Einführung
Nikotin, ein Alkaloid, das natürlich in der Tabakpflanze und anderen Nachtschattengewächsen vorkommt, hat eine komplexe und weitreichende Wirkung auf das menschliche Gehirn. Es ist die Substanz, die hauptsächlich für die körperliche und psychische Abhängigkeit von Tabakprodukten verantwortlich ist. Dieser Artikel beleuchtet die vielfältigen Mechanismen, durch die Nikotin das Gehirn beeinflusst, von den kurzfristigen Effekten bis zu den langfristigen Konsequenzen, und untersucht auch das therapeutische Potenzial von Nikotin bei bestimmten neurologischen Erkrankungen.
Was ist Nikotin und wo kommt es vor?
Bei Alkaloiden handelt es sich um natürliche stickstoffhaltige Verbindungen, die vor allem in Pflanzen vorkommen. Nikotin ist ein solches Alkaloid, das besonders in Tabakpflanzen (Nicotiana tabacum) in hohen Konzentrationen vorkommt. Die Blätter der Tabakpflanze sind besonders nikotinhaltig. Geringe Mengen an Nikotin finden sich auch in anderen Nachtschattengewächsen wie Auberginen, Tomaten oder Kartoffeln, deren Verzehr jedoch gesundheitlich unbedenklich ist.
Wie Nikotin auf das Gehirn wirkt
Kurzfristige Auswirkungen
Beim Rauchen gelangt Nikotin über die Atemwege in die Blutbahn und erreicht innerhalb weniger Sekunden das Gehirn. Dort aktiviert es vor allem die nikotinischen Acetylcholin-Rezeptoren (nAChRs), die sensibel auf Nikotin reagieren. Diese Rezeptoren werden normalerweise durch den Neurotransmitter Acetylcholin stimuliert, aber Nikotin kann an diese binden und ähnliche, jedoch verstärkte Effekte auslösen.
Die Aktivierung der nAChRs führt zur Freisetzung verschiedener Neurotransmitter, darunter Dopamin, Serotonin, Adrenalin und Noradrenalin. Diese Neurotransmitter sind für verschiedene psychische und physische Effekte verantwortlich:
- Dopamin: Aktiviert das Belohnungssystem im Gehirn, was zu einem Gefühl der Freude und Entspannung führt. Dies ist ein Hauptgrund für das hohe Suchtpotenzial von Nikotin.
- Adrenalin und Noradrenalin: Erhöhen die Herzfrequenz, den Blutdruck und die Aufmerksamkeit.
- Serotonin: Beeinflusst die Stimmung und kann zu einem Gefühl des Wohlbefindens beitragen.
Diese kurzfristigen Auswirkungen können von Rauchern als angenehm empfunden werden, da sie Gefühle von Stress, Angst und Müdigkeit reduzieren und gleichzeitig die Konzentration und Leistungsfähigkeit steigern können.
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Langfristige Auswirkungen
Wiederholter Nikotinkonsum führt zu einer Anpassung des Gehirns. Die nAChRs werden unempfindlicher gegenüber Nikotin, was bedeutet, dass mehr Nikotin benötigt wird, um den gleichen Effekt zu erzielen. Dies führt zu einer Toleranzentwicklung und einer verstärkten Abhängigkeit.
Langfristig kann Nikotin auch strukturelle Veränderungen im Gehirn verursachen. Studien haben gezeigt, dass Rauchen das Volumen bestimmter Hirnregionen verringern kann, insbesondere in Bereichen, die für Gedächtnis, Lernen und Konzentration wichtig sind. Eine Studie der Universitäten Bern und Zürich zeigte, dass Raucher eine um 20-30% geringere Konzentration des Glutamatrezeptors im Gehirn aufweisen als Nichtraucher. Glutamat ist ein wichtiger Neurotransmitter, der für Lernprozesse und die Wahrnehmung von Bedeutung ist.
Nikotin und das Belohnungssystem
Nikotin verursacht die Freisetzung des Botenstoffs Dopamin im Nucleus accumbens im Gehirn. Dadurch aktiviert es das Belohnungssystem, was zu einer schnellen Entwicklung einer Sucht mit psychischer und körperlicher Abhängigkeit führt. Tatsächlich ist das Abhängigkeitspotential von Nikotin im Tabakrauch Forschern zufolge nur noch vom dem von Kokain und Heroin übertroffen.
Die Suchtwirkung von Nikotin
Das Abhängigkeitspotenzial von Nikotin ist sehr hoch. Es wirkt auf komplexe Weise auf das Gehirn und führt sowohl zu körperlicher als auch zu psychischer Abhängigkeit.
Körperliche Abhängigkeit
Die körperliche Abhängigkeit entsteht durch die Anpassung des Gehirns an die wiederholte Nikotinzufuhr. Wenn der Nikotinspiegel im Körper sinkt, treten Entzugserscheinungen auf, wie z.B.:
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- Reizbarkeit
- Antriebslosigkeit
- Innere Unruhe
- Angst
- Konzentrationsschwierigkeiten
- Schlafstörungen
- Gesteigerter Appetit
Diese Entzugserscheinungen sind unangenehm und verstärken das Verlangen nach Nikotin, um sie zu lindern.
Psychische Abhängigkeit
Die psychische Abhängigkeit entsteht durch die Verknüpfung des Rauchens mit bestimmten Situationen, Emotionen oder Gewohnheiten. Das Gehirn lernt, dass das Rauchen ein Mittel ist, um Stress abzubauen, sich zu entspannen oder soziale Kontakte zu pflegen. Diese Verknüpfungen können sehr stark sein und es schwierig machen, mit dem Rauchen aufzuhören, selbst wenn die körperlichen Entzugserscheinungen abgeklungen sind.
Zusatzstoffe in Zigaretten
In der Zigarette wird das Suchtpotential des Nikotins durch die Beigabe von bestimmten Stoffen zusätzlich erhöht. So gelten Ammoniak, Tryptophan, Pyrazine und auch Zucker als Zusatzstoffe, die auf den Nikotinstoffwechsel einwirken und dadurch direkt oder indirekt die Wirkung des Nikotins verstärken. Ammoniak beispielsweise erhöht den pH-Wert des Tabaks und des Rauchs. Pyrazine haben eine leicht betäubende Wirkung auf den Rachenraum. Dadurch kann der Rauch tiefer inhaliert werden, so dass insgesamt mehr Nikotin in den Organismus gelangt.
Negative Auswirkungen von Nikotin auf den Körper
Langfristig hat Nikotin zahlreiche schädigende Auswirkungen auf den Körper. Es greift nicht nur in neurochemische Funktionen ein, sondern wirkt sich auch auf die Funktion der Körperzellen und deren Fähigkeit, sich zu vermehren aus. Das Nervengift sorgt dafür, dass Gefäße schneller altern und sich mit Plaques zusetzen (Atherosklerose). Es fördert die Wahrscheinlichkeit für einen gestörten Zuckerstoffwechsel (Diabetes Typ 2) und stört bestimmte Prozesse im Immunsystem.
Hinzu kommt, dass Nikotin nicht der einzige Schadstoff in Zigaretten ist: Tabakrauch enthält über 4.800 verschiedene Bestandteile, von denen mindestens 250 giftig sind und 90 als krebsauslösend eingestuft werden. Wer raucht, erhöht damit unter anderem sein Risiko für:
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- Krebserkrankungen (Lungenkrebs, Mundhöhlen- und Rachenkrebs, Speiseröhrenkrebs, Bauchspeicheldrüsenkrebs, Harnblasen-, Harnleiter- und Nierenkrebs)
- Herz-Kreislauf-Erkrankungen (Arteriosklerose, koronare Herzerkrankung (KHK), Herzinfarkt und Schlaganfall)
- Atemwegserkrankungen (chronisch obstruktive Lungenerkrankung (COPD), Bronchitis, Lungenentzündung, Asthma und Lungenfibrose)
- Stoffwechselerkrankungen wie Diabetes Typ 2
Nikotin in der Schwangerschaft, bei Kindern und Jugendlichen
Ungeborene Kinder, die im Mutterleib „passiv rauchen“ und über die Nabelschnur mit Nikotin und anderen Schadstoffen im Tabakrauch in Kontakt kommen, können in ihrer Lungenentwicklung langfristig beeinträchtigt sein. Untersuchungen deuten darauf hin, dass dafür vor allem das Nikotin im Zigarettenrauch verantwortlich ist. Betroffene Kinder haben zudem häufig ein niedrigeres Geburtsgewicht und ein erhöhtes Risiko, mit einer Lippen-Kiefer-Gaumenspalte zur Welt zu kommen. Die Kinder werden selbst häufiger abhängig und sind von Lernstörungen und dem Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitäts-Syndrom (ADHS) betroffen.
Rauchen in der Jugend führt nachgewiesenermaßen häufig zu schlechteren Denkleistungen und einer kürzeren Aufmerksamkeitsspanne im Erwachsenenalter. Hinzu kommt, dass Nikotin bei Jugendlichen nicht nur die Anzahl, sondern auch die Art der Rezeptoren im Gehirn verändert. Diejenigen Rezeptoren, die auf das Nervengift Nikotin ansprechen, treten vermehrt auf. Dies hat zur Folge, dass das Gehirn Jugendlicher stärker auf das im Rauch befindliche Nervengift Nikotin reagiert. Diese erhöhte Hirnreaktion auf Nikotin spiegelt sich in einer vermehrten Ausschüttung des Glücksbotenstoffs Dopamin bei Zigarettenkonsum unter Jugendlichen aus.
Nikotinvergiftung
Eine Nikotinvergiftung kann schwer verlaufen, etwa wenn Kleinkinder einen Zigarettenstummel oder Nikotinkaugummi verschlucken oder mit Nikotinpflastern in Berührung kommen. Mögliche Symptome sind unter anderem:
- Krampfanfälle
- Blutdruckabfall
- Atemstillstand
Kinder sind durch ihr geringeres Körpergewicht stärker gefährdet, eine lebensgefährliche Nikotinvergiftung zu erleiden.
Wie man den Nikotin-Entzug schafft
Gleichzeitig ist eine Nikotinabhängigkeit oft hartnäckig und geht mit unangenehmen Entzugserscheinungen einher. Zu den häufigen Nikotin-Entzugserscheinungen gehören unter anderem:
- Reizbarkeit
- Antriebslosigkeit
- Innere Unruhe
- Angst
Vielen Menschen gelingt es allein mit guten Vorsätzen nicht, mit dem Rauchen aufzuhören. Dann ist es hilfreich, sich Unterstützung zu holen, etwa in Form eines Ausstiegsprogramms. Auch die Hausarztpraxis, eine Selbsthilfegruppe oder eine Suchtberatungsstelle sind mögliche Anlaufpunkte. Manchen angehenden Nichtrauchern und Nichtraucherinnen helfen Ersatzprodukte wie Nikotinpflaster oder Nikotinkaugummis, um in gewohnten Situationen nicht zur Zigarette greifen zu müssen. Diese sind in der Apotheke erhältlich.
Einige der genannten Methoden und Ersatzstoffe können den Platz des Nikotins einnehmen. Manche beginnen zum Beispiel mit exzessivem Laufen oder anderem Ausdauersport. Hier können ähnliche Hochgefühle hervorgerufen werden, wie durch Drogenkonsum. Welches Ersatzmittel hat sich bei der Raucherentwöhnung besonders bewährt? Das Nikotinpflaster und den Nikotinkaugummi zum Beispiel. Beides kann mit der Substanz Bupropion (Handelsname: Zyban) kombiniert werden. Das ist ein Mittel, das seit vielen Jahren auf dem Markt ist und in der Psychiatrie als Antidepressivum verwendet wird. Hier besteht eine hohe Erfolgsrate hinsichtlich der Entgiftung. Durch die Kombination aus Pflaster oder Kaugummi mit Bupropion gibt es Jahresabstinenzraten von etwa 36 Prozent.
Therapeutisches Potenzial von Nikotin
Obwohl Nikotin hauptsächlich für seine Suchtwirkung und negativen gesundheitlichen Auswirkungen bekannt ist, gibt es auch Hinweise darauf, dass es ein therapeutisches Potenzial bei bestimmten neurologischen Erkrankungen haben könnte.
Parkinson-Krankheit
Epidemiologische Studien haben gezeigt, dass Raucher seltener an Parkinson erkranken. Dies hat zu der Hypothese geführt, dass Nikotin einen schützenden Effekt auf die dopaminergen Neuronen im Gehirn haben könnte, die bei Parkinson-Patienten absterben.
Einige Studien haben gezeigt, dass Nikotin die Symptome der Parkinson-Krankheit lindern kann, wie z.B. unwillkürliche Bewegungen. Es wird vermutet, dass Nikotin die Freisetzung von Dopamin stimuliert und so dem krankheitsbedingten Botenstoffmangel entgegenwirkt.
Alzheimer-Krankheit
Nikotinrezeptoren nehmen im Gehirn mit zunehmendem Alter ab, insbesondere bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer. Studien haben gezeigt, dass die Anwendung von Nikotinpflastern bei Personen mit leichten kognitiven Beeinträchtigungen zu besseren kognitiven Leistungen führen kann. Nikotin könnte die Signalverarbeitung in den für die Gedächtnisbildung zuständigen Regionen verbessern.
Andere psychische Störungen
Nikotin könnte auch bei Patienten mit psychischen Störungen wie Schizophrenie, Depression, ADHS oder der bipolaren Störung helfen. Viele Betroffene greifen regelmäßig zur Zigarette, was auf eine Selbstmedikation mit Nikotin hindeuten könnte. Nikotin kann bestimmte kognitive Einschränkungen, die mit diesen Störungen einhergehen, mildern.
Wie Nikotin die Kognition beeinflusst
Eine US-amerikanische Arbeitsgruppe um Edward Singleton von der Stevenson University in Maryland hat 2010 die Ergebnisse von 41 Nikotinstudien von 1994 bis 2008 zusammenfassend analysiert. Den Probanden war das Alkaloid dabei größtenteils in Form von Nasensprays, Pflastern oder Injektionen verabreicht worden. Die Auswertung ergab, dass der Stoff im Vergleich zu einem Placebo bei Rauchern wie Nichtrauchern kurzfristig die Feinmotorik, die Aufmerksamkeit, die Reaktionszeiten sowie das Kurzzeit- und das Arbeitsgedächtnis verbesserte.
Cholinerges System
Die vielfältige Wirkung des Nikotins auf das Gehirn beruht in erster Linie darauf, dass es das »cholinerge« System aktiviert. Diese Nervenzellen können Acetylcholin synthetisieren und freisetzen, einen der wichtigsten Botenstoffe im Gehirn. Er spielt eine Rolle bei ganz unterschiedlichen kognitiven Prozessen, da die zugehörigen Rezeptoren in zahlreichen Hirnregionen wie dem Hippocampus und dem Präfrontalkortex zu finden sind. Darüber hinaus vermittelt Acetylcholin an der so genannten motorischen Endplatte - das ist die Kontaktstelle zwischen Nerven und Muskelzelle - Nervenimpulse an die Muskeln.
Nikotin ist außerdem an der Ausschüttung von wichtigen Botenstoffen wie Serotonin, Glutamat, Noradrenalin und vor allem Dopamin beteiligt. Letzteres ist besonders entscheidend für die Steuerung von Bewegungsabläufen sowie Aufmerksamkeit, Lern- und Suchtverhalten.
Einschränkungen und Herausforderungen
Trotz des vielversprechenden therapeutischen Potenzials von Nikotin gibt es noch viele Herausforderungen und Einschränkungen. Das Wissen über die richtige Dosierung des Alkaloids ist noch unzureichend. Auch die Rolle der verschiedenen molekularen Untereinheiten des Nikotinrezeptors verstehe man nicht genügend. Zudem hängt die Wirkung des Nikotins stark vom Einzelnen ab. Fachleute vermuten, dass kognitive Grundeigenschaften, Unterschiede im Hirnstoffwechsel und der individuellen Neuroanatomie eine entscheidende Rolle dabei spielen, ob und wie die Substanz auf das jeweilige Denkorgan wirkt.