Tudomány
Agyunk kannabinoidjai
2009. október 25. 13:20
.jpg)
Egyik felfedezés éri a másikat a belső kannabinoidokkal – az idegrendszerben termelődő, cannabisszerű hírvivőkkel – kapcsolatban. Nem véletlenül: bár csak nemrég óta ismertek, az idegrendszerben betöltött szerepük óriási. A magyar agykutatás kezdettől komoly részt vállalt e molekulák felderítésében. Hét évvel ezelőtt kimutatták, hol hatnak az agyban – most pedig, hogy honnan jönnek...
A Nature Reviews Neuroscience júliusi száma a legkiemelkedőbb eredmények közt hozta a magyar agykutatásnak a Journal of Neuroscience-ben publikált új eredményét. Freund Tamás kutatócsoportjának Katona István által vezetett részlege (Magyar Tudományos Akadémia, Kísérleti Orvostudományi Kutatóközpont, Agykéreg Kutatócsoport, Molekuláris Neurobiológiai Laboratórium) elsőként mutatta ki, hol keletkeznek az agyban a cannabisszerű molekulák, azaz a belső kannabinoidok.
Marihuána, fű, joint, ganja... ki gondolná, hogy hatóanyaga egy olyan vegyülettel áll rokonságban, amely az agyban éppen szabályozó szerepet tölt be? Első hallásra különös állítás. Hiszen ez a hatóanyag, amikor kívülről juttatja be az ember, épp hogy módosulást okoz az agyi folyamatokban, s ennek köszönhetők a szer által okozott tipikus tapasztalatok: például a víziók, hallucinációk, vagy a logikus gondolkodás és az emléknyom-képződés kvázi szünetelése.
Az idegrendszerben termelődő belső kannabinoidok azonban nem a szokatlan élmények előállításában vesznek részt, hanem az idegsejtek közti kommunikációt szabályozzák. Rendkívül elterjedtek az élővilágban – a csalánozók törzsétől fölfelé minden élőlényben megtalálhatók –, és magán az idegrendszeren belül is; ehhez képest meglepő, hogy csak másfél évtizede bukkantak rájuk. Lássuk röviden az előzményeket!
Az indiai vadkender szárából és leveléből származó drogok (hasis, marihuána) kábító hatásáért legnagyobb részben felelős molekulát, a THC-t (delta-9-tetra-hidro-cannabinol) 1964-ben fedezte fel egy izraeli kutató, Raphael Mechoulam (Héber Egyetem). E külső kannabinoid megtalálása után csaknem 30 évvel, 1992-ben ismét Mechoulamnak sikerült elkülönítenie egy, az emberi agy által termelt anyagot, amelynek élettani hatása szinte megegyezik a marihuána hatóanyagáéval. Ezt az ananda (boldogság) szanszkrit szó után anandamidnak nevezték el. Később kiderült, hogy van egy sokkal gyakoribb kannabinoid is, a kevésbé költői nevű 2-AG, amely a tanulásért felelős agyterületek idegpályáit befolyásolja. Hamarosan az is világossá vált, hogy a külső kannabinoidok azért tudják kifejteni hatásukat, mert olyan érzékelők (receptorok) vannak az agy idegsejtjein, melyek képesek ezeket megkötni. Ezek közül leggyakoribbak a CB1 receptorok.
Az idegsejtek közti információátadás, „beszélgetés” a szinapszison, a sejtek közti igen kicsi, 10–20 nanométeres résen keresztül történik úgy, hogy a „küldő” sejt idegrostja (axonja) kémiai hírvivőket juttat el a „fogadó” idegsejt nyúlványára (dendritjére). A sokmilliárd agykérgi idegsejt mindegyike 50–80 ezer szinapszissal rendelkezik.
Freund Tamás és Katona István még 1999-ben fedezték fel, hogy a CB1 kannabinoid érzékelők a szinapszis küldő idegsejtjének nyúlványán találhatók, ahol hírvivő anyagok felszabadulását – ezáltal az információ sejtről sejtre való átvitelét – szabályozzák. Most, 7 évvel később ismét ugyanez a kutatócsoport mutatta ki – Katona István és Urbán Gabriella vezetésével –, hogy a kannabinoidok termelődése a szinapszisok fogadó sejtjén történik.
A kannabinoidok tehát a szinapszisban a tipikussal ellentétes irányba, a fogadótól a küldő felé utaznak. Ez végleg érvényteleníti azt a hagyományos felfogást, hogy a szinapszisokban egyirányú jelátvitel zajlik. Az új modell szerint a fogadó idegsejt szabályozhatja a hírvivők felszabadulását a küldő idegsejtből, visszafelé való jelzés útján. Ebben vesznek részt a kannabinoidok. Mi lehet a jelentősége ennek? Valójában más, „klasszikus” hírvivők felszabadulásának „kordában tartása”. A fogadó sejt megvédheti magát attól, hogy a küldő sejt felől érkező hírvivők túlzottan elárasszák. E visszacsatolás akkor lép életbe, ha a küldő sejt oly nagy mennyiségű hírvivővel bombázza a fogadót, hogy azok mintegy „kicsorognak” a szinapszis oldalain. A fogadó idegsejt ilyenkor kannabinoidot juttat vissza a küldő sejt érzékelőjéhez, hogy a hírvivők kibocsátását csökkentse.
Katona és kutatócsoportja fény- és elektronmikroszkópos vizsgálat során megállapította, hogy a kannabinoidok serkentősejteken termelődnek, méghozzá azok fogadó nyúlványainak (dendritjeinek) tüskéin. Ezek a mikrométer nagyságrendű tüskék kitüntetett helyek az idegrendszeren belül, ugyanis mindennemű tanulásban döntő szerepet játszanak. Hozzájuk érkeznek a többi idegsejt felől azok a serkentő bemenetek, amelyek megerősödése a tanulás, gyengülése a felejtés alapja.
Valószínű, hogy a kannabinoidok a tanulás több típusában is részt vesznek azáltal, hogy szabályozzák az idegsejtek közti kapcsolatok erősségét. A tanulásnak léteznek kóros formái is. Ilyen például a tanult félelem, amelyről az ember hiába tudja, hogy nincs valódi oka, mégsem tud tőle szabadulni. Kóros tanulás ezenkívül a függőség is, amely újra és újra a szer bevételére késztet. Sőt újabban a krónikus fájdalmat is egyfajta tanulásnak tulajdonítják. A kóros tanulás különféle formái más-más idegrendszeri szinteken történnek, így egyik az érzelmekbe, másik a viselkedésbe avatkozik bele, harmadik a testérzésbe. Közös vonás azonban, hogy makacsak, nehéz őket kioltani.
A kutatók ugyan munkájuk során alapvetően azt vizsgálják, hogyan „beszélgetnek” az idegsejtek, mégis, eredményeiknek óriási hozamuk lehet – például az említett kóros tanulási formák, vagy az epilepszia gyógyszeres kezelése terén. Olyan gyógyszereket várhatunk, amelyek úgy oldják a szorongást, hogy közben nem kábítanak és nem vezetnek függőséghez; vagy olyan epilepszia elleni szereket, amelyek nem csökkentik az éberséget.
Az idegsejtek közti kapcsolatok ilyen mélységű feltárásával ugyanis sokkal célzottabban lehet az idegműködés valamely apró lépésébe beavatkozni – csak ott és csak annyira, ahol és amennyire szükséges.
Marihuána, fű, joint, ganja... ki gondolná, hogy hatóanyaga egy olyan vegyülettel áll rokonságban, amely az agyban éppen szabályozó szerepet tölt be? Első hallásra különös állítás. Hiszen ez a hatóanyag, amikor kívülről juttatja be az ember, épp hogy módosulást okoz az agyi folyamatokban, s ennek köszönhetők a szer által okozott tipikus tapasztalatok: például a víziók, hallucinációk, vagy a logikus gondolkodás és az emléknyom-képződés kvázi szünetelése.
Az idegrendszerben termelődő belső kannabinoidok azonban nem a szokatlan élmények előállításában vesznek részt, hanem az idegsejtek közti kommunikációt szabályozzák. Rendkívül elterjedtek az élővilágban – a csalánozók törzsétől fölfelé minden élőlényben megtalálhatók –, és magán az idegrendszeren belül is; ehhez képest meglepő, hogy csak másfél évtizede bukkantak rájuk. Lássuk röviden az előzményeket!
Az indiai vadkender szárából és leveléből származó drogok (hasis, marihuána) kábító hatásáért legnagyobb részben felelős molekulát, a THC-t (delta-9-tetra-hidro-cannabinol) 1964-ben fedezte fel egy izraeli kutató, Raphael Mechoulam (Héber Egyetem). E külső kannabinoid megtalálása után csaknem 30 évvel, 1992-ben ismét Mechoulamnak sikerült elkülönítenie egy, az emberi agy által termelt anyagot, amelynek élettani hatása szinte megegyezik a marihuána hatóanyagáéval. Ezt az ananda (boldogság) szanszkrit szó után anandamidnak nevezték el. Később kiderült, hogy van egy sokkal gyakoribb kannabinoid is, a kevésbé költői nevű 2-AG, amely a tanulásért felelős agyterületek idegpályáit befolyásolja. Hamarosan az is világossá vált, hogy a külső kannabinoidok azért tudják kifejteni hatásukat, mert olyan érzékelők (receptorok) vannak az agy idegsejtjein, melyek képesek ezeket megkötni. Ezek közül leggyakoribbak a CB1 receptorok.
Az idegsejtek közti információátadás, „beszélgetés” a szinapszison, a sejtek közti igen kicsi, 10–20 nanométeres résen keresztül történik úgy, hogy a „küldő” sejt idegrostja (axonja) kémiai hírvivőket juttat el a „fogadó” idegsejt nyúlványára (dendritjére). A sokmilliárd agykérgi idegsejt mindegyike 50–80 ezer szinapszissal rendelkezik.
Freund Tamás és Katona István még 1999-ben fedezték fel, hogy a CB1 kannabinoid érzékelők a szinapszis küldő idegsejtjének nyúlványán találhatók, ahol hírvivő anyagok felszabadulását – ezáltal az információ sejtről sejtre való átvitelét – szabályozzák. Most, 7 évvel később ismét ugyanez a kutatócsoport mutatta ki – Katona István és Urbán Gabriella vezetésével –, hogy a kannabinoidok termelődése a szinapszisok fogadó sejtjén történik.
A kannabinoidok tehát a szinapszisban a tipikussal ellentétes irányba, a fogadótól a küldő felé utaznak. Ez végleg érvényteleníti azt a hagyományos felfogást, hogy a szinapszisokban egyirányú jelátvitel zajlik. Az új modell szerint a fogadó idegsejt szabályozhatja a hírvivők felszabadulását a küldő idegsejtből, visszafelé való jelzés útján. Ebben vesznek részt a kannabinoidok. Mi lehet a jelentősége ennek? Valójában más, „klasszikus” hírvivők felszabadulásának „kordában tartása”. A fogadó sejt megvédheti magát attól, hogy a küldő sejt felől érkező hírvivők túlzottan elárasszák. E visszacsatolás akkor lép életbe, ha a küldő sejt oly nagy mennyiségű hírvivővel bombázza a fogadót, hogy azok mintegy „kicsorognak” a szinapszis oldalain. A fogadó idegsejt ilyenkor kannabinoidot juttat vissza a küldő sejt érzékelőjéhez, hogy a hírvivők kibocsátását csökkentse.
Katona és kutatócsoportja fény- és elektronmikroszkópos vizsgálat során megállapította, hogy a kannabinoidok serkentősejteken termelődnek, méghozzá azok fogadó nyúlványainak (dendritjeinek) tüskéin. Ezek a mikrométer nagyságrendű tüskék kitüntetett helyek az idegrendszeren belül, ugyanis mindennemű tanulásban döntő szerepet játszanak. Hozzájuk érkeznek a többi idegsejt felől azok a serkentő bemenetek, amelyek megerősödése a tanulás, gyengülése a felejtés alapja.
Valószínű, hogy a kannabinoidok a tanulás több típusában is részt vesznek azáltal, hogy szabályozzák az idegsejtek közti kapcsolatok erősségét. A tanulásnak léteznek kóros formái is. Ilyen például a tanult félelem, amelyről az ember hiába tudja, hogy nincs valódi oka, mégsem tud tőle szabadulni. Kóros tanulás ezenkívül a függőség is, amely újra és újra a szer bevételére késztet. Sőt újabban a krónikus fájdalmat is egyfajta tanulásnak tulajdonítják. A kóros tanulás különféle formái más-más idegrendszeri szinteken történnek, így egyik az érzelmekbe, másik a viselkedésbe avatkozik bele, harmadik a testérzésbe. Közös vonás azonban, hogy makacsak, nehéz őket kioltani.
A kutatók ugyan munkájuk során alapvetően azt vizsgálják, hogyan „beszélgetnek” az idegsejtek, mégis, eredményeiknek óriási hozamuk lehet – például az említett kóros tanulási formák, vagy az epilepszia gyógyszeres kezelése terén. Olyan gyógyszereket várhatunk, amelyek úgy oldják a szorongást, hogy közben nem kábítanak és nem vezetnek függőséghez; vagy olyan epilepszia elleni szereket, amelyek nem csökkentik az éberséget.
Az idegsejtek közti kapcsolatok ilyen mélységű feltárásával ugyanis sokkal célzottabban lehet az idegműködés valamely apró lépésébe beavatkozni – csak ott és csak annyira, ahol és amennyire szükséges.
