Zaburzenia neurodegeneracyjne to prawdziwa plaga naszych czasów. Szacuje się, że ok. 44 miliony ludzi na świecie choruje na chorobę Alzheimera, a kolejne 6 milionów ma chorobę Parkinsona. W miarę starzenia się populacji liczby te będą rosły. Każdego roku kilkadziesiąt tysięcy Polaków doświadcza traumatycznych uszkodzeń mózgu (ang. traumatic brain injury, TBI), część z nich związanych jest ze sportem. Żołnierze są również w grupie podwyższonego ryzyka, jeśli chodzi o TBI: dane mówią, że aż 17% żołnierzy amerykańskich wysłanych do Iraku miało TBI, a wśród nich 59% doświadczyło kilkukrotnych uszkodzeń mózgów. Na mniej oczywistym poziomie TBI powoduje, że nasilają się stresy chorującego. Co gorsza, istnieje bezpośredni związek między stresem a zwiększonym ryzykiem wystąpienia efektów sercowo-naczyniowych, takich jak zawał serca i udar. Zarówno uszkodzenie mózgu, jak i zdarzenia sercowo-naczyniowe zwiększają z kolei ryzyko chorób mózgu związanych z wiekiem, takich jak demencja.
Czy ludzie mają narzędzia do dyspozycji, aby złagodzić te zagrożenia? Oczywiście, a należą do nich odpowiednie odżywianie, utrzymanie zdrowej masy ciała i regularne ćwiczenia. Ale coraz więcej badań w ciągu ostatnich kilku dekad sugeruje, że istnieje inna potencjalna strategia, aby mózg był bardziej odporny na szkodliwe skutki urazu, zmiany związane ze stresem i skutki wieku. Mamy tu na myśli oczywiście konopie.
Urazowe uszkodzenie mózgu jest ciężkim stanem, zwykle spowodowanym przez zewnętrzny cios w głowę, który może powodować ciężkie i często chroniczne objawy. Objawy te mogą mieć charakter poznawczy, behawioralny, związany z ruchem, zaburzać mowę i wzrok, zmieniać nastrój, powodować bóle głowy, a nawet problemy żołądkowo-jelitowe. Intuicyjnie wydawać by się mogło więc, że największe uszkodzenia mózgu występują w czasie urazów fizycznych. Jednak w przypadku większości zamkniętych urazów głowy i zdarzeń sercowo-naczyniowych uszkodzenie występuje w okresie rekonwalescencji - od kilku minut do kilku dni po urazie. Ta opóźniona reakcja sieje śmiertelne spustoszenie w mózgu. Wiele aktualnych strategii ochrony mózgu po urazie działa w celu zmniejszenia tej wtórnej odpowiedzi na uraz, ale do czasu zainicjowania tych interwencji może być za późno. Lepszą strategią byłoby interweniowanie przed traumą u osób z grupy ryzyka, aby osłabić własną szkodliwą reakcję mózgu, jeśli taka wystąpi. Niektóre elementy konopi, takie jak THC, a zwłaszcza CBD, wydają się idealne do takiego zadania.
Istnieją trzy ogólne mechanizmy, które uszkadzają mózg w okresie po urazie i uważa się, że THC i CBD mogą chronić przed każdym z nich. Pierwszy to wzrost pobudzających substancji chemicznych mózgu. Uraz powoduje masowe uwalnianie pobudzającego mózg glutaminianu. Odgrywa on ważną rolę w nieuszkodzonym mózgu, ale jego poziomy muszą być ściśle regulowane, zbyt dużo glutaminianu może bowiem zabić komórki mózgowe, co może się stać po kontuzji.
Drugim mechanizmem jest wzrost wolnych rodników. Uraz uwalnia szkodliwe związki chemiczne zwane wolnymi rodnikami, które powodują uszkodzenia komórek mózgowych poprzez uszkadzanie DNA, upośledzanie mechanizmów komórki, a nawet powodowanie jej śmierci. Wolne rodniki są produktem ubocznym normalnej funkcji komórek i nasz organizm ma mechanizmy ich neutralizacji w celu ograniczenia uszkodzeń. Ale po urazie ich poziom staje się tak wysoki, że tylko silne przeciwutleniacze mogą ograniczyć ich szkodliwe skutki.
Na koniec mechanizm jakim jest wzrost stanu zapalnego mózgu. Uraz uaktywnia odpowiedź zapalną mózgu, aby naprawić uszkodzenie. Niestety, ten proces naprawy może powodować znaczące zmiany w sposobie, w jaki komórki mózgowe komunikują się ze sobą. Coraz bardziej rozumie się, że zapalenie mózgu przyczynia się do rozwoju chorób związanych z wiekiem, takich jak Alzheimer i demencja. Dlatego też narzędzia stosowane do ochrony mózgu przed wtórnym urazem mogą również zapobiegać lub zmniejszać nasilenie zaburzeń poznawczych wraz z wiekiem.
W jaki sposób zatem konopie mogą pomóc w zapobieganiu uszkodzeniom mózgu? Aby to zbadać, zacznijmy od systemu endokannabinoidów, w którym to receptory kannabinoidowe typu I i II (CB1 i CB2) okazały się silnymi regulatorami uwalniania glutaminianu, jak również mogą działać przeciwzapalnie i ułatwiać działanie przeciwutleniające. Ta ważna rola receptorów jest wspierana przez THC, które je bezpośrednio aktywuje oraz CBD, aktywujące receptory pośrednio. W szczególności to receptory CB1 mają głęboką zdolność do zmniejszania uwalniania glutaminianu, podkreślając znaczący potencjał kannabinoidów do tłumienia szkodliwych skutków glutaminianu po urazie mózgu. Ponieważ nadmierna sygnalizacja glutaminianu jest głównym czynnikiem przyczyniającym się do wczesnego etapu uszkodzenia po urazie mózgu, jest to ważne miejsce, aby zacząć ograniczać ryzyko tegoż uszkodzenia, a nawet śmierci.
Zmniejszona sygnalizacja glutaminianowa chroni zatem komórki mózgowe przed śmiercią po urazie i zdarzeniu sercowo-naczyniowym. Ale potencjał odzyskiwania behawioralnego zależy również od poziomu wolnych rodników i stanu zapalnego mózgu. Co za tym idzie, niskie dawki THC mogą mieć działanie przeciwzapalne, ale wysokie dawki mogą nasilać stan zapalny, podkreślamy tu więc znaczenie właściwego dozowania.
Konopie indyjskie mogą również sprawić, że mózg będzie bardziej odporny na szkodliwe skutki chronicznego stresu i procesu starzenia. Zarówno przewlekły stres, jak i starzenie się są związane ze zmniejszeniem produkcji nowych komórek mózgowych w regionie mózgu zwanym hipokampem, jednym z dwóch znanych obszarów mózgu, w których nowe komórki mózgowe powstają w wieku dorosłym. Te nowe komórki mózgowe są ważne dla wielu funkcji mózgu, w tym uczenia się i pamięci, zmniejszania lęku i depresji oraz utrzymywania w ryzach reakcji na stres. Aktywacja receptorów CB1 może ułatwić wzrost nowych komórek mózgowych. Częściowo poprzez ten mechanizm, zastosowane niskie dawki THC mogą pomoc zachować zdolności poznawcze u starych myszy, chroniąc mózg przed zmianami związanymi z wiekiem. CBD może pośrednio aktywować receptory CB1 poprzez zwiększenie poziomu anandamidu, co sprawia, że uważa się, iż CBD chroni przed szkodliwym działaniem chronicznego stresu na mózg.
Generalnie trudno znaleźć skuteczne terapie leczenia trwających objawów TBI. Jednak dzięki naukowcom takim jak prof. Yosef Sarne z Uniwersytetu w Tel Avivie odkryto, że konopie indyjskie mogą zapobiegać długoterminowemu uszkodzeniu mózgu przez podawanie THC przed lub wkrótce po urazie. W rzeczywistości Izraelskie Siły Obrony (IDF) stosują CBD lub THC o niskiej dawce jako leczenie pierwszego rzutu dla żołnierzy IDF (a nawet wrogich bojowników), którzy cierpią na uraz mózgu. Sarne i jego zespół opublikowali w 2013 r., wyniki swoich badań, w których wykazali, że podawali tylko ułamek ilości THC od jednego do siedmiu dni przed lub od jednego do trzech dni po urazie, co indukowało procesy biochemiczne niezbędne do ochrony krytycznych komórek mózgowych przy zachowaniu długoterminowej funkcji poznawczej.
Ochronna funkcja THC przed uszkodzeniem mózgu była również obserwowana w kontrolowanych badaniach przedklinicznych zespołu z Uniwersytetu Hebrajskiego w Jerozolimie na zwierzętach laboratoryjnych. Myszy, które przeszły symulowany udar miały mniej oznak uszkodzenia mózgu, jeśli otrzymały THC lub CBD przed udarem, natomiast tylko CBD skutecznie zmniejszyło oznaki uszkodzenia, jeśli było podane później. Co ważne, myszy, którym podawano THC przez dwa tygodnie przed udarem, rozwinęły tolerancję na zdolności chroniące mózg. Ta tolerancja nie jest obserwowana w przypadku wielokrotnego leczenia CBD, co sugeruje, że CBD może być lepszą długotrwałą strategią ochronną, ponieważ jej siła nie zmniejsza się wraz z powtarzającym się stosowaniem, a jej zdolności ochronne utrzymują się po szkodliwym zdarzeniu.
Jak twierdzi szefowa badań, prof. Esther Shohami, kiedy zdarzenie zewnętrzne, takie jak udar lub uraz, występuje, ciało reaguje wytwarzając te cząsteczki, które powinny chronić mózg. W pierwszych prowadzonych na ten temat badaniach naukowcy przyglądali się więc endokannabinoidowi 2-AG u myszy po urazowym uszkodzeniu mózgu. Jak już wiemy, 2-AG jest produkowany przez organizm naturalnie, ale w stosunkowo niewielkich ilościach, które nie są wystarczające, aby skutecznie chronić mózg.
Naukowcy zauważyli, że poziomy 2-AG były znacznie wyższe po traumie, chociaż nie byli pewni dlaczego. Stwierdzili jednak, że "wysoki poziom nic nie znaczy, liczy się tylko to, na co go stać" - jak powiedziała prof. Shohami. Podano więc myszom dodatkowe 2-AG pochodzenia roślinnego i odkryto, że związek pomógł im dojść do siebie. Myszy otrzymały tylko pojedynczą dawkę, ale wykazały pozytywne efekty do trzech miesięcy po urazie. Według naukowców głównym korzystnym efektem 2-AG jest to, że jest to związek przeciwzapalny.
Generalnie wyniki myszy były dużo lepsze, poprawiła się ich funkcja motoryczna, czy funkcja poznawcza. Wszystkie parametry, jakie naukowcy zaobserwowali jako część uszkodzeń, zostały dotknięte przez 2-AG i przyniosły znaczącą poprawę w porównaniu z myszami nieleczonymi. Problem polegał jednak na tym, że oba receptory kannabinoidowe CB1 i CB2, były zaangażowane w reakcję. CB1 odpowiada za psychoaktywne działanie kannabinoidów i jest mniej stabilny, więc według naukowców prowadzących badania nie może być stosowany jako lek. Shohami i jej zespół opracowali więc syntetyczne cząsteczki, modelowane na 2-AG, które selektywnie aktywują receptory CB2 i nie wiążą się z psychoaktywnymi receptorami CB1. Badacze przyjrzeli się wpływowi tych cząsteczek, zwanych HU-910 i HU-914, na szczury po urazie głowy. Badali wpływ związków na mózgi szczurów i na drogi korowo-rdzeniowe – szlak nerwowy pochodzący z mózgu, który rozciąga się wzdłuż rdzenia kręgowego i jest odpowiedzialny za kontrolę motoryczną ciała. Nikt wcześniej nie patrzył na skutki działania konopi na przewód korowo-rdzeniowy, prof. Shohami jest pierwsza. Naukowcy odkryli poprawę stanu po urazie oraz poprawę zdolności motorycznych, co jest ważnym parametrem odzyskiwania zdrowia.
Nie ma leków zatwierdzonych do leczenia urazowego uszkodzenia mózgu, częściowo prawdopodobnie z powodu niepowodzenia w rozwoju leczenia przez przemysł w latach 90. XX wieku i od początku XXI wieku, co spowodowało niechęć firm farmaceutycznych do popierania i sponsorowania nowych badań i terapii. A jak się okazuje „To bardzo złożony warunek. Leczenie musi być bardzo starannie zaprojektowane zarówno pod względem mechanizmu, jak i czasu. Czas leczenia jest bardzo krytyczny i było to podstawą niepowodzenia wielu prób"- jak powiedziała w jednym z artykułów prof. Shohami. Lek powinien być bowiem podawany w pojedynczej dawce w określonym oknie terapeutycznym w ciągu kilku godzin od urazu.
Jak już wspomnieliśmy, badania wymagają kontynuacji, nie wszystkie dane zespołu zostały opublikowane, ale naukowcy mają nadzieję, że leczenie przejdzie do badań klinicznych i ostatecznie stanie się zalecaną terapią w leczeniu TBI.
Pozytywne wyniki w modelach eksperymentalnych nie zawsze przekładają się na ludzi, stąd desperacka potrzeba dalszych badań. Jednak wczesne testy wykazują obietnicę, poza tym wiemy nie od dziś, że kannabinoidy wykazują działanie neuroprotekcyjne w różnych stanach neurologicznych, zatem brak wymówki, aby nie nadawać priorytetowej roli dalszym badaniom. Dodatkowym argumentem jest fakt, że TBI jest stanem wpływającym na wysoce złożony, skomplikowany system, jakim jest nasz ludzki mózg. Jeśli nie będziemy dbać o jego kondycję, co innego nam pozostanie?
Źródło:
- Mechoulam, E. Shohami „Endocannabinoids and Traumatic Brain Injury” [w:] link.springer.com
Lesley D. Schurman and Aron H. Lichtman „Endocannabinoids: A Promising Impact for Traumatic Brain Injury” [w:] ncbi.nlm.nih.gov
Luke Tress „Cannabis could treat traumatic brain injury, Israeli researchers say” [w:] timesofisrael.com
Miriam Fishbein, Sahar Gov, Fadi Assaf, Mikhal Gafni, Ora Keren, Yosef Sarne „Long-term behavioral and biochemical effects of an ultra-low dose of Δ9-tetrahydrocannabinol (THC): neuroprotection and ERK signaling” [w:] link.springer.com
Bethan Rose Jenkins „Israeli researchers say cannabis can be used to treat traumatic brain injury (TBI)” [w:] cannabisnewsbox.com
Grundy RI „The therapeutic potential of the cannabinoids in neuroprotection” [w:] ncbi.nlm.nih.gov
Dr Cheryl Strayed „Cannabis May Protect the Brain Against Stress and Injury, and Here’s Why” [w:] urhealthinfo.com
Nguyen BM, Kim D, Bricker S, Bongard F, Neville A, Putnam B, Smith J, Plurad D „Effect of marijuana use on outcomes in traumatic brain injury” [w:] ncbi.nlm.nih.gov
Jeremy Kossen „Can Cannabis Prevent and Treat Traumatic Brain Injury?” [w:] leafly.com
Kazuhide Hayakawa, Kenichi Mishima, and Michihiro Fujiwara „Therapeutic Potential of Non-Psychotropic Cannabidiol in Ischemic Stroke” [w:] ncbi.nlm.nih.gov
„The Healing Effects of CBD On Brain Injuries” [w:] solcbd.com
„CBD for Brain Injury – a Treatment Option of the Future?” [w:] endoca.com