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OBJETIVOS: Diante das lacunas na efetividade das terapêuticas para transtornos por uso de Cannabis, a droga ilícita mais consumida no mundo, este trabalho propõe-se a rever os conhecimentos sobre o substrato neuroanatômico, biomolecular e celular do sistema endocanabinoide, descrever os mecanismos de neuroplasticidade dependente dos canabinoides e relacioná-los com a neurobiologia dos transtornos por uso de Cannabis (abuso e dependência). MÉTODOS: Recorreu-se às bases de dados Medline, Scopus e ISI Web of Knowledge; as palavras-chave pesquisadas foram "Cannabis", "neurobiology", "endocannabinoid system", "endocannabinoids", "receptors, cannabinoid", "neuronal plasticity", "long-term synaptic depression", "long-term potentiation", "marijuana abuse" e "tetrahydrocannabinol". Foram incluídos 80 trabalhos nesta revisão. DISCUSSÃO: A distribuição neuroanatômica, celular e biomolecular do sistema endocanabinoide adequa-se perfeitamente às suas funções de neuromodulação (via neuroplasticidade e metaplasticidade), nomeadamente em vias relacionadas aos transtornos por uso de substâncias. Os canabinoides exógenos perturbam essas funções. CONCLUSÃO: O sistema endocanabinoide contribui para a definição de setpoints em diversas vias neuronais, incluindo vias cruciais na instalação de transtornos por uso de substâncias; com o uso de Cannabis, esses setpoints tornar-se-ão mais permissivos, facilitando os transtornos por uso de Cannabis. Os avanços no entendimento da neurobiologia da Cannabis abrem uma janela de oportunidades para novas estratégias terapêuticas nos transtornos por uso de Cannabis.