Nikotin, ein natürlich vorkommendes Nervengift in der Tabakpflanze (Nicotiana tabacum), spielt eine zentrale Rolle bei der Entstehung von Tabakabhängigkeit. Ursprünglich aus Amerika stammend, dient das Nikotin in den Blättern der Pflanze zur Abwehr von Insekten. Die Welt erfuhr von Tabakpflanzen durch die Expeditionsreisen von Christoph Kolumbus. Der französische Gesandte Jean Nicot, Namensgeber des Wirkstoffs, initiierte die Einführung von Tabak als Heilpflanze in Frankreich. Um 1650 siedelte Kurfürst Friedrich Wilhelm im heutigen Deutschland Hugenotten an, die den Tabakanbau kultivierten. Wenig später entstanden in Mannheim die ersten Läden für Schnupf- und Kautabak.
Die Wirkung von Nikotin auf den Körper
Nikotin selbst wird nicht als krebserregend eingestuft, jedoch entsteht durch seine Wirkung auf den Körper die Sucht nach Zigaretten, die dann die Krebsentstehung fördern kann. Je nach Menge variiert die Wirkung auf den menschlichen Organismus. In geringen Mengen wirkt Nikotin anregend.
Schnelle Aufnahme und Wirkung
Beim Rauchen wird Nikotin über die Lunge in das Blut aufgenommen und erreicht bereits nach sieben bis acht Sekunden das Gehirn. Dies ist schneller als eine Injektion in die Vene, da das inhalierte Nikotin nicht über Stoffwechselprozesse abgebaut wird, bevor es das Gehirn erreicht.
Physiologische Effekte
Die schnelle Wirkung von geringen Mengen lässt sich durch die nikotinergen Rezeptoren im Gehirn erklären. Durch die Ausschüttung von Noradrenalin schlägt das Herz schneller und der Blutdruck steigt. Nikotin beeinflusst die Nahrungsaufnahme, indem es den Appetit verringert und den Ruheenergieverbrauch steigert. Des Weiteren wird die Darmtätigkeit angeregt, was zu einem schnelleren Stoffwechsel und Durchfällen führen kann. Nikotin fördert auch die Blutgerinnung und erhöht die Schmerzempfindlichkeit durch die Erregung der Schmerzrezeptoren. Die Hauttemperatur sinkt, wodurch Raucher schneller frieren.
Psychische Reaktionen
Zu den psychischen Reaktionen zählen stimulierende Effekte wie eine erhöhte Leistungsbereitschaft und eine verbesserte Gedächtnisleistung. Bei hohen Mengen Nikotin kommt es zu Blockaden der physiologischen Effekte, und Vergiftungserscheinungen verlangsamen die Herz- und Atmungsfrequenz.
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Toxizität und tödliche Dosis
Die tödliche Menge an Nikotin variiert und hängt von der physiologischen Konstitution und der Nikotintoleranz ab. Eine Orientierung bietet das Körpergewicht: Ab einer Menge von 1 mg pro kg Körpergewicht kann die Dosis Nikotin tödlich sein. Andere Quellen berichten von einer tödlichen Menge von 50 mg/kg Nikotin, die beim Verschlucken von vier bis fünf Zigaretten erreicht werden kann. Besonders für Kinder kann bereits das Verschlucken einer Zigarette tödlich sein.
Nikotin und das Belohnungssystem: Der Dopamin-Zusammenhang
Nikotin macht sehr schnell abhängig, sowohl psychisch als auch physisch. Mehrere Faktoren tragen dazu bei, dass der Nikotinkonsum zu einer starken Sucht wird, wodurch bei unzureichender Nikotinzufuhr Entzugserscheinungen auftreten.
Physische Abhängigkeit und Dopamin
Grund für die physische Abhängigkeit ist die Wirkung des Nikotins im Gehirn. Es dockt an Nikotinrezeptoren an und stimuliert so das Belohnungszentrum, wodurch Dopamin ausgeschüttet wird. Nikotin bewirkt jedoch auch die Ausschüttung von GABA und Glutamat, die den Dopamin-Spiegel zusätzlich erhöhen. Sobald der Spiegel wieder sinkt, entsteht das Verlangen nach einer weiteren Nikotinzufuhr und Entzugserscheinungen treten auf.
Toleranzentwicklung und Veränderungen im Gehirn
Der Körper bildet immer mehr Nikotinrezeptoren aus, die nach Nikotin verlangen. Es wird also mehr Nikotin benötigt, um den gleichen Dopaminspiegel zu erreichen - man spricht von der Ausbildung einer Toleranz. Der erhöhte Dopaminspiegel zieht weitere Veränderungen im Gehirn nach sich, so werden weitere Bahnen im präfrontalen Cortex stimuliert. Die Belohnung wird mit bestimmten Situationen assoziiert, wie dem Kaffee- oder Biertrinken.
Die Auswirkungen von Rauchen auf das Gehirn
Schon der erste Zug an der Zigarette löst Prozesse im Gehirn aus, die Denken, Fühlen und Verhalten spürbar beeinflussen. Wenige Sekunden nach dem Inhalieren gelangt das Nikotin ins Gehirn, was viele Menschen als angenehm empfinden. Mit der Zeit passt sich das Gehirn an den ständigen Reiz an: Es bildet mehr Nikotinrezeptoren, die zunehmend stimuliert werden wollen. Ohne Nikotin entstehen Entzugserscheinungen.
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Schadstoffe und ihre Folgen
Rauchen beeinflusst das Gehirn nicht nur durch das Nikotin, sondern auch durch eine Vielzahl schädlicher Begleitstoffe im Zigarettenrauch. Schadstoffe wie Kohlenmonoxid führen dazu, dass sich Blutgefäße im Gehirn verengen, wodurch Sauerstoff und Nährstoffe nicht mehr in ausreichender Menge zu den Nervenzellen gelangen. Rauchen fördert systemische Entzündungen im gesamten Körper, auch im Gehirn. Zigarettenrauch enthält aggressive Substanzen, die die Bildung freier Radikale fördern. Diese Moleküle greifen Zellbestandteile an und setzen die Nervenzellen unter oxidativen Stress. Langjähriges Rauchen kann das Volumen bestimmter Hirnregionen verringern, besonders in Bereichen, die für Gedächtnis, Lernen und Konzentration wichtig sind.
Regeneration des Gehirns nach dem Rauchstopp
Kurzfristig sinkt nach dem letzten Zug der Nikotinspiegel rasch ab, und das Gehirn beginnt, überaktivierte Rezeptoren zurückzufahren. Mittelfristig stabilisieren sich die neuronalen Verbindungen, und Konzentration, Schlaf und Stimmung verbessern sich meist deutlich. Langfristig kann das Gehirn durch Neuroplastizität geschädigte Strukturen teilweise neu organisieren. Selbst Funktionen, die vorübergehend beeinträchtigt waren, lassen sich oft wiederherstellen.
Rauchen und Alkoholkonsum: Eine ungünstige Kombination
Eine australische Studie ergab, dass starker Zigarettenkonsum zu einer Störung der Botenstoffe im Gehirn führen kann. Besonders die Kombination von Rauchen und Alkoholkonsum wirkt sich ungünstig auf die Hirnchemie aus, da bestimmte Gensequenzen aktiviert werden. Suchtstoffe wie Alkohol und Nikotin führen im Gehirn dazu, dass der Botenstoff Dopamin vermehrt ausgeschüttet wird.
Molekulare Prozesse im präfrontalen Kortex
Um mehr über das Abhängigkeitspotenzial von Nikotin zu erfahren, konzentrierte sich ein Forschungsteam auf molekulare Prozesse im präfrontalen Kortex (Frontallappen). In dieser Hirnregion konnten bereits Störungen durch Alkoholkonsum nachgewiesen werden. Die Gewebeanalysen der Gehirne zeigten, dass neben dem starken Konsum von Alkohol auch starkes Rauchen verschiedene Gensequenzen aktiviert und so zu einer Störung im Neurotransmitterhaushalt des präfrontalen Kortex führt.
Neue Wege aus der Nikotinsucht: Normalisierung der Dopaminfunktion
Eine aktuelle Studie berichtet, dass mit dem Rauchen und einer Nikotinsucht verbundene Defizite im Dopamin drei Monate nach dem Rauchstopp verschwinden. Dies legt nahe, dass die Defizite eine Folge chronischen Rauchens sind und nicht ein Risikofaktor.
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Forschungsergebnisse und ihre Bedeutung
Die Ergebnisse eröffnen die Möglichkeit, Behandlungsansätze zu entwickeln, welche das Dopaminsystem bei Rauchern normalisieren. Forscher gehen davon aus, dass manche Menschen eine Veranlagung für Sucht haben und vermuten, dass dabei Gehirnsysteme eine Rolle spielen, bei denen Dopamin involviert ist. Abhängig machende Drogen führen zu einer Ausschüttung von Dopamin, und Nikotinsucht ist mit Auffälligkeiten im Dopaminsystem verbunden.
Die Rolle von Dopamin bei der Nikotinabhängigkeit
Prof. Dr. Ingo Vernaleken (RWTH Aachen) untersuchte mit seinem Team die Dopaminfunktion von chronischen Rauchern vor und nach Langzeit-Abstinenz. Dabei wurde eine Positronen-Emissions-Tomographie (PET) verwendet, um ein Maß für die Kapazität der Dopaminproduktion bei 30 nikotin-abhängigen Männern sowie 15 Nichtrauchern zu ermitteln. Der erste Scan zeigte eine 15-20 prozentige Reduktion der Kapazität zur Dopaminproduktion bei Rauchern im Vergleich zu Nichtrauchern.
Normalisierung der Dopaminfunktion nach Rauchstopp
Überraschenderweise normalisierten sich die Auffälligkeiten in der Dopamin-Synthesekapazität mit der Abstinenz. Eine Rolle von Dopamin für die Vulnerabilität für Nikotinsucht kann nicht ausgeschlossen werden, aber diese Ergebnisse legen nahe, dass die veränderte Dopaminfunktion bei Rauchern eher eine Folge des Nikotinkonsums als die Ursache ist.
Implikationen für die Behandlung
Dr. John Krystal, Herausgeber von „Biological Psychiatry“, betont die Bedeutung dieser Ergebnisse für die Entwicklung besserer Behandlungen von Rauchern, die aufhören möchten: „Diese Studie legt nahe, dass die ersten drei Monate nach dem Rauchstopp eine besonders vulnerable Zeit für Rückfälle, auch aufgrund bestehender Dopamindefizite, sein können.“
Nikotin und Monoamin Oxidase B (MAO B)
Wissenschaftler der New York State University in Stony Brook fanden heraus, dass Nikotin nicht die einzige psychoaktive Substanz im Zigarettenrauch zu sein scheint. Eine weitere, nicht identifizierte Substanz senkt im Rauchergehirn den Gehalt des Enzyms "Monoamin Oxidase B" (MAO B) um bis zu 40 Prozent. MAO B ist am Abbau des Neurotransmitters Dopamin beteiligt, der eine wichtige Rolle in der Bewegungsregulation spielt und vermutlich auch bei der Entstehung von Suchtverhalten.
Auswirkungen auf den Dopaminstoffwechsel
Der Einfluss des Rauchens auf MAO B und den Dopaminstoffwechsel des Gehirns bietet neue Erklärungen für eine Reihe von Beobachtungen. So scheinen Raucher ein vermindertes Risiko für die Parkinsonsche Krankheit zu haben. Da Parkinson durch einen Verlust dopaminfreisetzender Neuronen in der Substantia nigra gekennzeichnet ist, liegt die Vermutung auf der Hand, dass die beobachtete Reduktion der MAO B bei Rauchern mit einem neuroprotektiven Effekt verbunden sein könnte.
MAO-B-Hemmung und Suchtverhalten
Die Reduktion von MAO B zusammen mit Nikotin könnte die verhaltensbeeinflussenden und epidemiologischen Effekte des Rauchens verursachen - also die Sucht. Die Autoren vermuten, dass die Behandlung mit einem Hemmstoff der MAO B auch die Entwöhnung erleichtern könnte. Erste Erfahrungen in der Raucherentwöhnung mit Moclobemid, einem Hemmstoff der Enzymvariante MaO A, scheinen diese Idee zu stützen.
Wege zur Raucherentwöhnung
In Deutschland gibt es etwa 14 Millionen Raucher. Viele nehmen sich jedes Jahr vor, mit dem Rauchen aufzuhören. Häufig obsiegt jedoch die Sucht, und es kommt zum Rückfall.
Nikotin als Suchtmittel
Nikotin ist die Substanz, die die Abhängigkeit hervorruft, aber nicht die, die letztlich Krebs verursacht. Nikotin dockt an Rezeptoren im Gehirn an und stimuliert in Verbindung mit anderen Stoffen wie Dopamin und Endorphin das Belohnungssystem im Gehirn.
Ersatzmittel und Therapien
Einige beginnen mit exzessivem Laufen oder anderem Ausdauersport, um ähnliche Hochgefühle wie durch Drogenkonsum hervorzurufen. Das Nikotinpflaster und der Nikotinkaugummi können mit der Substanz Bupropion (Handelsname: Zyban) kombiniert werden, einem Antidepressivum. Durch die Kombination aus Pflaster oder Kaugummi mit Bupropion gibt es Jahresabstinenzraten von etwa 36 Prozent.
Rückfallrisiko und Unterstützung
Die Sucht ist kein rein biochemisches Phänomen, sondern es spielen auch Gewohnheiten, Stress und gesellschaftliche Faktoren eine Rolle. Die erste Adresse für Unterstützung ist der Hausarzt. Es gibt auch allgemeine Suchtgruppen im Klinikum.
Die Gefahren des Nikotins und die Auswirkungen auf die Gesundheit
Viele ziehen schon als Jugendliche zum ersten Mal an einer Zigarette - und kommen nicht mehr vom Tabak los. Grund ist das Nikotin: Es stimuliert auf komplexe Weise das Gehirn und hat ein hohes Suchtpotenzial.
Nikotin in Pflanzen
Bei Alkaloiden handelt es sich um natürliche stickstoffhaltige Verbindungen, die vor allem in Pflanzen, aber auch in Tieren und Bakterien vorkommen. Besonders Pflanzen aus der Familie der Nachtschattengewächse können natürliches Nikotin enthalten. Geringe Mengen an Nikotin werden beispielsweise in Auberginen, Tomaten oder Kartoffeln nachgewiesen - ein Verzehr ist jedoch gesundheitlich unbedenklich.
Aufnahme und Wirkung im Körper
Eine Zigarette enthält bis zu 13 Milligramm Nikotin. Beim Rauchen nehmen die Atemwege etwa ein bis zwei Milligramm davon auf. Ein Raucher oder eine Raucherin nimmt mit 20 Zigaretten am Tag also 20 bis 40 Milligramm Nikotin zu sich. Das ist zwar nicht sofort tödlich, hat aber kurzfristig und langfristig gravierende Auswirkungen auf das Gehirn und den Körper. Beim Rauchen gelangt Nikotin über die Atemwege in die Blutbahn. Ein Teil davon wird bereits innerhalb weniger Sekunden nach dem Inhalieren im Gehirn wirksam. Hier aktiviert es vor allem die Andockstellen (Rezeptoren) des Botenstoffs Acetylcholin, die sensibel auf Nikotin reagieren.
Kurzfristige Auswirkungen
Das hat verschiedene kurzfristige Auswirkungen auf den Körper:
- Das Herz schlägt schneller
- Die Atemfrequenz nimmt zu
- Die Blutgefäße ziehen sich zusammen, der Blutdruck steigt
- Widerstand und Temperatur der Haut sinken
- Die Darmtätigkeit erhöht sich
- Die Urinproduktion und der Harndrang sinken
Auf psychischer Ebene beschreiben Raucher und Raucherinnen einen widersprüchlichen, aber als angenehm wahrgenommenen Effekt: Das Rauchen beruhigt sie, gleichzeitig fühlen sie sich konzentrierter und leistungsfähiger. Gefühle von Stress, Angst, Unsicherheit und Müdigkeit werden abgemildert. Darüber hinaus kann Nikotin auch den Appetit unterdrücken, während bei regelmäßig Rauchenden auch der Energieverbrauch im Ruhezustand leicht ansteigt. Dieser Effekt erklärt, warum manche Menschen nach einem Rauchstopp recht kurzfristig zwei bis drei Kilo zunehmen.
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