Neurolodzy odkryli, jak komórki mózgowe mogą reagować konopie indyjskiewraz z jego potencjalnym wpływem na elastyczność naszego mózgu.
Nowe odkrycia podkreślają znaczenie receptora CB1 na astrocytach w rozwoju mózgu i plastyczności. Zakłócenie tych receptorów, jak wykazały badania na myszach, utrudnia zdolność adaptacyjną mózgu w krytycznych fazach wzrostu, co potencjalnie wyjaśnia pewne negatywne skutki wczesnej ekspozycji na konopie indyjskie na uczenie się i pamięć, szczególnie u nastolatków i młodych dorosłych.
Receptory kannabinoidowe i funkcja mózgu
Konopie wiążą się z receptorem zwanym receptorem kannabinoidowym 1 (CB1), jednym z najliczniejszych receptorów w mózgu. Te receptory CB1 działają jak przełączniki, kontrolując różne procesy biologiczne poprzez ich włączanie i wyłączanie. Zazwyczaj są aktywowane przez naturalne substancje podobne do konopi indyjskich, wytwarzane w mózgu. Przez lata naukowcy wierzyli, że receptory CB1 występują wyłącznie na komórkach nerwowych (neuronach). Jednak ostatnie badania wykazały, że w tę chorobę zaangażowany jest inny kluczowy czynnik: astrocyty.
Rola astrocytów w rozwoju mózgu
Astrocyty to rodzaj komórek glejowych występujących w mózgu i rdzeniu kręgowym, które zapewniają kluczowe wsparcie dla układu nerwowego. Naukowcy odkryli, że receptory CB1 na astrocytach odgrywają znaczącą rolę w rozwoju mózgu, szczególnie we wczesnym okresie życia. Skupili się na zjawisku znanym jako plastyczność, czyli zdolności mózgu do adaptacji i zmian. W dzieciństwie i okresie dojrzewania występują specyficzne okresy zwiększonej plastyczności, kiedy mózg może łatwiej się przystosować i reorganizować. Nazywa się je okresami krytycznymi.
Badanie wpływu astrocytów na plastyczność mózgu
Christiaan Levelt jest profesorem molekularnych i komórkowych mechanizmów rozwoju kory mózgowej i plastyczności na Wydziale Nauk o Ziemi i Przyrodniczym (FALW) VU Amsterdam. Wyjaśnia, że „we wcześniejszych badaniach z lat 80. badacze wstrzyknęli astrocyty od kociaka do kory wzrokowej starszego kota, obszaru mózgu odpowiedzialnego za widzenie. W rezultacie ponownie rozpoczął się okres krytyczny, co oznacza, że mózg mógł ponownie łatwiej się dostosować. Wiemy również, że ekspresja receptora CB1 w astrocytach jest coraz mniejsza wraz z wiekiem. Czy mógłby tu być link? Czy to może oznaczać, że receptor CB1 na astrocytach odgrywa rolę w plastyczności tego krytycznego okresu?”
Aby to zbadać, zespół wykorzystał specjalny model mysi, w którym wyłączono receptory CB1 w określonych komórkach: albo tylko w komórkach nerwowych, albo tylko w astrocytach. Zbadali, czy brak receptora wpływa na rozwój układu hamującego w mózgu. Nasz mózg składa się zarówno z komórek nerwowych stymulujących, jak i hamujących. Potrzebujemy komórek hamujących, znanych również jako interneurony, aby utrzymać równowagę aktywności mózgu. W badaniu skupiono się na korze wzrokowej – części mózgu, która pomaga nam przetwarzać to, co widzimy.
Wyniki: Receptory CB1 i zdolność adaptacji mózgu
Naukowcy odkryli, że usunięcie receptorów CB1 z astrocytów oznaczało, że mózg mógł trudniej dostosować się do zmian zachodzących w trakcie rozwoju.
Dr Rogier Min jest profesorem wizytującym, adiunktem neurofizjologii integracyjnej na wydziale pediatrii na Uniwersytecie UMC w Amsterdamie. Wyjaśnia: „Odkryliśmy to, tymczasowo zakrywając oko młodej myszy w krytycznym okresie dla widzenia. U normalnych myszy ich mózg jest w stanie przystosować się do tego poprzez wzmocnienie połączenia ze „dobrym okiem”. Wydaje się, że myszy pozbawione receptorów CB1 na interneuronach wykazują podobną zdolność adaptacji jak myszy kontrolne. Jednakże u myszy pozbawionych receptorów CB1 w astrocytach ta zdolność adaptacji nie działała skutecznie. Odkrycia te pokazują, że w szczególności astrocyty, a nie komórki nerwowe, odgrywają ważną rolę w tym procesie, co jest zaskakujące”.
Implikacje badań receptora CB1 dla rozwoju układu nerwowego
Badania te pomagają nam lepiej zrozumieć, jak rozwija się mózg. Może nam również pomóc wyjaśnić, w jaki sposób zażywanie konopi indyjskich w młodszym wieku może wiązać się z pewnymi zagrożeniami. Badania dotyczące długoterminowego wpływu konopi indyjskich na mózg nie są rozstrzygające. Istnieją jednak wskaźniki wskazujące, że jeśli receptor CB1 zostanie zakłócony podczas rozwoju mózgu, mogą wystąpić problemy z uczeniem się, pamięcią lub innymi funkcjami mózgu. Chociaż małe dzieci zwykle nie używają konopi indyjskich, nastolatki i młodzi dorośli stanowią szczególną grupę ryzyka. Ich mózgi wciąż się rozwijają, zwłaszcza kora przedczołowa, część zaangażowana w planowanie i podejmowanie decyzji.
Min kontynuuje: „Receptor CB1 bierze udział w wielu procesach zachodzących w mózgu. To naprawdę niezwykłe, że wiązanie konopi indyjskich z receptorem CB1 zazwyczaj nie powoduje dużych problemów. Nasze badania mogą wyjaśnić pewne negatywne skutki konopi: receptor CB1 na astrocytach wydaje się być ważnym czynnikiem we wczesnym rozwoju mózgu, a zakłócenie tego procesu może mieć wpływ na ilość substancji, którą nasz mózg może dostosować. Chociaż konopie indyjskie są często postrzegane jako stosunkowo bezpieczne, mogą nadal wpływać na rozwój mózgu w młodszym wieku. Teraz mamy nieco lepsze wyobrażenie o tym, jak i dlaczego tak się dzieje”.
Odniesienie: „Dojrzewanie hamujące i plastyczność dominacji gałki ocznej w korze wzrokowej myszy wymagają receptorów astrocytów CB1”, Rogier Min, Yi Qin, Sven Kerst, M. Hadi Saiepour, Mariska van Lier i Christiaan N. Levelt, 15 listopada 2024 r., iNauka.
DOI: 10.1016/j.isci.2024.111410
