Serotonin, Dopamin und Noradrenalin: Ein Vergleich ihrer Funktionen und Unterschiede

Die komplexen biochemischen Prozesse im Gehirn basieren auf der Signalübertragung durch Neurotransmitter. Zu den bekanntesten und bedeutendsten gehören Serotonin, Dopamin und Noradrenalin. Diese drei Botenstoffe sind entscheidend für die Regulierung verschiedener psychischer und physischer Funktionen. Jeder dieser Neurotransmitter hat seine eigenen spezifischen Rezeptoren und definiert ein System, das für seine Synthese, Freisetzung, Wirkung, Wiederaufnahme und seinen Abbau zuständig ist.

Grundlagen der Neurotransmission

Die Funktionsweise der meisten Synapsen beruht auf der biochemischen Signalübertragung mittels Neurotransmittern. Diese werden präsynaptisch ausgeschüttet und docken postsynaptisch an spezifische Rezeptoren anderer Neuronen an, wo sie erregend oder hemmend wirken. Jeder Neurotransmitter definiert ein System - eine spezifische Maschinerie, die für Synthese, Ausschüttung, Wirkung, Wiederaufnahme und Abbau des Transmitters zuständig ist, etwa das dopaminerge System oder das cholinerge System.

Die Rolle von Neurotransmittern

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. Sie werden auf der Ausgangsseite, also in der Synapse, auf Vorrat gebildet und in kleinen Bläschen, den Vesikeln, gespeichert. Läuft ein Aktionspotenzial ein, entleeren sich die Vesikel in den synaptischen Spalt. An der postsynaptischen Membran passen die Transmittermoleküle zu bestimmten Rezeptor-​Proteinen wie der Schlüssel ins Schloss. Dort können sie erregend oder hemmend wirken - das hängt jeweils vom Transmitter selbst und in vielen Fällen auch vom speziellen Rezeptortyp ab. Auf jeden Fall entsteht ein Input, den das postsynaptische Neuron zusammen mit den von anderswo einlaufenden Signalen weiterverarbeiten kann.

Nach der Signalübertragung heißt es aufräumen: Damit die Synapse wieder neu funktionsfähig wird, müssen die Transmittermoleküle aus dem Spalt verschwinden. Zumindest bei denjenigen Substanzen, die für schnelle Kommunikation zuständig sind, hilft die präsynaptische Membran mit: Transportproteine sorgen für die Wiederaufnahme des Transmitters im Neuron. Dort wird er entweder wiederverwertet oder abgebaut. Jeder Transmitter braucht also eine speziell auf ihn abgestimmte Maschinerie, damit Synthese, Freisetzung, Wirkung und Wiederaufnahme reibungslos funktionieren. Da Nervenzellen jeweils auf einen oder wenige Transmitter spezialisiert sind, lassen sich jedem Botenstoff konkrete Neuronennetzwerke zuordnen.

Acetylcholin, Serotonin und Dopamin

Besonders bekannte und bedeutsame Beispiele solcher Neurotransmittersysteme sind das cholinerge System rund um den Transmitter Acetylcholin, das serotonerge System mit dem Botenstoff Serotonin und analog das dopaminerge System mit den Neurotransmitter Dopamin. Um diese drei soll es im Folgenden noch etwas genauer gehen. Eine besondere Eigenschaft dieser drei Netzwerke ist, dass sie relativ kleine Ursprungsgebiete haben, sie also nur von bestimmten, eng gefassten Neuronengruppen produziert werden. Ihr Einfluss aber reicht über 100.000 Synapsen und mehr pro beteiligtem Neuron in sehr viele verschiedene Stellen im Gehirn hinein. Hinzu kommt, dass Acetylcholin, Serotonin und Dopamin im Vergleich etwa zu Glutamat langsamer, länger anhaltend wirken, weil sie nicht nur in jeweils einer einzelnen Synapse ausgeschüttet werden, sondern diffus in einem größeren Gebiet. Sie spielen deshalb eine besondere Rolle bei der Regulierung umfassender Zustände wie Schlaf oder Gemütsverfassung.

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Acetylcholin wurde als erster Neurotranmitter entdeckt. Acetylcholin wurde wohl deshalb als erster Neurotransmitter entdeckt, weil er für das vegetative Nervensystem sowie an der Schnittstelle zwischen motorischen Nerven und Skelettmuskulatur eine entscheidende Rolle spielt. Aber auch im Gehirn finden sich cholinerge Neuronen. Die wichtigsten davon lassen sich zu zwei diffusen Modulationssystemen zusammenfassen. Das eine System innerviert von der Basis des Großhirns aus (zwischen und unter den Basalganglien) Hippocampus, Neocortex und Riechkolben. Diese Zellen gehören zu den ersten, die bei der Alzheimer-​Krankheit absterben. Inwieweit es darüber hinaus eine Verbindung zu der Krankheit gibt, ist unklar. Unter den zugelassenen Alzheimer-​Medikamenten, die den Verlust geistiger Fähigkeiten zumindest verzögern sollen, befinden sich aber Wirkstoffe, die den Acetylcholin-​Abbau im Gehirn verlangsamen. Das zweite System besteht aus Zellen im Pons und im Tegmentum des Mittelhirns. Es wirkt vor allem in den Thalamus hinein, darüber aber auch stark ins Großhirn. Beteiligt sind die cholinergen Neuronen etwa an der Steuerung von Aufmerksamkeit und der Erregbarkeit des Gehirns während Schlaf- und Wachrhythmus. In Tierversuchen wurde deutlich, dass Acetylcholin die Weiterleitung sensorischer Reize vom Thalamus in die zuständigen Cortex-​Regionen fördert.

Serotonin: Das Wohlfühlhormon

Serotonin ist eines der bekanntesten Glückshormone und spielt eine zentrale Rolle bei der Regulierung unserer Stimmung, des Schlaf-Wach-Rhythmus und des Appetits. Es trägt wesentlich dazu bei, wie wir uns fühlen, und beeinflusst unser emotionales Gleichgewicht.

Funktionen von Serotonin

• Stimmungsregulation: Serotonin trägt wesentlich dazu bei, wie wir uns fühlen.
• Schlaf-Wach-Rhythmus: Serotonin ist auch an der Regulation unseres Schlafzyklus beteiligt.
• Appetitkontrolle: Dieses Hormon spielt eine Rolle bei der Regulierung unseres Appetits.
• Unterstützung der sozialen Interaktion: Serotonin spielt auch eine Rolle in unserem Sozialverhalten.

Serotoninmangel und psychische Gesundheit

Ein Mangel an Serotonin kann zu depressiven Verstimmungen, Angst und Aggressionen führen. Niedrige Serotoninspiegel werden oft mit Depressionen und Angststörungen in Verbindung gebracht. Das emotionale Gleichgewicht wird stark von der Verfügbarkeit und Wirkung von Serotonin im Gehirn bestimmt.

Serotonin natürlich steigern

Wer seinen Serotoninspiegel auf natürliche Art steigern möchte, kann regelmäßig Sport treiben, am besten draußen bei Tageslicht. Denn auch Sonnenstrahlen fördern die Serotonin-Ausschüttung. Man kann ebenfalls darauf achten, genug von der Aminosäure Tryptophan über die Nahrung aufzunehmen, da der Körper diese für die Bildung von Serotonin benötigt. Kohlenhydratreiche Kost führt zu hoher Tryptophan-​Verfügbarkeit.

Medikamentöse Beeinflussung des Serotoninspiegels

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). 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.

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Dopamin: Der Motivator

Dopamin ist ein weiteres zentrales Glückshormon, das eine entscheidende Rolle in unserem täglichen Leben spielt. Es ist stark in die Prozesse involviert, die unsere Motivation und unser Verhalten steuern. Dopamin wird bei Erfolgserlebnissen ausgeschüttet, besonders wenn wir lang angestrebte Ziele erreichen.

Funktionen von Dopamin

Dopamin ist stark in die Prozesse involviert, die unsere Motivation und unser Verhalten steuern. Es wird in Momenten freigesetzt, in denen wir eine Belohnung erwarten oder erhalten, sei es durch Essen, soziale Interaktionen oder das Erreichen eines Ziels. Dieses Hormon verstärkt das Gefühl der Zufriedenheit, das wir erleben, wenn wir eine Aufgabe erfolgreich abgeschlossen haben, und motiviert uns, ähnliche Verhaltensweisen in der Zukunft zu wiederholen. Die Wirkung von Dopamin auf unser Verhalten zeigt sich besonders deutlich in unserer Antriebskraft. Ein gesunder Dopaminspiegel führt dazu, dass wir uns energiegeladen und motiviert fühlen. Es hilft uns, Ziele zu setzen und diese mit Entschlossenheit zu verfolgen. Auf der anderen Seite kann ein niedriger Dopaminspiegel zu einem Mangel an Motivation führen. Betroffene fühlen sich oft antriebslos, müde und wenig interessiert an Aktivitäten, die sie früher begeistert haben.

Dopamin und Suchtverhalten

Dopamin ist auch stark mit Suchtverhalten verbunden. Da es das Belohnungssystem des Gehirns direkt beeinflusst, kann eine übermäßige Stimulierung dieses Systems durch bestimmte Verhaltensweisen oder Substanzen zu Abhängigkeiten führen. Bei wiederholtem Konsum von Drogen, Alkohol oder auch beim exzessiven Einsatz digitaler Medien wird das Belohnungssystem des Gehirns übermäßig aktiviert, was zu einer erhöhten Dopaminausschüttung führt. Der Körper gewöhnt sich an diese hohen Dopaminspiegel, was den Drang verstärkt, das Verhalten zu wiederholen, um das gleiche Gefühl der Belohnung zu erleben.

Dopamin und Parkinson

Wenn ein genereller Mangel an Dopamin besteht, kann es zu Parkinson kommen.

Dopamin natürlich steigern

Um die Dopamin-Produktion auf natürliche Weise zu unterstützen, ist es wichtig, dem Körper die notwendigen Aminosäuren zuzuführen. Insbesondere die Aminosäuren nehmen hier eine Schlüsselfunktion ein, weil sie als Ausgangsstoff für die Produktion von Neurotransmittern dienen. Für eine stabile Stimmungslage ist es bedeutsam, dass alle Neurotransmitter in einem ausgewogenen Verhältnis zueinander stehen.

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Noradrenalin: Der Aktivator

Adrenalin und Noradrenalin sind (wie Dopamin) biogene Amine und Katecholamine. Adrenalin und Noradrenalin sind Hormone, die kontinuierlich im Körper (= peripher) produziert und verstoffwechselt werden. Adrenalin wird hauptsächlich im Nebennierenmark hergestellt und unterstützt den Körper bei Stressreaktion. Noradrenalin (englisch: Norepinephrine, NE) wird vorwiegend in sympathischen Nervenenden generiert. Noradrenalin im Körper wird vorwiegend in sympathischen Nervenenden und daneben in geringen Mengen im Nebennierenmark generiert.

Noradrenalin im Gehirn

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, wie z.B. Noradrenalin beeinflusst das retikuläre Aktivierungssystem und die Impulssteuerung. Die Ausschüttung von Noradrenalin im Gehirn wird z.B. durch Stress oder Schlaf beeinflusst.

Noradrenalin und ADHS

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.

Noradrenerge Rezeptoren

Es gibt verschiedene Arten von noradrenergen Rezeptoren, die sogenannten Adrenozeptoren: α1-, α2- und β-Rezeptoren. Diese Rezeptoren können durch Agonisten aktiviert oder Antagonisten blockiert werden. α1-Rezeptor-Agonisten können die Auswirkungen hoher NA- bzw.

Noradrenalintransporter

Noradrenalintransporter befinden sich (wie alle Transporter) stets an der Präsynapse und nehmen Neurotransmitter in die Zelle wieder auf. Der Noradrenalintransporter nimmt neben Noradrenalin auch Dopamin wieder auf. Noradrenalin wird - wenn auch erheblich schwächer als Dopamin - weiter durch den Plasmamembran Monoamin-Transporter (PMAT) aufgenommen. Dieser wird auch als human equilibrative nucleoside transporter-4 (hENT4) bezeichnet. Er wird durch das Gen SLC29A4 kodiert. Seine Bindungsaffinität ist niederiger als die von DAT oder NET. Noradrenalin (schwächer auch Dopamin) wird aus dem extrazellulären Bereich weiter in geringerem Maße durch die organischen Kationentransporter (OCT1, OCT2, OCT3) aufgenommen. Diese werden auch als Solute carrier family 22 member 1/2/3 oder Extraneuronale Monoamin-Transporter (EMT) bezeichnet. OTC2 und OTC3 finden sich in Nervenzellen und Astrozyten und binden Histamin > Noradrenalin und Adrenalin > Dopamin > Serotonin. Die Aufnahme erfolgt nicht wie bei DAT und NET in die präsynaptische Zelle, sondern in Gliazellen.

Abbau von Noradrenalin

Während Noradrenalintransporter und Dopamintransporter die Wiederaufnahme von Noradrenalin aus dem synaptischen Spalt zurück in die sendende Zelle bewirken, wo sie durch VMAT2-Transporter wieder in Vesikel eingelagert werden, wird Dopamin auch durch Umwandlung in andere Stoffe abgebaut. Noradrenalin (wie auch Adrenalin) wird weiterhin durch MAO-A abgebaut.

Weitere Glückshormone: Endorphine und Oxytocin

Neben Serotonin und Dopamin spielen auch Endorphine und Oxytocin eine wichtige Rolle in unserem Wohlbefinden.

Endorphine: Die natürlichen Schmerzmittel

Endorphine sind körpereigene Chemikalien, die als natürliche Schmerzmittel wirken. Sie werden insbesondere in Situationen freigesetzt, die unser Wohlbefinden gefährden könnten, wie zum Beispiel bei körperlicher Anstrengung, Stress oder Verletzungen.

• Schmerzlinderung: Endorphine blockieren die Schmerzrezeptoren im Gehirn und reduzieren so das Schmerzempfinden.
• Wohlgefühl nach dem Sport: Ein klassisches Beispiel für die Wirkung von Endorphinen ist das sogenannte „Runner’s High“, das viele nach intensiver körperlicher Betätigung erleben.
• Stressreduktion: Endorphine tragen auch dazu bei, Stress abzubauen.

Oxytocin: Das Bindungshormon

Oxytocin wird oft als „Bindungshormon“ bezeichnet, da es eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung und Aufrechterhaltung von engen zwischenmenschlichen Beziehungen spielt.

• Förderung von Vertrauen und Bindung: Oxytocin wird freigesetzt, wenn wir körperliche Nähe zu anderen Menschen erleben, sei es durch Umarmungen, Küsse oder andere Formen von Zärtlichkeit.
• Unterstützung bei der Eltern-Kind-Bindung: Ein besonders wichtiger Bereich, in dem Oxytocin wirkt, ist die Bindung zwischen Eltern und Kind.
• Förderung sozialer Interaktionen: Oxytocin hat auch einen positiven Einfluss auf soziale Interaktionen im Allgemeinen.

Die Balance der Glückshormone: Ein Schlüssel zum Wohlbefinden

Die Balance der Glückshormone ist entscheidend für unser emotionales und körperliches Wohlbefinden. Unsere Lebensgewohnheiten haben einen direkten Einfluss auf die Produktion und Regulation dieser Hormone.

Einflussfaktoren auf die Glückshormone

• Ernährung: Eine ausgewogene Ernährung kann die Produktion von Glückshormonen erheblich beeinflussen. Bestimmte Nährstoffe wie Tryptophan, das in Lebensmitteln wie Nüssen, Samen und Bananen enthalten ist, sind Vorläufer von Serotonin und können dessen Produktion unterstützen.
• Bewegung: Regelmäßige körperliche Aktivität ist einer der effektivsten Wege, um die Produktion von Endorphinen und Dopamin zu steigern.
• Schlaf: Ausreichender und qualitativ hochwertiger Schlaf ist für die Regulation der Glückshormone unerlässlich.
• Achtsamkeit und Meditation: Praktiken wie Meditation und Achtsamkeitstraining haben nachweislich positive Effekte auf die Hormonproduktion, insbesondere auf Serotonin und Endorphine.
• Soziale Interaktionen: Der Kontakt zu anderen Menschen, insbesondere zu engen Freund*innen und Familienmitgliedern, fördert die Freisetzung von Oxytocin, was das Gefühl von Verbundenheit und Sicherheit stärkt.

Therapie und medikamentöse Unterstützung

Manchmal reicht eine gesunde Lebensweise allein nicht aus, um ein hormonelles Gleichgewicht aufrechtzuerhalten, insbesondere wenn eine Person unter chronischem Stress, Depressionen oder anderen psychischen Erkrankungen leidet. Eine Therapie, sei es durch Gesprächstherapie, Verhaltenstherapie oder medikamentöse Behandlung, kann helfen, die Hormonbalance wiederherzustellen. Antidepressiva beispielsweise wirken häufig auf das Serotoninsystem und können so das emotionale Gleichgewicht unterstützen.

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