Luzný J, Povová J. Teoretické předpoklady pro léčbu kanabinoidy u neurodegenerativních chorob
Kanabinoidy jsou zajímavou skupinou látek s psychotropním, myorelaxačním, analgetickým, antiemetickým a orexigenním efektem. Paleta přírodních fytokanabinoidů byla rozšířena o syntetické molekuly se selektivnějším účinkem, dále pak byly popsány endokanabinoidy a jejich komplexní vliv na gabaergní a glutamátergní synapse. Právě tyto poznatky otevírají cestu k diskusím o možném medicínském využití kanabinoidů - zejména pak v léčbě neurodegenerativních chorob včetně Alzheimerovy demence. Přehledová práce shrnuje základní poznatky z farmakologie kanabinoidů i dosavadní výzkum v užití kanabinoidů v léčbě neurodegenerativních chorob.
Klíčová slova: fytokanabinoidy endokanabinoidy, syntetické kanabinoidy, kanabinoidní receptorový systém, neurodegenerativní choroby
Luzný J, Povová J. Theoretical premises for cannabinoid treatment in neurodegenerative disorders
Cannabinoids belong to interesting agents with psychotropic, myorelaxati-ve, analgetic, antiemetic and orexigennic properties. Group of phytocannabinoids was enriched thanks to synthetical cannabinoids, further, endocannabinoids and their complex influence on gabaergic and glutamatergic synapses was described. This knowledge opens the door for medicinal use of cannabinoids - mainly in treatment of neurodegenerative diseases including Alzheimer's disease. Reviw summarizes basic knowledge from pharmacology of cannabinoids as well as results of recent research of cannabinoids use in treating neurodegenerative diseases.
Key words: phytocannabinoids, endocannabinoids, synthetical cannabinoids, cannabinoid receptor system, neurodegenerative diseases
Kanabinoidy jsou skupinou psychoaktivních látek izolovaných z konopí setého (Cannabis sativa). Rostlina patří do čeledi konopovitých ( Cannabaceae). Jedná se o jednoletou bylinu, rostoucí do výšky až 4 metrů.1 Ještě vyšší obsah kanabinoidů (zejména pak vyšší obsah kanabidiolu oproti tetrahydrokanabinolu) než u konopí setého obsahuje poddruh konopí indické (Cannabis indica),2,3 jehož rostliny jsou tak více pěstitelsky i farmakologicky atraktivní. Rostlina je pěstována zejména pro psychotropní účinky u některých kanabinoidů jsou dále popsány účinky analgetické, myorelaxační a antiemetické, což otevírá diskusi o možných terapeutických účincích konopí.4 Běžně jsou užívány nať a listy konopí, spolu s vrcholky kvetoucích samičích rostlin (marihuana), nebo dochází k vyššímu koncentrování účinných látek do podoby pryskyřice (hašiš) a hašišového oleje. Hašiš obsahuje průměrně dvakrát více účinných látek než marihuana.1 Nať konopí setého spolu s extrahovanou pryskyřicí jsou zahrnuty do seznamu IV Jednotné úmluvy o omamných látkách a jejich použití je v ČR legislativně limitováno (zákon č. 167/1998 Sb., o návykových látkách, ve znění zákona č. 466/2004 Sb.).5 V konopí bylo identifikováno kolem 500 chemických látek, 80 z nich jsou fytokanabinoidy (kanabinoidy rostlinného původu).6
Kanabinoidy jsou látky, které jsou specificky rozpoznány kanabinoidním systémem. Dělí se na fytokanabinoidy (kanabinoidy rostlinného původu), endogenní kanabinoidy (kanabinoidy tělu vlastní) a syntetické kanabinoidy.6,7
Fytokanabinoidy (přírodní kanabinoidy) jsou látky lipofilní povahy, chemicky řazené mezi složené acetogeniny Nejznámějším kanabinoidem je delta-9,10-tetrahydrokanabinol (THC) a jeho trans-izomer dronabinol, který je nositelem nejvýznamnějších psychotropních vlastností. Dalšími významnými kanabinoidy izolovanými z konopí setého jsou kanabidiol (CBD), kyselina kanabidiolová, 11-hydroxy-THC, kanabichromen (CBC), kanabinol (CBN), kanabigerol (CBG), kanabigerovarin (CBGV), kanabivarin (CBV), kanabidivarin (CBDV), monometylether kanabigerolu (CBGM), dimetylheptylpyran, parahexyl a další. Obsah účinných látek v pěstitelsky získávaných rostlinách je značně nekonstantní jak co do kvantity (vlastní obsah kanabinoidů), tak i kvality (proporční zastoupení jednotlivých kanabinoidů, zejména pak poměr THC : CNB).7,8,9 Záleží na složení půdy, dostatku živin a hnojení, osvětlení stanoviště, klimatických podmínkách. Z tohoto důvodu je standardizované použití kanabinoidů například v rámci automedikačních snah pěstitelů konopí problematické.
Endogenní kanabinoidy jsou považovány za signální, tělu vlastní molekuly, s charakteristikami blízkými neurotransmiterům. Mezi nejznámější endogenní kanabinoidy patří 2-arachidonoylglycerol (2-AG) a anandamid (arachidonoylethanolamid, EAE). Dalšími látkami řazenými do této skupiny jsou noladinether, virodhamin, N-arachidonoyldopamin. Endogenní kanabinoidy jsou chemicky odvozeny od základní struktury arachidonové kyseliny, která je přirozenou součástí fosfolipidů.6,7
Syntetické kanabinoidy byly připraveny in vitro. Jedná se o vysoce efektivní a vysoce selektivní molekuly specificky se vázajících ke kanabinoidním receptorům rozdílné chemické struktury. Syntetické kanabinoidy jsou označeny zkratkami a doplněny identifikačními kódy. Mezi nejznámější z mnoha desítek patří molekuly HU-210, WIN-55, 212-2, JWH-133, CP 55, 940, SR141716A.6,7,8,9
Kanabinoidy působí přes kanabinoidní systém receptorů (CBD receptory). Byly rozpoznány dvě základní rodiny těchto receptorů - CBD1 receptory (nalezeny především v CNS - kortex, bazální ganglia, limbický systém, mozeček) a CBD2 receptory (nalezeny v periferních tkáních a na mikrogliích). Jedná se o hlavní podtypy kanabinoidních receptorů, popsány byly dále non-CB1 a non-CB2 receptory, TRPV1 receptor (vanilloidový/kapsaicinový receptor).6,10
Fyziologické funkce kanabinoidního systému jsou komplexní, tento receptorový systém pomáhá v zajištění pohybové koordinace, chuti k jídlu, modulaci vnímání bolesti, podílí se na neuroprotektivitě a udržování homeostázy.6
CBD1 receptory v mozku mají řadu funkcí - účastní se zřejmě procesu neuronální plasticity, neurotransmiterové modulace a zpětnovazebních receptorových regulací mezi presynaptickými a postsynaptickými neurony, ovlivňují nocicepci, motorickou regulaci, afektivitu, dále pak zasahují do systému odměňování s přesahem do teorie vzniku a rozvoje závislostního chování.
CBD2 receptory se nejspíše účastní humorálních regulací a mají imunomudulační efekty.
Kanabinoidní signální dráha (stručný popis): Kanabinoidy aktivují CB1 receptory, následně je aktivován systém G proteinů, dochází k inhibici aktivity adenylylcyklázy (a následně ke snížené aktivaci proteinkinázy A) a aktivaci mitogenem aktivované proteinkinázy. Dochází pak ke snížení intracelulárního cAMP (s druhotným vlivem na celkovou synaptickou plasticitu díky následným změnám v aktivitě proteinkinázy A, fosforylaci transkripčního faktoru CREB, změněné genové expresi neurotrofního faktoru BDNF aj.), inhibici napěťově řízených vápníkových kanálů (a druhotnému snížení uvolňování neurotransmiterů) a stimulaci specifických draslíkových kanálů. Výsledkem je tedy inhibice GABA-ergní a glutamátergní neurotransmise, spolu s četným modulačním vlivem na řadu dalších neurotransmiterových systémů.6-10
Tetrahydrokanabinol a kanabinoidní receptory - tetrahydrokanabinol (THC, dronabinol) působí jako parciální agonista na kanabinové receptory CBD 1 a CBD 2, což vysvětluje jeho účinky afektivní (veselá až euforická nálada), senzorické (změněné či zvýrazněné vnímání podnětů), derealizace, depersonalizace, změněné vnímání tělesného schématu, kognitivní (narušené krátkodobé paměti, dekoncentrace pozornosti). Mezi somatické účinky tetrahydrokanabinolu patří (zvláště při předávkování) snížení tělesné teploty, tachykardie, vazodilatace, zvýšená spotřeba kyslíku, ortostatická nebo posturální hypotenze, u nezkušených uživatelů však i riziko hypertenze, inhibice agregace trombocytů, zarudlé oči, snížení toku slz, snížení nitroočního tlaku, bronchodilatace, hyposalivace, xerostomie, změny v imunitním a hormonálním systému. Tetrahydrokanabinol je lipofilní molekulou, s vysokou afinitou k plazmatickému albuminu, erytrocytům i lipoproteidům. V plazmě tvoří volná frakce pouze 3 %.6,7 Parciální agonismus tetrahydrokanabinolu na CB1 a CB2 receptorech působí však rovněž účinky anxiogenní, hypotenzivní a proarytmogenní (prodloužení QT intervalu při intoxikacích marihuanou). Tetrahydrokanabinol je převážně psychotropně působícím fytokanabinoidem.
Kanabidiol a kanabinoidní receptory - na rozdíl od THC působí kanabidiol jako antagonista kanabinových receptorů, spolu s klinicky zajímavým agonistickým působením na serotoninových 5-HT1A receptorech, což podporuje hypotézu o anxiolytickém a možném anti-depresivním působení kanabidiolu (podobné vlastnosti ve vztahu k 5-HT1A receptorům má běžně dostupné antidepresivum trazodon, které je ceněno pro antidepresivní a anxiolytické, hypnotické účinky spolu s nulovými metabolickými, kardiovaskulárními a sexuálními nežádoucími účinky). Kanabidiol má velmi nízkou afinitu ke CB receptorům, má nízkou psychotropní účinnost, ale jiné, potenciálně zajímavé klinické účinky.6,8
Poměr obsahu obou základních kanabinoidů (THC ku CBN) se jeví jako zásadní pro optimalizování žádoucích účinků (myorelaxačních, analgetických, antiemetických, anxiolytických a antidepresivních) oproti vedlejším účinkům kanabinoidů (psychomimetické a anxiogenní účinky). Z tohoto pohledu je lepšího poměru kanabinoidů dosaženo u konopí indického (Cannabis indica) než u pěstitelsky běžněji dostupného konopí setého (Cannabis sativa).6, 9 U dosud jediného registrovaného preparátu v České republice Sativex oromuconasal spray (registrován Státním ústavem pro kontrolu léčiv v dubnu 2011) je poměr THC : CBN přibližně 1 : 1.11
Kanabinoidy systematicky přitahují pozornost lékařské veřejnosti od 60. let minulého století. V neurologii je efekt kanabinoidů zkoumán u roztroušené sklerózy, kde pozitivně ovlivňuje spasticitu u pokročilých stadií onemocnění; dále pak u míšních poranění, kde byl in vitro popsán pozitivní efekt na neuronální regeneraci. Kanabinoidy jsou dále zkoumány pro léčbu neuropatické bolesti, ovlivnění tikových poruch včetně Touretteova syndromu. V dalších neurologických indikacích je pak popsána schopnost kanabinoidů pozitivně ovlivnit extra-pyramidovou symptomatologii (léčba dystonie, tardivních dyskinéz, Parkinsonovy choroby, Huntingtonovy choroby) nebo epileptiformní aktivitu (antikonvulzivní účinky kanabinoidů).12-20
V experimentální psychiatrii se zkoumá vliv kanabinoidů na afektivitu (ovlivnění limbického systému) a potenciální ovlivnění úzkostných poruch, deprese, úpravu spánkového cyklu. Imunomodulační účinky kanabinoidů jsou zase zkoumány u autoimunitních chorob, idiopatických střevních zánětů (Crohnova choroba), revmatoidní artritidy, psoriázy, těžkých ekzematózních kožních afekcí. Vliv kanabinoidů na snížení nitroočního tlaku je potenciálně zajímavý pro výzkum konzervativní terapie glaukomu novou generací antiglaukomatik Kanabinoidy se mohou stát cenným doplňkem v onkologické léčbě - slibný je antiemetický účinek srovnatelný s již používanými setrony, antagonisty 5HT3 receptorů, orexigenní účinek kanabinoidů (podpora chuti k jídlu) či analgetický účinek zejména syntetických kanabinoidů. Syntetické molekuly s antagonistickým působením na CB1 receptory (rimonabant, SR141716A) je zkoumány v léčbě obezity.21-26
Přehled poznatků z výzkumu užití kanabinoidů v léčbě neurodegenerativních chorob je přinesen níže v podobě tabulek. Největší efekt léčby kanabinoidy byl pozorován v léčbě roztroušené sklerózy, kde dochází ke snížení spasticity (tab. 1). Méně přesvědčivé, nebo dokonce negativní výsledky přinesl výzkum použití kanabinoidů při léčbě amyotrofické laterální sklerózy (tab. 2), Huntingtonovy nemoci (tab. 3) a Parkinsonovy nemoci (tab. 4). Závěry výzkumu užití kanabinoidů u těchto neurodegenerativních chorob se však vyslovují pro provedení dalších, rozsáhlejších studií a prozatím nevylučují možnost použití kanabinoidů k léčbě těchto chorob v budoucnosti. Z Alzheimerovy choroby jsou povzbudivé výsledky u animálních modelů, kdy vlivem kanabinoidů dochází in vitro k inhibici enzymu acetylcholinesterázy (hrající významnou roli v patogenezi choroby a její léčby pomocí kognitiv), experimentální studie u pacientů prozatím nepřináší validní výsledky pro rutinní praxi (tab. 5).
Kanabinodní preparáty registrované k lékařskému použití v zahraničí a u nás jsou představeny v tabulce 6. Uveden je firemní název, dostupná léková forma, účinná látka, indikace i dostupnost preparátu v ČR (tab. 6).
Dosud nejpřesvědčivěji se léčba kanabinoidy prokázala u středně těžkých a těžkých stadií roztroušené sklerózy, kde pomáhá při terapii spasticity refrakterní k předchozí konvenční léčbě. Nejisté výsledky při použití kanabinoidů v léčbě jiných neurodegenerativních chorob (Parkinsonovy choroby, amyotrofické laterální sklerózy, Huntingtonovy choroby a Alzheimerovy demence) prozatím nedovolují standardní doporučení léčby kanabinoidy u těchto chorob. Další výzkum použití kanabinoidů v medicíně a z něho plynoucí poznatky však mohou tento počáteční skepticismus za několik let zcela zvrátit.