Kannabinoidireseptori

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

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] CB1- ja CB2-reseptorien lisäksi kannabinoidireseptoreita saattaa olla enemmän, mutta mitään niistä ei ole virallisesti luokiteltu kannabinoidireseptoreiksi ainakaan vuoden 2021 helmikuuhun mennessä.[2]

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.[3] THC päihdyttää ja saa aikaan osan lääkinnällisistä vaikutuksistaan sitoutumalla CB1-reseptoreihin niitä aktivoivana agonistina. Osaa muista tunnetuista agonisteita käytetään muuntohuumeina, joita sanotaan synteettisiksi kannabinoideiksi.[4] Myös CB1- ja CB2-antagonisteja ja käänteisagonisteja on olemassa.[5]

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.[6] CB2-reseptoreita on eniten immuunijärjestelmän soluissa, joissa ne vaikuttavat esimerkiksi tulehdusreaktioihin, herkkyyteen saada jokin tartuntatauti ja joidenkin autoimmuunisairauksien kehityskulkuun.[7]

CB1- ja CB2-reseptoreilla on useita reseptorialatyyppejä, jotka muodostuvat silmukoitumisen kautta.[8]

Historia

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

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.[9]

Geenit

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

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.[8]

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.[8]

Rakenne

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
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.[10]

Hypoteettiset kannabinoidireseptorit

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

CB1- ja CB2-reseptorien lisäksi on löydetty GPR18-, GPR55- ja GPR119-reseptorit, joihin N-arakidonyyliglysiinin, lysofosfatidyyli-inositolin ja N-oleyylietanoliamidin on osoitettu sitoutuvan vastaavasti ligandeina. Nämä saattavat olla kannabinoidireseptoreita, mutta IUPHAR ei ole luokitellut niitä kannabinoidireseptoreiksi ainakaan vuoden 2021 helmikuuhun mennessä.[2]

Toiminta

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Yleistä

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Ihmisillä kannabinoidireseptorit ovat pääosin solukalvoilla. Niitä on muun muassa myös mitokondrioissa ja lysosomeissa, joissa niiden toiminnot ovat osin erilaisia kuin solukalvoilla.[6]

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.[6] Nisäkkäillä anandamidia on vain vähän aivojen ulkopuolella ja 2-AG:tä on näissä muissa kudoksissa suhteessa enemmän.[7]

Hermosto

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

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.[6]

Immuunijärjestelmä

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

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.[7]

Muut

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

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.[6]

Ligandit

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Sisäsyntyiset agonistit

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

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.[6]

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.[6]

Rasvahappoamidihydrolaasi (FAAH) on entsyymi, joka hajottaa anandamidia arakidonihapoksi ja etanoliamiiniksi. Monoasyyliglyserolilipaasi (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.[6]

Ulkoiset agonistit

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Käänteisagonisteihin kuulumattomia CB1-agonisteja käytetään maailmanlaajuisesti päihteinä. CB1-agonismi välittää aineiden päihdyttävät vaikutukset. Monet näistä päihteistä ovat myös merkittävissä määrin CB2-agonisteja,[4] mutta yksinomainen CB2-agonismi ei aiheuta päihtymistä.[7]

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.[4]

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.[3]

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 [7]
Anandamidi 472 1400 [7]
(-)-trans-Δ9-THC 5.05–80.3 3.13–75.3 [11]
5F-APICA (STS-135) 1.95 ± 0.55 0.266 ± 0.041 [12]
5F-APINACA (5F-AKB48) 1.94 ± 0.55 0.266 ± 0.041 [12]
AB-FUBINACA 0.734 ± 0.071 0.933 ± 0.082 [13]
APP-CHMINACA (PX-3) 9.81 ± 4.56 4.39 ± 0.59 [14]
CP55,940 1.28 ± 0.44 1.42 ± 0.75 [12]
EAM-2201 0.41 ± 0.04 0.38 ± 0.05 [14]
FUB-JWH-018 3.27 ± 1.76 1.34 ± 0.48 [14]
HU-210 0.061 ± 0.007 0.52 ± 0.04 [15]
HU-308 4600 10 [16]
HU-910 3734 43 [16]
JWH-007 9.50 ± 4.50 2.94 ± 2.60 [17]
JWH-015 336 ± 36.0 13.8 ± 4.60 [17]
JWH-018 9.0 ± 5.0 2.9 ± 2.6 [15]
JWH-073 8.9 ± 1.8 38 ± 24 [15]
JWH-122 0.69 ± 0.5 1.2 ± 1.2 [15]
JWH-133 680 3 [7]
Nabiloni 2.2 1.8 [18]
RO6871304 >10 000 17 [16]
WIN 55,212-2 1.9 ± 0.09 0.28 ± 0.16 [15]

Antagonistit ja käänteisagonistit

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

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.[5]

CB2-antagonistit heikentävät immuunipuolustusta vähentäen siten tulehdusreaktioita. Niitä on siksi tutkittu mahdollisina tulehduslääkkeinä eri autoimmuunisairauksien hoitoon.[7]

Katso myös

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähteet

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]
  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 GPR18, GPR55 and GPR119 | G protein-coupled receptors | IUPHAR/BPS Guide to PHARMACOLOGY guidetopharmacology.org. Viitattu 14.2.2021.
  3. ↑ 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.
  4. ↑ 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.
  5. ↑ 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.
  6. ↑ 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.
  7. ↑ 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.
  8. ↑ 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.
  9. ↑ 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.
  10. ↑ 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.
  11. ↑ 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.
  12. ↑ 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.
  13. ↑ 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.
  14. ↑ 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.
  15. ↑ 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.
  16. ↑ 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.
  17. ↑ 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.
  18. ↑ 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 muualla

[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]