Homöostase ist definiert als die Tendenz zu einem relativ stabilen Gleichgewicht zwischen den voneinander abhängigen Elementen, insbesondere wie sie durch physiologische Prozesse aufrechterhalten werden. Einfach ausgedrückt ist Homöostase ein Zustand des biologischen Gleichgewichts im Körper. Externe Stressfaktoren wie Hitze und Kälte sowie innere Veränderungen wie Blutdruck und pH-Wert lösen im Körper physiologische Prozesse aus, die ihn wieder ins Gleichgewicht bringen. Diese Prozesse finden ständig statt und sind für das Überleben des Organismus lebenswichtig.
CANNABIS UND HOMÖOSTASE
Interessanterweise haben Wirkstoffe aus der Cannabispflanze einen großen Einfluss auf die Homöostase im Körper. Sie haben die Fähigkeit, die Aktivität bestimmter Systeme zu reduzieren oder zu steigern und wirken letztlich als biologische Regulatoren. Cannabinoide erreichen diese Effekte zum Teil durch Einwirkung auf das Endocannabinoid-System (ECS), ein System aus Enzymen, Signallipiden und G-Protein-gekoppelten Rezeptoren, die als CB1- und CB2-Rezeptoren bekannt sind.
Cannabinoide interagieren mit diesen Rezeptoren aufgrund ihrer strukturellen Ähnlichkeit mit körpereigenen Molekülen, den sogenannten Endocannabinoiden, die ebenfalls eine Schlüsselrolle bei der Homöostase spielen.
Ein in der Zeitschrift "Endocrine, Metabolic & Immune Disorders Drug Targets" veröffentlichter Artikel[1] aus dem Jahr 2008 erklärt die wichtige Rolle des ECS bei der Homöostase und erklärt seine Beteiligung an Neuroprotektion und neuronaler Plastizität, Immunität und Entzündungsprozessen, Apoptose und Karzinogenese, Schmerz und emotionales Gedächtnis sowie Hunger, Ernährung und Stoffwechsel.
DER HYPOTHALAMUS
Verschiedene physiologische Prozesse arbeiten zusammen, um dem Körper zu helfen, eine Homöostase zu erreichen. Verantwortlich für die Aufrechterhaltung dieses Gleichgewichts ist der Hypothalamus, eine Drüse im Gehirn. Diese Drüse verbindet das endokrine System und das Nervensystem und produziert freisetzende und hemmende Hormone, die zu hormonellen Kaskaden im ganzen Körper führen.
Das ECS ist im Hypothalamus präsent, wo es eine regulierende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Homöostase spielt und dabei hilft, die Nahrungsaufnahme und den Energiestoffwechsel zu regulieren.
RÜCKKOPPLUNGSSCHLEIFE
Die Homöostase wird sowohl über negative als auch positive Rückkopplungsschleifen erreicht, wobei negative Rückkopplungsschleifen die häufigere Reaktion sind. Negative Rückkopplungsschleifen sind ein regulatorischer Prozess, bei dem ein Stimulus einen entgegengesetzten Ausgang katalysiert, um einen bestimmten Zustand aufrechtzuerhalten. Ein Thermostat ist ein Paradebeispiel dafür, ein Gerät, das automatisch die Temperatur (Reaktion) ändert, wenn es einen bestimmten Punkt erreicht (Stimulus).
Negative Rückkopplungsschleifen bestehen aus vier Hauptkomponenten. Der erste ist ein Stimulus, der zweite ein Sensor, der dritte ein Kontrollzentrum und der vierte ein Effektor. Negative Rückkopplungsschleifen sind an der Homöostase beteiligt, wenn es um Temperatur-, Blutdruck-, Schilddrüsen- und Blutzuckerregulierung geht.
Nehmen wir als Beispiel die Temperaturregelung. Negative Rückkopplungsschleifen streben danach, unseren Körper bei einer konstanten Temperatur von 37°C zu halten. Ein potenzieller Faktor, der zu einem Anstieg der Körpertemperatur führt, könnte die Außentemperatur (Stimulus) sein. Der Körper erkennt diesen Reiz über spezialisierte Nervenzellen, die Temperaturänderungen erkennen, sogenannte Thermorezeptoren (Sensor). Die Thermorezeptoren senden dann ein Signal an das Gehirn/Hypothalamus (Kontrollzentrum), das dann die Blutgefäße erweitert und das Schwitzen auslöst (Reaktion). Dieser Prozess dauert an, bis die Homöostase erreicht ist.
Positive Rückkopplungsschleifen unterscheiden sich dadurch, dass sie die Richtung des Reizes beibehalten und möglicherweise sogar beschleunigen. Ein Beispiel hierfür ist die Aktivierung des Gerinnungsfaktors bei der Blutgerinnung oder Koagulation. Ein weiteres Beispiel sind Gebärmutterwehen während der Geburt.
HOMÖOSTASE UND KRANKHEITEN
Ein im Jahr 2016 veröffentlichter Artikel[2] in der Zeitschrift "Cell" besagt, dass Veränderungen in der Humanökologie wie Ernährung, körperliche Aktivität, Bevölkerungsdichte und mikrobielle Exposition die Arten menschlicher Krankheiten des letzten Jahrhunderts dramatisch verändert haben. Diese modernen Krankheiten haben zwei Hauptmerkmale: Störungen der Homöostase und chronische Entzündungen.
Homöostatische Systeme können einen Festpunkt oder mehrere einstellbare Sollwerte haben. Homöostatische Erkrankungen können entstehen, wenn ein System in einem alternativen stabilen Zustand stecken bleibt. Einige Krankheiten, die auf homöostatische Störungen zurückzuführen sind, sind Dyslipidämie, Diabetes, Fettleibigkeit, Bluthochdruck, Arthritis, Osteoporose, Schilddrüsenerkrankungen und endokrine Störungen.
DAS ENDOCANNABINOID-SYSTEM DER HAUT
Ein Bereich, in dem das ECS bei der Homöostase helfen kann, ist die Haut. Verschiedene Krankheiten und Beschwerden der Haut wie Akne, Seborrhö, allergische Hautentzündungen, Juckreiz und Schmerzen, Schuppenflechte, Haarwuchsstörungen, systemische Sklerose und Krebs können Ursachen für ein Ungleichgewicht im Endocannabinoid-System haben. Daher können Cannabinoid-Rezeptoren bei der Behandlung dieser Erkrankungen als therapeutische Ziele dienen.
Ein in der Zeitschrift "Trends In Pharmacological Sciences" veröffentlichter Beitrag von 2009[3] gibt an, dass das Endocannabinoid-System in der Haut an verschiedenen biologischen Prozessen wie Verbreitung, Wachstum, Differenzierung, Apoptose und Hormonproduktion beteiligt ist.
Ein weiterer Artikel[4], der in der Zeitschrift "ACS Chemical Neuroscience" veröffentlicht wurde, beschreibt, wie Cannabinoide die Homöostase der Haut beeinflussen können, um mehrere Krankheiten zu bekämpfen. Die CB1-Aktivierung über Cannabinoide ist mit der Unterdrückung von zwei Arten von keratinfaserigen Strukturproteinen verbunden, die zur Bildung der Haut beitragen. Dies deutet darauf hin, dass Cannabinoide bei der Behandlung von Schuppenflechte helfen können, einem Zustand, in dem diese Keratinarten hochgeregelt sind.
Die Autoren geben auch an, dass Cannabinoide die Tumorentstehung und -progression bei Nicht-Melanom-Hauttumoren modulieren und damit das Potenzial für die Behandlung dieser Art von Krebs darstellen.
APPETIT, GEWICHT UND FETTLEIBIGKEIT
Cannabis hat appetitanregende Eigenschaften, eine Qualität, die unter allen bekannt ist, die Gras rauchen. Diese Empfindung wird wegen des Heißhungers, den sie hervorruft, auch "Fressflash" genannt. Cannabis erzielt diesen Effekt durch die Aktivierung des ECS. Es gibt Hinweise darauf, dass das Endocannabinoid-System an der Regulation von Appetit, Essverhalten und Körpergewicht beteiligt ist.
Ein in der Zeitschrift "Endocrine, Metabolic & Immune Disorders Drug Targets" veröffentlichter Bericht[5] besagt, dass die Hauptfunktion von CB1-vermittelten Wirkungen von Endocannabinoiden darin besteht, die Energiebilanz in Richtung Energiespeicherung, wie zum Beispiel Fettablagerungen, neu auszurichten. Dies erhöht die Möglichkeit, Cannabinoide als therapeutische Wirkstoffe zur Behandlung von schädlichem Gewichtsverlust einzusetzen. Cannabinoide können aufgrund ihres Einflusses auf die Homöostase aber auch zur Behandlung von Übergewicht und Fettleibigkeit dienen.
Es hat sich gezeigt, dass das ECS die Nahrungsaufnahme über den Hypothalamus und das limbische System kontrolliert. Das ECS im Hypothalamus verursacht einen erhöhten Appetit. Dieses System kann durch Wechselwirkungen mit Belohnungsmechanismen auch die Motivation zum Essen erhöhen.
Durch Versuche an Nagetieren wurde festgestellt, dass CB1-Rezeptoren den Stoffwechsel modulieren, indem sie das Körpergewicht reduzieren und die Lipidprofile verbessern.
KREBS
Krebs entsteht durch die unkontrollierte Produktion von Zellen, wobei sich diese Zellen oft auf weiteres Gewebe ausbreiten. Dieser Prozess wird als Metastasierung bezeichnet, ein gefährlicher Zustand, der die Organfunktion und Homöostase stören kann.
Präkanzeröse Zellen werden in der Regel über einen Prozess ausgeschieden, der Apoptose genannte wird. Apoptose ist der kontrollierte Tod einer Zelle und hält das Zellgleichgewicht im Körper aufrecht. Krebszellen entziehen sich der Apoptose und teilen sich weiter.
Es wurde festgestellt, dass Cannabinoide wichtige Zellsignalverläufe regulieren, die am Zellüberleben und an der Metastasierung beteiligt sind. Es wurde festgestellt, dass Cannabinoide wie CBD in Krebszelllinien Apoptose induzieren, was auf ein zukünftiges therapeutisches Potenzial für die Krebsbehandlung hindeutet.
Eine Möglichkeit, wie Cannabinoide Apoptose auslösen können, sind die Mitochondrien. "Project CBD" geben an, dass Cannabinoide trimodular wirken können, um eine Homöostase zu erreichen. Cannabinoide können eine positive Rückkopplungsschleife in den Krebszellen auslösen, die zu ihrem Absterben führt und so die Homöostase aufrechterhält.
Cannabinoid-Rezeptoren existieren auf der Zellmembran einiger Krebszellen. Wenn THC den CB1-Rezeptor aktiviert, zu dem es perfekt passt, erzeugt die Zelle eine Substanz namens Ceramid, die die Apoptose "stromaufwärts" der Mitochondrien auslöst.
Die Mitochondrien dienen als Kraftzentrum der Zelle und wandeln Energiequellen in ATP um. Bei einer Funktionsstörung wird die Energiezufuhr zur Zelle unterbrochen. Cytochrom C und reaktive Sauerstoffarten werden dann in das Cytosol freigesetzt, was zum Zelltod führt. Ceramid stört auch den Kalziumstoffwechsel in den Mitochondrien, ein weiterer Faktor, der zum Zelltod beiträgt.
SONSTIGE BEREICHE
Andere homöostatische Beschwerden bei denen Cannabis helfen kann sind Arthritis, Hauttuberkulose, Depressionen, Fibromyalgie, Diabetes und Morbus Crohn.
External Resources:
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Critical role of the endocannabinoid system in the regulation of food intake and energy metabolism, with phylogenetic, developmental, and pathophys... - PubMed - NCBI
https://www.ncbi.nlm.nih.gov
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Homeostasis, Inflammation, and Disease Susceptibility
https://www.ncbi.nlm.nih.gov
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The endocannabinoid system of the skin in health and disease: novel perspectives and therapeutic opportunities
https://www.ncbi.nlm.nih.gov
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TRP Channel Cannabinoid Receptors in Skin Sensation, Homeostasis, and Inflammation
https://www.ncbi.nlm.nih.gov
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Critical role of the endocannabinoid system in the regulation of food intake and energy metabolism, with phylogenetic, developmental, and pathophys... - PubMed - NCBI
https://www.ncbi.nlm.nih.gov
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