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Receptor cannabinoide de tipo 1

El receptor cannabinoide tipo 1, normalmente abreviado como CB1, es un receptor cannabinoide acoplado a proteína G localizado principalmente en los sistemas nerviosos centrales y periférico. Se activa por los neurotransmisores endocannabinoides, anandamida y 2-araquidonilglicerol (2-AG); por cannabinoides de plantas, como el compuesto THC, el ingrediente activo del Psicotrópico, cannabis; y los análogos sintéticos del THC.

Estructura

El receptor CB1 comparte la estructura característica de todos los receptores acoplados a proteína G, al poseer siete dominios transmembranales conectados por tres loops intracelulares, una cola N-terminal extracelular y una cola C-terminal intracelular.[1]​ Estos receptores puedes existir como homodímeros o formar heterodímeros y otros oligómeros GPCRT cuando se coexpresan con una o más clases de receptores acoplados a proteína G. Los heterodímeros observados incluyen 2A–CB1, CB1–D2, OX1–CB1, mientras que muchos otros sólo son lo suficiente estables para existir in vivo.[2]​ Evidencia reciente sugiere que estos receptores también pueden poseer un sitio de unión alostérico, que puede convertirse en un objetivo para mejorar los efectos clínicos modulatorios de los cannabinoides.[2]

Mecanismo

El receptor CB1 es un heteroreceptor pre-sináptico que modula la liberación de neurotransmisores cuando se activa de una manera, dependiente de una dosis, estereoselectiva y sensible a la toxina pertussis.[3]​ El receptor CB1 se activa con cannabinoides, generados naturalmente dentro del cuerpo (endocannabinoides) o introducidos al cuerpo como el cannabis o un compuesto síntetico relacionado.

La investigación sugiere que la mayoría de los receptores CB1 están acoplados a través de proteínas Gi/o. Tras la activación, el receptor CB1 exhibe sus efectos a principalmente a través de la activación de la subunidad alfa Gi, la cual disminuye la concentración intracelular de AMPc al inhibir su producción de enzima, anilato ciclasa, e incrementa la concentración de proteína quinasa activada por mitógenos. Alternativamente, en algunos raros casos la activación de los receptores CB1 puede ser acoplada a proteínas Gs, que estimulan el adenilato ciclasa.[2]​ AMPc es conocido por funcionar como segundo mensajero acoplado a una variedad de canales de iones, incluyendo los canales de potasio rectificados para adentro (=Kir or IRK), influenciados positivamente[4]​ y los canales de calcio que son activados por la interacción dependiente de AMPc con moléculas como la proteína quinasa A (PKA), proteína quinasa C (PKC), Raf-1, ERK, JNK, p38, c-fos, c-jun, y otros.[5]​ En términos de función la inhibición de la expresión del AMPc, acorta, la duración, de los acciones de potencial pre-sinápticos al prolongar la corrientes de potasio rectificado tipo A, que normalmente es inactivado tras la fosforilación por PKA. Esta inhibición se vuelve más pronunciada cuando se considera con el efecto de los receptores activados CB1 para limitar la entrada de calcio a la célula, que no ocurre a través de AMPc, pero por una inhibición directa mediada por proteína G. Ya que la entrada pre-sináptica del calcio es un requisito la liberación de vesículas, esta función disminuirá al transmisor que entra a la sinapsis tras la liberación.[1]​ La contribución relativa de cada uno de estos dos mecanismos inhibitorios depende de la varianza de canales de iones expresados por el tipo de célula.

El receptor CB1 también puede ser modulado por ligandos sintéticos alostéricos en una manera[6]​ positiva[7]​ y negativa.[8]​La exposición In vivo al THC debilita la potenciación a largo plazo y conduce a la reducción de CREB fosforilado.[9]

En resumen, a la actividad del receptor CB1 se le ha encontrado relación con ciertos canales de iones de la siguiente manera:[2]

  • Positivamente para los canales de calcio rectificados hacia adentro y los tipo-A hacia afuera.
  • Negativamente para los canales de calcio tipo-D hacia afuera.
  • Negativamente para los canales de calcio tipo- N, P/Q.

Expresión

El receptor CB1 es codificado por el gen CNR1,[3]​ localizado en el cromosoma humano 6.[1]​ Dos variantes de la transcripción que codifican diferentes isoformas hantanto sido descritas para este gen.[3]​ Ortólogos de CNR1[10]​ han sido identificados en la mayoría de los mamíferos.

El receptor CB1 se expresa pre-sinápticamente en las interneruronas glutaminérgica y GABAérgica y, en efecto, actúa como un neuromodulador que inhibe la liberación de glutamato y GABA.[1]​ La administración repetida de los receptores Agonista as puede resultar en la internalización de receptor y/o una reducción en la señalización proteica de receptores.[2]

El Agonista a inverso MK-9470 hace posible producir imágenes in vivo de la distribución de los receptores CB1 en el cerebro humano con tomografía por emisión de positrones.[11]

Cerebro

 
CNR1 está expresado extensamente en todas las regiones principales del cerebro postnatal de un ratón de 14 días, pero conpiscuamente, está ausente en gran parte del tálamo

Los receptores CB1 se expresan de manera más densa en el sistema nervioso central y son responsables de manera importante en mediar los efectos de los cannabinoides que se unen en el cerebro. Los endocannabinoides liberados por una neurona depolarizada se unen a los receptores CB1 en cualquier neurona pre-sináptica glutamatérgica o GABAérgica, resultando en la disminución respectiva ya sea en liberación de glutamato o GABA. La liberación limitada de glutamato causa reducción en la excitación, mientras que limitar la liberación de GABA suprime la inhibición, una forma común de plasticidad de corto plazo en el cual la depolarización de una sola neurona induce una reducción en la inhibición mediada por GABA, en efecto excitando la célula postsináptica.[1]

Diferentes niveles de la expresión de CB1 pueden ser detectados en el bulbo olfatorio, en regiones corticales (neocortex, Corteza piriforme, hipocampo, y amígdala), en varias parte de los ganglios basales, en los núcleos talámicos e hipotalámico y otras regiones subcorticales.[5]

Formación del hipocampo

Las transcripciones de ARNm del receptor CB1 son abundantes en interneuronas GABAérgicas del hipocampo, reflejando indirecamente la expresión de estos receptores y elucidando el efecto establecido de los cannabinoides en la memoria. Estos receptores están localizados densamente en las células piramidales del hippocampo, que se sabe liberan glutamato. Los cannabinoides suprimen la inducción de LTP y LTD en el hipocampo al inhibir estas neuronas glutamatérgicas. Al reducir la concentración de glutamato liberado debajo del umbral necessario para depolarizar al recpetor postsináptico NMDA,[1]​ un receptor que se sabe tiene una relación directa con la inducción de LTP y LTD. Los cannabinoides son un factor crucial para la selectividad de la memoria. Estos receptores están expresados ampliamente por interneuronas GABAérgicas al igual que por neuronas glutamatérgicas principales. Sin embargo, una mayor densidad se encuentra dentro de las células GABAérgicas.[12]​ Esto significa que, aunque la fuerza/frecuencia sináptica y así el potencial para inducir LTP, es disminuida, la actividad neta del hipocampo aumenta. Los receptores CB1 en el hipocampo inhiben de manera indirecta la liberación de acetilcolina .Esto sirve como el eje modulatorio y al contrario de GABA, disminuye la liberación de neurotransmisores.

Ganglios basales

Los receptores CB1 están expresados a través de los ganglios basales y han establecido los efectos en el movimiento de los roedores. Como están en el hipocampo, estos receptores inhiben la liberación de transmisores de glutamato o GABA, resutlando en la disminución en la excitación o una inhibición reducida basado en la célula en la que estén expresados. Consistente con la expresión variable de las interneuronas de glutamato excitatorio y de GABA inhibidor en ambos de los loops motores de los ganglios basales, cannabinoides sintéticos son conocidos por influenciar este sistema, en un patrón trifásico dependiente de dosis. La disminución de actividad locomotriz se observa en concentraciones muy altas o muy bajas de cannabinoides aplicados, mientras que un mejoramiento del movimiento puede ocurrir con uso moderado.[1]​ Sin embargo, estos efectos dependientes de dosis han sido estudiados predominantemente en roedores, y la base fisiológica para este patrón trifásico justifica investigación futura en humanos. Los efectos pueden variar en el sitio de la aplicación de los cannabinoides, la administración desde centros corticales muy altos, y si la aplicación de la droga es unilateral o bilateral.

Cerebelo y neocortex

El papel del receptor CB1 en la regulación de movimientos motores se complica por la expresión adicional de este receptor en el cerebellum y en el neocortex, dos regiones asociadas con la coordinación e iniciación de movimiento. La investigación sugiere que la anandamida es sintetizada por Purkinje y actúa sobre receptores presinápticos para inhibir la liberación de glutamato de células granulares o la liberación de GABA de las terminales de células de canasta. En el neocrotex, estos receptores están concentrados en intraneuronas locales en las capas cerebrales II-III and V-VI.[1]​ Comparados con los cerebros de ratas, los humanos expresan más receptores CB1 en la corteza cerebral y en la amígdala y menos el cerebelo, lo que ayuda a explicar porque las funciones motores parecen ser más alteradas en ratas que humanos tras la aplicación de cannabinoides.[12]

Espina

Muchos de los efectos anlgésicos documentados de los cannabinoides están basados en la interacción de estos compuestos con receptores CB1 en las intreaneuronas de la médula espinal en los niveles superficiales del cuerno dorsal, conocido por su papel en procesamiento nociceptivo. En particular, el CB1 está expresado fuertemente en las capas 1 y 2 del cuerno dorsal de la médula espinal y en una lámina 10 por el canal central. El ganglio de la raíz dorsal también expresa estos receptores que tienen como objetivo una variedad de terminales periféricas involucradas en la nocicepción. Las señales en este camino también son transmitidas al gris periacuedutcal (PAG) del mesencéfalo. Se cree que los cannabinoides endógenos exhiben un efecto anlagésico en estos receptores al estimular las células PAG del glutamato y de GABA que se relacionen al procesamiento de entrada nociceptiva, una hipótesis consistente con el descubrimiento de la liberación de la anadamida en PAG incrementa en respuesta a estímulos que generen dolor.[1]

Otra

CB1 se expresa en diversos tipos de células en la glándula pituitaria, la glándula tiroide y posiblemente en la glándula adrenal.[5]​ CB1 (también se expresa en diversas células relacionadas al metabolismo, como células grasas, células musculares, células hepáticas (y también en las células endoteliales, células de Kupffeiy células de Ito del hígado), en el tracto digestivo.[5]​ Este receptor también se expresa en los pulmones y en el riñón.

CB1 está presente en células de Leydig y en espermas humanos. En las mujeres están presentes en los ovarios, oviductos myometrium, decidua, y placenta. También han sido implicados en el desarrollo apropiado del embrión.[5]

Función

Salud y enfermedad

Varios estudios han implicado al receptor CB1 en el mantenimiento de la homeostais en salud y durante la enfermedad. En un modelo neuropático de roedor, el aumento de la expresión de estos receptores ha sido observada en neuronas talámicas, la médula espinal y en los ganglios de la raíz dorsal.[12]​ Además, la expresión aumentada de receptores ha sido encontrada en muestras de tumores de carcinoma hepatocelular y otras células humanas con cáncer de próstata. La expresión de estos receptores se cree, modula la liberación de neurotransmisores en una manera que previene el desarrollo excesivo de actividad neuronal, reduciendo el dolor y otro síntomas de inflamación. Este descubrimiento es consistente con la localización de los receptores CB1 a las terminales de neuronas centrales y periféricas, y la mediación establecida de neurotransmisores tanto excitatorios como inhibitorios, acetilcolina, noradenalina, dopamina , 5-HT, GABA, glutamato, D-aspartato, y colecistoquinina.[12]​ A través de su acción primaria como un receptor acoplado a Gi, CB1 inhibe la producción de adenosín monofosfato cíclico (AMPc), metabotrópicamente inhibiendo la liberación de todos los neurotransmisores.

El mejoramiento de la expresión de receptores después de la enfermedad ha sido observado como resultado en un desplazamiento hacia la izquierda en la curva de log de dosis-respuesta de cannabinol, y también un incremento en el tamaño de sus efectos máximos.[12]

Respuesta de ansiedad a lo nuevo

Un estudio de un ratón knockout de receptor CB1 examinó los efectos que estos receptores juegan en el comportamiento exploratorio en situaciones nuevas. Los investigadores eligieron como blanco las interneuronas corticales glutaméricas y GABAéricas y estudiaron los resultados en campo abierto, objeto nuevo, y pruebas de sociabilidad. Eliminar los receptores cannabinoides glutaméricos condujo a una menor exploración del objeto, sociabilidad y un incremento de comportamiento agresivo. En contraste los ratones knockout del receptor cannabinoide GABAérgico mostraron incrementó en la exploración de objetos, socialización y movimiento en el campo abierto.[13]​ Estos efectos opuestos revelaron la importancia del sistema endocannabinoide en regular el comportamiento dependiente de ansiedad.

Los receptores glutaméricos CB1 no solo son responsables por mediar la agresión, pero producen funciones de tipo ansiolítica al inhibir excitamiento excesivo, lo que previno a los ratones de explorar objetos tanto animados como inanimados. En contraste, los receptores GABAérgiccos CB1 parecen controlar una función de tipo ansiogénica, al limitar la liberación de transmisores inhibitorios. Tomados juntos, estos resultado ilustran la función regulatoria del receptor CB1 en la sensación de excitación en el organismo durante situaciones nuevas y sugiere que la unidad de investigación está asociada con el comportamiento impulsivo.

Otro estudio encontró que la síntesis diferencial de anandamida y 2-AG en respuesta a estrés medió efectos benéficos del eje hipotalámico-pituitario-adrenal. Estos efectos fueron eliminando con la aplicación de un antagonista CB1, AM251, ilustrando que este receptor es esencial para modular la función de la respuesta a estrés.[14]

Hígado

En el hígado, la activación del receptor CB1 receptor es conocida por incrementar la lipogenesis de novo,[15]​ La activación de los receptores presinápticos CB1 también es conocida por inhibir la invervación simpática de los vasos sanguíneos y contribuye a la supresión de la respuesta neurogénica vasopresora en shock séptico.[16]

Actividad gastrointestinal

La inhibición de la actividad gastrointestinal ha sido observada después de la administración de THC o anandamida. Se asume que este efecto es mediado por CB1, ya que este receptor se expresa por la hormona peptídica, colecistoquinina y la aplicación del antagonista específico CB1, SR 141716A (Rimonabant) bloquea el efecto. Otro reporte, sin embargo, sugiere que la inhibición de la motilidad intestintal también puede tener un componente mediado por CB2.[17]

El agonista inverso del receptor CB1, rimonabant ha mostrado poder reducir el consumo de comida o soluciones dulces en humanos y ratones. Al marcar este receptor con Rimonabant ha mostrado reducir la ingesta de alimento o soluciones dulces en humanos y ratones. CB1 también facilita la liberación de grelina, que sucede normalmente cuando el estómago está constreñido en la presencia de un sistema relativamente activo, la hiper-reacción. Este es el génesis de los efectos que estimulan el apetito, coloquialmente llamado "munchies".[18]

Actividad cardiovascular

Los cannabinoides son bien conocidos por su actividad cardiovascular. La activación de receptores CB1 periféricos contribuye a hemorragias e hipotensión inducida por endotoxinas.[19]​ La anandamida y 2-AG, producidos macrófagos y plaquetas respectivamente puede mediar este efecto.[19]​ Un candidato probable para esta función es el heterodímero de CB1 y adenosina 2a.A través de otro mecanismo de acción (A2A eleva AMPc), juntos, pueden servir para regular el suplemento sanguíneo cardiaco y así el lo que sale.

Plasticidad

Se ha mostrado la inducción de CB1 a la depresión de largo y corto plazo en el estriado dorsal, la amígdala, la corteza prefrontal, el área ventral tegmental.[20]​ Un estudio comparó la inducción de endocannabinoides de depresión de corto y largo plazo, en el lecho nuclear de la estría terminalis (BNST) y el estriado. Los resultados encontraron que tanto los efectos a corto o largo plazo eran dependientes en la activación de receptores CB1 en el estriado, mientras que la inducción de la depresión de largo plazo en el BNST recae en el receptor TRPV1. Los efectos varían basado en la molécula de endocannabinoide: 2-AG actúa en receptores CB1 presinápticos para mediar la depresión de corto plazo seguido de activación de las corriente de calcio tipo L, mientras que la anandamida se sintentiza después de la activación de mGluR5 y activó la señalización autocrina que induce la depresión de largo plazo.[21]​ Estos descubrimientos demostraron que el receptor CB1 actúa como un mecanismo directo para que cerebro inhiba selectivamente la excitabilidad neuronal sobre escalas de tiempo variables.

Control motor

Los receptores CB1 están expresados a través de regiones motoras en el cerebro mamífero, sugiriendo que CB1 tiene un papel en el control motor. La activación de CB1 ha mostrado tener un efecto específico en variables cinemáticas en roedores, como la velocidad de fuerza aplicada durante la palanca de presión[22]​ y la amplitud (pero no la frecuencia) del movimientos de los bigotes.[23]

Adicciones a las drogas y de comportamiento

Varias evaluaciones en los receptores CB1 receptores y en adicciones ha indicado que la activación del receptor CB1 restablece el comportamiento de búsqueda de drogas en adictos.[24][25][26]​En humanos, esto resulta de la influencia que los receptores CB1 límbicos tengan en neuronas mesolímbicas de dopamina, específicamente los receptores de dopamina en el nucleus accumbens.[26]​ Como consecuencia, los antagonistas receptores CB1 pueden reducir el comportamiento de búsqueda de drogas en algunos adictos.[24][25][26]

Olfacción

Los receptores CB1 están expresados por un número de neuronas que proyectan desde el núcleo olfatorio anterior al ipsilateral principal bublo olfatorio.Sin embargo, los efectos de los cannabinoides en la actividad sináptica en estas neuronas no ha sido bien estudiada y sus efectos en la olfacción requieren más investigación en roedores.[1]​Los cannabinoides no son conocidos por tener efectos el la olfacción de los humanos, mientras que con el resto del cerebro, juega un papel crucial en la modulación de la liberación de los neurotransmisores.

Uso de antagonistas

Los agonistas slectivos de CB1 pueden ser usados para islar los efectos del receptor del receptor CB2, ya que la mayoría de los cannabinoides y endocannabinoides se unen a ambos tipos de receptores.[1]​los antagonistas selectivos de CB1 son usados para reducción de peso y dejar de fumar. Un número considerable de antagonistas del receptor CB1 han sido descubiertos y caracterizados. TM38837 ha sido desarrollados como un receptor antagonista de CB1 que está restringido a marcar como objetivo únicamente receptores periféricos CB1.

Ligandos

Agonistas

Selectivos

Eficacia no especificada

Inverso

Parcial

Endógeno
  • 2-Araquidonil gliceril éter
Fito/Sintético

Completo

Endógeno
Fito/Sintético
  • AM-2201
  • CP 55,940
  • JWH-018
  • WIN 55,212-2

Antagonistas

Afinidades de unión

Afinidad a CB1 (Ki) Eficacia hacia CB1 Afinidad a CB2 (Ki) Eficacia hacia CB2 Tipo Referencias
Anandamida 78 nM Agonista completo 370 nM Agonista parcial Endógeno
N-Araquidonoil dopamina 250 nM Agonista 12000 nM ? Endógeno [28]
2-Arachidonoylglycerol 58.3 nM Agonista completo 145 nM Agonista completo Endógeno [28]
2-Arachidonyl glyceryl ether 21 nM Agonista completo 480 nM Agonista completo Endógeno
Tetrahydrocannabinol 10 nM Agonista parcial 24 nM Agonista parcial Fitogénico [29]
EGCG 33.6 μM Agonista >50 μM ? Fitogénico
AM-1221 52.3 nM Agonista 0.28 nM Agonista Sintético [29]
AM-1235 1.5 nM Agonista 20.4 nM Agonista Sintético [29]
AM-2232 0.28 nM Agonista 1.48 nM Agonista Sintético [29]
UR-144 150 nM Agonista completo 1.8 nM Agonista completo Sintético [30]
JWH-007 9.0 nM Agonista 2.94 nM Agonista Sintético [30]
JWH-015 383 nM Agonista 13.8 nM Agonista Sintético [30]
JWH-018 9.00 ± 5.00 nM Agonista completo 2.94 ± 2.65 nM Agonista completo Sintético [31]

Evolución

El gen CNR1 se usa en animales como un marcador filogenético de ADN nuclear.[10]​ Este gen sin intrones ha sido usado para explorar la filogenia de los principales grupos de mamíferos,[32]​ y contribuyó a revelar que los órdenes placentales están distribuidos en cinco clados principales: Xenarthra, Afrotheria, Laurasiatheria, Euarchonta, y Glires. CNR1 también ha probado ser útil en niveles taxonómicos más bajos, como en los roedores,[33][34]​ y para identificación de dermopteranscomo los relativos primates más cercanos.[35]

Referencias

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  •   Datos: Q21201294

receptor, cannabinoide, tipo, receptor, cannabinoide, tipo, normalmente, abreviado, como, receptor, cannabinoide, acoplado, proteína, localizado, principalmente, sistemas, nerviosos, centrales, periférico, activa, neurotransmisores, endocannabinoides, anandami. El receptor cannabinoide tipo 1 normalmente abreviado como CB1 es un receptor cannabinoide acoplado a proteina G localizado principalmente en los sistemas nerviosos centrales y periferico Se activa por los neurotransmisores endocannabinoides anandamida y 2 araquidonilglicerol 2 AG por cannabinoides de plantas como el compuesto THC el ingrediente activo del Psicotropico cannabis y los analogos sinteticos del THC Indice 1 Estructura 2 Mecanismo 3 Expresion 3 1 Cerebro 3 1 1 Formacion del hipocampo 3 1 2 Ganglios basales 3 1 3 Cerebelo y neocortex 3 2 Espina 3 3 Otra 4 Funcion 4 1 Salud y enfermedad 4 2 Respuesta de ansiedad a lo nuevo 4 3 Higado 4 4 Actividad gastrointestinal 4 5 Actividad cardiovascular 4 6 Plasticidad 4 7 Control motor 4 8 Adicciones a las drogas y de comportamiento 4 9 Olfaccion 5 Uso de antagonistas 6 Ligandos 6 1 Agonistas 6 1 1 Selectivos 6 1 2 Eficacia no especificada 6 1 3 Inverso 6 1 4 Parcial 6 1 4 1 Endogeno 6 1 4 2 Fito Sintetico 6 1 5 Completo 6 1 5 1 Endogeno 6 1 5 2 Fito Sintetico 6 2 Antagonistas 7 Afinidades de union 8 Evolucion 9 Referencias 10 Lecturas adicionalesEstructura EditarEl receptor CB1 comparte la estructura caracteristica de todos los receptores acoplados a proteina G al poseer siete dominios transmembranales conectados por tres loops intracelulares una cola N terminal extracelular y una cola C terminal intracelular 1 Estos receptores puedes existir como homodimeros o formar heterodimeros y otros oligomeros GPCRT cuando se coexpresan con una o mas clases de receptores acoplados a proteina G Los heterodimeros observados incluyen 2A CB1 CB1 D2 OX1 CB1 mientras que muchos otros solo son lo suficiente estables para existir in vivo 2 Evidencia reciente sugiere que estos receptores tambien pueden poseer un sitio de union alosterico que puede convertirse en un objetivo para mejorar los efectos clinicos modulatorios de los cannabinoides 2 Mecanismo EditarEl receptor CB1 es un heteroreceptor pre sinaptico que modula la liberacion de neurotransmisores cuando se activa de una manera dependiente de una dosis estereoselectiva y sensible a la toxina pertussis 3 El receptor CB1 se activa con cannabinoides generados naturalmente dentro del cuerpo endocannabinoides o introducidos al cuerpo como el cannabis o un compuesto sintetico relacionado La investigacion sugiere que la mayoria de los receptores CB1 estan acoplados a traves de proteinas Gi o Tras la activacion el receptor CB1 exhibe sus efectos a principalmente a traves de la activacion de la subunidad alfa Gi la cual disminuye la concentracion intracelular de AMPc al inhibir su produccion de enzima anilato ciclasa e incrementa la concentracion de proteina quinasa activada por mitogenos Alternativamente en algunos raros casos la activacion de los receptores CB1 puede ser acoplada a proteinas Gs que estimulan el adenilato ciclasa 2 AMPc es conocido por funcionar como segundo mensajero acoplado a una variedad de canales de iones incluyendo los canales de potasio rectificados para adentro Kir or IRK influenciados positivamente 4 y los canales de calcio que son activados por la interaccion dependiente de AMPc con moleculas como la proteina quinasa A PKA proteina quinasa C PKC Raf 1 ERK JNK p38 c fos c jun y otros 5 En terminos de funcion la inhibicion de la expresion del AMPc acorta la duracion de los acciones de potencial pre sinapticos al prolongar la corrientes de potasio rectificado tipo A que normalmente es inactivado tras la fosforilacion por PKA Esta inhibicion se vuelve mas pronunciada cuando se considera con el efecto de los receptores activados CB1 para limitar la entrada de calcio a la celula que no ocurre a traves de AMPc pero por una inhibicion directa mediada por proteina G Ya que la entrada pre sinaptica del calcio es un requisito la liberacion de vesiculas esta funcion disminuira al transmisor que entra a la sinapsis tras la liberacion 1 La contribucion relativa de cada uno de estos dos mecanismos inhibitorios depende de la varianza de canales de iones expresados por el tipo de celula El receptor CB1 tambien puede ser modulado por ligandos sinteticos alostericos en una manera 6 positiva 7 y negativa 8 La exposicion In vivo al THC debilita la potenciacion a largo plazo y conduce a la reduccion de CREB fosforilado 9 En resumen a la actividad del receptor CB1 se le ha encontrado relacion con ciertos canales de iones de la siguiente manera 2 Positivamente para los canales de calcio rectificados hacia adentro y los tipo A hacia afuera Negativamente para los canales de calcio tipo D hacia afuera Negativamente para los canales de calcio tipo N P Q Expresion EditarEl receptor CB1 es codificado por el gen CNR1 3 localizado en el cromosoma humano 6 1 Dos variantes de la transcripcion que codifican diferentes isoformas hantanto sido descritas para este gen 3 Ortologos de CNR1 10 han sido identificados en la mayoria de los mamiferos El receptor CB1 se expresa pre sinapticamente en las interneruronas glutaminergica y GABAergica y en efecto actua como un neuromodulador que inhibe la liberacion de glutamato y GABA 1 La administracion repetida de los receptores Agonista as puede resultar en la internalizacion de receptor y o una reduccion en la senalizacion proteica de receptores 2 El Agonista a inverso MK 9470 hace posible producir imagenes in vivo de la distribucion de los receptores CB1 en el cerebro humano con tomografia por emision de positrones 11 Cerebro Editar CNR1 esta expresado extensamente en todas las regiones principales del cerebro postnatal de un raton de 14 dias pero conpiscuamente esta ausente en gran parte del talamo Los receptores CB1 se expresan de manera mas densa en el sistema nervioso central y son responsables de manera importante en mediar los efectos de los cannabinoides que se unen en el cerebro Los endocannabinoides liberados por una neurona depolarizada se unen a los receptores CB1 en cualquier neurona pre sinaptica glutamatergica o GABAergica resultando en la disminucion respectiva ya sea en liberacion de glutamato o GABA La liberacion limitada de glutamato causa reduccion en la excitacion mientras que limitar la liberacion de GABA suprime la inhibicion una forma comun de plasticidad de corto plazo en el cual la depolarizacion de una sola neurona induce una reduccion en la inhibicion mediada por GABA en efecto excitando la celula postsinaptica 1 Diferentes niveles de la expresion de CB1 pueden ser detectados en el bulbo olfatorio en regiones corticales neocortex Corteza piriforme hipocampo y amigdala en varias parte de los ganglios basales en los nucleos talamicos e hipotalamico y otras regiones subcorticales 5 Formacion del hipocampo Editar Las transcripciones de ARNm del receptor CB1 son abundantes en interneuronas GABAergicas del hipocampo reflejando indirecamente la expresion de estos receptores y elucidando el efecto establecido de los cannabinoides en la memoria Estos receptores estan localizados densamente en las celulas piramidales del hippocampo que se sabe liberan glutamato Los cannabinoides suprimen la induccion de LTP y LTD en el hipocampo al inhibir estas neuronas glutamatergicas Al reducir la concentracion de glutamato liberado debajo del umbral necessario para depolarizar al recpetor postsinaptico NMDA 1 un receptor que se sabe tiene una relacion directa con la induccion de LTP y LTD Los cannabinoides son un factor crucial para la selectividad de la memoria Estos receptores estan expresados ampliamente por interneuronas GABAergicas al igual que por neuronas glutamatergicas principales Sin embargo una mayor densidad se encuentra dentro de las celulas GABAergicas 12 Esto significa que aunque la fuerza frecuencia sinaptica y asi el potencial para inducir LTP es disminuida la actividad neta del hipocampo aumenta Los receptores CB1 en el hipocampo inhiben de manera indirecta la liberacion de acetilcolina Esto sirve como el eje modulatorio y al contrario de GABA disminuye la liberacion de neurotransmisores Ganglios basales Editar Los receptores CB1 estan expresados a traves de los ganglios basales y han establecido los efectos en el movimiento de los roedores Como estan en el hipocampo estos receptores inhiben la liberacion de transmisores de glutamato o GABA resutlando en la disminucion en la excitacion o una inhibicion reducida basado en la celula en la que esten expresados Consistente con la expresion variable de las interneuronas de glutamato excitatorio y de GABA inhibidor en ambos de los loops motores de los ganglios basales cannabinoides sinteticos son conocidos por influenciar este sistema en un patron trifasico dependiente de dosis La disminucion de actividad locomotriz se observa en concentraciones muy altas o muy bajas de cannabinoides aplicados mientras que un mejoramiento del movimiento puede ocurrir con uso moderado 1 Sin embargo estos efectos dependientes de dosis han sido estudiados predominantemente en roedores y la base fisiologica para este patron trifasico justifica investigacion futura en humanos Los efectos pueden variar en el sitio de la aplicacion de los cannabinoides la administracion desde centros corticales muy altos y si la aplicacion de la droga es unilateral o bilateral Cerebelo y neocortex Editar El papel del receptor CB1 en la regulacion de movimientos motores se complica por la expresion adicional de este receptor en el cerebellum y en el neocortex dos regiones asociadas con la coordinacion e iniciacion de movimiento La investigacion sugiere que la anandamida es sintetizada por Purkinje y actua sobre receptores presinapticos para inhibir la liberacion de glutamato de celulas granulares o la liberacion de GABA de las terminales de celulas de canasta En el neocrotex estos receptores estan concentrados en intraneuronas locales en las capas cerebrales II III and V VI 1 Comparados con los cerebros de ratas los humanos expresan mas receptores CB1 en la corteza cerebral y en la amigdala y menos el cerebelo lo que ayuda a explicar porque las funciones motores parecen ser mas alteradas en ratas que humanos tras la aplicacion de cannabinoides 12 Espina Editar Muchos de los efectos anlgesicos documentados de los cannabinoides estan basados en la interaccion de estos compuestos con receptores CB1 en las intreaneuronas de la medula espinal en los niveles superficiales del cuerno dorsal conocido por su papel en procesamiento nociceptivo En particular el CB1 esta expresado fuertemente en las capas 1 y 2 del cuerno dorsal de la medula espinal y en una lamina 10 por el canal central El ganglio de la raiz dorsal tambien expresa estos receptores que tienen como objetivo una variedad de terminales perifericas involucradas en la nocicepcion Las senales en este camino tambien son transmitidas al gris periacuedutcal PAG del mesencefalo Se cree que los cannabinoides endogenos exhiben un efecto anlagesico en estos receptores al estimular las celulas PAG del glutamato y de GABA que se relacionen al procesamiento de entrada nociceptiva una hipotesis consistente con el descubrimiento de la liberacion de la anadamida en PAG incrementa en respuesta a estimulos que generen dolor 1 Otra Editar CB1 se expresa en diversos tipos de celulas en la glandula pituitaria la glandula tiroide y posiblemente en la glandula adrenal 5 CB1 tambien se expresa en diversas celulas relacionadas al metabolismo como celulas grasas celulas musculares celulas hepaticas y tambien en las celulas endoteliales celulas de Kupffeiy celulas de Ito del higado en el tracto digestivo 5 Este receptor tambien se expresa en los pulmones y en el rinon CB1 esta presente en celulas de Leydig y en espermas humanos En las mujeres estan presentes en los ovarios oviductos myometrium decidua y placenta Tambien han sido implicados en el desarrollo apropiado del embrion 5 Funcion EditarSalud y enfermedad Editar Varios estudios han implicado al receptor CB1 en el mantenimiento de la homeostais en salud y durante la enfermedad En un modelo neuropatico de roedor el aumento de la expresion de estos receptores ha sido observada en neuronas talamicas la medula espinal y en los ganglios de la raiz dorsal 12 Ademas la expresion aumentada de receptores ha sido encontrada en muestras de tumores de carcinoma hepatocelular y otras celulas humanas con cancer de prostata La expresion de estos receptores se cree modula la liberacion de neurotransmisores en una manera que previene el desarrollo excesivo de actividad neuronal reduciendo el dolor y otro sintomas de inflamacion Este descubrimiento es consistente con la localizacion de los receptores CB1 a las terminales de neuronas centrales y perifericas y la mediacion establecida de neurotransmisores tanto excitatorios como inhibitorios acetilcolina noradenalina dopamina 5 HT GABA glutamato D aspartato y colecistoquinina 12 A traves de su accion primaria como un receptor acoplado a Gi CB1 inhibe la produccion de adenosin monofosfato ciclico AMPc metabotropicamente inhibiendo la liberacion de todos los neurotransmisores El mejoramiento de la expresion de receptores despues de la enfermedad ha sido observado como resultado en un desplazamiento hacia la izquierda en la curva de log de dosis respuesta de cannabinol y tambien un incremento en el tamano de sus efectos maximos 12 Respuesta de ansiedad a lo nuevo Editar Un estudio de un raton knockout de receptor CB1 examino los efectos que estos receptores juegan en el comportamiento exploratorio en situaciones nuevas Los investigadores eligieron como blanco las interneuronas corticales glutamericas y GABAericas y estudiaron los resultados en campo abierto objeto nuevo y pruebas de sociabilidad Eliminar los receptores cannabinoides glutamericos condujo a una menor exploracion del objeto sociabilidad y un incremento de comportamiento agresivo En contraste los ratones knockout del receptor cannabinoide GABAergico mostraron incremento en la exploracion de objetos socializacion y movimiento en el campo abierto 13 Estos efectos opuestos revelaron la importancia del sistema endocannabinoide en regular el comportamiento dependiente de ansiedad Los receptores glutamericos CB1 no solo son responsables por mediar la agresion pero producen funciones de tipo ansiolitica al inhibir excitamiento excesivo lo que previno a los ratones de explorar objetos tanto animados como inanimados En contraste los receptores GABAergiccos CB1 parecen controlar una funcion de tipo ansiogenica al limitar la liberacion de transmisores inhibitorios Tomados juntos estos resultado ilustran la funcion regulatoria del receptor CB1 en la sensacion de excitacion en el organismo durante situaciones nuevas y sugiere que la unidad de investigacion esta asociada con el comportamiento impulsivo Otro estudio encontro que la sintesis diferencial de anandamida y 2 AG en respuesta a estres medio efectos beneficos del eje hipotalamico pituitario adrenal Estos efectos fueron eliminando con la aplicacion de un antagonista CB1 AM251 ilustrando que este receptor es esencial para modular la funcion de la respuesta a estres 14 Higado Editar En el higado la activacion del receptor CB1 receptor es conocida por incrementar la lipogenesis de novo 15 La activacion de los receptores presinapticos CB1 tambien es conocida por inhibir la invervacion simpatica de los vasos sanguineos y contribuye a la supresion de la respuesta neurogenica vasopresora en shock septico 16 Actividad gastrointestinal Editar La inhibicion de la actividad gastrointestinal ha sido observada despues de la administracion de THC o anandamida Se asume que este efecto es mediado por CB1 ya que este receptor se expresa por la hormona peptidica colecistoquinina y la aplicacion del antagonista especifico CB1 SR 141716A Rimonabant bloquea el efecto Otro reporte sin embargo sugiere que la inhibicion de la motilidad intestintal tambien puede tener un componente mediado por CB2 17 El agonista inverso del receptor CB1 rimonabant ha mostrado poder reducir el consumo de comida o soluciones dulces en humanos y ratones Al marcar este receptor con Rimonabant ha mostrado reducir la ingesta de alimento o soluciones dulces en humanos y ratones CB1 tambien facilita la liberacion de grelina que sucede normalmente cuando el estomago esta constrenido en la presencia de un sistema relativamente activo la hiper reaccion Este es el genesis de los efectos que estimulan el apetito coloquialmente llamado munchies 18 Actividad cardiovascular Editar Los cannabinoides son bien conocidos por su actividad cardiovascular La activacion de receptores CB1 perifericos contribuye a hemorragias e hipotension inducida por endotoxinas 19 La anandamida y 2 AG producidos macrofagos y plaquetas respectivamente puede mediar este efecto 19 Un candidato probable para esta funcion es el heterodimero de CB1 y adenosina 2a A traves de otro mecanismo de accion A2A eleva AMPc juntos pueden servir para regular el suplemento sanguineo cardiaco y asi el lo que sale Plasticidad Editar Se ha mostrado la induccion de CB1 a la depresion de largo y corto plazo en el estriado dorsal la amigdala la corteza prefrontal el area ventral tegmental 20 Un estudio comparo la induccion de endocannabinoides de depresion de corto y largo plazo en el lecho nuclear de la estria terminalis BNST y el estriado Los resultados encontraron que tanto los efectos a corto o largo plazo eran dependientes en la activacion de receptores CB1 en el estriado mientras que la induccion de la depresion de largo plazo en el BNST recae en el receptor TRPV1 Los efectos varian basado en la molecula de endocannabinoide 2 AG actua en receptores CB1 presinapticos para mediar la depresion de corto plazo seguido de activacion de las corriente de calcio tipo L mientras que la anandamida se sintentiza despues de la activacion de mGluR5 y activo la senalizacion autocrina que induce la depresion de largo plazo 21 Estos descubrimientos demostraron que el receptor CB1 actua como un mecanismo directo para que cerebro inhiba selectivamente la excitabilidad neuronal sobre escalas de tiempo variables Control motor Editar Los receptores CB1 estan expresados a traves de regiones motoras en el cerebro mamifero sugiriendo que CB1 tiene un papel en el control motor La activacion de CB1 ha mostrado tener un efecto especifico en variables cinematicas en roedores como la velocidad de fuerza aplicada durante la palanca de presion 22 y la amplitud pero no la frecuencia del movimientos de los bigotes 23 Adicciones a las drogas y de comportamiento Editar Varias evaluaciones en los receptores CB1 receptores y en adicciones ha indicado que la activacion del receptor CB1 restablece el comportamiento de busqueda de drogas en adictos 24 25 26 En humanos esto resulta de la influencia que los receptores CB1 limbicos tengan en neuronas mesolimbicas de dopamina especificamente los receptores de dopamina en el nucleus accumbens 26 Como consecuencia los antagonistas receptores CB1 pueden reducir el comportamiento de busqueda de drogas en algunos adictos 24 25 26 Olfaccion Editar Los receptores CB1 estan expresados por un numero de neuronas que proyectan desde el nucleo olfatorio anterior al ipsilateral principal bublo olfatorio Sin embargo los efectos de los cannabinoides en la actividad sinaptica en estas neuronas no ha sido bien estudiada y sus efectos en la olfaccion requieren mas investigacion en roedores 1 Los cannabinoides no son conocidos por tener efectos el la olfaccion de los humanos mientras que con el resto del cerebro juega un papel crucial en la modulacion de la liberacion de los neurotransmisores Uso de antagonistas EditarLos agonistas slectivos de CB1 pueden ser usados para islar los efectos del receptor del receptor CB2 ya que la mayoria de los cannabinoides y endocannabinoides se unen a ambos tipos de receptores 1 los antagonistas selectivos de CB1 son usados para reduccion de peso y dejar de fumar Un numero considerable de antagonistas del receptor CB1 han sido descubiertos y caracterizados TM38837 ha sido desarrollados como un receptor antagonista de CB1 que esta restringido a marcar como objetivo unicamente receptores perifericos CB1 Ligandos EditarAgonistas Editar DronabinolSelectivos Editar Epigallocatechin Epicatechin Kavain YangoninEficacia no especificada Editar N Araquidonoil dopamina Cannabinol HU 210 11 Hydroxy THC LevonantradolInverso Editar Rimonabant TaranabantParcial Editar Endogeno Editar 2 Araquidonil gliceril eterFito Sintetico Editar JWH 073 TetrahydrocannabinolCompleto Editar Endogeno Editar 2 AraquidonoilglicerolFito Sintetico Editar AM 2201 CP 55 940 JWH 018 WIN 55 212 2Antagonistas Editar Cannabigerol Ibipinabant Otenabant Tetrahydrocannabivarin Virodaminea Endogeno CB1 antAgonista y CB2 Agonista Cannabidiol 27 Afinidades de union EditarAfinidad a CB1 Ki Eficacia hacia CB1 Afinidad a CB2 Ki Eficacia hacia CB2 Tipo ReferenciasAnandamida 78 nM Agonista completo 370 nM Agonista parcial EndogenoN Araquidonoil dopamina 250 nM Agonista 12000 nM Endogeno 28 2 Arachidonoylglycerol 58 3 nM Agonista completo 145 nM Agonista completo Endogeno 28 2 Arachidonyl glyceryl ether 21 nM Agonista completo 480 nM Agonista completo EndogenoTetrahydrocannabinol 10 nM Agonista parcial 24 nM Agonista parcial Fitogenico 29 EGCG 33 6 mM Agonista gt 50 mM FitogenicoAM 1221 52 3 nM Agonista 0 28 nM Agonista Sintetico 29 AM 1235 1 5 nM Agonista 20 4 nM Agonista Sintetico 29 AM 2232 0 28 nM Agonista 1 48 nM Agonista Sintetico 29 UR 144 150 nM Agonista completo 1 8 nM Agonista completo Sintetico 30 JWH 007 9 0 nM Agonista 2 94 nM Agonista Sintetico 30 JWH 015 383 nM Agonista 13 8 nM Agonista Sintetico 30 JWH 018 9 00 5 00 nM Agonista completo 2 94 2 65 nM Agonista completo Sintetico 31 Evolucion EditarEl gen CNR1 se usa en animales como un marcador filogenetico de ADN nuclear 10 Este gen sin intrones ha sido usado para explorar la filogenia de los principales grupos de mamiferos 32 y contribuyo a revelar que los ordenes placentales estan distribuidos en cinco clados principales Xenarthra Afrotheria Laurasiatheria Euarchonta y Glires CNR1 tambien ha probado ser util en niveles taxonomicos mas bajos como en los roedores 33 34 y para identificacion de dermopteranscomo los relativos primates mas cercanos 35 Referencias Editar a b c d e f g h i j k Elphick MR Egertova M Mar 2001 The neurobiology and evolution of cannabinoid signalling Philosophical Transactions of the Royal Society of London Series B Biological Sciences 356 1407 381 408 PMC 1088434 PMID 11316486 doi 10 1098 rstb 2000 0787 a b c d e Pertwee RG Apr 2006 The pharmacology of cannabinoid receptors and their ligands an overview International Journal of Obesity 30 Suppl 1 S13 8 PMID 16570099 doi 10 1038 sj ijo 0803272 a b c Entrez Gene CNR1 cannabinoid receptor 1 brain Demuth DG Molleman A Jan 2006 Cannabinoid signalling Life Sciences 78 6 549 63 PMID 16109430 doi 10 1016 j lfs 2005 05 055 a b c d e Pagotto U Marsicano G Cota D Lutz B Pasquali R Feb 2006 The emerging role of the 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