Cannabinoid-induced increase of quantal size and enhanced neuromuscular transmission

Abstract

Cannabinoids exert dynamic control over many physiological processes including memory formation, cognition and pain perception. In the central nervous system endocannabinoids mediate negative feedback of quantal transmitter release following postsynaptic depolarization. The influence of cannabinoids in the peripheral nervous system is less clear and might have broad implications for the therapeutic application of cannabinoids. We report a novel cannabinoid effect upon the mouse neuromuscular synapse: acutely increasing synaptic vesicle volume and raising the quantal amplitudes. In a mouse model of myasthenia gravis the cannabinoid receptor agonist WIN 55,212 reversed fatiguing failure of neuromuscular transmission, suggesting future therapeutic potential. Our data suggest an endogenous pathway by which cannabinoids might help to regulate transmitter release at the neuromuscular junction.

Spontaneous Acetylcholine Release Potentiation Induced by 2-Arachidonoylglycerol and Anandamide in Mouse Motor Synapses

“…Обнаруженное в нашей работе медленное развитие эффектов эндоканнабиноидов, занимающее порядка 2 ч от начала их аппликации, отмечалось в моторных синапсах и ранее, при исследовании действия агонистов СB-рецепторов на параметры МПКП [4,5], а также в синапсах центральной нервной системы при СB-опосредованной модуляции долговременной пластичности [2,18]. Такая динамика проявления эффектов, повидимому, является следствием вовлечения разных по протяженности сигнальных путей и разных конечных мишеней [22].…”

“…Это, в свою очередь, сопровождается торможением секреции медиатора в центральных синапсах [2,3]. В последнее время активность эндоканнабиноидной системы обнаруживается и в периферических синапсах [4][5][6]. Для скелетной мускулатуры описаны ферментные системы синтеза и деградации эндоканнабиноидов [7-9], а также эндоканнабиноидные рецепторы (CB-рецепторы), локализованные как на мышце, так и в области нервно-мышечных синапсов [4,5,10,11].…”

“…В последнее время активность эндоканнабиноидной системы обнаруживается и в периферических синапсах [4][5][6]. Для скелетной мускулатуры описаны ферментные системы синтеза и деградации эндоканнабиноидов [7-9], а также эндоканнабиноидные рецепторы (CB-рецепторы), локализованные как на мышце, так и в области нервно-мышечных синапсов [4,5,10,11]. Для анализа функционального значения эндоканнабиноидной системы часто используют синтетические агонисты и антагонисты CB-рецепторов, вызывающие как сходное, так и отличное от эффектов классических эндоканнабиноидов действие в синапсах [1,3].…”

Ryanodine‐ and CaMKII‐dependent release of endogenous CGRP induces an increase in acetylcholine quantal size in neuromuscular junctions of mice

“…Currently, several substances are known to increase the MEPPs amplitude when exogenously applied to mammalian motor synapses: γ‐S‐ATP (Bogacheva & Balezina, 2015), TGF‐β2 (Fong et al., 2010), agonists of endocannabinoid receptors (Morsch et al., 2018), BDNF (Gaydukov, Akutin, Bogacheva, & Balezina, 2018), calcitonin gene‐related peptide (CGRP) (Gaydukov, Bogacheva, & Balezina, 2016). Of these, CGRP is of special interest because this 37‐amino acid neuropeptide has been found in large dense‐core vesicles (LDCVs) in mammalian motor nerve terminals (Csillik et al., 1993; Matteoli et al., 1988) and is reported to be released as a co‐transmitter in response to sustained depolarization or intense nerve stimulation (Sakaguchi, Inaishi, Kashihara, & Kuno, 1991; Sala, Andreose, Fumagalli, & Lømo, 1995; Uchida et al., 1990) providing the wide spectrum of acute and neurotrophic influences (Buffelli, Pasino, & Cangiano, 2001; Changeux, Duclert, & Sekine, 1992; Correia‐de‐Sá & Ribeiro, 1994; Fernandez, Ross, & Nadelhaft, 1999; Kimura, Okazaki, & Nojima, 1997; Machado et al., 2016; Rossi, Dickerson, & Rotundo, 2003; Salim, Dezaki, Tsuneki, Abdel‐Zaher, & Kimura, 1998).…”

Cannabis, the Endocannabinoid System and Immunity—the Journey from the Bedside to the Bench and Back

“…For example, Hegde et al demonstrated attenuation of experimental autoimmune hepatitis by cannabinoids [ 115 ]. In a mouse model of myasthenia gravis, a cannabinoid receptor agonist reversed fatiguing failure of neuromuscular transmission [ 116 ]. Anti-inflammatory effects were also evident in a rodent model of autoimmune uveoretinitis treated with a CB2-selective agonist [ 117 ].…”