Einführung
Psychoaktive Substanzen beeinflussen die Funktion des Gehirns und können das Verhalten, die Stimmung, die Wahrnehmung und das Bewusstsein verändern. Diese Substanzen wirken auf Neuronen und Neurotransmittersysteme, was zu einer Vielzahl von Effekten führen kann. Der Artikel untersucht die Wirkungsmechanismen verschiedener psychoaktiver Substanzen auf das Gehirn und beleuchtet die komplexen Wechselwirkungen, die zu Suchtverhalten und anderen psychischen Störungen führen können.
Die Rolle von Neurotransmittern
Neurotransmitter sind chemische Botenstoffe, die von Nervenzellen verwendet werden, um miteinander zu kommunizieren. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Steuerung verschiedener Gehirnfunktionen, einschließlich Stimmung, Schlaf, Appetit und Verhalten. Psychoaktive Substanzen können die Aktivität von Neurotransmittern auf unterschiedliche Weise beeinflussen, beispielsweise durch die Erhöhung oder Verringerung ihrer Ausschüttung, die Blockierung ihrer Wiederaufnahme oder die Aktivierung oder Blockierung ihrer Rezeptoren.
Dopamin
Dopamin ist ein Neurotransmitter, der eine wichtige Rolle im Belohnungssystem des Gehirns spielt. Es wird freigesetzt, wenn wir angenehme Erfahrungen machen, wie z. B. Essen, Sex oder soziale Interaktion. Dopamin hilft uns, diese Erfahrungen zu genießen und motiviert uns, sie zu wiederholen. Viele psychoaktive Substanzen, wie z. B. Amphetamine, Kokain und Opioide, erhöhen die Dopaminaktivität im Gehirn, was zu einem Gefühl der Euphorie und des Wohlbefindens führt.
Serotonin
Serotonin ist ein Neurotransmitter, der eine Rolle bei der Stimmungsregulation, dem Schlaf, dem Appetit und dem Verhalten spielt. Ein niedriger Serotoninspiegel wird mit Depressionen, Angstzuständen und anderen psychischen Störungen in Verbindung gebracht. Einige psychoaktive Substanzen, wie z. B. SSRI-Antidepressiva und Psychedelika, beeinflussen das Serotoninsystem im Gehirn.
Glutamat
Glutamat ist der häufigste Neurotransmitter im Gehirn und spielt eine wichtige Rolle bei Lernen und Gedächtnis. Es ist ein exzitatorischer Neurotransmitter, was bedeutet, dass es die Aktivität von Nervenzellen erhöht. Einige psychoaktive Substanzen, wie z. B. Alkohol und Ketamin, beeinflussen das Glutamatsystem im Gehirn.
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GABA
GABA (Gamma-Aminobuttersäure) ist ein inhibitorischer Neurotransmitter, der die Aktivität von Nervenzellen reduziert. Es spielt eine Rolle bei der Angstreduktion, dem Schlaf und der Muskelentspannung. Einige psychoaktive Substanzen, wie z. B. Benzodiazepine und Alkohol, erhöhen die GABA-Aktivität im Gehirn.
Wirkungsmechanismen verschiedener psychoaktiver Substanzen
Alkohol
Alkohol wirkt auf verschiedene Neurotransmittersysteme im Gehirn, einschließlich GABA, Glutamat und Dopamin. In geringen Dosen aktiviert Alkohol die Glutamataktivität und hemmt die GABA-Aktivität, was zu stimulierenden, euphorisierenden, antriebssteigernden, enthemmenden und anxiolytischen Effekten führt. Mit steigender Dosis kehrt sich dieser Effekt um, und Alkohol aktiviert GABA-Rezeptoren und hemmt Glutamatrezeptoren, was zu einer sedierenden Wirkung, Schwindel, Bewusstseins- und Orientierungsstörungen bis hin zum Koma führen kann.
Bei chronischem Alkoholkonsum entwickelt sich ein Toleranzeffekt an den GABA-Rezeptoren, der die Abhängigkeitsentwicklung einleitet. Alkohol ist eine sehr toxische Substanz und kann bereits in geringer Dosierung toxisch bedingte Schäden in verschiedenen Regionen des Organismus verursachen.
Therapieziele bei Alkoholabhängigkeit
Lange Zeit galt Abstinenz als das Nonplusultra der Suchttherapie. Bei Patienten, die strikte Abstinenz jedoch abschreckt, wird eine Trinkmengenreduktion im Sinne des kontrollierten Konsums anvisiert, wobei Abstinenz als sekundäres Therapieziel bestehen bleiben sollte.
Pharmakotherapeutische Unterstützung bei Alkoholabhängigkeit
- Acamprosat: Reduziert den Suchtdruck.
- Naltrexon: Blockiert die Endorphin vermittelte Alkoholwirkung und reduziert sekundär den Suchtdruck.
- Disulfiram: Sorgt dafür, dass Ethanol im Organismus zu Acetaldehyd umgewandelt wird, was zu aversiven Vergiftungserscheinungen führt.
Amphetamine
Amphetamine sind Agonisten von Dopamin- und Noradrenalinrezeptoren, indem sie die präsynaptische Ausschüttung stimulieren. Sie steigern über mehrere Stunden den Antrieb, unterdrücken das Schlafbedürfnis und das Hungergefühl. In hoher Dosierung kann es zu Reizbarkeit und Verwirrtheitsgefühlen kommen.
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Toxische Psychose
Amphetamin und in stärkerem Ausmaß Methamphetamin können eine toxische Psychose auslösen, die sich mit paranoidem Wahn und optischen und taktilen Halluzinationen äußert.
Entzugserscheinungen
Im Vordergrund steht eine psychische Abhängigkeit mit starkem Craving. Körperliche Abhängigkeit wird im Sinne einer Toleranzentwicklung deutlich. Starke physiologische Entzugserscheinungen wie bei Alkohol oder Opiaten bleiben jedoch selbst nach langjährigem, regelmäßigem Konsum weitgehend aus.
Cannabis
Cannabis beeinflusst das Endocannabinoid-System (ECS) im Gehirn. Exogene Cannabinoide binden als Agonisten oder Antagonisten an Cannabinoid-Rezeptoren, insbesondere an CB1-Rezeptoren im zentralen Nervensystem und CB2-Rezeptoren, die die Immunreaktion regulieren. Das ECS wirkt als Wächter, der über Hirnprozesse wacht, um bei einem Ungleichgewicht regulierend einzugreifen.
Auswirkungen auf das Belohnungssystem
Aufgrund der retrograden Hemmung von Neurotransmittern durch das ECS wird über Implikationen für die belohnenden Effekte von Substanzkonsum nachgedacht. Pathologische Formen von natürlicher und drogenindizierter Belohnungswirkung wurden entsprechend mit dysregulierter EC-Aktivität in Verbindung gebracht.
Weitere Funktionen des ECS
Neben der Aufrechterhaltung einer Homöostase ist das ECS in diverse weitere Prozesse integriert, darunter die Regulation bzw. Modulation des Immunsystems, Lernprozesse und die Konsolidierung des Gedächtnisses.
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Koffein
Koffein ist die weltweit gebräuchlichste psychoaktive Substanz und wirkt hauptsächlich durch die Blockade von Adenosinrezeptoren im Gehirn. Adenosin hemmt normalerweise die Nervenzellaktivität, daher führt die Blockade mit Koffein zu einer Enthemmung, also einer Aktivierung der Nervenzellen.
Auswirkungen auf Vigilanz und Aufmerksamkeit
Koffein hat eine stimulierende Wirkung auf Vigilanz, Aufmerksamkeit, kognitive Leistungsfähigkeit und zerebrale Durchblutung. Es reduziert die Schläfrigkeit, verlängert die Einschlaflatenz und die Dauer von Wachphasen nach Einsetzen des Schlafes.
Psychedelische Drogen
Psychedelische Drogen wie Psilocybin aktivieren im Gehirn die intrazellulären Serotonin-2A-Rezeptoren, was eine vermehrte Bildung von Dendriten auf den Nervenzellen zur Folge hat.
Neuroplastizität
Psychedelika sind fettlöslich und gelangen deshalb ins Innere der Zellen, wo sie im Golgi-Apparat dieselben Serotonin-2A-Rezeptoren aktivieren wie auf der Zelloberfläche. Ihre Aktivierung hat jedoch andere Folgen, darunter die Neubildung von Dendriten, über die Nervenzellen miteinander in Kontakt treten können. Diese strukturelle Veränderung wird auch als Neuroplastizität bezeichnet.
Mögliche therapeutische Anwendungen
Es sei durchaus möglich, dass die Mittel die Verschaltungen im Gehirn auf Dauer verändern. Dies könnte die langfristigen Effekte der Medikamente erklären, die die Patientinnen und Patienten möglicherweise empfänglich machen für die Botschaften der Psychotherapie und für eine weniger von Ängsten und Depressionen geprägte Sicht auf die Welt.
Suchtverhalten und neuronale Verbindungen
Eine Studie der Universität Genf hat eine wichtige Entdeckung gemacht, die erklären könnte, warum manche Menschen das offenkundig schädliche Konsumverhalten nicht einstellen können. Die Forscher identifizierten Unterschiede im Gehirn zwischen Personen, die Drogen kontrolliert konsumieren, und solchen, bei denen der Konsum aus dem Ruder gerät.
Die Rolle des orbitofrontalen Kortex und des dorsalen Striatums
Die Studie zeigte, dass eine synaptische Verbindung zwischen dem orbitofrontalen Kortex, einer wichtigen Instanz für die Entscheidungsfindung, und dem dorsalen Striatum, das für willkürliche Bewegungsabläufe von Bedeutung ist und Teil des Belohnungssystems ist, besonders aktiv war bei Mäusen, die trotz negativer Folgen weiterhin einen Hebel drückten, um Dopamin auszuschütten.
Neuronale Verbindung hemmt oder fördert süchtiges Verhalten
Die Aktivität dieser neuronalen Verbindung nahm kurz vor dem Hebeldrücken und der Inkaufnahme eines elektrischen Schocks zu. Wurde die Verbindung künstlich gehemmt, stellten auch die zuvor ausdauernd hebeldrückenden Tiere ihre Aktivität ein. Wurde die Hemmung aufgehoben, fingen die Mäuse wieder an, den Hebel zu drücken.
Bedeutung der synaptischen Verbindung
Die Stärke der synaptischen Verbindung zwischen den Neuronen des orbitofrontalen Kortex und dem dorsalen Striatum war bei den Mäusen, die trotz Schmerzen weiter den Hebel drückten, zugenommen hatte. Mäuse, die das Hebeldrücken einstellten, zeigten eine weniger starke Verbindung beider Hirnareale.
Epigenetische Einflüsse
Nicht geklärt werden konnte die Frage, warum die Selbststimulation von Dopamin-Neuronen nur bei einem Teil der Mäuse zu zwanghaftem Verhalten geführt hat, zumal es sich um genetisch identische Tiere handelte. Denkbar seien epigenetische Einflüsse, die jedes Lebewesen einzigartig machen und die Gehirnfunktion beeinflussen.
Die stofflichen Grundlagen psychischer Erkrankungen
Die Psyche und ihre Erkrankungen haben handfeste stoffliche Grundlagen. Eine wichtige Rolle spielen Neurotransmitter im Gehirn wie Dopamin, Serotonin und Glutamat. Bei psychiatrischen Erkrankungen geraten solche Signalsysteme aus dem Gleichgewicht.
Schizophrenie
Eine Schizophrenie wird von Störungen im Glutamat- und Dopaminsystem begleitet.
Depressionen
Bei depressiven Störungen liegt oft ein unteraktives Serotoninsystem vor. Man vermutet, dass dieses das Gehirn weniger plastisch macht, was es wiederum erschwert, gut mit Stress umzugehen.
Neuronale Plastizität
Plastizität spielt auch beim Entstehen psychiatrischer Erkrankungen eine Rolle. Eine Schizophrenie kann durch „Umbaufehler“ im besonders plastischen Jugendgehirn begünstigt werden, eine Depression durch die Hemmung von Plastizität unter Stress und Trauma.
Weitere Einflüsse
Neben dem Einfluss von Genvarianten vermögen auch Entzündungsprozesse und sogar die Darmflora psychiatrische Erkrankungen zu beeinflussen, indem sie Chemikalien produzieren, die ebenfalls in die Signalsysteme und die Neuroplastizität im Gehirn eingreifen.
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