Hogyan találták meg az endokannabinoid rendszert

Az alak először, a mechanizmus utána

Ha egy molekula hozzáér valamihez a szervezetben, annak geometriai előzménye van: illeszkednie kell egy felszínhez. Kötőhely, fehérje, egy alak, amely fogadja a másik alakot. Ez a mondat ma egyszerűen hangzik. Dolgozni viszont csak akkor lehet vele, ha a molekula szerkezete ismert. Amíg a vizsgálat tárgya maga a növény, addig a laboratórium változó összetételű gyantával és kivonattal dolgozik, nem egy megadott atomsorrenddel.

1964 ezen a ponton mozdított. Gaoni és Mechoulam közlése [1] három dolgot rögzített egyszerre: az izolálást, a szerkezetet és a részleges szintézist. A hasis aktív alkotórésze ezzel nevet és megadott szerkezetet kapott, delta-9-tetrahidrokannabinol néven.

Innentől a kérdés is más lett. Nem az, hogy mit tartalmaz a növény, hanem hogy egy ismert geometriájú molekula mihez ér hozzá a szervezetben. Ez mechanikai kérdés. Mechanikai kérdésre pedig kísérletet lehet tervezni.

Ami a vizsgálat tárgyában megváltozott

1964 előtt a kutatás tárgya növényi anyag volt. Utána egy molekula, megadott térbeli alakkal. A kettő között nem fokozati a különbség, hanem műfaji: az egyikről leírás készül, a másikról megismételhető kísérlet. A mai szókincs is ennek a fordulatnak a leszármazottja. A kannabinoidok mint vegyületcsoport megnevezése, a kannabinoid rendszer kifejezés, a THC és a CBD különbsége körüli kérdések mind azt feltételezik, hogy egyes molekulákról külön-külön beszélünk.

Egy szerkezet ismerete azonban önmagában nem árulja el, hogy a szervezetben van-e hozzá fogadó felszín. Az 1964-es közlés [1] nem receptort azonosított. Egy kérdést élesített ki, és a kérdés formája szabta meg, mit érdemes keresni: valamit, ami ehhez az alakhoz illik. Előbb a forma, utána a mechanizmus. A válasz 1990-ben érkezett meg, és nem következtetés formájában.

1990: a feltételezett kötőhelyből leírt receptor

1. A kiindulás egy hipotézis. Ha egy meghatározott alakú molekula meghatározott felszínhez illeszkedik, akkor annak a felszínnek léteznie kell a szervezetben. A hipotézis kísérleteket szervez, de nem adható tovább: nincs mintája, nincs szekvenciája, nincs tárgyi formája.
2. Matsuda és munkatársai 1990-es közlése [2] ezt a helyzetet zárta le. A munka a kannabinoidreceptor szerkezetét írta le, és a klónozott cDNS működő kifejezését is rögzítette. Két különböző dolog egyetlen közlésben: egy szekvencia, és egy rendszer, amelyben a szekvenciából fehérje lesz.
3. A „klónozás” szó itt többet jelent, mint egy eljárás nevét. Az eljárás eredménye anyagi hordozó, amely másolható, elküldhető, másik laboratóriumban is kifejezhető. A receptor ezzel kilépett a következtetések közül, és bekerült a tárgyak közé. Ez a különbség a szakirodalomban is látszik: a hivatkozás onnantól egy megnevezett fehérjére szól.
4. A gyakorlati változás jól mérhető. Aki 1990 után kannabinoidkötést akart vizsgálni, nem szöveti kivonatok kötési görbéire szorult, hanem egyetlen azonosított fehérjével dolgozhatott, ugyanazzal a szekvenciával több helyszínen.
5. A megnevezés is innen jön. Ez a fehérje kapta a CB1 receptor nevet, és ez a név ma is az elsőként leírt kannabinoidreceptort jelöli.
6. Egy kérdés viszont nyitva maradt, és most már pontosan meg lehetett fogalmazni. A receptor a szervezet része. A hozzá illeszkedő, ismert alakú molekula viszont egy növényből származik. A két adat együtt egy harmadikat sürget: kell lennie a szervezetben saját kötőpartnernek is.
7. A keresés tárgya ezzel átfordult. Nem újabb növényi vegyületet kellett izolálni, hanem szöveti mintából olyan anyagot, amely a megnevezett receptorhoz kötődik.

1992: kötőpartner a szervezet oldaláról

1. Devane és munkatársai 1992-es munkája [3] egy agyi alkotórész izolálását és szerkezetét közölte. Olyan molekulát, amely a kannabinoidreceptorhoz kötődik. A minta nem növényi eredetű volt, hanem szöveti.
2. A molekula neve anandamid. Ez az első endogén kannabinoidreceptor-ligandum, amely szerkezettel együtt került a szakirodalomba.
3. A közlés egy osztálybeli különbséget is rögzített [3]. Ez a jelzőmolekula nem a tankönyvekből ismert, vízben oldódó ingerületátvivő anyagok mintáját követi. Más kémiai osztály, más oldódási viselkedés, más logika a szöveti mintavételnél és a méréseknél.
4. Ezzel a mechanizmus két végpontja egyszerre volt kézben: egy megnevezett receptor 1990-ből [2] és egy saját, szervezetben termelt kötőpartner 1992-ből [3]. Ugyanarról a kötésről két oldalról készült adat.
5. Egy ligandum és egy receptor viszont még nem rendszer. Egyetlen leírt pár, egyetlen kör. A többes szám ekkor még nem volt megalapozva, és ezt a szakirodalom sem használta.
6. Az 1992-es adat egy régi feltevést is felszabadított. Ha a szervezetnek van saját molekulája erre a kötőhelyre, akkor a receptor jelenléte nem a növénnyel magyarázandó. A növényi vegyület ebben az olvasatban egy meglévő rendszerhez illeszkedik, nem ő teremti azt.
7. Innen a következő kérdés két irányba ágazott. Van-e további receptor, és van-e további saját ligandum. A válaszok 1993-ban és 1995-ben érkeztek, egymástól függetlenül [4] [5] [6].

1993: második receptor, másik testcím

Munro és munkatársai 1993-as közlése [4] egy második kannabinoidreceptor molekuláris jellemzését adta meg. A leírás „perifériás” receptorként nevezi meg, a mai szóhasználatban ez a CB2 receptor.

A döntő adat a szekvencia. Az új fehérje szekvenciája rokon az 1990-ben leírt receptorral [2], de nem azonos vele. Rokon, tehát ugyanabba a fehérjecsaládba tartozik. Nem azonos, tehát önálló fehérje, önálló elhelyezkedéssel.

Ebből egy szerkezeti következtetés adódik, és pontosan csak ennyi: a kannabinoid jelzés nem egyetlen kör, hanem legalább kettő, és a két kör nem ugyanazon a testcímen fut.

Amit a rokonság rögzít, és amit nyitva hagy

A hasonlóság mértéke információ, nem magyarázat. Két rokon szekvencia annyit mond, hogy közös családról van szó, és hogy a hozzájuk illeszkedő molekulák hasonló alakúak lehetnek. Azt nem mondja meg, hol és mennyi van belőlük.

Az 1993-as megnevezés szóhasználata ezért figyelemre méltó. A „perifériás” jelző a leírás nyelvéhez tartozik, a mai CB2 megnevezés pedig ugyanarra a fehérjére utal. A két név ugyanaz a tárgy, két időpontban.

Ami 1993 végén a listán állt: két megnevezett receptor, és egyetlen leírt saját ligandum 1992-ből [3]. A számok nem egyeztek. Egy második receptorhoz nem tartozott második saját molekula, és ez a hiány maga is kutatási program lett.

1995: a második saját molekula, két közlésben

Sugiura és munkatársai 1995-ben a 2-arachidonoil-glicerolt írták le, mint lehetséges endogén kannabinoidreceptor-ligandumot az agyban [5]. Ugyanabban az évben Mechoulam és munkatársai szintén ugyanilyen típusú vegyületről közöltek adatokat [6].

A molekula felépítése arachidonsavból indul, csakúgy mint az anandamidé. A kémiai partner viszont más: az arachidonsav ebben az esetben nem ugyanazzal a résszel áll össze, mint az anandamid esetében. Két saját ligandum, közös kiindulóanyag, eltérő kapcsolódás.

1995 végén a részlista így állt: két receptor, két endogén ligandum. Ezzel lett először megalapozott egy növénytől független magyarázat. A szervezetnek van saját kötőhelye és saját molekulája hozzá, a növényi vegyület pedig ehhez a meglévő rendszerhez illeszkedik.

A név, amelyben a sorrend maradt meg

Az endokannabinoid szó szó szerinti jelentése: belülről származó kannabinoid. Az anandamid és a 2-arachidonoil-glicerol nem a származása miatt kapta ezt a nevet, hanem a növényi vegyülethez való formai hasonlóság miatt. A megnevezés tehát a felfedezés útját őrzi, nem a molekulák eredetét.

A mai szókincsben más kifejezések állnak e nevek mellett. A terpének a növény illékony frakciójához tartoznak, a teljes spektrumú CBD kivonattípust jelöl, a CO2 extrakció eljárást, a CBD kapszula pedig kiszerelési formát. Ezek katalógus- és címkeadatok, nem a fenti közlések tárgya. A CBD legális helyzetét pedig szabályozási dokumentumok rögzítik, ahol a THC a törvényi határérték alatt marad, és nem publikációk évszámai.

Öt évszám a szakirodalomból, rubrikákra bontva