Einführung
Die Dopaminforschung ist ein dynamisches Feld, das von der Grundlagenforschung bis hin zu klinischen Anwendungen reicht. Dieser Artikel bietet einen umfassenden Überblick über verschiedene Aspekte der Dopaminforschung, einschließlich der beteiligten Wissenschaftler, ihrer Schwerpunkte, der Auswirkungen von Dopamin auf verschiedene Erkrankungen und der laufenden Forschungsprojekte.
Wichtige Forscher und Forschungsschwerpunkte
Mehrere Forscher haben bedeutende Beiträge zur Dopaminforschung geleistet. Zu diesen Forschern gehören:
- Prof. Sie konzentrieren sich auf die psychische Gesundheit am Arbeitsplatz, arbeitsbedingten Stress, psychosoziale Risikofaktoren für Rückenschmerzen und die psychische Belastung durch die Exposition gegenüber gefährlichen Substanzen.
- Dr. Schule: Ihre Forschung konzentriert sich auf Ataxien, hereditäre spastische Paraplegien und die genetischen Grundlagen neurologischer Erkrankungen.
- Dr. Derntl: Ihre Forschungsschwerpunkte liegen auf emotional-affektivem Verhalten und Gehirnfunktionen mit besonderem Schwerpunkt auf Geschlecht, psychischer Gesundheit und hormonellem Gleichgewicht.
Diese Forscher haben in verschiedenen Bereichen der Dopaminforschung bedeutende Beiträge geleistet, von den Auswirkungen beruflicher Belastungen auf die psychische Gesundheit bis hin zu den genetischen Grundlagen neurologischer Erkrankungen.
Publikationen und Beiträge
Diese Forscher haben zahlreiche Artikel in renommierten Fachzeitschriften veröffentlicht, die Einblicke in verschiedene Aspekte der Dopaminforschung bieten. Einige bemerkenswerte Publikationen sind:
- Esser, A., Kraus, T., Tautz, A., Minten, H., & Lang, J. (2018): Diese Studie stellt das Konzept der allostatischen Belastung mithilfe von Daten aus arbeitsmedizinischen Vorsorgeuntersuchungen in Frage.
- Nassri, L., Schneider, I., Gaum, P., & Lang, J. (2018): Dieser Artikel fordert angewandtes Wissen und gelebte Interdisziplinarität in der medizinischen Versorgung depressiver Mitarbeiter.
- Munte TF, Ye Z, Marco-Pallares J, Kramer UM, Schule R, Schols L, Rojo-Fite N, Camara E, Cunillera T, Cucurell D, Rodriguez-Fornells A. 2018: Diese Studie untersucht Dopamin und intertemporale Entscheidungen beim Menschen.
- Derntl, B., Eber, C., Rehbein, E., Kogler, L., Sundström Poromaa, I. & Morawetz, C. (2024): Diese Studie untersucht, wie Östradiol Veränderungen der effektiven Konnektivität in Netzwerken zur Emotionsregulation moduliert.
- Wang, R., Kogler, L.* & Derntl, B.* (2024): Diese Meta-Analyse untersucht Geschlechtsunterschiede im Cortisolspiegel bei Depressionen.
- Fröhner, J. H., Waltmann, M., Reiter, A. M. F., Kräplin, A., & Smolka, M. N. (2025): Diese Studie untersucht die Relevanz von probabilistischem Reversal Learning für die Entwicklung von Trinkmustern bei Jugendlichen.
Diese Publikationen zeigen die Breite und Tiefe der Forschung, die in verschiedenen Bereichen im Zusammenhang mit Dopamin durchgeführt wird.
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Dopamin und psychische Gesundheit
Dopamin spielt eine entscheidende Rolle bei verschiedenen Aspekten der psychischen Gesundheit, darunter Stimmung, Motivation und Belohnungsverarbeitung. Eine Dysregulation des Dopaminspiegels wird mit verschiedenen psychischen Störungen in Verbindung gebracht, darunter Depressionen, Schizophrenie und Sucht.
Depression
Studien haben gezeigt, dass ein niedriger Dopaminspiegel mit Depressionssymptomen in Verbindung gebracht werden kann. So ergab beispielsweise eine Studie von Lang, J. et al. (2017) eine Verbindung zwischen polychlorierten Biphenylen (PCB) und Depressionen, wobei eine dopaminbezogene neurochemische Bahn untersucht wurde. Darüber hinaus untersuchen laufende Forschungsprojekte die Wechselwirkung zwischen Geschlecht, Hormonspiegel und Gehirnfunktion in Bezug auf Depressionssymptome. Insbesondere zielt ein Projekt darauf ab, zu untersuchen, ob sich Gehirnstruktur, -funktion und -konnektivität zwischen den Geschlechtern in Bezug auf den Cortisolspiegel unterscheiden, da eine Dysregulation der HPA-Achse ein wichtiger Faktor bei der Entwicklung und Aufrechterhaltung von stressbedingten psychischen Erkrankungen ist.
Schizophrenie
Es wurde festgestellt, dass eine übermäßige Dopaminaktivität eine Rolle bei den Symptomen der Schizophrenie spielt, insbesondere bei Psychosen. Laufende Forschungsprojekte untersuchen die Rolle von Dopamin bei der Verarbeitung von Stress und Belohnung bei Patienten mit Schizophrenie. Beispielsweise untersucht ein Projekt die kognitive Stressregulation bei Schizophreniepatienten und gesunden Personen und konzentriert sich auf Gehirn und Verhalten. Darüber hinaus wird die Wirkung von Hormontherapien auf die Gehirnstruktur und -funktion bei Transgender-Personen untersucht, was Einblicke in die neurobiologischen Grundlagen der Geschlechtsidentität geben könnte.
Sucht
Dopamin ist stark an den Belohnungspfaden im Gehirn beteiligt, die eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung und Aufrechterhaltung von Sucht spielen. Studien haben gezeigt, dass Drogen, die süchtig machen, die Dopaminausschüttung im Gehirn erhöhen, was zu angenehmen Gefühlen und verstärktem Drogenkonsum führt. Die Forschung in diesem Bereich konzentriert sich auf das Verständnis der Mechanismen, die dem dopaminergen Signalweg bei Sucht zugrunde liegen, und auf die Entwicklung von Behandlungen, die auf dieses System abzielen. Beispielsweise untersucht ein Projekt die Rolle von Lern-bezogenen Dopaminsignalen bei der Suchtanfälligkeit.
Dopamin und neurologische Erkrankungen
Neben seiner Rolle bei psychischen Erkrankungen ist Dopamin auch an verschiedenen neurologischen Erkrankungen beteiligt, darunter die Dopa-responsive Dystonie (DRD), die Huntington-Krankheit und die hereditäre spastische Paraplegie (HSP).
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Dopa-responsive Dystonie (DRD)
Die Dopa-responsive Dystonie (DRD) ist eine Gruppe von genetischen Störungen, die die Dopaminbiosynthese oder das Recycling beeinträchtigen. Zu den Genen, die mit DRD in Verbindung gebracht werden, gehören GCH1, TH, PTS, SPR und QDPR. Eine umfassende Analyse von DRD-Patienten hat mehrere wichtige Indikatoren für die Diagnose und Behandlung dieser Erkrankung ergeben. Zu diesen Indikatoren gehören Dystonie, L-Dopa-Ansprechbarkeit, frühes Erkrankungsalter und tägliche Schwankungen. Die Forschung hat auch untergruppenspezifische Merkmale identifiziert, wie z. B. Anfälle und Mikrozephalie bei DYT/PARK-PTS, autonome Symptome bei DYT/PARK-TH und DYT/PARK-PTS sowie Schlafstörungen und okulogyre Krisen bei DYT/PARK-SPR.
Huntington-Krankheit
Die Huntington-Krankheit ist eine neurodegenerative Erkrankung, die die für Bewegung, Kognition und psychiatrische Funktionen verantwortlichen Nervenzellen im Gehirn beeinträchtigt. Dopamin spielt eine Rolle bei der Pathophysiologie der Huntington-Krankheit, und die Forschung in diesem Bereich konzentriert sich auf das Verständnis der spezifischen Mechanismen, die beteiligt sind, und auf die Entwicklung von Behandlungen, die auf das dopaminerge System abzielen. Beispielsweise untersucht ein Projekt die Rolle von Dopamin bei der Huntington-Krankheit.
Hereditäre spastische Paraplegie (HSP)
Die hereditäre spastische Paraplegie (HSP) ist eine Gruppe von genetischen Störungen, die durch fortschreitende Schwäche und Steifheit der Beine gekennzeichnet sind. Einige Formen von HSP werden durch Mutationen in Genen verursacht, die an der Dopaminverarbeitung beteiligt sind. So ergab beispielsweise eine Studie von Estrada-Cuzcano, A. et al. (2016), dass Funktionsverlustmutationen im ATP13A2/PARK9-Gen eine komplizierte hereditäre spastische Paraplegie (SPG78) verursachen. Darüber hinaus haben Studien die Genexpression in induzierten pluripotenten Stammzellen (iPSCs) von HSP-Patienten untersucht, um Einblicke in die molekularen Mechanismen der Erkrankung zu gewinnen.
Dopamin und Entscheidungsfindung
Dopamin spielt eine entscheidende Rolle bei Entscheidungsprozessen, insbesondere bei Belohnungslernen und Motivation. Die Forschung hat gezeigt, dass Dopamin die Entscheidungsfindung beeinflusst, indem es Belohnungssignale moduliert und das Lernen durch positive und negative Rückmeldungen erleichtert.
Belohnungslernen
Dopamin ist stark am Belohnungslernen beteiligt, dem Prozess, bei dem gelernt wird, vorherzusagen und zu suchen, was angenehm ist. Studien haben gezeigt, dass Dopaminneuronen im Gehirn als Reaktion auf Belohnungen und prädiktive Reize feuern und so dazu beitragen, das Verhalten zu steuern. Die Forschung in diesem Bereich konzentriert sich auf das Verständnis der neuronalen Schaltkreise und Mechanismen, die dem Belohnungslernen zugrunde liegen, und auf die Entwicklung von Behandlungen, die auf dieses System bei Erkrankungen wie Sucht und Depression abzielen. Beispielsweise untersucht ein von der DFG finanziertes Projekt (Förderzeitraum 2021-2025) den Zusammenhang zwischen Energiestoffwechsel, Motivation und Verhalten über einen längeren Zeitraum. Die Studie zielt darauf ab, die Rolle von Hunger beim menschlichen Belohnungslernen und seinen Zusammenhang mit Stoffwechselzuständen zu untersuchen, wobei der Schwerpunkt auf Dopamin-vermittelten Belohnungslernen in verschiedenen Stoffwechselzuständen bei Frauen und Männern liegt.
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Motivation
Dopamin spielt auch eine Rolle bei der Motivation, dem Prozess, der zielgerichtetes Verhalten antreibt. Studien haben gezeigt, dass Dopamin die Motivation beeinflusst, indem es Aufwand und Belohnung moduliert und Verhalten fördert, das wahrscheinlich zu positiven Ergebnissen führt. Die Forschung in diesem Bereich konzentriert sich auf das Verständnis der neuronalen Schaltkreise und Mechanismen, die der Motivation zugrunde liegen, und auf die Entwicklung von Behandlungen, die auf dieses System bei Erkrankungen wie Apathie und Depression abzielen.
Moralisches Dilemma
Dopamin spielt eine Rolle bei moralischen Entscheidungen. Neuroimaging-Studien haben ergeben, dass zwei verschiedene neuronale Aktivierungspfade zur moralischen Dichotomie beitragen: Stärkere Aktivierungen in emotionsassoziierten Regionen treten häufiger deontologisch als Reaktion auf Dilemmata auf, während stärkere Aktivierungen in kognitionsassoziierten Regionen utilitaristisch sind. Persönliche Eigenschaften (z. B. Empathie, Prosozialität, Risikobereitschaft) und Geschlecht tragen ebenfalls zu Unterschieden in der neurobiologischen Realisierung moralischer Entscheidungen bei. In Verhaltensstudien wurden utilitaristische Reaktionen negativ mit Trait-Empathie und humanisiertem Opfer in Dilemma-Szenarien und positiv mit Psychopathie oder Defiziten in Empathie assoziiert.
Dopamin und Stress
Dopamin interagiert mit Stressreaktionssystemen im Gehirn und beeinflusst sowohl physiologische als auch psychologische Reaktionen auf Stressoren. Die Forschung hat gezeigt, dass Dopamin die Stressreaktivität, die Emotionsregulation und die Anfälligkeit für stressbedingte psychische Störungen beeinflussen kann.
Stressreaktivität
Dopamin kann die Stressreaktivität beeinflussen, d. h. das Ausmaß, in dem eine Person auf Stressoren reagiert. Studien haben gezeigt, dass Dopamin die Aktivität der Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse (HPA-Achse) modulieren kann, die eine wichtige Rolle bei der Stressreaktion spielt. Die Forschung in diesem Bereich konzentriert sich auf das Verständnis der spezifischen Mechanismen, die an der dopaminergen Modulation der Stressreaktivität beteiligt sind, und auf die Entwicklung von Behandlungen, die auf dieses System bei stressbedingten Störungen abzielen. Beispielsweise untersucht ein Projekt die Beziehung zwischen Stressreaktivität und der Verwendung von hormonellen Verhütungsmitteln (OC und LNG-IUS). Die endokrinen Systeme, über die Stresshormone und Sexualhormone gesteuert werden - die Hypothalamus-Hypophysen-Nebennierenrinden-Achse (HPA) und die Hypothalamus-Hypophysen-Gonaden-Achse (HPG) - interagieren miteinander.
Emotionsregulation
Dopamin spielt auch eine Rolle bei der Emotionsregulation, d. h. der Fähigkeit, Emotionen auf adaptive Weise zu modulieren und zu regulieren. Studien haben gezeigt, dass Dopamin die Aktivität von Gehirnregionen beeinflussen kann, die an der Emotionsregulation beteiligt sind, wie z. B. dem präfrontalen Kortex und der Amygdala. Die Forschung in diesem Bereich konzentriert sich auf das Verständnis der spezifischen Mechanismen, die an der dopaminergen Modulation der Emotionsregulation beteiligt sind, und auf die Entwicklung von Behandlungen, die auf dieses System bei Störungen der Emotionsregulation abzielen, wie z. B. Depressionen und Angstzustände. Beispielsweise untersucht ein Projekt, wie sich die Emotionsregulation während der Schwangerschaft verändert und wie diese mit dem Gehirn zusammenhängt. Die Hormon Östradiol wird mit Emotionsregulation, Gehirnaktivität, Gehirnkonnektivität und Gehirnstruktur in Verbindung gebracht.
Stressbedingte psychische Störungen
Eine Dysregulation des Dopaminsystems wird mit einem erhöhten Risiko für stressbedingte psychische Störungen wie Depressionen, Angstzustände und posttraumatische Belastungsstörung (PTBS) in Verbindung gebracht. Die Forschung in diesem Bereich konzentriert sich auf das Verständnis der spezifischen Mechanismen, die an der dopaminergen Beteiligung an diesen Störungen beteiligt sind, und auf die Entwicklung von Behandlungen, die auf dieses System abzielen. Beispielsweise untersucht ein Projekt, ob sich Gehirnstruktur, -funktion und -konnektivität zwischen den Geschlechtern in Bezug auf den Cortisolspiegel unterscheiden. Darüber hinaus werden die Auswirkungen der Verwendung von hormonellen Verhütungsmitteln auf die Stressreaktivität untersucht, um zu klären, warum stressbedingte psychische Störungen wie Depressionen und Angstzustände bei Frauen häufiger auftreten und wie diese mit hormonellen Verhütungsmitteln und dem Hormonhaushalt zusammenhängen.
Klinische Anwendungen
Die Dopaminforschung hat wichtige klinische Anwendungen bei der Behandlung verschiedener Erkrankungen. Einige bemerkenswerte klinische Anwendungen sind:
- Medikamente, die den Dopaminspiegel erhöhen: Medikamente, die den Dopaminspiegel erhöhen, wie z. B. Antidepressiva und Antipsychotika, werden häufig zur Behandlung psychischer Störungen wie Depressionen und Schizophrenie eingesetzt.
- Dopamin-Agonisten: Dopamin-Agonisten, die Dopaminrezeptoren im Gehirn aktivieren, werden zur Behandlung der Parkinson-Krankheit eingesetzt, einer neurodegenerativen Erkrankung, die durch den Verlust von Dopamin-produzierenden Neuronen gekennzeichnet ist.
- Verhaltenstherapien: Verhaltenstherapien, die auf das Belohnungssystem im Gehirn abzielen, wie z. B. die kognitive Verhaltenstherapie (KVT), werden zur Behandlung von Sucht und anderen Erkrankungen eingesetzt, die mit einer Dysregulation des Dopaminsystems einhergehen.
Zukünftige Richtungen
Die Dopaminforschung ist ein dynamisches Feld, das sich ständig weiterentwickelt. Einige vielversprechende zukünftige Richtungen in diesem Bereich sind:
- Entwicklung neuartiger Medikamente, die auf das Dopaminsystem abzielen: Die Entwicklung neuartiger Medikamente, die selektiver und wirksamer auf das Dopaminsystem abzielen, könnte zu verbesserten Behandlungen für eine Vielzahl von Erkrankungen führen.
- Verwendung von Neuroimaging-Techniken, um die Dopaminfunktion im Gehirn zu untersuchen: Die Verwendung von Neuroimaging-Techniken wie fMRT und PET kann wertvolle Einblicke in die Dopaminfunktion im Gehirn und ihre Rolle bei verschiedenen Erkrankungen liefern.
- Untersuchung der Wechselwirkung zwischen Dopamin und anderen Neurotransmittersystemen: Dopamin interagiert mit anderen Neurotransmittersystemen im Gehirn, wie z. B. Serotonin und Glutamat. Die Untersuchung dieser Wechselwirkungen kann zu einem umfassenderen Verständnis der Dopaminfunktion und ihrer Rolle bei verschiedenen Erkrankungen führen.
- Anwendung von maschinellen Lernalgorithmen, um die Geschlechtsidentität zu klassifizieren: Aufbauend auf diesen Erkenntnissen wollen wir nun mehr über die langfristigen Veränderungen der Gehirnstruktur, -funktion und -konnektivität und den Zusammenhang mit der psychischen Gesundheit erfahren. In dieser Studie werden wir daher die Teilnehmer, die an unserer Transitstudie teilgenommen haben, weiterhin beobachten. Dazu werden wir die Teilnehmer zurück ins Labor einladen, um eine strukturelle und funktionelle MRT-Messung, Blutentnahme sowie Stimmungs- und Wohlbefindensfragebögen durchzuführen. Auf diese Weise hoffen wir, die Auswirkungen von GAHT auf das körperliche und geistige Wohlbefinden in dieser Kohorte weiter zu beurteilen.