DMT, kurz für N,N-Dimethyltryptamin, ist ein Molekül, das in den letzten Jahren sowohl in wissenschaftlichen als auch in popkulturellen Kreisen viel Aufmerksamkeit erregt hat. Als starke psychedelische Substanz, die intensive Halluzinationen auslösen kann, wirft DMT Fragen nach seiner möglichen Rolle im menschlichen Körper auf. Wird es tatsächlich im Gehirn produziert, und wenn ja, wo und warum? Dieser Artikel beleuchtet die aktuelle Forschungslage, die Biosynthese von DMT, seine potenziellen Funktionen und die damit verbundenen Kontroversen.
Was ist DMT?
DMT ist ein einfaches Molekül, das von der Aminosäure Tryptophan abgeleitet ist. Es kommt in verschiedenen Pflanzenarten und in den Zellen von Säugetieren vor. In einigen Pflanzen dient es als Abwehrstoff gegen Fressfeinde. Beim Menschen führt die Zufuhr von DMT in ausreichender Menge zu komplexen und immersiven Halluzinationen.
In verschiedenen südamerikanischen indigenen Kulturen werden seit Jahrhunderten DMT-haltige Mixturen verwendet, um halluzinatorische Zustände herbeizuführen. Auch in der westlichen Medizin wird DMT mittlerweile als potenziell relevantes Medikament verhandelt, um verschiedene psychische Erkrankungen zu behandeln, allen voran die Depression.
DMT als Neurotransmitter?
Schon lange wird spekuliert, ob DMT ein Neurotransmitter im menschlichen Gehirn sein könnte. Dies würde bedeuten, dass die Substanz von Nervenzellen produziert und freigesetzt wird, um an Rezeptoren zu binden und so die Kommunikation zwischen Nerven zu beeinflussen. Ein theoretisches Argument für das Vorhandensein von endogenem DMT im menschlichen Gehirn liegt bereits in der Nähe des Moleküls zur Aminosäure Tryptophan. So wären im Körper nur zwei Schritte notwendig, um aus der in unserer Nahrung reichlich vorhandenen Aminosäure Tryptophan das vielbesprochene DMT zu formen. Dieser Umstand allein, so wie die Entdeckung von Enzymen, die Reaktionen tatsächlich ermöglichen würden, lösten schon bald nach der ersten Beschreibung des DMT in der wissenschaftlichen Literatur eine Suche nach körpereigenem (oder endogenem) DMT aus.
Die Biosynthese von DMT
Um die Ergebnisse in der Suche nach endogenem DMT richtig verstehen zu können ist allerdings erstmal ein kleiner Abstecher in die Biochemie notwendig. Es ist nämlich wichtig zu wissen, wie der Weg vom Tryptophan zum DMT aussieht und welche Enzyme diese Schritte ermöglichen. Wissen wir nämlich, welche Enzyme notwendig sind, so können wir sagen, dass ein Hirn, das diese Enzyme enthält, zumindest theoretisch in der Lage wäre, DMT zu produzieren.
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Die Biosynthese von DMT erfolgt in zwei Schritten:
- Decarboxylierung von Tryptophan zu Tryptamin: Dieser Schritt wird durch das Enzym aromatische-L-Aminosäure Decarboxylase (AADC) katalysiert. Tryptamin ist für eine Reihe von Körperfunktionen notwendig und wird im Körper von Säugetieren regelmäßig produziert.
- Doppelte Methylierung von Tryptamin zu DMT: Dieser Schritt wird durch das Enzym Indolethylamin-N-Methyltransferase (INMT) ermöglicht.
Eine Nervenzelle, die die Enzyme AADC und INMT produziert, kann also auch DMT produzieren. Die nötigen Vorläufer nehmen wir nämlich in fast jeder Mahlzeit zu uns.
Die Suche nach DMT im Gehirn: Frühe Ergebnisse
Bereits in den 70er Jahren demonstrierten Julius Axelrod und Juan Saavedra, dass DMT in Rattengehirnen produziert werden kann, indem sie den DMT-Vorläufer Tryptamin (also die zweite Stufe in unserem oben beschriebenen Syntheseweg) direkt in die Hirne von Ratten injizierten. Danach waren sie in der Lage, DMT im Hirngewebe nachzuweisen. Später wurde DMT auch im Hirn von neugeborenen und aktiven erwachsenen Ratten nachgewiesen, ohne weiter nachzuhelfen. Darüber hinaus wurde DMT in menschlichen Proben von Blut, Urin und Cerebrospinalflüssigkeit (CFS), also der Flüssigkeit in der unser Gehirn schwimmt, entdeckt.
Allerdings war es dann doch nicht ganz so einfach. Zum einen gab es widersprüchliche Ergebnisse dazu, ob INMT überhaupt im Hirn vorkommt oder ob es nur anderswo im Körper gebildet wird. Zum anderen war unklar, ob die beiden notwendigen Enzyme überhaupt an den gleichen Stellen vorkommen. Dies wäre allerdings notwendig, um genug DMT für einen relevanten Effekt zu produzieren. Es wurde deshalb auch spekuliert, ob DMT in der menschlichen CFS dadurch auftreten könnte, dass es aus der Peripherie durch verschiedene Transportproteine ins Gehirn gebracht wird und sich dort ansammelt. Zu alledem kam noch hinzu, dass die Proben in menschlichen Köperflüssigkeiten stets sehr kleine Mengen an DMT enthielten.
Spekulationen über die Funktion von DMT
Dennoch führten diese Ergebnisse rasch dazu, dass Spekulationen darüber angestellt wurden, dass endogenes DMT im Hirn von Menschen für zentrale psychologische Funktionen mitverantwortlich sei. So wurde diskutiert, ob DMT für Träume oder für Halluzinationen in körperlichen Extremzuständen ursächlich sein könnte oder ob Veränderungen im körpereigenen DMT-Haushalt für psychotische Erkrankungen verantwortlich sein könnten. Im Jahre 2000 bekamen einige dieser Hypothesen einen prominenten Befürworter, als der amerikanische Psychiater Rick Strassmann sein popkulturell sehr einflussreiches Werk DMT-the spirit molecule veröffentlichte. Letztendlich fehlte diesen Hypothesen dennoch lange der nötige Rückhalt.
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Der neuste Stand zum DMT
Im Jahre 2019 veröffentlichten Jon Dean, Jimo Borjigin und Ihr Team die Studie Biosynthesis and Extracellular Concentrations of N,N-dimethyltryptamine in the Mammalian Brain.
Zum einen nutzten sie die Methode der In-Situ-Hybridisierung, um nach der mRNA der beiden für die DMT-Biosynthese notwendigen Enzyme zu suchen. Auf diese Weise fanden die Forschenden Nachweise für das Enzym INMT im Hirngewebe von Ratten und Menschen, was frühere Unsicherheiten bezüglich des INMT aufklärte. Auch konnten sie mit dieser Methode erstmals zeigen, dass es im Hirn von Ratten Nervenzellen gibt, die beide Enzyme gleichermaßen produzieren und somit eindeutig in der Lage zur DMT-Produktion wären. Im Gegensatz zu Strassmans ursprünglicher Hypothese beschränkten sich diese Zellen aber keineswegs auf die Zirbeldrüse.
Zudem nutze das Team um Borjigin die Methode der Mikrodialyse. Das Ergebnis der Mikrodialyse war überraschend. Borjigin und ihr Team fanden DMT im Hirn erwachsener und gesunder Ratten. Viel wichtiger allerdings ist, dass das DMT in Konzentrationen gefunden wurde, die nicht weit von denen des bekannten Neurotransmitters Serotonin entfernt sind. Nun konnte also gezeigt werden, dass das Hirn von Ratten eindeutig DMT in potenziell aktiven Mengen produziert.
Zellen, die beide notwendigen Enzyme ausbilden, fanden die Forschenden in der Hirnrinde, im Hippocampus, der Zirbeldrüse und dem Plexus Choroideus, welcher für die CFS-Produktion im Hirn notwendig ist. Da viele frühere Hypothesen auf die Zirbeldrüse hinwiesen, wiederholten die Forschenden das Experiment an Ratten, deren Zirbeldrüse chirurgisch entfernt wurde. Es zeigte sich kein statistisch signifikanter Abfall in den DMT-Konzentrationen.
Diese Ergebnisse interpretierten Borjigin und ihr Team wie folgt: DMT wird im Rattengehirn produziert und hat, basierend auf der Konzentration, möglicherweise Einflüsse auf Hirnfunktionen. Dabei scheint die Zirbeldrüse zwar potenziell in der Lage zu sein, endogene DMT-Synthese zu betreiben, scheint aber nicht an der tatsächlichen Produktion maßgeblich beteiligt. Als alternative Produktionsregion verweisen die Forschenden auf Nervenzellen in der Hirnrinde, die beide Enzyme produzieren.
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Vorbehalte und offene Fragen
Noch sind diese Ergebnisse in keinem zweiten unabhängigen Labor wiederholt worden. Solche Wiederholungen (sogenannte Replikationen) sind im naturwissenschaftlichen Prozess allerdings ein zentrales Mittel, um Ergebnisse abzusichern.
Zudem ist es fraglich, wie direkt die Ergebnisse von Ratten auf menschliche Gehirne übertragen werden können. Zweifelsohne gibt es sehr weitreichende Überschneidungen in den Hirnfunktionen und der Neuroanatomie aller Säugetiere. Auch sind gerade Nager sehr übliche Modellorganismen in den Neurowissenschaften. Dennoch gibt es durchaus Variationen zwischen den Spezies. So kann der momentane Forschungsstand zwar zeigen, dass Menschen in der Lage wären, DMT in ihren Gehirnen herzustellen, die nötigen Enzyme wurden belegt, doch der direkte Nachweis in lebendigem Hirngewebe mit Messungen der Konzentration bleibt noch aus.
Unklar sind zudem die Funktionen, die DMT im Hirn übernehmen könnte. Während Hypothesen bezüglich der Relevanz des DMT für psychotische Erkrankungen oder Trauminhalte mittlerweile recht gründlich widerlegt wurden, steht die Frage nach dem Einbezug des DMT in Bewusstseinsveränderungen während körperlichen Ausnahmezuständen noch im Raum. Auch Borjigin und ihr Team beobachteten einen Zuwachs in den DMT-Konzentrationen während des Herzstillstandes in Ratten. Hierbei ist aber laut den Forschenden wichtig anzumerken, dass in diesem Zustand diverse Neurotransmitter in ihrer Konzentration ansteigen und DMT keineswegs der einzige Erklärungsansatz ist. Auch wurde gezeigt, dass DMT Nervenzellen und Gliazellen, also unterstützenden Hirnzellen, bei Sauerstoffmangel schützen kann, was ebenfalls ein Erklärungsansatz für die Funktionen des endogenen DMT sein könnte.
DMT und der Sigma-1-Rezeptor
Neuere Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass DMT nicht nur über Serotonin-Rezeptoren wirkt, sondern auch an den Sigma-1-Rezeptor (Sig1R) binden kann. Sig1R ist ein ungewöhnlicher Rezeptor, der verschiedene Funktionen innerhalb der Zelle erfüllt. Er kann mit anderen Neurotransmitter-Rezeptoren interagieren, Anti-Stress-Proteine unterstützen und die Genexpression beeinflussen.
Studien haben gezeigt, dass DMT die Immunantwort und die Anti-Stress-Reaktion von Zellen beeinflussen kann, indem es Sig1R aktiviert. In Zellkulturen konnte DMT Neuronen vor Sauerstoffmangel schützen. Diese Erkenntnisse könnten relevant sein, um die Rolle von DMT bei Nahtoderfahrungen und anderen Stresszuständen zu verstehen.
DMT und Gedächtnisverarbeitung
Einige Forscher vermuten, dass DMT eine Rolle bei der Verarbeitung von Traumata spielen könnte. DMT könnte die Signalübertragung und die neuronale Plastizität in Gedächtniszentren verstärken und so beim Abrufen und Verarbeiten traumatischer Erinnerungen helfen. Dr. Antonio Inserra von der Flinders University in Adelaide formulierte eine Hypothese, dass Sig1R Komplexe mit anderen Rezeptoren bildetund die Signalübertragung sowie die neuronale Plastizität in Gedächtniszentren verstärken könnte, welches beim Abrufen und Verarbeiten traumatischer Erinnerungen helfen könnte. Dr. Inserra weist außerdem darauf hin, dass Sig1R im Zellkern als epigenetischer Regulator fungiert.
Eine Studie von Dr. Simon Ruffell am King’s College London untersuchte die Auswirkungen von Ayahuasca-Zeremonien auf traumatische Erinnerungen. Die Teilnehmer berichteten von einer signifikanten Abnahme von Depressionen, Angstzuständen und allgemeinem Stress. Die Analyse von Speichelproben ergab, dass das für Sig1R kodierende Gen bei einigen Teilnehmern epigenetisch modifiziert war.
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