Das Sehen, wie viele Funktionen des Körpers, wird teilweise durch das Endocannabinoid-System reguliert. Es lohnt sich, den gesamten Mechanismus zu verstehen, um den Vorteil von medizinischem Cannabis zu nutzen.

Das Sehvermögen wird teilweise durch das Endocannabinoid-System reguliert

Das Licht dringt durch die vordere Augenstruktur in das Auge ein. Es erreicht Photorezeptoren, die sich auf der Oberfläche der Netzhaut befinden. Ihre Fotopigmente absorbieren das Licht, das die Umwandlung von Licht in ein elektrisches Signal einleitet. Die Information nimmt dann die optischen neuronalen Wege und wird schließlich auf den visuellen Kortex im Gehirn (lateraler genikulärer Kern) übertragen.

Fokus auf die Netzhaut

Die Netzhaut spielt eine Schlüsselrolle beim Sehen, da sie das Organ ist, das Licht in eine vom Gehirn entschlüsselbare elektrische Information umwandelt. Es wird oft als eine Erweiterung des Zentralnervensystems (ZNS) betrachtet, und Gehirn und Netzhaut sind durch den Sehnerv verbunden. Um miteinander zu kommunizieren, werden im Gehirn und in der Netzhaut mehrere Neurotransmitter (Dopamin, Serotonin, Glutamat, GABA….) gebildet. Es kann daher durch Medikamente, die auf die Neurotransmission des ZNS wirken, wie z.B. Marihuana, beeinflusst werden.

Wie funktioniert das Endocannabinoid-System?

Das Endocannabinoidsystem (ECS) ist ein Signalsystem aus Rezeptoren wie Typ-1- und Typ-2-Rezeptoren (CB1 und CB2), Liganden oder Aktivatoren wie AEA und 2-AG – auch Endocannabinoide genannt – und den regulierenden Enzymen wie Fettsäureamidhydrolase (FAAH), die für den Abbau von Endocannabinoiden verantwortlich sind. Die ECS kann durch die Verabreichung von exogenen Liganden wie Phytocannabinoiden delta-9-tetrahydrocannabinol (THC) oder Cannabidiol (CBD) Cannabinoiden gestört werden.

Das ECS ist an der Regulation des ZNS beteiligt, da CB1-Rezeptoren eine präsynaptische und post-synaptische Lokalisation aufweisen und ihre Aktivierung die Freisetzung von Neurotransmittern beeinflusst. Da die Netzhaut Teil des ZNS ist, ist es interessant zu verstehen, welche Rolle das ECS bei seiner Funktion spielt und wie sich eine Störung des ECS auf das ZNS auswirken kann.

Das Endocannabinoid-System ist über das gesamte Auge verteilt

Beim Menschen wurde das ECS in vielen Phasen der visuellen Informationsverarbeitung erkannt. Im Augengewebe wurden CB1-Rezeptoren am Ziliarkörper, am Trabekelgeflecht, an der nicht pigmentierten Ziliare und an den Bindehaarepithelien nachgewiesen. AEA und 2-AG werden in Hornhaut, Ziliarkörper, Iris und Aderhaut exprimiert. In stärker integrierten Phasen der visuellen Verarbeitung wurden CB1-Rezeptoren im lateralen genikulären Kern, den zentralen Verbindungen für den Sehnerv zum Hinterhauptlappen, und im oberen Kollikulus, einem Bestandteil des Mittelhirns, der die Bewegungen von Kopf und Augen orientiert, nachgewiesen. Schließlich sind CB1-Rezeptoren im primären und sekundären visuellen Kortex zu finden.

Das ECS ist genauer gesagt überall auf der Netzhaut vorhanden. Die beiden Cannabinoidrezeptoren CB1 und CB2 werden in der Netzhaut exprimiert. CB1 findet sich in den äußeren Segmenten der Photorezeptorenzellen, der inneren und äußeren plexiformen Schicht, den beiden synaptischen Schichten der Netzhaut, der inneren Kernschicht und der Ganglienzellschicht. Während CB2 auf den Epithelzellen des retinalen Pigments vorhanden ist. 2-AG (höhere Werte) und AEA (niedrigere Werte) werden in der Netzhaut sowie FAAH, dem Enzym, das AEA metabolisiert, exprimiert. FAAH wird insbesondere in retinalen Pigmentepithelzellen induziert. Das Vorhandensein des ECS deutet darauf hin, dass es eine regulatorische Rolle in der retinalen Neurobiologie und bei der Übertragung visueller Informationen spielt. Daneben ist Cannabis eine neuromodulatorische Substanz, die auf hemmende oder erregende Bahnen wirkt. Zum Beispiel betrifft Cannabis Neurotransmitter wie Dopamin (beteiligt an der Lichtanpassung) Glutamat und GABA (beide an der Übertragung der Netzhautinformationen beteiligt) [1]. Es deutet auch darauf hin, dass die Wirkung auf das Endocannabinoidsystem zur Behandlung von Augenerkrankungen beitragen könnte.

Exogene Cannabinoide stören die Netzhautfunktionen durch das Endocannabinoid-System

Bisher wurden nur wenige Studien über die Auswirkungen exogener Cannabinoide auf die Netzhaut durchgeführt. Vor dem Hintergrund der Legalisierung und Entkriminalisierung des medizinischen und Freizeitkonsums von Cannabis ist es jedoch wichtig, auf deren Auswirkungen hinzuweisen. Durch die Durchsicht verschiedener Studien vermittelt eine im Jahr 2019 veröffentlichte Rezension ein Bild von dem, was bisher entdeckt wurde.

Sechs der 16 am Menschen durchgeführten Studien berichteten, dass das Rauchen von Cannabis chronisch zu neuroretinalen Dysfunktionen im Zusammenhang mit der Photorezeptorfunktion führen kann (Verbesserung des Nachtsehens, einseitige Veränderungen der Sehschärfe). Eine weitere klinische Studie zeigte strukturelle und funktionelle Veränderungen (hier konsumierten die meisten dieser Probanden gleichzeitig andere Medikamente). Die verzögerte retinale Verarbeitung bei chronischen Cannabiskonsumenten wurde in einer der Studien im Vergleich zu einer Kontrollgruppe hervorgehoben.

In fünf Studien wurden die vaskulären Auswirkungen von Cannabinoiden auf die Netzhaut untersucht, was zu einer Veränderung der Durchblutung und des Gefäßkalibers führte. Unter den klinischen Studien zeigten zwei Studien okklusive Gefäßwirkungen bei Männern, die Cannabis rauchten, während eine andere eine Erhöhung der retinalen Durchblutung nach synthetischer THC (7,5 mg) oraler Verabreichung fand, was bei okulären Durchblutungsstörungen wie dem Glaukom vorteilhaft erscheint. Eine Tierstudie zeigte, dass CBD eine vasorelaxierende Wirkung auf präkontrahierte Arteriolen hatte, während eine andere ergab, dass CBD eine vasokonstriktive Wirkung auf den basalen Gefäßton hatte. Angesichts der unterschiedlichen Ergebnisse, die gefunden wurden, ist es selbstverständlich, dass weitere Studien erforderlich sind. Dennoch unterstützen diese Studien die vernünftige Hypothese, dass Cannabinoide vaskuläre Effekte hervorrufen, da Cannabinoidrezeptoren in der Netzhaut vorhanden sind.

Drei Studien an Tieren zeigten, dass Cannabinoide eine neuroprotektive Wirkung auf die Netzhaut haben. Eine von ihnen maß die Neuroprotektion in Bezug auf die Dichte der retinalen Ganglienzellen bei Ratten mit Glaukom nach Verabreichung von synthetischen Cannabinoiden. Eine ähnliche Studie zeigte, dass THC die Dichte der retinalen Ganglienzellen erhält (Beurteilung des Sehnervs). Die jüngste berichtete, dass die CBD-Behandlung nicht nur die neuronale Apoptose in der Netzhaut reduziert hat, sondern auch die entzündliche Reaktion durch die induzierte Uveitis. Es wurde festgestellt, dass Cannabinoide eine neuroprotektive Wirkung in Bezug auf das zentrale Nervensystem haben, aber die Netzhaut soll eine Erweiterung des ZNS sein. Darüber hinaus unterscheidet sich die Entzündung der Netzhaut nicht von derjenigen, die im Körper auftreten, und einige Cannabinoide, einschließlich CBD, haben entzündungshemmende Eigenschaften. Folglich erscheinen diese Ergebnisse plausibel.

Die Überprüfung hebt hervor, dass exogene Cannabinoide antagonistische Wirkungen des Endocannabinoidsystems, aber auch neuroprotektive und entzündungshemmende Wirkungen haben können. [2]

Cannabinoide könnten bei der Behandlung von Augenerkrankungen helfen: der Fall des Glaukoms

Das Glaukom ist eine degenerative Erkrankung, die den Sehnerv schädigt und zu einem Sehverlust führt. Das Glaukom wird oft durch einen ungewöhnlich hohen Augeninnendruck (IOD) verursacht, der die Fasern des Nervs und der Netzhaut zusammendrückt.

In den 1970er Jahren wurden die ersten Studien, die zeigten, dass das Rauchen von Cannabis dazu beitrug, den IOD zu senken, veröffentlicht, aber der Mechanismus wurde nicht verstanden. Auch heute noch werden nur Hypothesen aufgestellt.

Die Verteilung des CB1-Rezeptors in den Augengeweben deutet darauf hin, dass THC den trabekulären und uveoskleralen Abfluss und die Produktion von Kammerwasser reguliert. Eine an Affen durchgeführte Studie berichtete, dass die topische Verabreichung eines synthetischen Cannabinoids die Produktion von Kammerwasser um 18% reduziert hat. Ein weiterer zeigte, dass THC die Sekretion von Ziliarprozessen reduzierte und eine Dilatation der okulären Blutgefäße provozierte, was den Druck reduzierte. [3]

Eine an Mäusen durchgeführte und 2018 veröffentlichte Studie zeigt, dass THC und CBD den IOD unterschiedlich beeinflussen.

Eine der wichtigsten Hypothesen ist, dass THC den IOD durch die Stimulation von CB1-Rezeptoren senkt. THC wurde topisch an CB1 Knockout-Mäuse verabreicht und es wurde festgestellt, dass THC, obwohl sie keine CB1-Rezeptoren haben, noch eine geringe Wirkung hat. Der Effekt deutet darauf hin, dass THC auch den IOD über einen anderen Rezeptor senkt, der GPR18-Rezeptoren sein könnte. Tatsächlich konnten GRP18-Rezeptoren den IOD nachweislich senken und werden durch THC aktiviert.  THC wurde bei CB1 Knockout-Mäusen verabreicht, denen auch GRP18-Antagonisten verabreicht wurden: Es wurden keine IOP-senkenden Effekte beobachtet. Folglich kann THC den IOD senken, indem es sowohl CB1 als auch GRP18 aktiviert. Dieser Effekt war bei männlichen Mäusen stärker ausgeprägt.

Die Auswirkungen von CBD wurden ebenfalls getestet: Es wurden zwei verschiedene Aktionen beobachtet. Bei Mäusen, die CB1-Rezeptoren exprimierten, erhöhte CBD den IOD, Daten deuten darauf hin, dass CBD ein negativer allosterischer Modulator am CB1-Rezeptor ist. Bei Mäusen, die CB1 nicht exprimierten, verringerte CBD jedoch den IOD. Tatsächlich kann CBD FAAH blockieren, was für den Ausfall der AEA verantwortlich ist. Dies würde die AEA-Menge erhöhen. AEA ist ein Vorläufer des GPR18-Liganden NAGly. Die Menge an NAGly war nicht gestiegen, aber die Menge an NOGly (die nahe an NAGly liegt) war gestiegen. Eine Überstimulation von GPR18 würde helfen, den IOD zu senken.

Schließlich scheint CBD, wenn es in gleichen Konzentrationen gemeinsam verabreicht wird, die IOD-reduzierenden Effekte von THC aufzuheben, da beide Cannabinoide um den enzymatischen Abbau konkurrieren. [4]

Cannabis wird nicht zur Behandlung des Glaukoms empfohlen, aber es ist definitiv ein interessanter Hinweis auf mögliche Behandlungen.

Die Wirkung des Endocannabinoidsystems auf das ganze Auge hat wichtige Folgen: Seine Störung durch Cannabinoide wie Phytocannabinoide könnte ein Hebel zur Behandlung oder Linderung der Symptome von Augenerkrankungen sein. Es ist wichtig, die damit verbundenen Mechanismen vollständig zu verstehen, umso mehr, als der Konsum von Cannabis weltweit zunimmt. Weitere Studien an der menschlichen Population müssen durchgeführt werden, um festzustellen, ob Phytocannabinoide wie THC auf neue Strategien zur Förderung der Gesundheit der Augen hinweisen können.

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[1] Schwitzer T, et alt. The Endocannabinoid System in the Retina: From Physiology to Practical and Therapeutic ApplicationsNeural Plast. 2016;2016:2916732. doi:10.1155/2016/2916732

[2] Zantut, P. R. A., Veras, M. M., Yariwake, V. Y., Takahashi, W. Y., Saldiva, P. H., Young, L. H., … Fajersztajn, L. (2019). Effects of Cannabis and Its Components on the Retina: A Systematic Review. Cutaneous and Ocular Toxicology, 1–20. doi:10.1080/15569527.2019.1685534

[3] Tomida, I. (2004). Cannabinoids and glaucoma. British Journal of Ophthalmology, 88(5), 708–713. doi:10.1136/bjo.2003.032250

[4] Miller S, et alt. D9-tetrahydrocannabinol and cannabidiol differentially regulate intraocular pressure. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2018;59:5904–5911. https://doi.org/ 10.1167/iovs.18-24838