In einer kürzlich in Scientific Reports veröffentlichten Studie untersuchten Forscher die potenzielle Schutzwirkung von Cannabidiol (CBD)- und Delta-9-Tetrahydrocannabinol (THC)-basierten Ölen aus Cannabis sativa-Pflanzen gegen die durch Aluminium (Al) verursachte Neurotoxizität.
THC und CBD sind wichtige Ziele für den medizinischen Einsatz, da sie das cholinerge Nervensystem (CholNS) modulieren, dessen wichtigster erregender Neurotransmitter Acetylcholin (ACh) ist. Während das CholNS-System Gedächtnis, Umweltwahrnehmung und Bewegung aufrechterhält, wirkt ACh auf Gehirnregionen, die mit Lernen/Kognition verbunden sind.
Aluminium gilt als neurotoxisch
Veränderungen im CholNS sind daher für viele neurodegenerative Erkrankungen wie Parkinson, Alzheimer und Multiple Sklerose (MS) verantwortlich. Aluminium (Al), das am dritthäufigsten auf der Erde vorkommende Metall, vergiftet das CholNS-System.
Es gilt als neurotoxische Verbindung, da es sich in biologischen Geweben anreichern kann. Außerdem interagiert es mit den antioxidativen Enzymen, z. B. der Superoxiddismutase (SOD) und der Katalase (CTL), die für die Wiederherstellung der oxidativen Homöostase entscheidend sind.
Daher sind die Zellen aufgrund der Al-Exposition einem erhöhten oxidativen Stress ausgesetzt, der zum Zelltod, zur Seneszenz und zu zahlreichen Krankheiten führt.
Al wird in großem Umfang in der Kosmetik-, Pharma- und Metallurgieindustrie sowie bei der Herstellung von Legierungen für Haushaltsgegenstände, z. B. Kochutensilien, verwendet, was zu einer erhöhten Al-Belastung des Menschen führt.
In hohen Konzentrationen kann Al zu Vergiftungen führen und Neurotoxizität verursachen. Seine physiologische Wirkung als neurotoxische Verbindung ist jedoch unklar.
CBD- und THC-reichen Öle wirksam gegen Neurotoxizität
In der vorliegenden Studie untersuchten die Forscher an 144 erwachsenen Zebrafischen die Schutzwirkung von CBD- und THC-haltigen Ölen gegen die neurotoxischen Auswirkungen von Al in einer Konzentration von 5,5 mg/L.
Beim Menschen ist die übermäßige und anhaltende Befürchtung alltäglicher Situationen ein Verhaltensbiomarker für Angstzustände. Bei Fischen stellen reduzierte Fortbewegung und Erkundungsverhalten einen angstähnlichen Zustand dar. Dieses Verhalten ist gefährlich und geht auf Veränderungen im zentralen Nervensystem zurück, z. B. bei der cholinergen Signalübertragung.
Zebrafische, die Al ausgesetzt waren, zeigten ein angstähnliches Verhalten, das ihre soziale Interaktion verringerte, was höchstwahrscheinlich auf eine Abnahme von AChE zurückzuführen ist, was zu Neurotoxizität führt. Die Exposition gegenüber Al in Gegenwart von CBD- und THC-reichen Ölen verhinderte die negativen Auswirkungen des Metalls, was auf eine antioxidative und neuroprotektive Wirkung dieser Öle schließen lässt.
Darüber hinaus wiesen die Zebrafische einen Anstieg der Konzentrationen antioxidativer Enzyme auf, was darauf schließen lässt, dass sie eine erhöhte oxidative Resistenz gegen Al entwickelten.
Bestimmte Cannabis sativa-Stämme produzieren unterschiedliche Mengen an THC und CBD; daher wird das Vorhandensein von CBD in THC-reichem Öl und umgekehrt als normal angesehen. Interessanterweise beobachteten die Forscher jedoch eine verringerte Konzentration beider Öle in den Studiengruppen, die mit den Ölen und Al behandelt wurden.
THC fördert soziale Interaktion
In Anwesenheit von Al verringerte sich die Konzentration von THC und CBD im Aquarienwasser, wahrscheinlich weil ihre Wechselwirkung zur Bildung konjugierter Verbindungen führte, die die Toxizität von Al neutralisierten.
Im SPT-Test verringerte Al die Interaktion mit den Artgenossen. Wurde jedoch das THC-reiche Öl verabreicht, nahmen die Versuchstiere ihre soziale Interaktion wieder auf. Während das THC-reiche Öl die Wirkung auf die cholinergen Signale und das Verhalten umkehrte oder zur Wiederaufnahme der AChE-Aktivität beitrug, kehrten weder THC- noch CBD-reiche Öle das angstähnliche Muster um, wahrscheinlich weil in den Studienexperimenten unterschiedliche Verhaltensparadigmen verwendet wurden.
Hohe Konzentrationen von THC-Ölen verursachten anxiogene Effekte, die wiederum angstähnliches Verhalten verstärkten. Im Gegensatz dazu trugen niedrige CBD-Konzentrationen dazu bei, das Sozialverhalten der Versuchstiere wiederherzustellen, wahrscheinlich weil CBD (selbst in niedrigen Konzentrationen) die Aggressivität bei Säugetieren durch Aktivierung der CB1-Rezeptoren verringerte, was möglicherweise mit dem beobachteten gesteigerten Sozialverhalten zusammenhängt.
Zebrafischarten versammeln sich in ihrer natürlichen Umgebung in Schwärmen, was für den Schutz vor Feinden, die Nahrungssuche und die Fortpflanzung sehr wichtig ist. Im Gegenteil, das ängstliche Verhalten, wie das Verweilen am Boden, schien eine Verteidigungsstrategie in Abwesenheit von Artgenossen zu sein, eine Situation, die während der NTT-Bewertung aufgezwungen wurde.
Die chronische Exposition gegenüber KI mit THC- und CBD-haltigen Ölen erhöhte die SOD-Aktivität, die Zellschäden verhinderte, wenn die CTL in diesen Gruppen nicht zunahm. In der Gruppe, die mit Al behandelt wurde, stellten die Autoren dagegen keinen Anstieg der SOD-Aktivität, aber eine erhöhte CTL fest.
Fazit
Während die Al-induzierte Neurotoxizität in Zebrafisch-Tiermodellen einen AChE-Rückgang verursachte, stellten THC- und CBD-reiche Öle das Sozialverhalten der Tiere wieder her und kehrten angstähnliche Muster um.
Darüber hinaus stellten beide Öle die SOD- und CTL-Aktivität (beides antioxidative Enzyme) nach Al-Exposition wieder her. Darüber hinaus modulierten diese Öle die GST-Aktivität, um Zellschäden zu verhindern.
Originalpublikation: Alves C et al. Cannabis sativa-based oils against aluminum-induced neurotoxicity. Scientific Reports 2023. DOI: 10.1038/s41598-023-36966-9.
Quelle: News-Medical.net
