Кіріспе

Каннабиноидтар – негізінен каннабис өсімдіктерінде және көптеген жануарлар организмдерінде (бірақ жәндіктерде мұндай рецепторлар жоқ) немесе синтетикалық қосылыстар ретінде кездесетін бірнеше құрылымдық топтар. Ең белгілі каннабиноид – фитоканнабиноид тетрагидроканнабинол (ТГК) (дельта-9 ТГК), каннабистегі басты психоактивті зат. Каннабидиол (КБД) – орташа белдеуде өсетін каннабис өсімдіктерінің маңызды құрамы, ал тропикалық түрлеріндегі шағын құрамы. Каннабистен кем дегенде 113 түрлі фитоканнабиноидтар бөліп алынған, бірақ олардың тек төртеуінің (THCA, CBDA, CBCA және олардың ортақ прекурсоры CBGA) биогенетикалық тегі анықталған. 2020 жылы фитоканнабиноидтардың рододендрон, құрғақ жеміс және бауырмоша сияқты басқа өсімдіктерде де, ал бұрын эхинацеяда да кездесетіні хабарланды. Фитоканнабиноидтар – ТГК-мен құрылымдық байланысы бар көп сақиналы фенолды қосылыстар, ал эндоканнабиноидтар – май қышқылдарының туындылары. Синтетикалық емес каннабиноидтар (каннабимиметикалар) құрамына аминоалкилиндолдар, 1,5-диарилпиразолдар, хинолиндер және арилсульфонамидтер, сондай-ақ эндоканнабиноидтарға жақын эйкозаноидтар кіреді.

Каннабиноидты рецепторлар

1980 жылдарға дейін каннабиноидтардың физиологиялық және мінез-құлықтық әсерлерін нақты мембраналық рецепторлармен емес, жасуша мембраналарымен арнайы емес өзара әрекеттесу арқылы тудырады деп есептелді. 1980 жылдары бірінші каннабиноид рецепторларының табылуы осы мәселені шешуге көмектесті. Бұл рецепторлар жануарларда кең таралған. Екі белгілі каннабиноид рецепторы CB1 және CB2 деп аталады, және одан да көп түрлері бар екенін көрсететін дәлелдер жинақталуда. Адам миында басқа G протеинімен байланысқан рецепторларға (GPCR) қарағанда каннабиноид рецепторларының саны көп. Эндоканнабиноид жүйесі (ЭКЖ) адам организмінің көптеген функцияларын реттейді. ЭКЖ нейрондық функциялардың көптеген жақтарында маңызды рөл атқарады, оның ішінде қозғалыс және моторлық координацияны басқару, оқу және жад, эмоциялар мен мотивация, тәуелділік сияқты мінез-құлық және ауырсынуды басу сияқтылар.

Каннабиноидты рецептордың 2- түрі

CB2 рецепторлары негізінен иммундық жүйеде немесе иммундық жасушаларда әртүрлі экспрессия үлгілерімен кездеседі. CB2 рецепторы тек шеткі жүйке жүйесінде табылса да, бір мәліметте адам миының кішкентай ми бөлігіндегі микроглияның белгілі бір тобында экспрессияланатыны көрсетілген. CB2 рецепторлары иммуномодуляциялық функцияларға жауапты болып көрінеді. Классикалық каннабиноидтар тиісті 2 карбоксил қышқылынан (2 COOH) декарбоксилдеу арқылы (жылу, жарық немесе сілтілік ортамен катализденеді) алынады.

Белгілі каннабиноидтар

Ең көп зерттелген каннабиноидтарға тетрагидроканнабинол (ТГК), каннабидиол (КБД) және каннабинол (КБН) кіреді.

Тетрагидроканнабинол

Тетрагидроканнабинол (ТГК) – қанап өсімдігінің негізгі психоактивті құрамы. Дельта-9 тетрагидроканнабинол (Δ9 ТГК, ТГК) және дельта-8 тетрагидроканнабинол (Δ8 ТГК) жасуша ішіндегі CB1 белсендіру арқылы денеде және мида табиғи түрде өндірілетін анандамид пен 2-арахидоноилглицерол синтезін күшейтеді. Бұл каннабиноидтар мидағы CB1 каннабиноид рецепторларына байланысу арқылы қанапқа тән әсерлерді тудырады.

Каннабидиол

Каннабидиол (КБД) – жеңіл психотроптық әсерге ие. Дәлелдер көрсетіп тұрғандай, бұл қосылыс каннабис қолданумен байланысты когнитивтік бұзылуларға қарсы әрекет етеді. Ол каудатты ядро мен путаменде экспрессияланатын GPCR, GPR55 деген жаңа каннабиноид рецепторының антагонисті болып табылды. Каннабидиол 5 HT1A рецепторының агонисті ретінде де әрекет ететіні анықталды. КБД энергия беру сияқты биохимиялық процестерде маңызды рөл атқаратын аденозиннің сіңуіне кедергі келтіреді. Ол ұйқыны жақсартуға және оянуды басуға көмектеседі. КБД ТГК-мен ортақ прекурсорға ие және КБД-ға басым каннабиноид болып табылады. КБД ТГК-ның әсерінен туындайтын қысқа мерзімді есте сақтау қабілетінің жоғалуын болдырмауға көмектеседі. КБД-нің психозға қарсы әсері бар деген алғашқы дәлелдер бар, бірақ бұл саладағы зерттеулер шектеулі.

Каннабинол

Каннабинол (CBN) – CB1 және CB2 рецепторларына төмен туыстық коэффициентімен (аффинитет) ие, шамалы психоактивті каннабиноид. CB1R-дегі ішінара агонизм механизмі арқылы CBN басқа нейротрансмиссия түрлерімен (мысалы, допаминергиялық, серотонинергиялық, холинергиялық және норадренергиялық) өзара әрекеттеседі деп саналады. CBN – 1800 жылдардың соңында каннабис экстрактынан бөліп алынған алғашқы каннабис қосылысы. Оның құрылымы және химиялық синтезі 1940 жылға дейін жүзеге асырылды, одан кейін жеке каннабис туынды қосылыстардың тірі организмдегі (in vivo) әсерін анықтау үшін алғашқы клиникалық зерттеулер жүргізілді. CBN басқа, жақсы белгілі фитоканнабиноидтармен (мысалы, дельта-9 тетрагидроканнабинол немесе D9THC) бірдей әрекет ету механизміне ие болғанымен, CB1 рецепторларына оның туыстық коэффициенті төмендеу, яғни CBN-нің физиологиялық әсерін сезіну үшін (мысалы, CB1R агонизмімен байланысты жеңіл седация) оның анағұрлым жоғары дозалары қажет. Cannabis-тен алынбаған ең танымал каннабиноидтар – эхинацея түрлерінен алынған липофильді алкамидтер (алкиламидтер), ең әйгілісі – цис/транс изомерлері додека 2E,4E,8Z,10E/Z тетраеной қышқылы изобутиламиді. Эхинацеяның кейбір түрлерінде каннабиноидтар өсімдік құрылымының бойымен кездеседі, бірақ тамырларында және гүлдерінде шоғырланған. Кава өсімдігінде табылған янгонин CB1 рецепторына айқын туыстыққа ие. Шай (Camellia sinensis) катехиндері адам каннабиноид рецепторларына жақындық танытады. Сонымен қатар, кең таралған диеталық терпен – бета-кариофилен, cannabis және басқа да дәрілік өсімдіктердің эфир майының құрамындағы компонент, in vivo перифериялық CB2 рецепторларының селективті агонисті ретінде анықталды. Қара жұмыр саңырауқұлақтың (трюфельдің) құрамында анандамид бар. Пероттетинен – орташа психоактивті каннабиноид, ол Radula-ның әртүрлі түрлерінен бөліп алынған. Махаериол А және оған ұқсас қосылыстар Махаериум тұқымдасына жататын өсімдіктерде кездеседі. Фитоканнабиноидтардың көпшілігі суда нашар ериді, бірақ липидтерде, спирттерде және басқа да полярлы емес органикалық еріткіштерде жақсы ериді.

Канопид өсімдіктерінің профилі

Канабис өсімдіктері өндіретін каннабиноидтардың мөлшері мен түрінде кең ауқымды айырмашылықтар болуы мүмкін. Өсімдік өндіретін каннабиноидтардың қоспасы – өсімдіктің каннабиноидтық профилі деп аталады. Таңдаулы селекция арқылы өсімдіктердің генетикасын басқару және каннабиноидтық профильді өзгерту жүзеге асырылады. Мысалы, талшық ретінде қолданылатын сорттар (көбінесе өсімдік деп аталады) ТГК сияқты психоактивті заттардың төмен болуы үшін селекцияланады. Медицинада қолданылатын сорттар көбінесе жоғары КБД құрамына, ал ойын-сауық мақсатында қолданылатын сорттар көбінесе жоғары ТГК құрамына немесе белгілі бір химиялық тепе-теңдікке селекцияланады. Өсімдіктің каннабиноидтық профилінің сандық талдауы көбінесе газ хроматографиясы (ГХ) арқылы, немесе одан да сенімді газ хроматографиясы және массалық спектрометрия (ГХ/МС) комбинациясы арқылы анықталады. Сұйық хроматография (СХ) әдістері де қолданылуы мүмкін, және ГХ әдістерінен айырмашылығы, каннабиноидтардың қышқыл және бейтарап формаларын ажырата алады. Канабистің каннабиноидтық профилін уақыт өте келе бақылауға жүйелі әрекеттер жасалған, бірақ олардың дәлдігіне көптеген елдерде өсімдіктің заңсыз статусы кедергі келтіреді.

Фармакология

Каннабиноидтарды темекі шегу, буландыру, ауызға ішу, трансдермалды жам, ішке инъекциялау, тіл астына сіңіру немесе ректальді суппозиторий арқылы қолдануға болады. Денеге енгеннен кейін, көптеген каннабиноидтар бауырда метаболизмделеді, әсіресе цитохром P450 аралас функциялы оксидазалар арқылы, негізінен CYP 2C9. Сондықтан CYP 2C9 тежегіштерін қабылдау ұзақ улануға алып келеді. Кейбір каннабис метаболиттерін денеде қолданылғаннан кейін бірнеше аптадан соң анықтауға болады. Бұл метаболиттер – антиденеге негізделген "дәріге тексерулерде" танылатын химиялық заттар; ТГК немесе басқаларының жағдайында, бұл көрсеткіштер улануды көрсетпейді (қандағы алкоголь деңгейін дереу өлшейтін этанолмен тексерумен салыстырыңыз), бірақ шамамен бір ай ішіндегі өткен тұтынудың жиынтығын көрсетеді. Бұл олардың майда еритін, липофильді молекулалар болғандықтан, майлы тіндерде жиналатынымен байланысты. Зерттеулер каннабиноидтардың әсеріне каннабис өсімдігінің өндіретін хош иісті қосылыстар, терпендер әсер етуі мүмкін екенін көрсетеді. Бұл өзара әрекеттесу "эскорт" эффектісіне әкеледі.

Митохондриялық белсенділікті модуляциялау

Соңғы зерттеулер каннабиноидтардың жасуша ішіндегі кальцийді реттеу, апоптозды қозу, электрондық тасымалдау тізбегінің жұмысын нашарлату, митохондриялық тыныс алу мен АТФ өндірісін бұзу, сондай-ақ митохондриялық динамиканы реттеу сияқты әртүрлі митохондриялық процестерді өзгертуде маңызды рөл атқаратынын көрсетті. Бұл процестер жасушалық биологияның түрлі салаларына әсер етеді және сыртқы факторларға жауап ретінде өзгеруі мүмкін. Каннабиноидтар мен митохондриялардың арақатынасы күрделі, оның себебіне митохондриялық мембраналарға тікелей және рецепторлар арқылы әсер ететін түрлі молекулалық механизмдер жатады. Дегенмен, осы процестерге каннабиноидтардың тигізетін әсеріне байланысты біртұтас гипотеза әзірге жасалмады, себебі қолда бар мәліметтер келіспейді және осы жолдардың өте күрделі болуына байланысты.

Каннабиноидтар негізіндегі дәрілік заттар

Набиксимол (бренд атауы Sativex) – ауызға қолданылатын, КБР және ТГК шамамен 1:1 арақатынаста болатын аэрозольдік түман. Сонымен қатар, шағын мөлшердегі каннабиноидтар мен терпеноидтар, этанол және пропиленгликоль қосымша заттар, сондай-ақ, жалбыз хош иісі қосылған. GW Pharmaceuticals компаниясы жасаған бұл препарат 2005 жылы Канада билігі тарапынан көптеген склерозбен байланысты ауырсынды жеңілдету үшін алғаш рет мақұлданды, бұл оны каннабис негізіндегі алғашқы дәрі етті. Оны Канадада Bayer компаниясы сатады. Sativex 25 елде мақұлданған; АҚШ-та FDA мақұлдауын алу мақсатында клиникалық сынақтар жүргізілуде. 2007 жылы ол қатерлі ісіктермен байланысты ауырсынды емдеу үшін мақұлданды. Дронабинол (бренд атаулары Marinol және Syndros) – құрамында дельта-9 ТГК бар, ВИЧ/ЖИТС-тан туындаған анорексияны және химиотерапия салдарынан болатын лоқсығу мен құсуды емдеуге арналған препарат. Эпидиолекс КБР препараты Азық-түлік және дәрі-дәрмек басқармасы тарапынан Дравет және Леннокс-Гасто синдромдары сияқты екі сирек және ауыр эпилепсия формасын емдеу үшін мақұлданған. Набилон (Cesamet) – ТГК-ның FDA мақұлдаған синтетикалық аналогы, химиялық терапиядан кейін дәстүрлі құсуға қарсы препараттарға тиісінше жауап бермеген науқастарда лоқсығу мен құсуды емдеу үшін тағайындалады. Бутан қолданылуы мүмкін, ол өте жылдам буланады. Көмірқышқыл газымен суперкритикалық экстракциялау – баламалы әдіс. Экстракцияланғаннан кейін, бөлінген компоненттер сүрткіш пленкалы вакуумдық дистилляция немесе басқа дистилляция әдістерін қолдану арқылы бөліп алынуы мүмкін. Сонымен қатар, SPE немесе SPME сияқты әдістер осы қосылыстарды алуда пайдалы деп табылған.

Арахидоноилэтаноламин (анандамид немесе АЕА)

Анандамид – арахидоноилэтаноламин деп аталатын алғашқы осындай зат. Бұл атау санскрит тіліндегі «ананда» сөзінен шыққан, ол «қуаныш» деген мағынаны білдіреді. Оның фармакологиясы ТГК-ға ұқсас, бірақ құрылымы өте ерекше. Анандамид орталық (CB1) және, аз дәрежеде, перифериялық (CB2) каннабиноидты рецепторларға байланысады, онда ол жартылай агонист ретінде әрекет етеді. Анандамид CB1 рецепторында ТГК-мен шамалас күшке ие. Анандамид әртүрлі жануарлардың дерлік барлық тіндерінде табылады. Анандамид өсімдіктерде де, соның ішінде шоколадта аз мөлшерде кездеседі. Анандамидтің екі аналогы – 7,10,13,16 докозатетраенойлетаноламид және гомо γ линоленойлетаноламиннің фармакологиясы ұқсас. Бұл заттардың бәрі N-ацилэтаноламиндер деп аталатын сигналдық липидтер тобына жатады, оған каннабимиметик емес пальмитоилэтаноламид пен олеоилэтаноламид та кіреді, олардың сәйкесінше қабынуға қарсы және анорексигендік әсерлері бар. Көптеген N-ацилэтаноламиндер өсімдік тұқымдарында және моллюскаларда да анықталды.

2-арахидоноилглицерол (2-АГ)

Тағы бір эндоканнабиноид, 2-арахидоноилглицерол, CB1 және CB2 рецепторларына шамамен бірдей байланыс күшімен (аффинитімен) байланысады, екеуінде де толық агонист ретінде әрекет етеді. Сондай-ақ, 2-АГ анандамидке қарағанда in vivo эндоканнабиноидтық сигнал беруге жауапты екендігі туралы пікірлер қарама-қайшы.

2-Арахидонилглицерил эфирі (ноладин эфирі)

2001 жылы шошқа миынан 2-арахидонил глицерил эфирі (ноладин эфирі) – эфирлік үшінші эндоканнабиноид бөлініп алынды. Бұл жаңалыққа дейін ол 2-AG-ның тұрақты аналогы ретінде синтезделген еді; іс жүзінде, оның эндоканнабиноид ретінде жіктелуіне қатысты пікір таласы әлі де бар, себебі басқа топ бірнеше түрлі сүтқоректі жануарлардың миында оны "көзге көрінерлік мөлшерде" анықтай алмады. Ол CB1 каннабиноид рецепторына (Ki = 21,2 нмоль/л) байланып, егеуқырларда седация, гипотермия, ішек қозғалысының тоқтауы және жеңіл антиноцицепция тудырады. Ол негізінен CB1 рецепторына, ал CB2 рецепторына нашар ғана байланысады. Анандамид сияқты, NADA ванилоид рецепторлар отбасының мүшесі – ванилоид рецепторлардың 1-ші түріне (TRPV1) агонист болып табылады.

Виродам (ОАЕ)

2002 жылы маусымда бесінші эндоканнабиноид – виродамин немесе О-арахидоноилэтаноламин (ОАЭ) ашылды. Ол CB2 рецепторының толық агонисті және CB1 рецепторының ішінара агонисті болғанымен, тірі организмде (in vivo) CB1 рецепторының антагонисті ретінде танылады. Тышқандарда виродаминнің мидағы концентрациясы анандамидке шамалас немесе аздап төмен, ал организмнің шеткі бөліктерінде 2-9 есе жоғары болды.

Лизофосфатидил инозитол (LPI)

Лизофосфатидил инозитол - жаңа эндоканнабиноид рецепторы GPR55-тің ендогендік лигандасы, осылайша ол алтыншы эндоканнабиноид болуға үлкен мүмкіндіктер береді.

Функция

Эндоканнабиноидтар жасушааралық "липид хабаршылары" ретінде қызмет етеді, бір жасушадан босатылатын сигнал молекулалары болып, жақын жердегі жасушалардағы каннабиноид рецепторларын белсендіреді. Олар жасушааралық сигнал беруде дофамин сияқты белгілі моноаминді нейротрансмиттерлерге ұқсас болғанымен, эндоканнабиноидтар олардан көптеген жағынан ерекшеленеді. Мысалы, олар нейрондар арасында кері сигнал беруде қолданылады. Сонымен қатар, эндоканнабиноидтар липофильді молекулалар, олар суда нашар ериді. Олар қапшықшаларда сақталмайды және жасуша құрамындағы мембраналық екі қабаттың құрамдас бөлігі болып табылады. Олар кейін қолдану үшін жасалып сақталмайды, керісінше, "қажет болғанда" синтезделеді деп саналады. Гидрофобты молекулалар ретінде эндоканнабиноидтар босатылған жасушалардың айналасындағы сулы ортада ұзақ қашықтыққа өздігінен жүзе алмайды, сондықтан жақын мақсатты жасушаларға жергілікті әсер етеді. Осылайша, олардың әсер ету аймағы гормондарға қарағанда шектеулі, себебі гормондар организмдегі барлық жасушаларға әсер ете алады. Эндоканнабиноидтардың биосинтезіне жауапты механизмдер мен ферменттер әлі де толыққанды түсініксіз және осы сала бойынша зерттеулер жалғасуда. Эндоканнабиноид 2 АГ сиыр және адам ана сүтінде табылды. Матис және авторлардың (1994) шолуы кейбір каннабиноидтардың дәмді сезінуді күшейту құбылысын жинақтады. Тәтті қабылдағыш (Tlc1) оның экспрессиясын жанама түрде арттыру және Tlc1 антагонисі – лептиннің белсенділігін басу арқылы стимуляцияланады. Лептин мен каннабиноидтардың Tlc1 үшін бәсекелесуі энергиялық гомеостазға қатысты деп ұсынылады.

Ретроградты сигнал

Кәдімгі нейротрансмиттерлер «пресинаптикалық» жасушадан шығарылады және «постсинаптикалық» жасушадағы тиісті рецепторларды белсендіреді, мұнда пресинаптикалық және постсинаптикалық синапстың жіберуші және қабылдаушы жақтарын көрсетеді. Эндоканнабиноидтар, керісінше, ретроградты таратушылар ретінде сипатталады, өйткені олар көбінесе синаптикалық таратушы ағынына қарсы, «кері» бағытта қозғалады. Олар, іс жүзінде, постсинаптикалық жасушадан шығарылады және пресинаптикалық жасушаға әсер етеді, онда мақсатты рецепторлар дәстүрлі нейротрансмиттерлер шығарылатын аймақтардағы аксоналдық терминалдарда тығыз жинақталған. Каннабиноид рецепторларын белсендіру дәстүрлі нейротрансмиттердің шығарылатын мөлшерін уақытша азайтады. Бұл эндоканнабиноидтармен жүзеге асырылатын жүйе постсинаптикалық жасушаға өзінің кіріс синаптикалық трафигін басқаруға мүмкіндік береді. Эндоканнабиноидты бөліп шығаратын жасушаға соңғы әсер ету түрі бақыланатын дәстүрлі таратушының сипатына байланысты. Мысалы, тежегіш ГАМК-тың босатылуы азайған кезде, жалқы нәтиже эндоканнабиноидты босататын жасушаның қозғыру қабілетінің артуы болып табылады. Керісінше, қоздырғыш нейротрансмиттер глютаматтың босатылуы азайған кезде, жалқы нәтиже эндоканнабиноидты босататын жасушаның қозғыру қабілетінің төмендеуі болып табылады.

"Жүгіруші жоғары"

Жүгірушілердің "сарқырамасы", кейде аэробтық жаттығулар кезінде туындайтын эйфория сезімі, көбінесе эндорфиндердің бөлінуімен байланыстырылып келді, бірақ жаңа зерттеулер бұл сезімнің эндоканнабиноидтардың әсерінен туындауы мүмкін екенін көрсетеді.