Mein Körper, die Hanfplantage

14. Juni 2011, 16:54
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Cannabis aus der Hanfpflanze lindert Schmerzen und regt den Appetit an - Dieselbe Wirkung haben körpereigene Substanzen, die Endocannabinoide

Grazer Forschern gelang es, den Botenstoff im Gehirn von Mäusen zu steigern - was den Weg für neue Therapien ebnen könnte.

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Seit Jahrtausenden wird Cannabis aus der Hanfpflanze nicht nur zur Erzeugung wohliger Gefühle, sondern auch als Heilmittel genutzt. Schon vorchristliche Kulturen wussten um die schmerzlindernde und appetitanregende Wirkung der vielseitigen Pflanze.

Auf ihrer Suche nach alternativen Schmerzmitteln erinnerte sich die moderne Forschung an dieses uralte medizinische Erfahrungswissen und machte in den 1990er- Jahren eine faszinierende Entdeckung: Das Cannabis aus dem Hanf imitiert die Wirkung bestimmter körpereigener Botenstoffe, der Endocannabinoide. Diese werden bei großem physischem und psychischem Stress im Gehirn gebildet, um Schmerz zu lindern, den Appetit zu fördern oder um zu beruhigen.

Eine zentrale Rolle im Endocannabinoid-Stoffwechsel spielt das Enzym Monoglyzerid-Lipase (MGL), das auch beim Abbau von Fetten aktiv wird. Forscher vom Zentrum für Molekulare Biowissenschaften der Universität Graz beschäftigen sich seit Jahren mit diesem Enzym und konnten kürzlich einen aufsehenerregenden Durchbruch auf dem Weg zu einem besseren Verständnis unseres körpereigenen Wohlfühlsystems vermelden: "Es ist uns gelungen, gentechnisch veränderte Mäuse zu züchten, bei denen die MGL völlig ausgeschaltet ist" , erklärt der Molekularbiologe Robert Zimmermann. "Das hat bei diesen Tieren zu einem 50-fachen Anstieg des am häufigsten im Körper vorkommenden Endocannabinoids 2-AG (2-Arachidonoyl-Glyzerol) geführt. Es wird ohne MGL nur sehr langsam abgebaut."

Die Substanz reichert sich deshalb im Gehirn und in anderen Geweben an und beeinflusst die Aktivierung von Rezeptoren, was sich unter anderem auf das Schmerzempfinden und den Appetit auswirkt. "Die Rezeptoren leiten laufend Signale weiter, die das Schmerzempfinden dämpfen, Übelkeit lindern und den Appetit anregen" , sagen Ulrike Taschler und Franz Radner, die zum Erfolg dieses vom Wissenschaftsfonds FWF geförderten Projekts wesentlich beigetragen haben.

Komplexe Knock-out-Mäuse

Zentrale Voraussetzung für diesen wissenschaftlichen Nachweis der Wirkungsweise der MGL im Endocannabinoidsystem war die "Entwicklung" der genmanipulierte Versuchstiere: "Um 100 dieser äußerst wertvollen Knock-out-Mäuse ohne MGL zu bekommen, haben wir über ein Jahr intensiv gearbeitet" , sagt Projektleiter Zimmermann. "Zunächst haben wir embryonale Stammzellen von Mäusen kultiviert, in denen die Monoglyzerid-Lipase ausgeschaltet wurde. Diese Stammzellen wurden in Embryonen von Mäusen injiziert. Daraus entstanden dann sogenannte chimäre Mäuse. Ein Teil der Spermien dieser Mäuse trägt auch das defekte Gen." Die nächste Generation bringt dann - im besten Fall - Mäuse mit gemischten Erbgut hervor. Werden nun diese Mäuse gekreuzt, entstehen schließlich die begehrten Knock-out-Mäuse. Die Grazer Wissenschafter waren weltweit die ersten, denen zeitgleich mit zwei amerikanischen Forschergruppen die hochkomplexe Entwicklung eines derartigen Mausmodells gelang. Die bahnbrechende wissenschaftliche Leistung wurde kürzlich im Journal of Biological Chemistry publiziert.

Fettleibigkeit und Alzheimer

Da eine starke Ausschüttung von Endocannabinoiden den Appetit steigert, untersuchen Robert Zimmermann und sein Team auch deren Rolle bei der Entstehung von Fettleibigkeit und Diabetes Typ 2. "Man vermutet, dass bei dicken Menschen das Endocannabinoid-System überaktiviert ist und die Entstehung von Stoffwechselerkrankungen fördert" , sagt der Forscher. "Diesen Verdacht konnten wir anhand unseres Mausmodells nicht bestätigen.

Im Gegenteil, die mutanten Mäuse sind weniger anfällig für Stoffwechselerkrankungen, die mit Fettleibigkeit zusammenhängen." Es zeigte sich, dass - wie bei häufigem Cannabis-Genuss - die Endocannabinoid-Rezeptoren im Gehirn durch Gewöhnung herunterreguliert werden. Ein Mechanismus, der den Mäusen vermutlich das Überleben sichert.

Einer genauen Analyse wird insbesondere das Endocannabinoid 2-AG unterzogen, dem eine schützende Wirkung bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Morbus Alzheimer, Huntington oder Parkinson nachgesagt wird. "An unserem Mausmodell können wir untersuchen, ob, auf welche Weise und in welchem Ausmaß dieses Endocannabinoid neuroprotektiv wirkt" , erläutert Zimmermann. Die Ergebnisse sollen den Weg zur Entwicklung neuer Medikamente ebnen.

Auch bei der Therapie von Schädel-Hirn-Traumata sind diese Erkenntnisse möglicherweise hilfreich. Bei einer derartigen Verletzung feuern die Nervenzellen des Gehirns so schnell und massiv Signale ab, dass viele Neuronen absterben. Da das Endocannabinoid 2-AG die Ausschüttung von Neurotransmittern hemmt, könnte man über einen Eingriff in das Endocannabinoid-System die Überlebenschancen der Neuronen verbessern.

Zwar gibt es bereits jetzt Medikamente, die auf diese Weise funktionieren, allerdings haben sie einen kleinen Schönheitsfehler: Sie beinhalten Cannabis aus der Hanfpflanze, dessen Wirkung bekanntlich eine unspezifische ist. Das heißt, dass die Substanz verschiedene Rezeptoren binden kann und damit unter Umständen auch Wahrnehmung und Gedächtnisleistung beeinträchtigt. "Der Weg über körpereigene Substanzen hat den großen Vorteil, dass die Medikamente gezielter wirken und weniger Nebeneffekte auftreten" , sagt Zimmermann.

Seit rund einem Jahr ist auch bekannt, dass bei aggressiven Tumorerkrankungen die Ausschüttung von Monoglyzerid-Lipase erhöht ist. Wird das Enzym gehemmt, wachsen die Tumorzellen langsamer und sind weniger aggressiv. Die Grazer Forscher wollen dies in Kooperation mit dem Institut für Pathologie der Med-Uni Graz näher untersuchen - wofür die Knock-out-Mäuse die optimalen Voraussetzungen bieten. (Doris Griesser/DER STANDARD, Printausgabe, 15.06.2011)

=> Wissen: Uralte Signalübertragung


Wissen: Uralte Signalübertragung

Die Hanfpflanze enthält über 70 Cannabinoide. Einige dieser Substanzen wie etwa Tetrahydrocannabinol (THC) beeinflussen das Bewusstsein, wirken aber auch schmerzstillend und appetitanregend. Cannabinoide docken an speziell dafür vorgesehenen Rezeptoren im Gehirn an.

Die in den 1990er-Jahren entdeckten Endocannabinoide sind die eigentlichen, körpereigenen Bindungspartner der Cannabinoid-Rezeptoren. Das Endocannabinoid-System ist evolutionär sehr alt und kommt sogar bei Pflanzen zur Signalübertragung bei Schutz- und Abwehrreaktionen zum Tragen.

Cannabinoid-Rezeptoren befinden sich in der Zellmembran verschiedener Zelltypen. Bindet sich ein körpereigenes Endocannabinoid oder ein Cannabinoid aus dem Hanf an den Rezeptor, verändert sich dieser. Dadurch werden bestimmte Prozesse in den so aktivierten Zellen ausgelöst. Wie andere Rezeptoren auch können Cannabinoid-Rezeptoren durch das Andocken bestimmter Substanzen entweder aktiviert oder blockiert werden. Sowohl die körpereigenen als auch die vom Hanf stammenden Cannabinoide passen zu diesen Rezeptoren wie der passende Schlüssel in ein ganz bestimmtes Schloss. (grido)

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    Längst hat die Medizin die heilende Wirkung von Hanf erkannt. Weniger Nebenwirkungen versprechen die im Gehirn gebildeten Endocannabinoide.

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