رفتن به محتوای اصلی
کوهستان
توضیح کوهستانفارماکولوژی گیرنده‌هامقاله تشریحی· 4 دقیقه مطالعه· در سلامت

تفاوت عملکرد CBD و THC در گیرنده CB1: مکانیسم تعدیل آلوستریک

اگرچه هر دو ماده THC و CBD با گیرنده اصلی کانابینوئید در مغز تعامل دارند، اما بررسی‌های ساختاری نشان می‌دهد که مکانیسم فیزیکی آن‌ها کاملاً متفاوت است. THC بخش اصلی اتصال گیرنده را تا حدی فعال می‌کند، در حالی که CBD به سطح بیرونی آن می‌چسبد تا حساسیت کلی گیرنده را کاهش دهد.

به قلم حامد قاسمی

به‌طور خلاصه

  • گیرنده CB1 به عنوان تنظیم‌کننده اصلی ترشح انتقال‌دهنده‌های عصبی در سیستم عصبی مرکزی انسان عمل می‌کند.
  • ماده THC به عنوان یک آگونیست نسبی عمل کرده و با اتصال به جایگاه اصلی ارتوستریک گیرنده، آن را تا حدی فعال می‌کند.
  • ماده CBD به عنوان یک تعدیل‌کننده آلوستریک منفی عمل می‌کند و بدون فعال کردن گیرنده، به یک جایگاه ثانویه در سطح بیرونی آن متصل می‌شود.

در سطح تقریباً هر نورون در سیستم عصبی مرکزی انسان، یک ساختار پروتئینی عظیم متشکل از ۴۷۲ اسید آمینه قرار دارد که به عنوان گیرنده کانابینوئید نوع ۱ (CB1) شناخته می‌شود. این گیرنده که با تراکمی ۱۰ تا ۵۰ برابر بیشتر از گیرنده‌های کلاسیک اپیوئیدی در مغز متمرکز شده است، هفت بار از غشای سلولی عبور می‌کند. نقش آن مانند یک تنظیم‌کننده کلیدی برای ترشح انتقال‌دهنده‌های عصبی است که با آرام کردن فعالیت نورون‌ها، تعادل ظریف الکتروشیمیایی مغز را حفظ می‌کند.[7]

دو ترکیب فراوان در گیاه شاهدانه، یعنی تتراهیدروکانابینول (THC) و کانابیدیول (CBD)، هر دو دقیقاً با همین گیرنده تعامل دارند، اما نتایج فیزیولوژیکی بسیار متفاوتی به همراه دارند. THC یک واکنش روان‌گردان کاملاً شناخته‌شده ایجاد می‌کند، در حالی که CBD چنین اثری ندارد. مدل‌سازی‌های پیشرفته مولکولی و آزمایش‌های داروشناسی اخیراً نشان داده‌اند که این تفاوت تنها به میزان قدرت آن‌ها بستگی ندارد، بلکه ریشه در هندسه ساختاری و بنیادین آن‌ها دارد.[4][8]

عملکرد THC به گونه‌ای است که داروشناسان به آن «آگونیست نسبی» می‌گویند. این ماده مستقیماً به درگاه اصلی اتصال گیرنده، یعنی جایگاه ارتوستریک، متصل می‌شود. این دقیقاً همان حفره‌ای است که اندوکانابینوئیدهای طبیعی بدن مانند آناندامید و 2-AG از آن استفاده می‌کنند. وقتی THC وارد این حفره می‌شود، از نظر فیزیکی گیرنده را مجبور می‌کند تا تغییر شکل داده و سیگنالی را به داخل سلول ارسال کند.[6]

ماده THC به جایگاه اصلی (ارتوستریک) متصل می‌شود، در حالی که CBD به یک جایگاه ثانویه (آلوستریک) در سطح بیرونی گیرنده می‌چسبد.

با این حال، THC این کلید را به طور کامل روشن نمی‌کند. یک مطالعه محاسباتی در سال ۲۰۲۲ که در مجله اطلاعات و مدل‌سازی شیمیایی منتشر شد، این تعامل را نقشه‌برداری کرد و دریافت که «اتصال THC در حالت آگونیست منجر به چرخش بقایای کلید ضامن‌دار شده و باعث حرکت جزئی به سمت بیرون مارپیچ ترانس‌ممبران ۶ درون‌سلولی می‌شود.» از آنجا که حرکت این مارپیچ محدود است، THC تنها می‌تواند گیرنده CB1 را تا کسری از حداکثر توان نظری آن تحریک کند و در نتیجه، تأثیر بیولوژیکی آن محدود می‌شود.[2]

اما CBD مسیر فیزیکی کاملاً متفاوتی را طی می‌کند. در حالی که THC با تمایل بالایی به جایگاه اصلی متصل می‌شود (که اغلب با مقدار Ki حدود ۴۰ نانومولار اندازه‌گیری می‌شود)، کشش CBD به همان حفره بسیار ضعیف است. در عوض، CBD به عنوان یک تعدیل‌کننده آلوستریک منفی عمل کرده و به یک جایگاه ثانویه در سطح بیرونی گیرنده متصل می‌شود.[1][5]

یک مطالعه برجسته در سال ۲۰۱۵ که توسط محققان دانشگاه دالهاوزی انجام و در مجله فارماکولوژی بریتانیا منتشر شد، این مکانیسم را تأیید کرد. این تحقیق نشان داد که توانایی CBD برای تغییر گیرنده به شدت به «حضور بقایای قطبی در موقعیت‌های ۹۸ و ۱۰۷ در پایانه آمینوی خارج‌سلولی» بستگی دارد. با اتصال به این مکان جایگزین، CBD به طور فیزیکی گیرنده را فشرده کرده و شکل درگاه اصلی اتصال را تغییر می‌دهد.[1]

در مقایسه با THC، ماده CBD تمایل بسیار ضعیفی برای اتصال به جایگاه اصلی دارد و جایگاه ثانویه آلوستریک خود را ترجیح می‌دهد.

محققان به این نتیجه رسیدند که «کانابیدیول به عنوان یک تعدیل‌کننده آلوستریک منفی و غیررقابتی برای گیرنده‌های CB1 عمل می‌کند.» در بیان ساده و کاربردی، این بدان معناست که CBD مانند یک کلید دیمر (تنظیم‌کننده نور) عمل می‌کند. این ماده خود گیرنده را فعال نمی‌کند، اما حضورش باعث می‌شود اتصال آگونیست‌ها (چه اندوکانابینوئیدهای طبیعی و چه THC مصرف‌شده) و ارسال سیگنال از نظر ساختاری دشوارتر شود.[1]

این تداخل ساختاری، یک پدیده بالینی که مدت‌هاست مشاهده شده را توضیح می‌دهد: CBD می‌تواند شدت اثرات روان‌گردان و اضطرابی را که اغلب ناشی از دوزهای بالای THC است، کاهش دهد. در بیماران مبتلا به صرع کودکان که روزانه ۲۰ میلی‌گرم به ازای هر کیلوگرم وزن بدن CBD دریافت می‌کنند، غلظت پلاسمایی معمولاً به ۱۰۰۰ نانومولار می‌رسد؛ آستانه‌ای که در آن این تعدیل آلوستریک بسیار فعال می‌شود. با تنگ‌تر کردن حفره ارتوستریک، CBD به طور مؤثری سقف تحریک‌پذیری گیرنده CB1 را پایین می‌آورد.[3][4]

از آزمایش‌های فارماکولوژیک برای اندازه‌گیری دقیق میزان قدرت اتصال مولکول‌های مختلف به گیرنده‌های سلولی استفاده می‌شود.

درک این مکانیسم دوگانه در حال تغییر دادن رویکرد داروسازان نسبت به سیستم اندوکانابینوئید است. از نظر تاریخی، آگونیست‌های کامل مصنوعی که دقیقاً با گیرنده CB1 مطابقت دارند، در آزمایش‌های بالینی شکست خورده‌اند، زیرا سیستم عصبی را بیش از حد تحریک کرده و منجر به عوارض جانبی شدید روانی می‌شوند. آگونیست‌های نسبی مانند THC دقیقاً به این دلیل که اتصال ناقص آن‌ها حداکثر فعال‌سازی را محدود می‌کند، مشخصات ایمن‌تری ارائه می‌دهند.[2][6]

تعدیل‌کننده‌های آلوستریک مانند CBD یک هدف درمانی حتی دقیق‌تر را ارائه می‌دهند. از آنجا که آن‌ها فاقد کارایی ذاتی هستند (یعنی نمی‌توانند به تنهایی گیرنده را فعال کنند)، خطر مصرف بیش از حد یا تحریک بیش از حد در آن‌ها به میزان قابل‌توجهی پایین‌تر است. آن‌ها به سادگی حجم فعالیت طبیعی اندوکانابینوئیدهای بدن را تنظیم می‌کنند و یک الگوی ساختاری ایمن برای درمان درد، صرع و اختلالات متابولیک بدون ایجاد واکنش‌های روان‌گردان فراهم می‌سازند.[5][9]

اصطلاحات کلیدی

تعدیل‌کننده آلوستریک
ماده‌ای که به جایگاهی غیر از جایگاه فعال اصلی در گیرنده متصل شده و با تغییر شکل گیرنده، واکنش آن را به سایر مولکول‌ها تغییر می‌دهد.
جایگاه ارتوستریک
حفره اصلی اتصال روی یک گیرنده که مولکول‌های طبیعی بدن یا اهداف دارویی اصلی برای ایجاد یک سیگنال بیولوژیکی به آن متصل می‌شوند.
آگونیست نسبی
مولکولی که به یک گیرنده متصل شده و آن را فعال می‌کند، اما تنها کسری از حداکثر پاسخ بیولوژیکی ممکن را تولید می‌کند.
گیرنده جفت‌شونده با پروتئین جی (GPCR)
خانواده بزرگی از پروتئین‌های تعبیه‌شده در غشای سلولی که مولکول‌های خارج از سلول را تشخیص داده و مسیرهای انتقال سیگنال داخلی را فعال می‌کنند.
اندوکانابینوئید
انتقال‌دهنده‌های عصبی مبتنی بر چربی که به طور طبیعی توسط بدن انسان تولید شده و به گیرنده‌های کانابینوئید متصل می‌شوند.

پرسش‌های متداول

تفاوت بین جایگاه ارتوستریک و آلوستریک چیست؟

جایگاه ارتوستریک درگاه اصلی اتصال روی گیرنده است که مولکول‌های طبیعی بدن برای فعال کردن آن به آنجا متصل می‌شوند. جایگاه آلوستریک یک مکان ثانویه در سطح بیرونی گیرنده است؛ مولکول‌هایی که به اینجا متصل می‌شوند مستقیماً گیرنده را فعال نمی‌کنند، بلکه شکل آن را تغییر می‌دهند تا نحوه عملکرد جایگاه اصلی را دگرگون سازند.

چرا CBD مانند THC باعث ایجاد حالت نشئگی نمی‌شود؟

ماده THC مستقیماً به جایگاه اصلی گیرنده CB1 در مغز متصل می‌شود و سیگنالی را آغاز می‌کند که باعث اثرات روان‌گردان می‌شود. اما CBD به یک جایگاه ثانویه در خارج از گیرنده متصل می‌شود که سیگنالی ایجاد نمی‌کند، بلکه توانایی گیرنده برای فعال شدن را کاهش می‌دهد.

اینکه می‌گویند THC یک آگونیست «نسبی» است، به چه معناست؟

یک آگونیست نسبی به گیرنده متصل شده و آن را فعال می‌کند، اما صرف‌نظر از میزان دوز مصرفی، نمی‌تواند پاسخ ۱۰۰ درصدی و حداکثری ایجاد کند. THC تنها به طور جزئی مارپیچ‌های ساختاری گیرنده CB1 را حرکت می‌دهد و در مقایسه با آگونیست‌های کامل مصنوعی، تأثیر بیولوژیکی آن محدود است.

بررسی عمیق دیدگاه‌ها

محققان فارماکولوژی

تمرکز بر جداسازی مکانیسم‌های خاص گیرنده برای طراحی درمان‌های هدفمند بدون عوارض جانبی روان‌گردان.

برای زیست‌شناسان ساختاری و داروشناسان، سیستم اندوکانابینوئید نمایانگر یک پازل پیچیده قفل و کلید است. با نقشه‌برداری از تعاملات دقیق اتمی بین کانابینوئیدها و گیرنده CB1، محققان در تلاشند تا مزایای درمانی تعدیل گیرنده را از عوارض جانبی روان‌گردان جدا کنند. کشف اینکه CBD به جای یک آنتاگونیست مستقیم، به عنوان یک تعدیل‌کننده آلوستریک منفی عمل می‌کند، طراحی دارو را اساساً تغییر داده است و نشان می‌دهد که داروهای آینده می‌توانند به جای رقابت برای جایگاه اصلی اتصال، فعالیت گیرنده را از بیرون تنظیم کنند.

پزشکان بالینی

تمرکز بر اثرات درمانی ترکیبی کانابینوئیدها برای درد، صرع و اختلالات عصبی در بیماران انسانی.

در محیط بالینی، تمایز بین آگونیسم نسبی و تعدیل آلوستریک، نتایج واقعی مشاهده شده در بیماران را توضیح می‌دهد. پزشکانی که از CBD برای صرع شدید کودکان یا از THC برای تهوع ناشی از شیمی‌درمانی استفاده می‌کنند، برای مدیریت علائم به این مکانیسم‌های متمایز تکیه دارند. این واقعیت که CBD می‌تواند به طور فیزیکی گیرنده را تغییر دهد تا از شدت اثرات روان‌گردان THC بکاهد، یک منطق بیولوژیکی برای درمان‌های ترکیبی ارائه می‌دهد و به بیماران اجازه می‌دهد دوزهای بالاتری از داروهای کانابینوئیدی را با عوارض جانبی روانی کمتری تحمل کنند.

محققان فارماکولوژی 40%پزشکان بالینی 35%مرجع عمومی علوم 25%
محققان فارماکولوژی
تمرکز بر جداسازی مکانیسم‌های خاص گیرنده برای طراحی درمان‌های هدفمند بدون عوارض جانبی روان‌گردان.
پزشکان بالینی
تمرکز بر اثرات درمانی ترکیبی کانابینوئیدها برای درد، صرع و اختلالات عصبی در بیماران انسانی.
مرجع عمومی علوم
تمرکز بر ارائه زمینه بیوشیمیایی پایه‌ای در مورد سیستم اندوکانابینوئید و زیست‌شناسی گیاهی.

دیدگاه‌هایی که این گزارش پوشش نداده

  • حامیان صنعت شاهدانه
  • بیمارانی که از عصاره کامل گیاه استفاده می‌کنند

منابع

پوشش منابع

9 منبع

3 دیدگاه شناسایی‌شده

محققان فارماکولوژی 40%پزشکان بالینی 35%مرجع عمومی علوم 25%
  1. [1]British Journal of Pharmacologyمحققان فارماکولوژی

    Cannabidiol is a negative allosteric modulator of the cannabinoid CB1 receptor

    مطالعه در British Journal of Pharmacology →
  2. [2]Journal of Chemical Information and Modelingمحققان فارماکولوژی

    Mechanistic origin of partial agonism of tetrahydrocannabinol for cannabinoid receptors

    مطالعه در Journal of Chemical Information and Modeling →
  3. [3]Frontiers in Pharmacologyپزشکان بالینی

    Cannabinoids and Pain: New Insights From Old Molecules

    مطالعه در Frontiers in Pharmacology →
  4. [4]British Journal of Pharmacologyمحققان فارماکولوژی

    The diverse CB1 and CB2 receptor pharmacology of three plant cannabinoids: delta9-tetrahydrocannabinol, cannabidiol and delta9-tetrahydrocannabivarin

    مطالعه در British Journal of Pharmacology →
  5. [5]Molecular Pharmacologyمحققان فارماکولوژی

    Modulation of CB1 Cannabinoid Receptor by Allosteric Ligands: Pharmacology and Therapeutic Opportunities

    مطالعه در Molecular Pharmacology →
  6. [6]Psychopharmacologyمحققان فارماکولوژی

    Differentiation between low- and high-efficacy CB1 receptor agonists using a drug discrimination protocol for rats

    مطالعه در Psychopharmacology →
  7. [7]Wikipediaمرجع عمومی علوم

    Cannabinoid receptor type 1

    مطالعه در Wikipedia →
  8. [8]Wikipediaمرجع عمومی علوم

    Cannabidiol

    مطالعه در Wikipedia →
  9. [9]تیم سردبیری کوهستانپزشکان بالینی

    تحلیل تیم سردبیری کوهستان

    مطالعه در تیم سردبیری کوهستان →

نظرات

همیشه در جریان باشید

هر زاویه. هر روز.

اخبار سلامت با پوشش کامل منابع و تحلیل دیدگاه‌ها، هر روز و رایگان.