/ Каннабиоиды и митохондрии мозга

Каннабиоиды и митохондрии мозга

ещества могут "похвастаться" непосредственным воздействием на митохондрии. Непосредственно на митохондриях есть рецепторы для ограниченного спектра химических веществ: мелатонина, эстрогенов (женские половые гормоны) и для каннабиоидов.


Примечание: каннабиноиды — группа терпенфенольных соединений, производных 2-замещённого 5-амилрезорцина. В природе встречаются в растениях семейства коноплёвых (Cannabaceae)

Рецепторы каннабиоидов есть на мембранах митохондрий нейронов и астроцитов.


Рецепторы эти должны реагировать на нашу внутреннюю, - эндоканнабиоидную систему. Эндоканнабиноиды — эндогенные нейромедиаторы, связывающиеся с каннабиноидными рецепторами. Все известные в настоящее время эндоканнабиноиды, в отличие от природных каннабиноидов, являются ациклическими соединениями — эйкозаноидами, производными арахидоновой кислоты, наиболее важными из которых являются анандамид (этаноламид арахидоновой кислоты) 2-арахидоноилглицерин (2-AG).

 Но молекулы, поступающие к митохондриям, не рассказывают им о своем происхождении. Поэтому внешние каннабиоды тоже с этими рецепторами взаимодействуют.

Каннабиоиды и митохондрии мозга

Какой эффект оказывают каннабиоиды на митохондрии?

При связывании с рецепторами, каннабиоиды "тормозят" работу дыхательной цепи. В частности, блокируется работа 1 комплекса дыхательной цепи, снижается образование АТФ, снижается активность работы митохондрий.

Плохо это или хорошо?

Эффект зависит от возраста человека, его генетических особенностей, наличия психических заболеваний и др. 

Если с внутренней эндоканнабиоидной системой все хорошо, то воздействие - негативное. Снижается выработка энергии митохондриями в виде АТФ, а она нужна для синтеза нейромедиаторов, процессов памяти и обучаемости, синаптической пластичности.



Рис. 1. Внешние каннабиоиды, связываясь с рецепторами митохондрий, тормозят выработку энергии в виде АТФ, что может приводить к снижению синтеза нейротрансмиттеров, снижению синаптической пластичности.

Кроме того, внешние каннабиоиды снижают экспрессию этих важных рецепторов, что при длительном применении приводит к нарушениям поведения.

Исследования на грызунах показывают, что применение каннабиоидов приводят к стойким нарушениям социального поведения. При чем некоторые исследователи считают, что нарушения социального поведения наблюдаются из-за воздействия на митохондрии не нейронов, а астроцитов. 

Примечание: Астроциты - это клетки нейроглии, которые выполняют в мозге ряд важнейших функций: трофическую, гомеостатическую, участвуют в миграции нервных клеток, регулируют активность нейронов и др. Согласно теории "лактатного шаттла" астроциты также передают лактат в нейроны, который последние могут использовать для своих энергетических функций. 


Глюкоза

Рис. 2 Лактатный шаттл. Глюкоза перерабатывается в астоцитах до лактата, астроциты впоследствии в формате cell-to-cell передают лактат нейронам.

Дело в том, что связывание каннабиса с рецпторами митохондрий астроцитов снижает гликолиз, а, значит, астроциты не поставляют основную "еду" для нейронов - лактат. Из-за этого возникают нарушения социального поведения.



Рис. 3. Связывание каннабиодиов с рецепторами митохондрий астроцитов приводит к снижению выработки лактата, биоэнергетическому дефициту нейронов, окислительному стрессу. Эти факторы способствуют нарушению социального поведения и возникновению социальной изоляции у грызунов. 


Каннабиоды как средство митохондриальной терапии

А может ли быть положительное влияние? Конечно же.

В первую очередь положительный эффект может быть достигнут при нейродегенеративных заболеваниях, при болезни Альцгеймера и Паркинсона. Да и при старении в целом наблюдается нарушение работы эндоканнабиоидной системы. В этом случае каннабиоиды оказывают нейропротекитвное действие и снижают уровень воспаления.

Также могут "помочь" с избыточно активными митохондриями. При некоторых нейропсихических заболеваниях митохондрии оказываются гиперполяризованными. Такой слишком высокий мембранный потенциал приводит к оксидативному стрессу. Коме этого, повышенная активность митохондрий при некоторых психических заболеваниях приводит к тому, что в пылу своей работы митохондрии съедают" не только положенный им субстрат, а заодно и нейротрансмиттеры, в частности, тормозящую гамма-аминомасляную кислоту.




Рис.4. При некоторых психических заболеваниях наблюдается повышенная активность работы митохондрий. При этом происходит расщепление нейротрансмиттеров. 

Таким образом, снижение активности работы первого комплекса митохондрий может помочь при нейродегенеративных и неврологических заболеваниях. Для этой группы заболеваний можно рассмотреть медицинское использование агонистов каннабиоидных рецеторов. 

Литература
https://www.sciencedirect.com/.../abs/pii/S0378427414013228
https://www.nature.com/articles/d41586-020-01975-5
https://www.nature.com/articles/s41392-020-00239-y
https://europepmc.org/article/med/32154907
https://royalsocietypublishing.org/.../10.../rstb.2011.0388

Поддержка проекта

Если вы верите в силу митохондрий, поддержите проект MitoSpace финансово
или другими возможными способами

Поддержать проект