Neurotransmitter vs. Hormone: Eine vergleichende Übersicht

Sowohl Neurotransmitter als auch Hormone sind chemische Botenstoffe, die eine entscheidende Rolle bei der Kommunikation im Körper spielen. Während Neurotransmitter Signale schnell über Nervenzellen übertragen, wirken Hormone langsamer und über größere Distanzen durch den Blutkreislauf. Dieser Artikel beleuchtet die Unterschiede und Gemeinsamkeiten dieser beiden wichtigen Signalübertragungssysteme.

Einführung in Neurotransmitter und Hormone

Neurotransmitter sind chemische Botenstoffe, die an den Synapsen zwischen Nervenzellen freigesetzt werden, um ein Signal von einer Nervenzelle zur nächsten zu übertragen. Sie sind essenziell für die schnelle Kommunikation im Nervensystem. Hormone hingegen sind chemische Substanzen, die von endokrinen Drüsen produziert und über den Blutkreislauf zu ihren Zielzellen transportiert werden, wo sie spezifische Reaktionen auslösen.

Neurotransmitter: Schnelle Signalübertragung im Nervensystem

Neurotransmitter sind chemische Signalüberträger zwischen den Nervenzellen. Die verschiedenen Transmitter sind nur in geringen Mengen vorhanden und nicht wahllos im Gehirn verbreitet. Vielmehr liegen Nervenzellen, die mit dem gleichen Neurotransmitter arbeiten, in Gruppen beisammen, und ihre Nervenfasern strahlen nur in begrenzte Hirngebiete aus, so zum Beispiel Nervenzellen, die mit dem Transmitter Dopamin, Serotonin oder Noradrenalin arbeiten.

Arten von Neurotransmittern

Es gibt eine Vielzahl von Neurotransmittern, die sich in ihrer chemischen Struktur und Funktion unterscheiden lassen. Zu den wichtigsten gehören:

• Acetylcholin (ACh): Wirkt an verschiedenen Zelltypen unterschiedlich. Bei der Skelettmuskulatur (motorische Endplatte) ist der Effekt immer aktivierend, am Herzmuskel führt Acetylcholin hingegen zu einer Öffnung der Kalium-Kanäle, wodurch die Ausbildung von Aktionspotentialen erschwert wird.
• Monoamine: Dopamin, Noradrenalin, Adrenalin und Serotonin. Über die Enzyme Catechol-O-Methyltransferase (COMT) und die Monoaminoxidase (MAO) werden die aktivierenden Neurotransmitter Dopamin, Noradrenalin, Adrenalin und Serotonin abgebaut.
• Aminosäuren: Glutamat (erregend) und Gamma-Aminobuttersäure (GABA, hemmend). Der wichtigste Transmitter mit hemmender Wirkung ist die Gammaaminobuttersäure (GABA), der ausschließlich in Hirn und Rückenmark synthetisiert wird. Bemerkenswert ist, dass sich der hemmende Transmitter GABA vom erregenden Transmitter Glutaminsäure nur dadurch unterscheidet, dass ihm eine Gruppe bestehend aus einem Kohlenstoffatom und zwei Sauerstoffatomen fehlt.
• Neuropeptide: Agieren als Neurotransmitter, jedoch werden einige nicht zu den Transmittern gezählt, da noch nicht alle Kriterien bestätigt sind, die es erlauben sie in der Klasse der Neurotransmitter aufzunehmen den sogenannten putativen Neurotransmitter. Auch die Peptide wirken als Neurotransmitter hier sind z. B. Vasopressine oder Enkephaline zu nennen. Enkephaline gehören zu der Gruppe der Endorphine sie sind körpereigene, schmerzblockierende Peptide, die mit Opiatrezeptoren reagieren.

Synthese und Transport von Neurotransmittern

Die Monoamine werden im Endknöpfchen hergestellt, die Peptide an den Ribosomen im Soma des Neurons und erst dann zum Endknöpfchen transportiert.

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Neurotransmitter und ihre Funktionen

• Dopamin: Nervenzellen, die mit Dopamin als Transmitter arbeiten befinden sich vor allem in der ventralen Haube im Mittelhirn und reichen bis ins Vorderhirn, wo sie an der Steuerung emotionaler Reaktionen beteiligt sind. Andere dopaminhaltige Nervenfasern enden nahe dem Zentrum des Gehirns im Streifenkörper, wo Dopamin bei der Regulierung komplexer Bewegungen eine Rolle spielt. Dopamin kann außerdem die Wirkung des Sympathikus steigern.
• Serotonin: Serotoninhaltige Nervenzellen befinden sich in einem kleinen Gebiet des Hirnstamms, dem Raphe-Kern. Dort hat Serotonin eine Wirkung auf Schlaf, Schmerzempfinden, Ess-, Sexualverhalten und Emotionen. Es sorgt für eine gute Stimmung und Gelassenheit. Neben dem zentralen Nervensystem findest du Serotonin ebenfalls im Magen-Darm-Trakt.
• Noradrenalin: Noradrenalinhaltige Nervenzellen befinden sich besonders häufig in einem kleinen Gebiet im Hirnstamm, dem blauen Kern dem Nucleus coeruleus. Diese Nervenzellen sind stark verzweigt und stehen mit dem Hypothalamus, dem Kleinhirn und dem Vorderhirn in Verbindung, wo das Noradrenalin an der Erhaltung des Wachzustandes, am Belohnungssystem des Gehirns, am Träumen und an der Regulierung der Stimmungslage beteiligt zu sein scheint.

Neurotransmitter-Ungleichgewicht

Hektik, Stress, Überforderung - der heutige Lifestyle ist nicht gerade eine Wellnesskur für unsere Nervenzellen. Ständig müssen sie aktiv sein, verschiedene Dinge gleichzeitig erledigen, sie sind immer unter Strom - dabei kommt die Entspannung viel zu kurz. Hinzu kommen noch eine ungesunde Ernährung, wenig Schlaf, womöglich noch Alkohol und Nikotin und Umweltgifte, denen wir uns kaum entziehen können. Dass der Informationsfluss in den Synapsen darunter leidet, ist wenig überraschend.

Motivation, Lust, Stimmung, Energie, Schlaf, Verlangen - all das sind Bereiche, die von den Neurotransmittern im Gehirn gesteuert werden. Sie beeinflussen deine geistige Leistungsfähigkeit, deine Lernfähigkeit, dein Gedächtnis und auch die Art und Weise, wie du mit Stress umgehst.

Beeinflussung der Neurotransmitter-Balance

• Ernährung: Eine gesunde und ausgewogene Ernährung ist die Basis, um Körper und Geist zu optimieren.
• Supplements: Natürlich kannst du deine Gehirnleistung auch über Supplements fördern.
• Änderung des Lifestyles: Regelmäßiger Sport, ausreichend Schlaf, frische Luft und Sonnenschein sorgen für die Ausschüttung von Serotonin und Dopamin. Wer den ganzen Tag im Büro sitzt und von einem Meeting zum nächsten rennt, sollte dringend für Ausgleich sorgen. Meditation und ähnliche Entspannungsmethoden sind dafür sehr empfehlenswert.

Wirkung von Synapsengiften

• Curare: Pflanzengift, wird bei Indianern als Pfeilgift verwendet, blockiert Acetylcholinrezeptoren der motorischen Endplatten, Tod durch Atemlähmung
• Nicotin: Gift der Tabakpflanze, wirkt wie Acetylcholin, Cholinesterase kann Nikotin nicht abbauen
• Alkylphosphate: org. Phosphatverbindungen in Kampfgas oder E 605, hemmen Cholinesterase, Tod durch Atemlähmung
• Botulinumgift: von Clostrium botulinum in verderbendem Fleisch erzeugt, hemmt Acetylcholinausschüttung, Tod durch Atemlähmung
• α-Latrotoxin: Gift der schwarzen Witwe, schlagartige Entleerung der synaptischen Bläschen, Tod durch Herzversagen
• Muskarin: Pilzgift, wirkt wie Acetylcholin, kann von Cholinesterase nicht abgebaut werden, Atemlähmung
• Atropin: Gift der Tollkirsche (Belladonna), blockiert Acetylcholinrezeptoren in Synapsen des Herzens, der Eingeweide und des Irismuskel, Tod durch Herzstillstand

Hormone: Langsame, weitreichende Signalübertragung

Das Hormonsystem nutzt chemische Botenstoffe, die über das Blut im Körper verteilt werden und an spezifische Rezeptoren auf Zielzellen binden. Hormone spielen eine zentrale Rolle in vielen Körperfunktionen.

Arten von Hormonen

• Steroidhormone: Lipophile Hormone (z.B.)
• Peptidhormone: Peptid hormone (z.B.)
• Aminosäurederivate: Aminosäurederivate (z.B.)
• Gewebshormone: Ein Beispiel für parakrine Hormone sind Gewebshormone, die nur lokal wirken.

Regulation des Hormonsystems

Die Regulation des Hormonsystems erfolgt über negative Rückkopplungsmechanismen. Definition: Die Homöostase bezeichnet die Gesamtheit der Vorgänge, die für ein stabiles inneres Milieu des Körpers sorgen. Definition: Homöostase bezeichnet die Aufrechterhaltung eines stabilen inneren Milieus trotz äußerer Schwankungen.

Einfluss von Hormonen auf Neurotransmitter

Die Bildung der COMT und MAO wird epigenetisch, das heißt direkt durch das An- und Abschalten von Genen entscheidend durch die Hormone Östrogen und Testosteron beeinflusst.

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Besonders deutlich wird der Einfluss von Östrogen auf COMT und MAO bei Frauen mit einem normalen Ovarialzyklus. Dementsprechend zeigen sich in der Regel zum Teil sehr eindrucksvolle Unterschiede zwischen der 1. und der 2. In der Östrogen-dominierten 1. Zyklushälfte, d.h. vor dem Eisprung sind Frauen meistens aktiver, sozial offener und folglich glücklicher. Das ist wesentlich auf einen erhöhten Dopaminspiegel zurückzuführen, weil Östrogen über seine Wirkung auf COMT indirekt den Abbau von Dopamin hemmt.

Während der Schwangerschaft sind nicht nur die Progesteron-, sondern auch die Östrogenwerte deutlich, zum Teil um ca. das 30-fache erhöht. Das bedeutet, dass Frauen sich in der Schwangerschaft meistens glücklicher fühlen. Veränderungen des Hormonstatus um die Geburt herum, vor allen Dingen der Östrogen-Sturz mit Beendigung der Schwangerschaft, erhöhen das Risiko für eine peripartale Depression, die in 10-16% aller Geburten vorkommt.

Mit der Menopause um das 50. Lebensjahr nimmt die Hormonbildung in den Eierstöcken ab, Östrogen und Progesteron werden dann hier kaum noch gebildet. Das erhöht gerade bei Frauen mit einer hohen Abbaurate von Neurotransmittern (High-COMT, High-MAO) das Risiko für Depressionen.

Männer gelten im Vergleich zu Frauen zunächst einmal als weniger schwingungsfähig, das heißt weniger emotional. Das kann im Sozialverhalten auch mit weniger Empathie verbunden sein. Gerade die Kombination aus High-COMT und High-MAO kann in Verbindung mit höheren Testosteronspiegeln im jüngeren und mittleren Lebensalter zu Risiko-affinem Verhalten führen.

Eine besondere Bedeutung bei der Bildung von Östrogen, und damit auch für die Steuerung COMT und MAO hat die Aromatase. Das Enzym Aromatase bewirkt die Umwandlung von Testosteron in 17ß-Östradiol auch außerhalb der Eierstöcke bzw. der Hoden. Die quantitative Bedeutung der Aromatase erschließt sich über den hohen Gehalt an Aromatase im Fettgewebe.

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Tabelle: Neurotransmitter vs. Hormone

Merkmal	Neurotransmitter	Hormone
Signalübertragung	Schnell, über Synapsen	Langsam, über den Blutkreislauf
Reichweite	Lokal, spezifisch	Weitreichend, systemisch
Wirkungsdauer	Kurz	Lang
Produktionsort	Nervenzellen	Endokrine Drüsen
Zielzellen	Nervenzellen, Muskelzellen, Drüsenzellen	Zellen mit spezifischen Rezeptoren
Chemische Natur	Aminosäuren, Peptide, Monoamine	Steroide, Peptide, Aminosäurederivate
Beispiele	Acetylcholin, Dopamin, Serotonin, GABA	Insulin, Östrogen, Testosteron, Cortisol
Regulation	Enzymatischer Abbau, Wiederaufnahme	Negative Rückkopplung
Beteiligung an Prozessen	Muskelkontraktion, Stimmung, Kognition, Schmerzempfindung	Wachstum, Stoffwechsel, Fortpflanzung, Stressreaktion
Zusammenarbeit	Beeinflussung der Hormonproduktion und -wirkung	Beeinflussung der Neurotransmitter-Synthese und -Freisetzung

Das Zusammenspiel von Nerven- und Hormonsystem

Das Nervensystem und Hormonsystem sind zentrale Steuerungssysteme des menschlichen Körpers, die besonders bei Stressreaktionen eng zusammenarbeiten. Der Hypothalamus fungiert als zentrale Schaltstelle zwischen Hormon- und Nervensystem. Er steuert die Hypophyse, die wiederum viele andere Hormondrüsen kontrolliert.

Wirkt ein Stressfaktor auf den Organismus ein, werden als erstes die Katecholamine aus dem Nebennierenmark sezerniert. Diese sofortige Reaktion bewirkt die Beschleunigung der Herzfrequenz, Erhöhung von Blutdruck und Atemvolumen sowie gesteigerte Lipolyse und Glukoneogenese. So wird durch die erhöhte Zufuhr von Sauerstoff und Energie in die Muskeln sehr schnell maximale Leistungsfähigkeit ermöglicht. Außerdem werden Wachheit, Aufmerksamkeit und Motivation erhöht.

Kurz darauf wird die Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse aktiviert: Aus dem Hypothalamus wird Kortikoliberin (Corticotropin Releasing Hormon - CRH) ausgeschüttet. Dieses stimuliert die Sekretion von Kortikotropin (Adrenocorticotropes Hormon - ACTH) aus dem Hypophysenvorderlappen, welches wiederum die Sekretion von Cortisol aus der Nebennierenrinde anregt. Die Regulierung der Spiegel der einzelnen Botenstoffe findet bei jedem Schritt dieser Reaktionskette mittels negativer Feedback-Hemmung statt. Die Ausschüttung von CRH und ACTH wird durch den Cortisol Spiegel reguliert. Liegt ausreichend Cortisol vor, wird die Ausschüttung von CRH und ACTH gehemmt.

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