Controllo dell'attività bronchiale da parte dei cannabinoidi endogeni

Benchè ogni pianta, sia maschile che femminile, contenga in ogni sua 
parte sostanze psicoattive (cannabinoidi), le più alte concentrazioni di 
queste le troviamo nelle sommità fiorite delle piante femminili. 
In alcuni paesi, l’essudato resinoso essiccato delle sommità fiorite è 
detto hashish; mentre negli Stati Uniti il termine marijuana designa 
qualsiasi parte della pianta o qualunque suo estratto che induca 
modificazioni psichiche nell’uomo. 
La canapa indiana sintetizza più di 60 cannabinoidi, comprendenti il 
cannabinolo (CBN), il cannabidiolo (CBD) e parecchi isomeri del 
tetraidrocannabinolo. 
L’isomero cui si attribuiscono la maggior parte dei caratteristici effetti 
psichici della marijuana e l’ l-∆
9
-tetraidrocannabinolo (∆
9
-THC), un 
derivato idrogenato del cannabinolo [2]. 
 
Le azioni della cannabis non hanno granchè in comune con quelle 
della coca e dell’oppio: questa diversità si manifesta già dalla struttura 
chimica del ∆
9
-tetraidrocannabinolo. 
Infatti, i principi attivi contenuti nella coca (cocaina) e nell’oppio 
(morfina) sono, secondo la terminologia chimica, degli alcaloidi e 
come gli alcali inorganici hanno sulla loro molecola una debolissima 
carica elettrica che conferisce loro una certa affinità per l’acqua. 
Pertanto, cocaina e morfina si sciolgono facilmente nei liquidi 
biologici e di qui possono ripartirsi ai vari tessuti. 
Invece, la natura lipofila del ∆
9
-tetraidrocannabinolo ha generato 
l’opinione, tra farmacologi e neurobiologi, che esso potesse agire 
sciogliendosi nella matrice lipidica della membrana, modificandone 
così, in maniera non selettiva, le proprietà biochimiche. Ma questa 
teoria del ∆
9
-THC come “sapone neuronale” contrasta con gli effetti 
così caratteristici e clamorosamente diversi da quelli di qualsiasi altra 
sostanza con meccanismo d’azione aspecifico [3]. 
Sulla base di questa osservazione, si è giunti all’identificazione di un 
sistema recettoriale cannabinoide in cui si riconoscono due tipi di 
recettori, i CB
1
 distribuiti prevalentemente nel SNC, e nelle 
terminazioni periferiche ed i CB
2
 presenti su mastcellule e altri tessuti 
[4]. 
Alcune aree del SNC sono risultate particolarmente ricche di recettori 
CB
1
, come l’ippocampo, attraverso il quale passano i cogitata et visa 
per andare a formare memorie stabili o a perdersi per sempre; in 
quest’area, l’elevata presenza di recettori CB
1
 potrebbe spiegare la 
“smemoratezza” tipica del fumatore di hashish. Un’elevata densità di 
questi recettori si trova anche nell’ipotalamo, struttura alla base del 
cervello che regola molti di quei processi vitali autonomi sui quali la 
nostra coscienza non ha alcun controllo (fame, sete, temperatura 
corporea), quindi la loro attivazione può determinare effetti importanti 
come aumento di appetito ed ipotermia (frequentemente riscontrati nei 
consumatori di cannabis). I CB
1
 sono presenti anche nella pars 
reticulata della substantia nigra, nel globus pallidus e nel cervelletto, 
dove sono strettamente correlati alla locomozione e all’assunzione di 
cibo regolate dal sistema dopaminergico. A livello periferico, questi 
recettori sono stati individuati nelle terminazioni nervose sensoriali  
[5]. 
È ovvio che l’esistenza di questo sistema recettoriale implichi la 
presenza di un ligando endogeno; nel 1992, da un estratto di cervello 
di maiale è stato identificato e purificato il primo cannabinoide 
endogeno, l’anandamide [6] (AEA), che ha la stessa natura lipofila del 
∆
9
-THC ma con una struttura chimica decisamente più semplice: un 
acido grasso poliinsaturo (acido arachidonico) legato con legame 
amidico all’etanolamina (precursore di fosfolipidi come la cefalina). 
Gli effetti prodotti dall’interazione dell’AEA con il recettore CB
1
 sono 
molto simili a quelli del ∆
9
-THC, infatti anch’essa induce stati di 
euforia, agitazione, insonnia tipici del fumatore di marijuana. 
L’AEA si forma nel cervello nei neuroni depolarizzati, dai quali viene 
rilasciata con un meccanismo Ca
++
-dipendente che richiede la rottura, 
mediata da una fosfolipasi (PLD), dello stesso precursore fosfolipidico 
di membrana da cui hanno origine anche le prostaglandine (la 
fosfatidil-etanolamina) [7]. 
Una volta all’esterno della cellula, l’AEA viene inattivata mediante 
due meccanismi fondamentali: una degradazione enzimatica ad opera 
dell’aminoidrolasi (che la scinde in acido arachidonico ed 
etanolamina), e un processo saturabile di uptake cellulare, mediato da 
uno specifico carrier transmembranario, in neuroni ed astrociti. 
Dopo l’anandamide, sono state identificate altre aciletanolamidi ad 
attività cannabinoide-simile: la palmitoiletanolamide (PEA), che 
agisce esclusivamente sui recettori CB
2
 producendo effetti simili a 
quelli dell’AEA, la stearoiletanolamide (SEA) e l’oleiletanolamide 
(OEA). 
Il ruolo di queste ultime due etanolamidi è ancora sconosciuto, 
tuttavia l’elevata quantità riscontrata nel cervello dei mammiferi fa 
supporre che intervengano nella neuromodulazione. 
L’uso di canapa indiana come antiasmatico e’ stato riportato da più 
fonti antiche (Erodoto, Teofrasto, Dioscoride). 
In epoca recente numerosi studi sono stati compiuti su uomini ed 
animali per identificare l’efficacia dell’hashish e della marijuana come 
farmaci broncodilatatori e soprattutto per individuare quale o quali dei 
60 e piu’ componenti presenti nella droga possedesse attività 
broncodilatatrice. 
L’inalazione del fumo di hashish e marijuana o l’areosol di ∆
9
-THC e 
∆
8
-THC, i principali composti con attività biologica sovrapponibile 
alla droga stessa, causavano scarsi o nessun effetto negli individui sani 
e meno ancora negli asmatici [8] dove si era verificata tosse e 
broncocostrizione. Inoltre alle dosi utilizzate si potevano riscontrare 
effetti centrali. 
Si e’ studiata quindi l’efficacia del nabilone, un ketoderivato con 
scheletro cannabinoide che possiede scarso effetto centrale ma che 
risulta equiattivo al ∆
9
-THC sul sistema cardiovascolare. 
I risultati indicano che il nabilone alle dosi di 2mg/kg os presenta 
deboli effetti broncodilatatori su soggetti sani ma non nei soggetti 
asmatici, con efficacia intermedia tra terbutalina e l’effetto placebo. 
Gong e colleghi [9] hanno compiuto studi su fumatori abituali e 
occasionali osservando che nei fumatori abituali di medie o piccole 
quantità di hashish il ∆
9
-THC produce un effetto broncocostrittore, 
mentre non produce o evoca piccoli effetti broncodilatatori nei 
fumatori occasionali. 
Fu rilevato anche come il fumo di queste droghe producesse un 
significativo deterioramento delle vie aeree, non riscontrato in 
individui che fumavano lo stesso quantitativo giornaliero di tabacco. 
Negli animali di laboratorio si sono ottenuti dati contrastanti riguardo 
gli effetti dei cannabinoidi sul sistema respiratorio. 
Recentemente grazie all’utilizzo di anticorpi verso i recettori CB
1
 e’ 
stato possibile identificare i recettori per i cannabinoidi su varie 
cellule del sistema respiratorio. 
Questi risultati sono stati supportati dalla scoperta di almeno due 
diversi RNAm per i recettori CB
1
 negli pneumociti di II tipo [10].  
La recente scoperta di molecole endogene ad attività 
cardiacomimetica, come la presenza di recettori CB
1
 nel sistema 
regolatorio, supporta fortemente il coinvolgimento del sistema 
cannabinoide nella mediazione del tono bronchiale. 
Lo scopo del nostro lavoro e’ stato: 
1) Chiarire il ruolo dei cannabinoidi endogeni, anandamide (AEA), 
nella regolazione del tono bronchiale 
2) Studiare gli effetti degli agonisti CB
1
 specifici di sintesi come pure 
dei probabili agonisti endogeni CB
2
 
Per questo abbiamo utilizzato come modello sperimentale la misura 
del broncospasmo nella cavia anestetizzata e pancuronizzata, 
valutando contemporaneamente gli effetti vascolari di questi 
cannabinoidi. 
MATERIALI E METODI 
ANIMALI 
Per gli esperimenti sono stati utilizzate cavie maschie del peso di 350-
400 gr fornite dalla ditta Charles River-Italia. 
Cibo ed acqua sono stati somministrati ad libitum. Gli esperimenti 
sono stati eseguiti nella stessa fascia oraria diurna (8-18). 
 
BRONCOSPASMO ED EFFETTI PRESSORI 
Le cavie sono state anestetizzate con pentobarbitone (40mg/kg i.p.) e 
Fentanil (Hypnorm-0.5ml/kg i.m.). La trachea, la carotide e la 
giugulare sono incannulate per la valutazione rispettivamente: 
dell’ostruzione delle vie aeree (trachea), per la pressione arteriosa 
(carotide) e per la somministrazione dei farmaci (giugulare). Gli 
animali vengono trattati con 2mg/kg i.v di atropina e per prevenire la 
respirazione spontanea, vengono somministrati 2 mg/kg-i.v. di 
pancuronio; la ventilazione è assicurata da un apposito ventilatore (60 
impulsi/min.) (Ugo Basile, Varese-Italia). 
La resistenza delle vie aeree è misurata in accordo con il metodo 
standard [11], utilizzando un trasduttore di pressione differenziale 
collegato, attraverso la cannula tracheale, ad un trasduttore per 
broncospasmo; il valore è espresso come pressione intratoracica (ITP) 
in cm di H
2
O. La cannula intratracheale è completamente ostruita 
prima e dopo l’esperimento, per determinare la risposta massimale 
(100% broncospasmo). 
 Tutti i farmaci sono disciolti in fisiologica contenente il 10% di 
DMSO ed iniettati singolarmente o in combinazione, attraverso la 
giugulare. La percentuale di incremento dell’ITP è calcolata sul picco 
registrato. 
La pressione arteriosa è continuamente monitorata grazie ad un 
trasduttore di pressione collegato ad un registratore. 
Le sostanze sono state iniettate attraverso la vena giugulare; l’AM404 
(10 mg/kg i.v.) e l’SR141716A (0.2 mg/kg i.v.) sono stati 
somministrati 1h prima delle etanolamidi. 
 
CONTRAZIONE DEL PARENCHIMA POLMONARE 
Cavie maschie di 300-500 g. erano sacrificate per dissanguamento e i 
polmoni rimossi. 
Il polmone perfuso con Krebs, soluzione contenente (mM): NaCl  
121; KCl  5.4;  MgSO
4 
  1.2;  CaCl
2
  2.5;  NaHCO
3
  15;  NaH
2
PO
4
  
1.2;  glucosio  11.5, tutta ad un pH di 7.4, gorgogliata con CO
2
 al 5% 
in O
2
 e medicata con atropina 2 mg/l e indometacina 5 mg/l. 
Il parenchima polmonare viene tagliato nella parte basale con una 
lunghezza approssimativa di 2 cm e collegato ad un trasduttore 
isotonico ed equilibrato per 60 minuti. 
Dosi scalari di istamina sono aggiunte al bagnetto per saggiare la 
reattività dell’organo.  
  
 
 
SOSTANZE 
Anandamide (AEA), palmitoiletanolamide (PEA), sono state 
sintetizzate secondo le procedure standard [12]: gli acidi vengono 
convertiti nei corrispettivi cloruri mediante reazione con cloruro di 
ossalile; ai cloruri degli acidi, disciolti in dicloroetano, viene aggiunto 
un eccessso di etanolamina in etanolo assoluto anidro a freddo (4°C). 
I prodotti ottenuti si confermano su TLC (9:1 CHCl
3
/CH
3
OH).