Enzymy to białka, które działają jak katalizatory w wielu procesach metabolicznych. Katalizator to substancja, która uczestniczy w reakcji chemicznej, ale nie pojawia się w produkcie końcowym. Najłatwiej wyobrazić sobie katalizator jako łyżeczkę, która miesza cukier w kawie. Po tym czasie cukier się rozpuści, ale łyżka nie będzie bezpośrednim składnikiem gotowej mieszanki. W ten pośredni sposób w organizmie zachodzi wiele przemian chemicznych.
Także układ endokannabinoidowy jest w znacznym stopniu regulowany przez katalizatory. Synteza endogennych kannabinoidów oraz ich rozkład w dużej mierze przebiega za pośrednictwem katalizatorów, w tym przypadku enzymów. Po wykonaniu swojej pracy przez kannabinoid na danym receptorze, enzymy między innymi biorą udział w przywróceniu receptora do jego pierwotnej konfiguracji, aby był gotowy do przyłączenia nowych kannabinoidów. Oprócz funkcji katalizatora w zakresie endokannabinoidów, enzymy te mają również inne działanie farmakologiczne.
Wchłanianie egzogennych kannabinoidów może wpływać na stężenie tych enzymów. Uważa się, że wpływ konopi na te enzymy jest również odpowiedzialny za część ich działania farmaceutycznego. Przeprowadzenie jak najdokładniejszych badań nad tym precyzyjnie dostrojonym systemem w jego powiązaniach jest kluczowe, aby zrozumieć, jak maksymalnie skutecznie wykorzystać poszczególne kannabinoidy w leczeniu określonych schorzeń.
Enzymy Do Rozkładania i Syntezy Anandamidu
Najbardziej znanym endogennym kannabinoidem jest anandamid. Można go również nazwać endogenną formą THC. W zasadzie wiąże się z receptorem CB1 i wywołuje tam podobne efekty jak THC. Anandamid jest chemiczną pochodną kwasu arachidonowego, który organizm może wytwarzać na dwa znane dotychczas sposoby. Dwa enzymy, które są potrzebne do przekształcenia różnych endogennych substratów w anandamid, to N-acetylo-transferaza (NAT) oraz N-acylo-fosfatydyloetanolamina (NAPE). Gdy uwolniony w tym procesie anandamid zakończy swoją funkcję na receptorze CB1, zostaje on ponownie rozłożony przez kolejne enzymy, a receptor powróci do swojej wyjściowej konfiguracji.
W przeciwieństwie do THC, anandamid jest szybko rozkładany. Już około 30 minut po osiągnięciu maksymalnego stężenia w osoczu jego efekty nie są już wykrywalne. Hydroliza anandamidu zachodzi przy udziale enzymu hydrolizy amidów kwasów tłuszczowych (FAAH). W wyniku tego procesu anandamid ulega rozszczepieniu na kwas arachidonowy i etanolaminę. Po raz pierwszy eksperymentalnie wykazano enzymatyczny rozkład i syntezę anandamidu wkrótce po odkryciu układu endokannabinoidowego.
Najstarsza praca badawcza, jaką udało się znaleźć na ten temat, pochodzi z 1993 roku z New York State University. Wykazano w niej, że w hodowli komórkowej zachodziły opisane enzymatyczne szlaki syntezy oraz proces rozkładu. Oprócz znaczenia w układzie endokannabinoidowym, wspomniane enzymy pełnią jeszcze inne ważne funkcje w organizmie. NAT bierze udział w syntezie wielu innych substancji wytwarzanych przez organizm, zwłaszcza w gospodarce serotoniną.
Odgrywa również kluczową rolę w funkcjonowaniu wątroby. Uczestniczy w metabolizmie wielu leków w wątrobie. NAPE odgrywa rolę w metabolizmie tłuszczów i reguluje apetyt poprzez działanie w podwzgórzu. FAAH odgrywa rolę w stanach zapalnych jelit i ze względu na wpływ na ciało migdałowate jest również omawiany jako potencjalny środek w leczeniu zaburzeń lękowych.
Enzymy Kolejnych Kannabinoidów
Także inne endogenne kannabinoidy są syntetyzowane i rozkładane przez enzymy. Przeprowadzono również szczegółowe badania enzymatycznego rozkładu i syntezy 2-AG, kolejnego bardzo ważnego endokannabinoidu. 2-AG jest syntetyzowany z diacyloglicerolu przez grupę enzymów zwanych diacyloglicerol-lipazami (DAGL). Po spełnieniu swojej funkcji 2-AG jest ponownie rozkładany przez enzym monoaglikerol-lipazę (MAGL).
Ponadto enzymy te, oprócz swojej funkcji w układzie endokannabinoidowym, pełnią jeszcze inne ważne zadania w organizmie. MAGL wydaje się mieć pośredni wpływ na wrażliwość receptorów CB1 w mózgu poprzez rozkład 2-AG. Obserwacje na myszach wykazały, że w zależności od stężenia enzymu MAGL i wynikającego z niego stężenia 2-AG, wrażliwość receptora CB1 jest regulowana w górę lub w dół. Zdaniem aktualnych badań, zwiększone ryzyko wystąpienia choroby Alzheimera i Parkinsona wiąże się z nieprawidłową koncentracją tego enzymu.
DAGL mają również kluczowe znaczenie w przypadku kilku funkcji mózgu. Obecne wyniki badań sugerują, że znaczna część plastyczności i neurogenezy hipokampu jest wynikiem działania tej grupy enzymów. W związku z tym nieprawidłowe funkcjonowanie tej gospodarki enzymów może przyczyniać się do rozwoju chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera i demencja. Naukowcy przypuszczają, że celowa modyfikacja tych procesów enzymatycznych w przyszłości pozwoli na opracowanie nowych opcji leczenia chorób neurodegeneracyjnych.
Wpływ Konopi Na Endogenne Enzymy
Wpływ konopi indyjskich jest przede wszystkim wynikiem wiązania się ze znanymi w układzie endokannabinoidowym receptorami. Najnowsze wyniki badań sugerują jednak, że konopie indyjskie mogą wywierać wpływ na organizm również za pośrednictwem innych pośrednich mechanizmów. Jedną z jego właściwości farmakologicznych jest wpływ na enzymy układu endokannabinoidowego. W 2016 roku w Kanadzie przeprowadzono badania, które dotyczyły tego, jak częste zażywanie konopi wpływa na wiązanie FAAH w różnych obszarach mózgu.
W tym celu za pomocą pozytonowej tomografii emisyjnej zmierzono aktywność FAAH w mózgu 22 osób, które nie używały konopi indyjskich. Grupą kontrolną, w której mierzono te same aktywności, była grupa dziesięciu osób, które regularnie zażywają marihuanę. Okazało się, że w grupie, która zażywała marihuanę, wiązanie FAAH w różnych obszarach mózgu było średnio o 14–20% mniejsze. Podobne wyniki uzyskano w innych badaniach dotyczących enzymu MAGL.
Badania metodą rezonansu magnetycznego u 89 osób, które często zażywają marihuanę, wykazały zmienioną aktywność enzymu MAGL w korze mózgowej. Ponadto przypuszcza się, że część przeciwbólowego i neuroprotekcyjnego działania konopi indyjskich wynika z wpływu na enzym MAGL. Jakie konkretne wnioski farmakologiczne można z tego wyciągnąć i w jakim stopniu te odkrycia mogą być wykorzystane w przyszłości w medycynie, nie jest jeszcze w pełni zrozumiałe i jest przedmiotem dalszych badań.
