La fibromialgia, un trastorno del dolor que se considera ampliamente de naturaleza neuropsiquiátrica, se trata con cannabis en aproximadamente el 10% de los pacientes en EE. UU. (ya sea mediante la automedicación o por prescripción) y se ha demostrado que responde favorablemente a la nabilona, un derivado del THC producido de forma sintética. En un estudio que documentaba el efecto de la nabilona en pacientes con fibromialgia, los sujetos experimentaron una mejora significativa de los síntomas cuando se les administraba el cannabinoide. Otro estudio demostró que la calidad de vida mejoraba considerablemente en pacientes con fibromialgia que se auto administraban cannabis oral o fumado.
También se sabe que los niveles de serotonina en las plaquetas se ven afectados en la fibromialgia, aunque se cree que la deficiencia de serotonina, en lugar de la abundancia excesiva, es responsable de la percepción anormal del dolor por parte del paciente. Esta disparidad no se entiende completamente, y es algo sorprendente dado el alto grado de comorbilidad entre las enfermedades: en un estudio, hasta el 63% de los pacientes con fibromialgia primaria también informaron de síntomas de migraña; en otro, se descubrió que el 22,2% de los pacientes con migraña primaria también tenían fibromialgia. Esta disparidad puede explicarse en parte por las diferencias de género, ya que ninguno de los pacientes masculinos con migraña informó de síntomas de fibromialgia, y esta última enfermedad la sufren de forma abrumadora las mujeres, que comprenden el 90% de los pacientes.
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