Es wurden mehrere Untersuchungen durchgeführt, um die Rolle des Endocannabinoid-Systems (ECS) in den Reproduktionssystemen zu finden.  Es wurde festgestellt, dass das Endocannabinoid-System tatsächlich entscheidend für ein gesundes und fruchtbares Fortpflanzungssystem sowohl bei Männern als auch bei Frauen ist.  Bis heute gilt das ECS als ein Mastersystem, das tief in die Kontrolle verschiedener physiologischer Prozesse, einschließlich der Fruchtbarkeit, eingebunden ist.

Was ist das Endocannabinoid-System?

Das Endocannabinoid-System besteht aus Cannabinoid-Rezeptoren, die für die Aufrechterhaltung regelmäßiger Körperfunktionen unerlässlich sind.  Die beiden am intensivsten untersuchten Endocannabinoide sind N-Arachidonoylethanolamin (Anandamid; AEA) und 2-Arachidonoylglycerin (2-AG).  AEA und 2-AG binden zusammen, um zwei G-Protein-gekoppelte Rezeptoren (GPCR) zu aktivieren: Cannabinoid-Rezeptor 1 und 2, CB1 und CB2. CB1 befindet sich hauptsächlich im Zentralnervensystem (ZNS) und CB2 in den Zellen des Immunsystems. Insgesamt üben die Rezeptoren des ECS einen starken Einfluss auf die Fruchtbarkeit, die Fortpflanzung und die hormonelle Funktion aus.

Endocannabinoid-System im weiblichen Fortpflanzungssystem

Beim Menschen wurden AEA und Fettsäureamid-Hydrolase (FAAH) in den Eierstöcken, Eileitern, der Gebärmutterschleimhaut und dem Myometrium gefunden. In der Tat wurde das Endocannabinoid-System bei der Follikulogenese, der Eizellreifung und der endokrinen Sekretion der Eierstöcke, beim Transport der Eileiter, bei der Implantation, der Dezidualisierung der Gebärmutter und der Plazenta entdeckt. Darüber hinaus hemmen hohe Konzentrationen von Endocannabinoiden und exogenen Cannabinoiden die Freisetzung von Gonadotropin-Releasing-Hormon (GnRH), luteinisierendem Hormon (LH), follikelstimulierendem Hormon (FSH), Östrogen und Progesteron) über ein kompliziertes Kreuzen zwischen der hypothalamischen (CB1)-hypophysären (CB1)-Eierstockachse (CB1/CB2/FAAH/NAPE-PLD). Der Ovarialzyklus wird durch Hormone gesteuert, die von diesen drei Strukturen ausgeschüttet werden. [1]

Darüber hinaus werden hohe AEA-Spiegel durch COX-2 abgebaut, was zur Bildung von Arachidonsäure führt, die für die Produktion von PGE2 benötigt wird, das für die Reifung der Eizelle hilfreich ist. Interessanterweise war CB2 im Vergleich zu CB1 in höheren Konzentrationen in den Ovarialfollikeln vorhanden und wird in der Eizelle erst in einem späten Stadium der Entwicklung nachgewiesen. 2

ECS und die Befruchtung

Sobald die Spermien in die Vagina freigesetzt werden, schwimmen sie vom Gebärmutterhals zur Eileiter und die Aktivierung von CB1 und CB2 ist beteiligt. Die Aktivierung von CB1 erzeugt unbewegliche Zellen, während CB2 die Beweglichkeit der Spermien verlangsamt. Diese Bedingungen sind notwendig, um sicherzustellen, dass zum Zeitpunkt des Eisprungs genügend kompetente Spermien vorhanden sind.

Darüber hinaus haben präklinische Studien gezeigt, dass entlang des Uterus-Trakts, sowohl in der Gebärmutterflüssigkeit als auch im Samenplasma, erhöhte AEA-Spiegel die frühe Kapazität (Reifung der Spermien) und die hintere „fehlgeleitete“ Akrosom-Reaktion (Kopf in den Spermien, der Verdauungsenzyme enthält) in frisch ejakulierten Spermien über CB1 verhindern können. Sobald die Spermien die Eizelle erreicht haben, werden sie einer progressiv reduzierten Konzentration von AEA ausgesetzt und die Spermien-Kapazitation ist schließlich abgeschlossen, aber die Konzentration von AEA ist immer noch ausreichend für die Aktivierung von TRPV1, die weiterhin die spontane Akrosom-Reaktion verhindert. Folglich wird die Akrosom-Reaktion nur von der Spermien-Volumen-Wechselwirkung ausgehen. Tatsächlich hemmte eine verlängerte Exposition von menschlichen Spermien gegenüber dem TRPV1-Antagonisten (Capsazepin) die Spermien-Volumen-Fusion.

Endocannabinoid-System und ektopische Schwangerschaft

Nach erfolgreicher Befruchtung kommt es zu einer Reihe von Zellteilungen, die eine Blastozyste bilden, aus der dann der Embryo entsteht. Bei Frauen mit Eileiterschwangerschaft wurden höhere Werte von AEA im Eileitergewebe gefunden. Diese Ergebnisse waren mit einer geringen Blastozystenentwicklung, einem Eileiterrückhalt der Embryonen und einem Implantationsversagen verbunden. Während in den Eileitern wurden CB1 und FAAH niedrig exprimiert, CB2 jedoch nicht. Es wurde die Hypothese aufgestellt, dass CB1 adrenerge Signale reguliert, die die Muskelkontraktion beeinflussen.

ECS und Implantation

Nachdem die Spermien und die Eizelle im zentralen Teil der Eileiter aufeinander treffen und die Blastozyste bilden, hilft ein zunehmender AEA-Gradient auf dem Weg zur Implantation in die Gebärmutter und verhindert so die extrauterine Einnistung, so dass an der Implantationsstelle ein niedriger AEA-Gehalt beibehalten werden muss. Tatsächlich erhöht die Implantation der Blastozyste die FAAH, wodurch der AEA-Gehalt reduziert wird.

ECS und Schwangerschaftsstadium

In den ersten drei Monaten der Schwangerschaft sind eine hohe CB1-Expression und ein vermindertes NAPE.PLD/FAAH-Verhältnis sowie niedrige AEA-Spiegel für eine erfolgreiche Schwangerschaft erforderlich, während in der späten Phase der Schwangerschaft eine niedrige CB1-Expression und hohe AEA-Spiegel für einen rechtzeitigen Beginn der Wehen entscheidend sind.

ECS im männlichen Fortpflanzungssystem

Die Sertoli-Zellen, die in den Halbtubuli lokalisierten Stützzellen, bieten eine einzigartige schützende Umgebung für die Entwicklung der Spermien während der Spermatogenese. Ihre Hauptaufgabe ist die Bereitstellung von Hormonen, Wachstumsfaktoren und anderen Glykoproteinen, die für die Ernährung der Spermien benötigt werden, sowie die Bildung der Blut-Testis-Barriere. Das Endocannabinoid-System kommt ins Spiel, da es in verschiedenen Entwicklungsstadien nachgewiesen wurde.

Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass CB2 eine entscheidende Rolle in den mitotischen und meiotischen Phasen der Spermatogenese spielt, nicht aber während des späten Prozesses der Spermiogenese, der für die Umwandlung von Spermatiden in Spermien verantwortlich ist.

Darüber hinaus können die Spermien vor der Ejakulation frühreife Beweglichkeit erlangen, wenn es eine Störung des CB1 gibt, so präklinische Studien. In den menschlichen Spermiendaten aktiviert ein erhöhter AEA-Spiegel CB1 oder TPRV1 und fördert die Befruchtungsfähigkeit der Spermien während der Kapazitation, andererseits beeinträchtigt AEA die Motilität auf eine CB1-Aktivierungsweise, die eine Glykolyse, Zellatmung und Hemmung der Mitochondrienaktivität beinhaltet. [2]

In einem weiteren, kürzlich erschienenen Artikel wurde die Charakterisierung und Lokalisierung der ECS-Komponenten in den menschlichen Hoden von Erwachsenen untersucht. Die Ergebnisse zeigten das Vorhandensein von 2-AG, endocannabinoid-synthetisierenden Proteinen; Diacylglycerol-Lipase (DAGL) und N-Acyl-Phosphatidylethanolamin-spezifische Phospholipase D (NAPE-PLD) wurden in Keimzellen und somatischen Zellen bestätigt. Entsprechend wurden Cannabinoidrezeptoren, CB1 und CB2, in geringen Mengen in post-meiotischen Keimzellen und Leydig- und Peritubularzellen, Cannabinoidenzyme; Monoacylglycerol-Lipase (MGLL) in Sertoli-Zellen und die Fettsäureamid-Hydrolase (FAAH) in Spät-Spermatozyten und post-meiotischen Keimzellen identifiziert. Die Ergebnisse sind relevant in Bezug auf die Studien, die die Beziehung zwischen der Samenqualität und den Reproduktionshormonspiegeln und dem Cannabiskonsum bei jungen Männern zeigen. [3]

Auswirkungen von Cannabinoiden auf Fortpflanzung und Fruchtbarkeit

Es wurden mehrere Studien durchgeführt, um herauszufinden, wie Cannabidiol (CBD) oder Tetrahydrocannabinol (THC) die Fortpflanzungssysteme beeinflussen können.  Die meisten dieser Studien wurden jedoch an Ratten experimentiert und entsprechen möglicherweise nicht vollständig dem Menschen.  So wurde beispielsweise in einer Studie die chronische CBD-Exposition bei Mäusen diskutiert, die eine funktionelle Beeinträchtigung des Sexualverhaltens und der Fruchtbarkeit förderte. [4]

Im Laufe der Jahre wurde die Einnahme von Marihuana, hauptsächlich sein Bestandteil THC, mit Spermienanomalien, verminderter Spermienmotilität und strukturellen Veränderungen in den Hoden in Verbindung gebracht.  Die Fruchtbarkeit der Spermien sowie die Erzeugung von Embryonen ist jedoch nach wie vor unklar und es konnte sogar gezeigt werden, dass die chronische Verwendung von THC keine Veränderungen der Spermienmotilität oder -konzentration und auch keine Methylierungsveränderungen im Gehirn und bei den durch In-vitro-Fertilisation (IVF) erzeugten Embryonen hervorruft. Darüber hinaus unterschied sich die Embryonenproduktion bei der IVF nicht von der mit Spermien von THC und Kontrollmäusen.

Die Wirkungen der chronischen Behandlung mit THC bei der Embryo-Produktion durch In-vitro-Befruchtung zeigten, dass die Exposition die Fähigkeit der Spermien, Eizellen in vitro zu befruchten, und die Fähigkeit, Embryonen bis zum Präimplantations-Stadium zu produzieren, nicht beeinflusste.

Diese Studie widerspricht dem Glauben, dass der Konsum von THC einen negativen Einfluss auf die männlichen und weiblichen Reproduktionsprozesse hat. Interessanterweise gibt es keine wirklichen Studien über das Fruchtbarkeitspotential von Säugetieren, die kontinuierlich Cannabis konsumiert haben.  Ungeachtet der Tatsache, dass der in dieser Studie verwendete Weg des THC-Konsums nicht beim Menschen verwendet wird, was eine direkte Übertragung dieser Studie auf den Menschen unmöglich macht, ist die Pharmakokinetik und die molekulare Bindung von THC, sobald es einmal im Organismus ist, in allen experimentellen Modellen ähnlich.

Obwohl es so aussieht, als ob Cannabis oder einige seiner Verbindungen in den männlichen Keimdrüsen wirken können, glauben die Forscher, dass die Behauptung, Cannabis würde die männliche Fruchtbarkeit reduzieren, bedenklich und nicht ganz richtig ist, wenn man alle Daten analysiert und berücksichtigt. Tatsächlich blieben die Ergebnisse von Spermatests in allen Studien, die an Menschen durchgeführt wurden, im normalen Bereich und hätten wahrscheinlich die tatsächliche Fruchtbarkeit nicht beeinträchtigt. [5]

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Studien unabhängig davon, ob das Cannabis die Fortpflanzungssysteme stark beeinflusst oder nicht, beweisen können, dass das Endocannabinoid-System eine wichtige Rolle für das Gleichgewicht und die Funktionen des Systems spielt.

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[1] Walker, O. L. S., et alt. (2019). The role of the endocannabinoid system in female reproductive tissues. Journal of Ovarian Research, 12(1). doi:10.1186/s13048-018-0478-9

[2] Battista, N. et alt. (2015). Endocannabinoids and Reproductive Events in Health and Disease. Endocannabinoids, 341–365. doi:10.1007/978-3-319-20825-1_12

[3] Nielsen, J.E., et alt. Characterisation and localisation of the endocannabinoid system components in the adult human testis. Sci Rep 9, 12866 (2019) doi:10.1038/s41598-019-49177-y

[4] Carvalho, R. K., et alt. (2018). Chronic cannabidiol exposure promotes functional impairment in sexual behavior and fertility of male mice. Reproductive Toxicology. doi:10.1016/j.reprotox.2018.06.013

[5] López-Cardona, A. et alt. (2018). Effect of chronic THC administration in the reproductive organs of male mice, spermatozoa and in vitro fertilization. Biochemical Pharmacology. doi:10.1016/j.bcp.2018.07.045