Auswirkungen von Cannabiskonsum auf das endogene Cannabinoidsystem

Abstract

Ziel dieser Arbeit war die Untersuchung der Auswirkungen von Cannabiskonsum auf das endogene Cannabinoidsystem. Dazu wurde zunächst eine LC-MS/MS-Methode zur Bestimmung der endogenen Cannabinoide AEA, OEA und PEA in humanem Serum entwickelt. Die potentielle Eignung der entwickelten Methode wurde durch die Validierung sichergestellt.<br /> In einer anschließenden Studie wurde dann der Einfluss von Cannabiskonsum auf endogene Cannabinoidkonzentrationen sowie die Auswirkungen auf das periphere Cannabinoid-Rezeptorsystem untersucht. Dazu wurden die endogenen Cannabinoidkonzentrationen von AEA, OEA und PEA in humanem Serum mit Hilfe der neu entwickelten Meßmethode bestimmt und zudem die mRNA-Expression der beiden CB-Rezeptoren CB1 und CB2 weißer Blutzellen untersucht.<br /> Es gelang im Rahmen dieser Arbeit zum ersten Mal ein Verfahren zu entwickeln, dass sich im Vergleich zu bisher existierenden Methoden durch höhere Sensitivität auszeichnet und das durch optimierte Probenhandhabung und -aufbereitung valide Messergebnisse für Endocannabinoide im Serum gewährt.<br /> Unsere Studie zeigte einen signifikanten Anstieg aller drei untersuchten endogenen Liganden sowie eine Erhöhung der CB2-Rezeptor-mRNA-Expression bei Cannabiskonsumenten. Diese Ergebnisse lassen feststellen, dass der mehr als 20malige Konsum von Cannabis im Leben signifikante Veränderungen im endogenen Cannabinoidsystem, vor allem im so genannten "Immunocannabinoidsystem" bedingt. Der CB2-Rezeptor ist gegenüber dem CB1-Rezeptor vermehrt im Immunsystem zu finden und man geht heute davon aus, dass er beim primären Signalweg der endocannabinoidergen Immunmodulation eine wichtige Rolle spielt und somit in die Immunantwort des Körpers involviert ist. <br /> Bei allem Probanden der Studie handelte es sich um gesunde Personen, so dass die Frage der potentiellen Auswirkungen dieser signifikanten Veränderungen des endogenen Cannabinoidsystems nach mehrfachem Konsum exogener Cannabinoide zunächst offen bleibt. Aufgrund der neuromodulatorischen Eigenschaften endogener Cannabinoide könnte es sich auch hier um einen solchen Effekt handeln. Möglicherweise dienen die erhöhten Ligandenkonzentrationen dem Körper dazu, die durch dauerhaft erhöhte Zufuhr exogener Cannabinoide entstehende Rezeptor-vermittelte Toleranz temporär zu kompensieren und durch höhere Rezeptor-Gen-Transkription und Translationsaktivität dieses Defizit wieder auszugleichen. Vielleicht sind die Veränderungen aber auch Ausdruck einer anhaltenden Dysregulation des Systems verursacht durch vermehrten Cannabiskonsum, dessen Auswirkungen erst zu einem späteren Zeitpunkt klinisch sichtbar werden. <br /> Die genauen Funktionen des endogenen Cannabinoidsystems sind bis heute immer noch weitgehend ungeklärt und auch der Einfluss exogener Cannabinoide auf dieses scheinbar sehr sensitive System ist humanexperimentell kaum untersucht. Vor allem daher bietet die in dieser Arbeit entwickelte Methode zur Bestimmung endogener Cannabinoide im Serum eine geeignete Basis zur weiteren Aufklärung der Rolle des endogenen Cannabinoidsystems an physiologischen wie auch pathologischen Prozessen.

<strong>Effects of cannabis consumption on the endogenous cannabinoid system : Development of a LC-MS/MS method to measure endogenous cannabinoids in serum</strong><br /> The aim of this work was the investigation of the effects of cannabis consumption on the endogenous cannabinoid system. First, we developed a selective liquid chromatography-electrospray ionization-tandem mass spectrometry method for the identification and quantification of the endogenous cannabinoids Anandamide (AEA), Oleoylethanolamide (OEA) and Palmitoylethanolamide (PEA) in human serum.<br /> In the following clinical trial we investigated the influence of cannabis consumption on the levels of the endogenous cannabinoids AEA, OEA and PEA as well as the effects on the peripheral cannabinoid receptor system. We measured the levels of AEA, OEA and PEA in human serum and we examined the relative expression of CB1 and CB2 mRNA in peripheral blood mononuclear cells (PBMC).<br /> We established a sensitive and selective method for the quantitative analysis of AEA, PEA and OEA in human serum based on LC-ESI-MS-MS. We reached better detection limits than other previously described methods for AEA, OEA and PEA. Using tandem mass spectrometry we were also able to unambiguously identify each specific analyte and avoid erroneous determinations coming from contaminants that display the same retention times as the FAEs analyzed.<br /> Our study showed a significant increase of all three endogenous cannabinoid receptor ligands as well as an increase of the CB2 mRNA expression after cannabis use. These results demonstrate that consumption of cannabis more than 20 times lifetime already causes significant changes in the endogenous cannabinoid system, especially in the so called "immunocannabinoidsystem". The CB2 receptor expression in immune cells is higher than the CB1 expression. Although the function of cannabinoid receptors on immune cells is as yet unclear one could hypothesize that endocannabinoid signaling may play an important role in the immune system.<br /> All participants of the trial were healthy volunteers. Therefore the potential later effects of these significant changes within the endogenous cannabinoidsystem after cannabis consumption need further investigation. But because of the neuromodulatory properties of endogenous cannabinoids these results may be ascribed to the fact that subjects using marijuana were experiencing turnover of CB2 mRNA expression due to receptor desensitization mechanisms resulting in a rise in the intracellular level of receptor mRNA which might be triggered by the increased endogenous cannabinoid level. Or the results are the expression of a general deregulation of the endogenous cannabinoid system that further pathological effects will occur at a later point of time.<br /> The functions of the endogenous cannabinoid system are still unclear and also the effects of exogenous cannabinoids on this sensitive system are barely investigated especially in human studies. Therefore the developed new analytical method to measure endogenous cannabinoids in human serum is a great tool for further investigation of the potential role of the endogenous cannabinoid system for physiological and pathological processes.