACA (5F-AKB48) 1.94 ± 0.55 0.266 ± 0.041 [11]
AB-FUBINACA 0.734 ± 0.071 0.933 ± 0.082 [12]
APP-CHMINACA (PX-3) 9.81 ± 4.56 4.39 ± 0.59 [13]
CP55,940 1.28 ± 0.44 1.42 ± 0.75 [11]
EAM-2201 0.41 ± 0.04 0.38 ± 0.05 [13]
FUB-JWH-018 3.27 ± 1.76 1.34 ± 0.48 [13]
HU-210 0.061 ± 0.007 0.52 ± 0.04 [14]
HU-308 4600 10 [15]
HU-910 3734 43 [15]
JWH-007 9.50 ± 4.50 2.94 ± 2.60 [16]
JWH-015 336 ± 36.0 13.8 ± 4.60 [16]
JWH-018 9.0 ± 5.0 2.9 ± 2.6 [14]
JWH-073 8.9 ± 1.8 38 ± 24 [14]
JWH-122 0.69 ± 0.5 1.2 ± 1.2 [14]
JWH-133 680 3 [6]
Nabiloni 2.2 1.8 [17]
RO6871304 >10 000 17 [15]
WIN 55,212-2 1.9 ± 0.09 0.28 ± 0.16 [14]

Antagonistit ja käänteisagonistitMuokkaa

CB1-antagonisteja ja -käänteisagonisteja on tutkittu laihdutuslääkkeinä, sillä ne vähentävät syömisestä saatua nautintona aistittavaa dopamiinin vapautumista, jota CB1-reseptorien aktivaatio taas edistää. Lääkkeistä esimerkkejä ovat rimonabantti, taranabantti, surinabantti, ibinabantti, rosonabantti ja otenabantti. Edeltävien käytöstä tai kehityksestä laihdutuslääkkeinä on kuitenkin luovuttu muun muassa EU:ssa ja USA:ssa, sillä lääkkeiden käyttö voi aiheuttaa masennusta, ahdistusta ja lisätä riskiä toteuttaa itsemurha.[4]

CB2-antagonistit heikentävät immuunipuolustusta vähentäen siten tulehdusreaktioita. Niitä on siksi tutkittu mahdollisina tulehduslääkkeinä eri autoimmuunisairauksien hoitoon.[6]

Katso myösMuokkaa

LähteetMuokkaa

  1. MR Elphick: The evolution and comparative neurobiology of endocannabinoid signalling. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 2012, 367. vsk, nro 1607, s. 3201–3215. PubMed:23108540. doi:10.1098/rstb.2011.0394. ISSN 0962-8436. Artikkelin verkkoversio.
  2. a b DI Abrams: Integrating cannabis into clinical cancer care. Current Oncology, 2016, 23. vsk, nro Suppl 2, s. S8–S14. PubMed:27022315. doi:10.3747/co.23.3099. ISSN 1198-0052. Artikkelin verkkoversio.
  3. a b c L Fattore, W Fratta: Beyond THC: the new generation of cannabinoid designer drugs. Frontiers in Behavioral Neuroscience, 2011, 5. vsk. PubMed:22007163. doi:10.3389/fnbeh.2011.00060. ISSN 1662-5153. Artikkelin verkkoversio.
  4. a b DR Janero, A Makriyannis: Cannabinoid receptor antagonists: pharmacological opportunities, clinical experience, and translational prognosis. Expert Opinion on Emerging Drugs, 2009, 14. vsk, nro 1, s. 43–65. PubMed:19249987. doi:10.1517/14728210902736568. ISSN 1744-7623. Artikkelin verkkoversio.
  5. a b c d e f g h S Zou, U Kumar: Cannabinoid receptors and the endocannabinoid system: signaling and function in the central nervous system. International Journal of Molecular Sciences, 2018, 19. vsk, nro 3. PubMed:29533978. doi:10.3390/ijms19030833. ISSN 1422-0067. Artikkelin verkkoversio.
  6. a b c d e f g h S Basu, BN Dittel: Unraveling the complexities of cannabinoid receptor 2 (CB2) immune regulation in health and disease. Immunologic research, 2011, 51. vsk, nro 1, s. 26–38. PubMed:21626285. doi:10.1007/s12026-011-8210-5. ISSN 0257-277X. Artikkelin verkkoversio.
  7. a b c ES Onaivi et al: Cannabinoid receptor gene variations in drug addiction and neuropsychiatric disorders. Journal of Drug and Alcohol Research, 2013, 2. vsk, s. 1–11. doi:10.4303/jdar/235714. ISSN 2090-8334. Artikkelin verkkoversio.
  8. M Haney, MN Hill: Cannabis and cannabinoids: from synapse to society. Neuropsychopharmacology, 2018, 43. vsk, nro 1, s. 1–3. PubMed:29192667. doi:10.1038/npp.2017.255. ISSN 1740-634X. Artikkelin verkkoversio.
  9. PH Reggio: Endocannabinoid binding to the cannabinoid receptors: what is known and what remains unknown. Current medicinal chemistry, 2010, 17. vsk, nro 14, s. 1468–1486. PubMed:20166921. doi:10.2174/092986710790980005. ISSN 0929-8673. Artikkelin verkkoversio.
  10. RG Pertwee: The diverse CB1 and CB2 receptor pharmacology of three plant cannabinoids: Δ9-tetrahydrocannabinol, cannabidiol and Δ9-tetrahydrocannabivarin. British Journal of Pharmacology, 2008, 153. vsk, nro 2, s. 199–215. PubMed:17828291. doi:10.1038/sj.bjp.0707442. ISSN 0007-1188. Artikkelin verkkoversio.
  11. a b c C Hess et al: Pharmacological evaluation of synthetic cannabinoids identified as constituents of spice. Forensic Toxicology, 2016, 34. vsk, s. 329–343. PubMed:27429655. doi:10.1007/s11419-016-0320-2. ISSN 1860-8965. Artikkelin verkkoversio.
  12. I Canazza et al: Pharmaco-toxicological effects of the novel third-generation fluorinate synthetic cannabinoids, 5F-ADBINACA, AB-FUBINACA, and STS-135 in mice. In vitro and in vivo studies. Human Psychopharmacology, 2017, 32. vsk, nro 3. PubMed:28597570. doi:10.1002/hup.2601. ISSN 1099-1077. Artikkelin verkkoversio.
  13. a b c JA Marusich et al: Finding order in chemical chaos - continuing characterization of synthetic cannabinoid receptor agonists. Neuropharmacology, 2018, 134. vsk, nro Pt A, s. 73–81. PubMed:29113898. doi:10.1016/j.neuropharm.2017.10.041. ISSN 0028-3908. Artikkelin verkkoversio.
  14. a b c d e SMR Gurney et al: Pharmacology, toxicology, and adverse effects of synthetic cannabinoid drugs. Forensic Science Review, 2014, 26. vsk, nro 1, s. 53–78. PubMed:26226970. ISSN 1042-7201. Artikkelin verkkoversio.
  15. a b c RF Porter et al: Selective cannabinoid 2 receptor agonists as potential therapeutic drugs for the treatment of endotoxin-induced uveitis. Molecules, 2019, 24. vsk, nro 18. PubMed:31540271. doi:10.3390/molecules24183338. ISSN 1420-3049. Artikkelin verkkoversio.
  16. a b MM Aung et al: Influence of the N-1 alkyl chain length of cannabimimetic indoles upon CB(1) and CB(2) receptor binding. Drug and Alcohol Dependence, 2000, 60. vsk, nro 2, s. 133–140. PubMed:10940540. doi:10.1016/s0376-8716(99)00152-0. ISSN 0376-8716. Artikkelin verkkoversio.
  17. JA Lile, TH Kelly, LR Hays: Separate and combined effects of the cannabinoid agonists nabilone and Δ9-THC in humans discriminating Δ9-THC. Drug and alcohol dependence, 2011, 116. vsk, nro 1-3, s. 86–92. PubMed:21227600. doi:10.1016/j.drugalcdep.2010.11.019. ISSN 0376-8716. Artikkelin verkkoversio.

Aiheesta muuallaMuokkaa