CB1-reseptoria koodaa geeni CNR1, joka sijaitsee ihmisen kromosomissa 6. Tälle geenille on kuvattu kaksi eri isoformeja koodaavaa transkriptiovarianttia. CNR1:n ortologit on tunnistettu useimmissa nisäkkäissä.
CB1-reseptori ilmentyy pre-synaptisesti sekä glutaminergisissä että GABAergisissa interneuroneissa, ja se toimii käytännössä neuromodulaattorina estäen glutamaatin ja GABA:n vapautumista. Reseptoriagonistien toistuva antaminen voi johtaa reseptorin sisäistymiseen ja/tai reseptoriproteiinien signaloinnin vähenemiseen.
Käänteisagonisti MK-9470:n avulla on mahdollista tuottaa in vivo -kuvia CB1-reseptorien jakautumisesta ihmisen aivoissa positroniemissiotomografialla.
BrainEdit
Cb1-reseptorit ekspressoituvat tiheimmin keskushermostossa, ja ne vastaavat suurelta osin kannabinoidien sitomisen vaikutusten välittämisestä aivoilta. Depolarisoituneen hermosolun vapauttamat endokannabinoidit sitoutuvat esisynaptisten glutamatergisten ja GABAergisten hermosolujen CB1-reseptoreihin, mikä johtaa vastaavasti joko glutamaatin tai GABA:n vapautumisen vähenemiseen. Glutamaatin vapautumisen rajoittaminen aiheuttaa vähentynyttä eksitaatiota, kun taas GABA-vapautumisen rajoittaminen vaimentaa inhibitiota, mikä on yleinen lyhytaikaisen plastisuuden muoto, jossa yksittäisen neuronin depolarisaatio aiheuttaa GABA-välitteisen inhibition vähenemisen, jolloin postsynaptinen solu jännittyy.
Vaihtelevia CB1-ekspressiotasoja voidaan havaita hajupolvessa, kortikaalialueilla (neokorteksissa, pyriformisella aivokuorella, hippokampuksessa ja amygdalassa), useissa tyvitumakkeiden osissa, talamuksen ja hypotalamuksen ytimissä ja muilla subkortikaalisilla alueilla (esim, septinen alue), pikkuaivokuori ja aivorungon ytimet (esim. periaqueductal gray).
HippokampusmuodostumaEdit
CB1 mRNA-transkriptioita on runsaasti hippokampuksen GABAergisissa interneuroneissa, mikä heijastaa epäsuorasti näiden reseptoreiden ilmentymistä ja selvittää kannabinoidien vakiintunutta vaikutusta muistiin. Nämä reseptorit sijaitsevat tiheästi cornu ammonis -pyramidisoluissa, joiden tiedetään vapauttavan glutamaattia. Kannabinoidit tukahduttavat LTP:n ja LTD:n induktiota hippokampuksessa estämällä näitä glutamatergisia neuroneja. Vähentämällä vapautuvan glutamaatin pitoisuutta alle kynnysarvon, joka tarvitaan postsynaptisen NMDA-reseptorin depolarisaatioon, reseptorin, jonka tiedetään olevan suoraan yhteydessä LTP:n ja LTD:n induktioon, kannabinoidit ovat ratkaiseva tekijä muistin selektiivisyydessä.Näitä reseptoreita ilmentävät voimakkaasti GABAergiset interneuronit sekä glutamatergiset pääneuronit. GABAergisissa soluissa on kuitenkin suurempi tiheys. Tämä tarkoittaa, että vaikka synaptinen voimakkuus/taajuus ja siten potentiaali indusoida LTP:tä pienenee, hippokampuksen nettoaktiivisuus kasvaa. Lisäksi CB1-reseptorit hippokampuksessa estävät epäsuorasti asetyylikoliinin vapautumista. Tämä toimii GABA:ta vastustavana moduloivana akselina, joka vähentää neurotransmitterin vapautumista. Kannabinoideilla on todennäköisesti myös tärkeä rooli muistin kehityksessä edistämällä neonataalisesti myeliinin muodostumista ja siten aksonien yksilöllistä erottumista.
BasaaligangliotToimitus
CB1-reseptorit ilmentyvät kaikkialla basaaliganglioissa, ja niillä on vakiintuneita vaikutuksia liikkeisiin jyrsijöillä. Kuten hippokampuksessa, nämä reseptorit estävät glutamaatin tai GABA-lähettimen vapautumista, mikä johtaa vähentyneeseen eksitaatioon tai vähentyneeseen inhibitioon sen solun perusteella, jossa ne ilmentyvät. Synteettisten kannabinoidien tiedetään vaikuttavan tähän järjestelmään annosriippuvaisesti kolmivaiheisesti, mikä on yhdenmukaista sekä eksitatoristen glutamaatti- että inhiboivien GABA-interneuronien vaihtelevan ilmentymisen kanssa sekä basaaliganglioiden suorissa että epäsuorissa motorisissa silmukoissa. Sekä suuremmilla että pienemmillä kannabinoidipitoisuuksilla havaitaan liikunta-aktiivisuuden vähenemistä, kun taas maltillisilla annoksilla voidaan havaita liikkeiden voimistumista. Näitä annosriippuvaisia vaikutuksia on kuitenkin tutkittu pääasiassa jyrsijöillä, ja tämän kolmivaiheisen kuvion fysiologinen perusta vaatii tulevaa tutkimusta ihmisillä. Vaikutukset voivat vaihdella kannabinoidien levityskohdan, korkeampien aivokuoren keskusten tulon ja sen mukaan, onko lääkkeen levitys yksi- vai molemminpuolista.
Pikkuaivot ja neokortexTiedosto
CB1-reseptorin roolia motoristen liikkeiden säätelyssä mutkistaa tämän reseptorin ylimääräinen ilmentyminen pikkuaivoissa ja neokortexissa, jotka ovat kaksi aluetta, jotka liitetään liikkeen yhteensovittamiseen ja aloittamiseen. Tutkimukset viittaavat siihen, että Purkinje-solut syntetisoivat anandamidia ja että se vaikuttaa presynaptisiin reseptoreihin estääkseen glutamaatin vapautumista jyväsoluista tai GABA:n vapautumista korisolujen päätteistä. Neocortexissa nämä reseptorit ovat keskittyneet paikallisiin interneuroneihin aivokerroksissa II-III ja V-VI. Rottien aivoihin verrattuna ihmisillä on enemmän CB1-reseptoreita aivokuorella ja amygdalassa ja vähemmän pikkuaivoissa, mikä voi osaltaan selittää, miksi motorinen toiminta näyttää heikentyneen enemmän rotilla kuin ihmisillä kannabinoidien käytön jälkeen.
SpineEdit
Monet kannabinoidien dokumentoidut analgeettiset vaikutukset perustuvat näiden yhdisteiden vuorovaikutukseen selkäytimen interneuronien CB1-reseptoreiden kanssa selkäytimen pinnallisilla tasoilla selkäydinsarven pinnallisilla tasoilla, jotka ovat tunnettuja roolistaan nociceptiivisessä prosessoinnissa. Erityisesti CB1-reseptori ilmentyy voimakkaasti selkäytimen selkäydinsarven kerroksissa 1 ja 2 sekä lamina 10:ssä keskuskanavan varrella. Myös selkäydinganglionit ilmentävät näitä reseptoreita, jotka kohdistuvat useisiin perifeerisiin päätelaitteisiin, jotka osallistuvat nociceptioon. Tämän radan signaalit välittyvät myös keskiaivojen periaqueductal greyyn (PAG). Endogeenisten kannabinoidien uskotaan vaikuttavan analgeettisesti näihin reseptoreihin rajoittamalla sekä PAG:n solujen GABA:ta että glutamaattia, jotka liittyvät nokseptivien tulojen käsittelyyn, mikä on hypoteesi, joka on yhdenmukainen sen havainnon kanssa, että anandamidin vapautuminen PAG:ssä lisääntyy vasteena kipua laukaiseville ärsykkeille.
MuutEdit
CB1 ilmentyy useissa solutyypeissä aivolisäkkeessä, kilpirauhasessa ja mahdollisesti lisämunuaisessa. CB1 ilmentyy myös useissa aineenvaihduntaan liittyvissä soluissa, kuten rasvasoluissa, lihassoluissa, maksasoluissa (ja myös maksan endoteelisoluissa, Kupfferin soluissa ja tähtipesäkkeissä) sekä ruoansulatuskanavassa. Se ilmentyy myös keuhkoissa ja munuaisissa.
CB1:tä esiintyy Leydigin soluissa ja ihmisen siittiöissä. Naisilla sitä esiintyy munasarjoissa, munanjohtimissa, kohdun limakalvolla, decidualla ja istukassa. Sen on myös arveltu vaikuttavan alkion asianmukaiseen kehitykseen.
CB1 ilmentyy myös verkkokalvolla. Verkkokalvolla ne ilmentyvät fotoreseptoreissa, sisemmissä plexiformisissa, ulommissa plexiformisissa, bipolaarisoluissa, gangliosoluissa ja verkkokalvon pigmenttiepiteelin soluissa. Näköjärjestelmässä kannabinoidien agonisti saa aikaan kalsium-, kloridi- ja kaliumkanavien annoksesta riippuvan modulaation. Tämä muuttaa vertikaalista tiedonsiirtoa fotoreseptori-, bipolaari- ja gangliosolujen välillä. Vertikaalisen tiedonsiirron muuttuminen puolestaan vaikuttaa tapaan, jolla näkö havaitaan.