Die Funktionsweise der meisten Synapsen im Gehirn beruht auf biochemischer Signalübertragung mittels Neurotransmittern. Diese Botenstoffe spielen eine entscheidende Rolle bei der Kommunikation zwischen Nervenzellen und beeinflussen eine Vielzahl von Prozessen, darunter Stimmung, Motivation, Schlaf und Kognition. Zu den bekanntesten und wichtigsten Neurotransmittern gehören Dopamin, Serotonin und Noradrenalin. Jeder dieser Stoffe definiert ein eigenes System mit spezifischer Maschinerie für Synthese, Ausschüttung, Wirkung, Wiederaufnahme und Abbau.
Neurotransmitter als Botenstoffe des Gehirns
Neurotransmitter sind Botenstoffe, die Nachrichten zwischen zwei Nerven oder zwischen einem Nerv und einem Endorgan, wie beispielsweise dem Herzen, vermitteln. Sie dienen der Kommunikation, vor allem im Gehirn, dem Hauptort der Informationsverarbeitung. Neurotransmitter wandern in der Regel von der Synapse des sendenden Neurons über einen synaptischen Spalt zu einer postsynaptischen Membran, die auf Axon, Dendriten oder Zellkörper einer weiteren empfangenden Nervenzelle sitzen kann.
Die Neurotransmitter werden präsynaptisch ausgeschüttet und docken postsynaptisch an spezifische Rezeptoren anderer Neuronen an, wo sie erregend oder hemmend wirken. Jeder Neurotransmitter hat seine eigenen, spezifischen Rezeptoren - und in der Regel viele verschiedene davon, die sogenannten Subtypen. Unterscheiden lassen sie sich in Laboruntersuchungen beispielsweise dadurch, wie sie auf andere chemische Verbindungen reagieren.
Nach der Signalübertragung müssen die Transmittermoleküle aus dem Spalt verschwinden, damit die Synapse wieder funktionsfähig wird. Transportproteine in der präsynaptischen Membran sorgen für die Wiederaufnahme des Transmitters im Neuron, wo er entweder wiederverwertet oder abgebaut wird.
Die Hauptakteure: Serotonin, Dopamin und Noradrenalin
Drei besonders bekannte und bedeutsame Neurotransmittersysteme sind das serotonerge System mit dem Botenstoff Serotonin, das dopaminerge System mit dem Neurotransmitter Dopamin und das System mit Noradrenalin. Diese Netzwerke haben relativ kleine Ursprungsgebiete, ihr Einfluss reicht aber über viele verschiedene Stellen im Gehirn hinein. Im Vergleich zu anderen Neurotransmittern wirken sie langsamer und länger anhaltend und spielen eine besondere Rolle bei der Regulierung umfassender Zustände wie Schlaf oder Gemütsverfassung.
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Serotonin: Das "Glückshormon" für Stimmung und Schlaf
Serotonin ist entscheidend für den Gefühlshaushalt und die gute Laune. Im Zusammenspiel mit Adrenalin und Dopamin wirkt es stimmungsaufhellend und motivationsfördernd. Die Wirkung von Serotonin ist entspannend, schlaffördernd und antidepressiv. Neurone, die Serotonin als Botenstoff ausschütten, beeinflussen zum Beispiel das Schmerzempfinden, Schlaf- und Wachrhythmus und den Gemütszustand.
Serotonin ist auch außerhalb des zentralen Nervensystems weit verbreitet. Erstmals isoliert wurde es in der Schleimhaut des Magen-Darm-Trakts. Den Namen hat es von seiner Wirkung auf den Blutdruck: Als Bestandteil des Serums reguliert es die Spannung (Tonus) der Blutgefäße.
Serotonin kann die Blut-Hirn-Schranke nicht überwinden und muss daher in Gehirnzellen synthetisiert werden. Die Aminosäure Tryptophan wird zunächst zu 5-Hydroxytryptophan oxidiert, welches dann zu Serotonin umgewandelt wird. Serotonin ist Vorstufe zu Melatonin, dem sogenannten „Schlafhormon“.
Ein Serotoninmangel kann zu depressiven Verstimmungen, Angst und Aggressionen führen. Viele Antidepressiva und Medikamente gegen Angst erhöhen gezielt die Menge verfügbaren Serotonins im Gehirn, etwa indem sie die präsynaptische Wiederaufnahme verlangsamen. Diese Wirkstoffe kennt man als selektive Serotonin-Wiederaufnahmehemmer (SSRI). Trotzdem lässt sich die Stimmung nicht einfach verbessern, indem man den Serotoninspiegel erhöht.
Dopamin: Motivation, Belohnung und Motorik
Dopamin spielt als Botenstoff im Belohnungszentrum eine Rolle. Es entsteht ebenso wie Noradrenalin und Adrenalin aus der Aminosäure Tyrosin. Dopaminhaltige Zellen finden sich vielerorts im Zentralnervensystem, zwei dopaminerge Neuronengruppen haben aber besondere Bedeutung. Eine befindet sich in der Substantia nigra im Mittelhirn und sendet ihre Nerven ins Striatum. Dieser Pfad ist für die Steuerung willkürlicher Bewegungen wichtig: Degenerieren die dopaminergen Zellen in der Substantia nigra, löst das verhängnisvolle motorische Störungen aus - die Parkinson-Krankheit.
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Das zweite dopaminerge System geht ebenfalls aus dem Mittelhirn hervor, aus dem ventralen Tegmentum. Von dort reichen die Axone in bestimmte Teile des Großhirns und des limbischen Systems. Bekannt ist dieser Pfad deshalb auch als mesocorticolimbisches System. Ihm wird eine wichtige Rolle bei der Motivation zugeschrieben: Es gilt als Belohnungssystem, das bei Tier wie Mensch überlebensdienliche Verhaltensweisen verstärkt.
Erhöht man durch geeignete Wirkstoffe die verfügbare Dopamin-Menge, so wirkt sich das stimulierend aus - oft allerdings auch suchterzeugend. Ein bekanntes Beispiel ist Kokain: Es hemmt die Wiederaufnahme von Dopamin und sorgt so für Wachheit, gesteigertes Selbstwertgefühl und Euphorie; gleichzeitig macht die Stimulation des Belohnungssystems abhängig. Aber auch andere Symptome und psychische Krankheiten werden mit Störungen des Dopaminsystems in Verbindung gebracht.
Dopamin ist entscheidend für Koordination, Motorik, Gedächtnis, Lernen, Konzentration sowie die geistige Leistungsfähigkeit.
Noradrenalin: Aufmerksamkeit, Wachheit und Stressreaktion
Noradrenalin bewirkt eine Steigerung von Blutdruck, Aufmerksamkeit, Wachheit, Konzentration, Leistungsbereitschaft, Motivation und Motorik. Es entsteht ebenso wie Dopamin und Adrenalin aus der Aminosäure Tyrosin.
Noradrenalin im Gehirn als Neurotransmitter hat neben seinem bereits lange bekannten Einfluss auf Arousal, Wachsamkeit im Wachzustand und auf die Erkennung sensorischer Signale zudem eine Rolle in Bezug auf Verhalten und Kognition. Noradrenalin beeinflusst das retikuläre Aktivierungssystem und die Impulssteuerung. Die Ausschüttung von Noradrenalin im Gehirn wird z.B. durch Stress oder Schlaf beeinflusst.
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Bei ADHS hat Noradrenalin nach Dopamin den zweitgrößten Einfluss. Es spielt eine Rolle in den Aufmerksamkeitszentren des Gehirns und beeinflusst die Motivation, Stimmung und die Gedächtnisfähigkeit. Es wird vermutet, dass bei ADHS eine Gehirnreifungsverzögerung vorliegt, die mit einer erhöhten Noradrenalinaktivität im Gehirn einhergeht.
Noradrenalinrezeptoren werden auch Adrenozeptoren genannt. Es gibt verschiedene Arten von noradrenergen Rezeptoren, die sogenannten α1-, α2- und β-Rezeptoren. Diese Rezeptoren können durch Agonisten aktiviert oder Antagonisten blockiert werden.
Das Zusammenspiel der Neurotransmitter
Die verschiedenen Neurotransmitter wirken nicht isoliert, sondern in einem komplexen Zusammenspiel. So beeinflussen Serotonin, Dopamin und Noradrenalin gemeinsam die Stimmung, Motivation und Aufmerksamkeit. Ein Ungleichgewicht in einem dieser Systeme kann sich auf die anderen auswirken und zu psychischen Problemen führen.
Stress und Neurotransmitter
Bei Stress findet sofort eine Sekretion der Katecholamine (Dopamin, Noradrenalin, Adrenalin) statt. So wird der Organismus kurzfristig in die Lage versetzt, auf die erhöhten Anforderungen der Stresssituation zu reagieren. Der Körper wird in den sogenannten „Fright-Flight-Fight“- Modus versetzt.
Adrenalin steigert das Atemvolumen, Blutdruck und Leistung des Herzens. Insgesamt wird so dem Körper mehr Sauerstoff zur Verfügung gestellt und die Aufmerksamkeit und allgemein die geistige Aktivität und die Motivation gesteigert. In der Skelettmuskulatur wirkt es vasodilatatorisch (erhöhte Versorgung). Außerdem wird durch gesteigerte Lipolyse und Glukoneogenese der Blutzuckerspiegel erhöht und so den Muskeln und dem Gehirn kurzfristig mehr Energie zur Verfügung gestellt.
Ernährung und Neurotransmitter
Die Ernährung spielt eine wichtige Rolle bei der Produktion von Glückshormonen. Lebensmittel, die reich an bestimmten Nährstoffen sind, können die Synthese und Freisetzung von Serotonin, Dopamin und anderen Hormonen fördern. Zum Beispiel sind Nahrungsmittel, die Tryptophan enthalten, wie Nüsse, Samen, Bananen und Geflügel, wichtig für die Serotoninproduktion. Omega-3-Fettsäuren, die in Fisch und Leinsamen vorkommen, unterstützen die Gesundheit der Gehirnzellen und fördern so die Produktion von Neurotransmittern.
Um Dopamin zu verstärken, bietet sich beispielsweise der Verzehr von Avocados, grünem Blattgemüse, Äpfeln, Nüssen, Samen, Haferflocken und dunkler Schokolade an. Gute Nachricht für alle Kaffee-Liebhaber: Auch Kaffee und Grüner Tee pushen Dopamin - sollten aber in Maßen genossen werden.
Einen Acetylcholin-Mangel kannst du durch gesunde Fette ausgleichen. Fetthaltiger Fisch, Fleisch, Geflügel, Eier und fetthaltige Milchprodukte sind reich an Cholin, der Vorstufe von Acetylcholin.
GABA steigt hingegen an, wenn du beispielsweise Bananen, Brokkoli, Zitrusfrüchte, Linsen, braunen Reis, Fisch, Nüsse, Haferflocken, Spinat, probiotischen Joghurt, Kefir oder Sauerkraut auf deinen Speiseplan setzt.
Einfluss von Medikamenten
Antidepressiva, insbesondere selektive Serotonin-Wiederaufnahmehemmer (SSRI), beeinflussen direkt den Serotoninspiegel im Gehirn. Diese Medikamente verhindern die Wiederaufnahme von Serotonin in die Nervenzellen, was dazu führt, dass mehr Serotonin im synaptischen Spalt verfügbar bleibt und länger wirken kann. Das hilft, die Stimmung zu stabilisieren und Symptome von Depressionen zu lindern.
Trizyklische Antidepressiva haben vielfältige Wirkungsmechanismen. Zum einen hemmen sie den neuronalen Reuptake von Serotonin und Noradrenalin im Zentralnervensystem. Zum anderen blockieren sie im Zentralnervensystem und peripher die Rezeptoren der Transmitter Serotonin, Noradrenalin und Acetylcholin.
SNRI verstärkt die Wirkung der beiden Botenstoffe Serotonin und Noradrenalin. Die sogenannten MAO-A-Hemmer verstärken die Wirkung des Botenstoffs Serotonin in dem der Abbau gebremst wird. Die Hemmer sind gut verträglich, jedoch müssen Patienten bei manchen Präparaten bestimmte Nahrungsmittel, wie Käse oder Nüsse einschränken, um den Blutdruck zu schonen. NDRI verstärken die Wirkung der Botenstoffe Noradrenalin und Dopamin. NaSSA erhöhen die Freisetzung der Botenstoffe Noradrenalin, Serotonin und Dopamin.
Strategien zur Förderung des Gleichgewichts
Eine gesunde Lebensweise kann dazu beitragen, das Gleichgewicht der Neurotransmitter zu fördern und das Wohlbefinden zu steigern. Dazu gehören:
- Ausgewogene Ernährung: Eine Ernährung mit ausreichend Tryptophan, Omega-3-Fettsäuren, Vitaminen und Mineralstoffen unterstützt die Produktion von Neurotransmittern.
- Regelmäßige Bewegung: Sportliche Aktivität fördert die Ausschüttung von Endorphinen, Dopamin und Serotonin.
- Ausreichend Schlaf: Während des Schlafs regeneriert sich das Gehirn und stellt die Balance der Neurotransmitter wieder her.
- Stressmanagement: Entspannungstechniken wie Meditation, Yoga oder autogenes Training können helfen, Stress abzubauen und die Neurotransmitterbalance zu verbessern.
- Soziale Kontakte: Der Kontakt zu anderen Menschen fördert die Freisetzung von Oxytocin und stärkt das Gefühl von Verbundenheit und Sicherheit.
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