Kísérletes eredmények sora bizonyítja, hogy az endokannabinoid mechanizmusok fontos szerepet játszanak a nociceptív információfeldolgozásban a központi idegrendszer számos területén, így a gerincvelő felületes hátsó szarvában is. Kísérleteinkben a kannabinoid-1 receptor (CB1), illetve a két legfontosabb endokannabinoid-szintetizáló enzim, a diacilglicerol-lipáz-alfa (DGL-) és az N-acilfoszfatidil-etanolamin-specifikus foszfolipáz D (NAPE-PLD) expresszióját vizsgáltuk a gerincvelő I-II. lamináiban immunhisztokémiai módszerek segítségével, fény-és elektronmikroszkópos szinten egyaránt. Erőteljes CB1-R immunreaktivitást találtunk axonterminálisokban, de nem sikerült CB1-R-t kimutatni a neuronok szomatodendritikus kompartmentjében. A CB1-R, illetve primer afferensek és gerincvelői interneuron axonterminálisok kolokalizációjának vizsgálatakor azt találtuk, hogy a peptiderg primer afferens terminálisoknak közel a fele, a nem peptiderg primer afferensek boutonjainak pedig több mint 20%-a, a glutamater gerincvelői interneuronok axonterminálisainak az egyharmada, a GABAerg interneuron boutonoknak pedig közel 20%-a expresszál CB1-R-t. A neuronok mellett az asztrocita nyúlványoknak csaknem a fele, míg a mikroglia sejtek közel 80%-a mutatott CB1-R immunfestődést. A CB1-R immunreaktivitás megoszlásával szemben a DGL- és NAPE-PLD immunfestődést döntően dendriteken sikerült azonosítani a gerincvelő hátsó szarvában, míg az axonterminálisokon elvétve tudtunk DGL- vagy NAPE-PLD immunreakciót kimutatni. Miközben a DGL- immunreaktivitást mindig a dendritek szinapszisok közvetlen közelében található membránszegmentjein azonosítottuk, addig a NAPE-PLD immunpozitív dendritikus membránkompartmentek szinte mindig a szinaptikus appozícióktól távolabb helyezkedtek el. A dendritek mellett az asztrociták és mikroglia sejtek is jelentős mértékben mutattak DGL- és NAPE-PLD immunfestődést. A DGL- immunreaktív gliális membránszegmenteket igen gyakran olyan szinapszisok közelében sikerült azonosítani, melynek posztszinaptikus dendritje szintén DGL-a immunreaktívnak bizonyult, míg a NAPE-PLD immunreaktív gliális membránkompartmentek csak esetenként sikerült szinaptikus appozíciók közelében kimutatni. Eredményeink alapján a gerincvelő felületes hátsó szarvában neuronok és gliasejtek egyaránt képesek 2-AG-t és anandamidot felszabadítani. A 2-AG felszabadulás döntően posztszinaptikus dendritekhez és szinapszisokhoz közeli glianyúlványokhoz köthető, míg az anandamid mobilizációja főleg szinapszisoktól távolabb található dendritekből és gliasejtekből lehetséges. Az endokannabinoid ligandok aktivitásfüggő felszabadulása komplex szignalizációs mechanizmusokat indukálhat a gerincvelő hátsó szarvi fájdalomfeldolgozó neuronhálózatban, melyben a neuronális és gliális endokannabinoid rendszer egyaránt részt vehet.

A long line of experimental evidence indicates that endogenous cannabinoid mechanisms play important roles in nociceptive information processing in various areas of the nervous system including the spinal cord. In our experiments, using immunocytochemical methods at the light and electron microscopic levels, we investigated the cellular distribution of type-1 cannabinoid receptor (CB1-R), and the two major endocannabinoid-synthesizing enzymes, diacylglycerol lipase alpha (DGL-) and N-acylphosphatidylethanolamine-specific phospholipase D (NAPE-PLD) in laminae I and II of the rodent spinal dorsal horn. Axonal varicosities revealed a strong immunoreactivity for CB1-R, but no CB1-R expression was observed on dendrites and perikarya of neurons. Investigating the co-localization of CB1-R with markers of peptidergic and non-peptidergic primary afferents, and axon terminals of putative glutamatergic and GABAergic spinal neurons we found that nearly half of the peptidergic (immunoreactive for calcitonin gene-related peptide) and more than 20% of the non-peptidergic (binding isolectin B4) nociceptive primary afferents, more than one third and approximately 20% of the axon terminals of putative glutamatergic (immunoreactive for vesicular glutamate transporter 2) and GABAergic (immunoreactive for glutamic acid decarboxylase; GAD65 and ⁄ or GAD67) spinal interneurons, respectively, were positively stained for CB1-R. In addition to axon terminals, almost half of the astrocytic (immunoreactive for glial fibrillary acidic protein) and nearly 80% of microglial (immunoreactive for CD11b) profiles were also immunolabeled for CB1-R. In contrast to the abundant axonal distribution of CB-Rs, immunoreactivities for DGL- and NAPE-PLD were primarily associated with dendrites in the spinal dorsal horn, while axon terminals showed positive labeling only occasionally. However, the dendritic localization of DGL- and NAPE-PLD showed a remarkably different distribution. DGL- immunolabeling in dendrites was always revealed at membrane compartments in close vicinity to synapses. In contrast to this, dendritic NAPE-PLD labeling was never observed in association with synaptic contacts. In addition to dendrites, a substantial proportion of astrocytic (immunoreactive for GFAP) and microglial (immunoreactive for CD11b) profiles were also immunolabeled for both DGL- and NAPE-PLD. Glial processes immunostained for DGL- were frequently found near to synapses in which the postsynaptic dendrite was immunoreactive for DGL-, whereas NAPE-PLD immunoreactivity on glial profiles at the vicinity of synapses was only occasionally observed. Our results suggest that both neurons and glial cells can synthesize and release 2-AG and anandamide in the superficial spinal dorsal horn. 2-AG can primarily be released by postsynaptic dendrites and glial processes adjacent to synapses, whereas anandamide can predominantly be released from nonsynaptic dendritic and glial compartments. The activity-dependent release of endogenous cannabinoids may activate a complex signaling mechanism in the pain processing spinal neural circuits into which both neurons and glial cells may contribute.