Читать книгу Die Hanf-Medizin - Tanja Bagar - Страница 12

Der menschliche Körper ist aus biochemischer Sicht kompliziert aufgebaut. Wenn wir die Zelle als grundlegende Einheit des Lebens genauer betrachten, so erkennen wir, dass die Biochemie bereits auf dieser Ebene ziemlich komplex ist. Wir können uns eine Zelle als einen ganz kleinen Ball vorstellen, aber sie ist nicht nur ein einfacher Baustein – statisch wie Ziegel in einer Mauer. Denn in jeder einzelnen Zelle finden zu gewissen Zeiten 10.000 bis 15.000 biochemische Reaktionen statt, die koordiniert und streng geregelt ablaufen. Jede Zelle speichert in ihrem Kern auch alle Gene und Informationen, die zur Bildung des ganzen Körpers notwendig sind. Und dann sind da noch die verschiedenen Zelltypen, die ganz spezifische Funktionen haben. So hat eine Leberzelle andere Funktionen als eine Nervenzelle, weshalb sie unter einem Mikroskop auch vollkommen unterschiedlich aussehen.

Die Zellstruktur

Die Zelle – eine Plaudertasche

Obwohl eine Blutzelle und eine Muskelzelle eine unterschiedliche Struktur und Form haben, sind sich alle Zellen in ihrer grundlegenden Biochemie sehr ähnlich und agieren stets als Teil eines größeren Ganzen. Deswegen ist es für eine einzige Zelle sehr wichtig, mit anderen Zellen ihrer Umgebung zu kommunizieren: Sie erkennt, was um sie herum vorgeht, was die Nachbarzelle tut und reagiert auf deren Signale. Biochemisch betrachtet, ist eine einzelne Zelle keine individuelle Lebenseinheit, sondern ein Teil eines Gewebes, eines Organs oder eines physiologischen Systems. Damit eine Zelle als Teil eines Gesamtsystems fungieren kann, muss sie unbedingt Botschaften senden und empfangen können. Vermenschlicht ausgedrückt: Sie muss eine Plaudertasche sein, die auch gut zuhören kann.

Eine Zelle wird durch eine Membran, eine Lipiddoppelschicht mit eingebetteten Proteinen, von ihrer Umgebung getrennt. Die Membrane ist nicht rigid, sondern fluid und flexibel, und obwohl sie die Zelle eigentlich von der Umgebung trennt, ermöglicht sie zugleich auch die Kommunikation. Und da gibt es viel zu erzählen. Die Zellen senden und empfangen hunderte von Nachrichten in Form von chemischen Signalmolekülen. Diese Moleküle dringen bis zur Membran vor, während die inliegenden Proteine als Empfänger (Rezeptoren) dienen.

Zellmembran mit Lipiddoppelschicht und Rezeptoren

Das innere Geplauder

Nicht alle Zellen können eine bestimmte chemische Nachricht »hören«. Um ein Signal zu erkennen, muss eine Zelle den richtigen Empfänger für dieses Signal haben. Wenn ein Signalmolekül sich an einen Rezeptor bindet, führt das zu Veränderungen im Inneren der Zelle. Das bedeutet, die Zelle hat die Nachricht gehört und wird sich ihr anpassen. Ähnlich der Entscheidung, einen Regenschirm mitzunehmen, wenn wir die Nachricht hören, dass es im Lauf des Tages regnen wird.

Ein Signalmolekül und ein Rezeptor erkennen einander anhand einer einzigartigen 3D-Molekülstruktur – ähnlich einer Schlüssel-Schloss-Funktionsweise. Falls alles passt, öffnen sich die Türen und eine Veränderung in der Zelle kann beginnen. Wenn nicht, geschieht gar nichts. Wenn ein Signalmolekül und ein Rezeptor übereinstimmen, findet eine Kaskade von Reaktionen in der Zelle statt, die letztendlich zu einer Modifikation führt z.B. zu Zellteilung, Apoptose (Form des programmierten Zelltods) oder Autophagie, einem Prozess, mit dem Zellen eigene Bestandteile abbauen und verwerten. Durch diese Kommunikation können die Zellen nicht nur auf Veränderungen in der extrazellulären Umgebung reagieren, sich an diese Veränderungen anpassen und gedeihen, sondern auch Signale zwischen Zellen, Geweben, Organen und dem ganzen Körper austauschen.

Die Empfänger der Nachricht

Verschiedene Zelltypen haben viele unterschiedliche Rezeptoren. Es hängt davon ab, was für das Gewebe oder das betreffende Organ wichtig ist, welche Nachricht wesentlich ist. Zum Beispiel haben die Zellen der Bauchspeicheldrüse viele Rezeptoren für Zucker (Glukose), da die Funktion dieses Organs von der Konzentration des Blutzuckers abhängig ist. Falls sich Glukose auf den Rezeptor in den Zellen der Bauchspeicheldrüse bindet, wird die Produktion von Insulin angeregt, der Blutzucker sinkt. Unsere Zellen sind in diesem Sinne sehr wirtschaftlich, jede Zelle hat nur jene Rezeptoren, die für ihr Überleben und ihre Funktion wichtig sind, und nur in der Anzahl, die benötigt wird. In der zellulären Biochemie gibt es weder ein Molekül noch eine Reaktion zu viel, die gesamte Biochemie ist stark optimiert und an die Umgebung angepasst. Jeder Zelltyp in unserem Körper verfügt über ein spezifisches Set von Rezeptoren. Typ und Dichte der Rezeptoren können sich allerdings während der Lebensdauer einer Zelle verändern, abhängig von den Bedingungen, denen eine Zelle ausgesetzt ist.

Was Hanf mit Cannabinoid-Rezeptoren zu tun hat

Unser Körper hat neben vielen verschieden Rezeptortypen auch Rezeptoren für Cannabinoide, die Wirkstoffe von Hanf. Sie wurden allerdings erst 1988 entdeckt, obwohl Cannabinoide bereits 1899 isoliert werden konnten. Interessanterweise hat man die Inhaltsstoffe von Mohn (Papaver somniferum) viel früher isoliert, und zwar 1804. Die zugehörigen Rezeptoren wurden 1973 entdeckt.

Eine wegweisende Entdeckung: Cannabinoide haben auf beinahe alles in unserem Körper Einfluss.

Vorerst verwirrte die Wissenschaftler die Existenz von Cannabinoid-Rezeptoren. Umso mehr, als sich herausstellte, dass diese Rezeptoren in unseren Zellen sehr häufig vorkommen. Wir wissen bereits, dass die Zellen sehr ökonomisch mit der Produktion von Rezeptoren umgehen, wie auch mit anderen zellularen Prozessen. Doch die Tatsache, dass viele bestimmte Rezeptoren in den Zellen enthalten sind, weist darauf hin, dass dieses Signal für die Zellen sehr wichtig ist.

Es würde nicht viel Sinn ergeben, dass sich unser Körper so viel Mühe gibt, diese Cannabinoid-Rezeptoren zu produzieren, wenn es für die meisten Menschen nur eine geringe Chance gibt, im Lauf des Lebens Cannabis zu begegnen. Wieso können also unsere Zellen so fein abgestimmt auf die Inhaltsstoffe einer ganz bestimmten Pflanze sein? Die Wissenschaftler kamen zu dem Schluss, dass die Rezeptoren nicht primär pflanzlichen Stoffen dienen sollten, sondern unseren eigenen Molekülen.

Die Erforschung der Cannabinoide

Seit der Entdeckung des ersten Cannabinoid-Rezeptors sind 20 Jahre vergangen, bis Endocannabinoide bewiesen werden konnten. Dabei handelt es sich um Cannabinoide, die alle Wirbeltiere produzieren. Dabei werden Substanzen frei, die ähnlich wirken wie THC, und auch weitere, die wiederum dem CBD ähnlich sind. Dies war eine wichtige Entdeckung, die zu intensiver Forschung über die Funktion von Cannabinoiden führte.

Cannabinoide – die Schützer unserer inneren Homöostase

In uns drinnen ist also viel los. In jeder Zelle passieren in jedem Moment viele tausende Reaktionen. Das hört sich kompliziert an, aber jede Zelle und jedes Organ hat die Fähigkeit, das biochemische Gleichgewicht zu erhalten. Das nennen wir die Homöostase, aus dem altgriechischen »homoiostásis« für Gleichstand. Es geht dabei um die Aufrechterhaltung eines Gleichgewichts durch einen internen regelnden Prozess, also eine Art Selbstregulation von Systemen. So haben wir zum Beispiel eine homöostatische Körpertemperatur, einen homöostatischen pH-Wert im Blut und so weiter. Und falls sich etwas ändert und die Werte aus dieser Balance springen, aktivieren sich mehrere Mechanismen, um alles wieder in Homöostase zu bringen.

Aber wozu dienen diese Moleküle? Diese Frage war für die Wissenschaftler nicht leicht zu beantworten. Die meisten Forschungen ergaben, dass Cannabinoide auf beinahe alles in unserem Körper Einfluss haben. Weitere Forschungsergebnisse brachten schließlich zutage, dass Cannabinoide als grundlegende Signalmoleküle in unserem Körper dienen, denn die meisten Zelltypen haben Rezeptoren für Cannabinoide. Und wie lautet nun die Nachricht, die mittels dieser Moleküle an den Großteil der Zellen geschickt wird? Vereinfacht gesagt: »Nimm den Fuß vom Gas und schalte einen Gang runter!« Daraus folgt, dass der Nachweis von Cannabinoiden in einer Nervenzelle bedeutet, weniger Neurotransmitter auszuschütten, um das Gleichgewicht (Homöostase) wiederherzustellen.

Natürlich ist aber die Situation im ganzen Körper viel komplexer. Wenn ein Signal oder eine Situation unsere zellulare Homöostase herausfordert, sind die Cannabinoide die ersten Moleküle, die produziert werden. Das bedeutet, dass sie eine Wächterrolle haben, sie senden also ein SOS-Signal. Und so werden Cannabinoide in nahezu allen für den Organismus gefährlichen Situationen ausgeschüttet: Wenn wir eine physische Verletzung einstecken müssen ebenso wie wenn wir ein intensives emotionales Erlebnis haben, aber auch wenn wir Mikroben aufnehmen, toxische Nahrungsmittel zu uns nehmen und in vielen anderen Situationen auch. Wann immer die Homöostase unseres Körpers angegriffen wird, produzieren wir Cannabinoide, die ein Signal an die betroffenen Zellen schicken und damit mehrere Mechanismen aktivieren, die alle dazu dienen, dass wir so bald wie möglich wieder in ein biochemisches Gleichgewicht kommen.

Verschiedene Endocannabinoide können nicht nur an Cannabinoid-Rezeptoren binden, sondern auch an einen vermuteten CB3-Rezeptor, den GPR55-Rezeptor, sowie an weitere Rezeptoren. Dabei handelt es sich um einen allgemeinen Zellsignalisierungsrezeptor, dessen spezifische physiologische Rolle unklar ist, da Mäuse ohne diesen Rezeptor keine gesundheitlichen Probleme haben. GPR55 ist im Hoden, in der Milz und im Gehirn, insbesondere im Kleinhirn, weit verbreitet. Er wird im Magen-Darm-Trakt aktiviert und es hat sich gezeigt, dass damit die Funktion der Knochenzellen reguliert wird.

Die Cannabinoid-Rezeptoren

Allen Cannabinoid-Rezeptoren ist gemeinsam, dass sie G-Protein-gekoppelte Transmembranrezeptoren (GPCR) sind. Das bedeutet, dass sich ein Teil des Rezeptors außerhalb der Zelle befindet und auf ein Cannabinoid vorbereitet ist, während der andere Teil des Rezeptors auf der Innenseite der Zelle sitzt und die Nachricht weiterleitet, ob sich Cannabinoide in der Nähe befinden.

Wenn sich ein Cannabinoid an den Rezeptor bindet, reagiert die Zelle. Welche Reaktion es geben wird, hängt nun wiederum von vielen Faktoren ab, einschließlich des Zelltyps, der Chemie und Konzentration der Cannabinoide, der Anwesenheit anderer Moleküle und auch der Anzahl oder Dichte der Cannabinoid-Rezeptoren auf der Zelloberfläche. Um die physiologische Rolle des Endocannabinoid-Systems zu verstehen, schauen wir, wo im Körper Cannabinoid-Rezeptoren sind, also welche Organe oder Gewebe die Nachricht aufnehmen können, die Cannabinoide senden.

• Typ-1-Cannabinoid-Rezeptoren (CB1) befinden sich besonders im zentralen Nervensystem, an die sich THC und schwach auch CBD binden. Da sie während der Wirkung von Cannabis im Körper um den CB1-Rezeptor konkurrieren und CBD nicht psychoaktiv wirkt, federt CBD den psychedelischen Effekt des THC ab. Diese Rezeptoren beeinträchtigen somit das Schmerzempfinden und auch die Motorik, aber auch Emotionen, Erinnerung und Appetit. Weil CB1-Rezeptoren ihre Funktion im zentralen Nervensystem haben, wird laufend untersucht, wie Cannabinoide bei unterschiedlichen Nervenschädigungen und neurodegenerativen Krankheiten wie der Parkinson- und der Alzheimer Krankheit wirken.

• Typ-2-Cannabinoid-Rezeptoren (CB2) kommen im Immun-, im Verdauungs- oder dem Fortpflanzungssystem vor. Sie befinden sich aber auch in Knochen, Haut, Lunge, hormonalen Drüsen oder in den Augen. Man ging davon aus, dass Cannabis das Immunsystem negativ beeinflusst, doch die Annahme ist überholt und wissenschaftlich unbegründet. Vielmehr scheint es so zu sein, dass die Cannabinoide den Körper dazu bringen, wieder in eine biochemische Homöostase zurückzukehren.

Opioid- und Cannabinoid-Rezeptoren im Gehirn mit ihren Leganden: Endorphine (rot) und Anandamide (grün)

Auch andere GPR-Rezeptoren antworten auf Cannabinoide wie GPR18 und GPR119. Interessanterweise reagieren einige Rezeptoren, die für andere Zellfunktionen verantwortlich sind, ebenso auf Cannabinoide wie einige Ionenkanäle, Transporter, Enzyme und Zellstrukturen.

Cannabidiol bindet an Rezeptoren, die für die Schmerzregulierung verantwortlich sind.

Ein Beispiel dafür ist die Thermo-TRP-Kanalfamilie, eine Familie von zellulären Ionenkanälen: TRP Vanilloid-1-und 2-Rezeptoren werden durch Capsaicin aus Chili bzw. CBD aus Hanf aktiviert. Sie sind dafür verantwortlich, den Körper mit Informationen über Temperaturänderungen in der Umwelt zu versorgen. Da wir wissen, dass die Regulierung der Körperkerntemperatur und die Reaktion auf Veränderungen der Außentemperatur unter der Kontrolle des Endocannabinoid-Systems steht, ist es unter diesem Gesichtspunkt nicht verwunderlich, dass die Familie der Thermo-TRP-Kanäle auf Cannabinoide reagiert. Der Hypothalamus, der die Körpertemperatur reguliert, hat auch viele Cannabinoid-Rezeptoren. So verursacht Anandamid Fieber, nachdem es an die CB1-Rezeptoren im Hypothalamus gebunden wurde.

Ein weiteres Beispiel wären die Peroxisom-Proliferatoraktivierten Rezeptoren (PPAR), die bei der Entscheidung, welche Gene ruhiggestellt werden und was aktiviert wird, eine wichtige Rolle bei der Zelldifferenzierung und -entwicklung, dem Stoffwechsel (Kohlenhydrat, Lipid, Protein) und der Tumorgenese spielen. Unter Berücksichtigung der Rolle, die Endocannabinoide in diesen Prozessen spielen, kann ihre Aktivierung von PPAR einer der Wege sein, Zellen durch Cannabinoide tiefgreifend zu beeinflussen.

Es ist auch bekannt, dass sich das pflanzliche Cannabidiol (CBD) an einen sehr interessanten Rezeptor, den Serotonin-1A-Rezeptor oder 5-HT1A-Rezeptor bindet. Diese Rezeptoren sind in unserem Gehirn sehr verbreitet und an der Neuromodulation – im Zusammenhang damit auch der Schmerzregulierung – beteiligt. Neben anderen Effekten, die vorrangig für Serotonin, das Glücksmolekül, bekannt sind, verursachen sie eine Senkung des Blutdrucks und der Herzfrequenz. Viele bekannte Medikamente gegen Angst und Depressionen wirken genau auf diese Rezeptoren.

Neben allen Rezeptoren, an die Cannabinoide binden und die Funktion unserer Zellen und unseres Körpers verändern, können Cannabinoide auch völlig unabhängig von Rezeptoren arbeiten. Cannabinoide sind Lipide, das heißt, sie sind fettlöslich. Da auch die Außenseite der Zellen – die Membran – in erster Linie aus Fettsäuren besteht, können die Cannabinoide Rezeptoren umgehen, die Lipiddoppelschicht durchdringen und so in die Zelle gelangen. Bis zu einem gewissen Grad ist sogar die Antitumorwirkung von Cannabinoiden rezeptorunabhängig. Dazu ist die Bildung von Lipidflößen – stabileren Stellen der Membran – wichtig, wobei Ceramid, ein spezifisches Fett, dafür entscheidend zu sein scheint.

Neuroprotektive Eigenschaften von Cannabinoiden (CBD und THC) sind rezeptorunabhängig, wie eine Studie bereits 1998 zeigte. Im Jahr 2000 fand man heraus, dass Δ9 (THC), Δ8-THC und Cannabidiol (CBD) als Antioxidantien wirken und die Zellen vor dem Absterben bereits in sehr niedrigen Konzentrationen (submikromolar) schützen, ohne sich an die Rezeptoren zu binden. CBD verhindert auch rezeptorunabhängig, dass Zellen des Gehirntumors (Gliomzellen) in neues Gewebe wandern, also metastasieren. Seine hirnschützenden Eigenschaften gelten auch für den Fall eines Schocks oder einer Verletzung, eben weil sie rezeptorunabhängig sind.

Besondere Moleküle

Endocannabinoide werden als kurzfristige Signale bezeichnet, weil sie nur dann synthetisiert werden, wenn der Körper sie braucht. Danach werden sie schnell durch Enzyme abgebaut. So gesehen sind die Endocannabinoide anders als andere Signalmoleküle, wie beispielsweise Hormone, die viel länger im Körper bleiben. Sie werden auch sehr lokal produziert: Wird der Fußknöchel verletzt, werden sie genau an dieser Stelle produziert. Und sie senden retrograde Signale. Das heißt, das Signal wird zurück in die Nervenzellen gesendet, um damit das Nervensystem zu regulieren.

Endocannabinoide werden von Natur aus in unserem Körper produziert. Omega-3-Fettsäuren dienen als Vorläuferstoffe (Präkursor) oder Bausteine für die Bildung von Endocannabinoiden. Die bekanntesten und am besten erforschten sind folgende:

• AEA – Anandamid (N-arachidonoylethanolamine): Der Name kommt aus dem Sanskrit »Ananda« und bedeutet Freude oder reines Glück. Es hat im Körper unterschiedliche Wirkungen und ist in der Funktion dem pflanzlichen THC ähnlich. Es bindet an CB1- und auch CB2-Rezeptoren, wird im Körper »on demand« produziert und ist auch in der Muttermilch nachweisbar.

• 2-AG (2-Aeachidonoylglycerin) wird in höheren Konzentrationen im zentralen Nervensystem produziert und findet sich auch in der Muttermilch. Es bindet sowohl an die CB1-wie auch an die CB2-Rezeptoren.

Es gibt noch viele andere Endocannabinoide, allerdings ist ihre Funktion bisher noch nicht restlos erforscht.