CBD verdankt seine pharmakologische Wirkung und die damit einhergehende therapeutischen Nutzen dem körpereigenen Endocannabinoidsystem (ECS). Dieses endogene Cannabinoidsystem ist ein Teil des zentralen Nervensystems von Organismen und übernimmt regulatorische Funktionen wie Kognition, Schmerzlinderung oder Kontrolle des Appetits. Ferner wird vermutet, dass die als Neurotransmitter fungierenden endogenen Cannabinoide (sogenannte Endocannbinoide) durch die Regulierung der Potenzierung, Inhibition und Disinhibition von synaptischen Übertragungen in der Lage sind, neuronale Plastizität zu vermitteln – sie scheinen dadurch in der Lage zu sein, synaptische Funktionen modulieren zu können.
