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Nicht nur „Belohnungshormon“ – die vielfältigen Wirkorte von Dopamin

Dopamin ist ein vielfältiger und wichtiger Neurotransmitter im menschlichen Körper. Obwohl es normalerweise vor allem als „Belohnungs“-Neurotransmitter betrachtet wird, hat es innerhalb seiner vier im folgenden behandelten Hauptsignalwege unterschiedliche Funktionen. Dopamin-Signalwege sind neuronale Verbindungen, bei denen Dopamin, einer der im Bereich von Motivation und Abhängigkeiten einflussreichsten Neurotransmitter, in verschiedenartigen Bereichen des Gehirns arbeitet, um wichtige Informationen wie exekutives Denken, das Erkennen, das Gefühl der Belohnung und des Vergnügens sowie freiwillige motorische Bewegungen zu vermitteln. Dieser Artikel behandelt diese vier hauptsächlichen Wirkbereiche, in denen die Signalvermittlung auf Dopamin beruht.

Dopamin ist ein wichtiger Neurotransmitter im menschlichen Körper. Es wird bekanntermaßen bei Aktivitäten ausgeschüttet, die glücklich machen, wie z. B. Bewegung & Sport, Hobby, Musik, soziale Interaktion, sexuelle Aktivität, Nahrungsaufnahme usw. Zudem setzt eine Rückkopplung ein, die dazu motiviert, genau diejenigen Dinge zu wiederholen, die durch die Dopaminausschüttung glücklich gemacht haben. So steigt die Motivation und lenkt die Aufmerksamkeit auf Ziele, die mit einem guten Gefühl verbunden sind. Dein Gehirn „belohnt“ uns also jedes Mal, wenn man einen Schritt in Richtung der individuell gesteckten Ziele macht.

Leidet jemand aber an einem Mangel, möglicherweise durch eine biologische Prädisposition, wird auch bei Dingen, die normalerweise glücklich gemacht hätten, wenig(er) Dopamin ausgeschüttet – der positive Rückkopplungseffekt bleibt aus oder ist zumindest so stark verringert, dass nicht die übliche oder mögliche Freude aufkommt. 

Obwohl Dopamin, wie in den vorigen Abschnitten beschrieben, vor allem als „Belohnungs“-Neurotransmitter bekannt ist, hat es an unterschiedlichen Stellen innerhalb seiner vier hauptsächlichen Wirkorte verschiedene, teils gänzlich andere Funktionen. Diese sogenannten ‚Dopaminwege‘ sind neuronale Verbindungen, bei denen Dopamin in verschiedenartigen Bereichen des Gehirns zur Signalvermittlung verwendet wird, um wichtige Informationen wie das exekutive Denken, das Erkennen des ‚Außen‘, das Gefühl von Belohnung und des Vergnügens sowie freiwillige motorische Bewegungen zu vermitteln:

  1. Der mesolimbische Weg ist mit Motivation und Emotionen verbunden und wird mit Suchtverhalten und Schizophrenie in Verbindung gebracht.
  2. Der mesokortikale Weg ist dem Bereich der aktiven Gehirnleistungen zugeordnet, wie Kurzzeitgedächtnis und Entscheidungsfindung. Auch hier sind Zusammenhänge zu abhängigem Verhalten zu finden.
  3. Der Nigrostriatalweg steuert Körperbewegungen; eine Schädigung dieses Weges kann hauptursächlich zur Entwicklung der Parkinson-Krankheit beitragen.
  4. Der tuberoinfundibuläre Signalweg schließlich spielt eine Rolle bei mütterlichem und nährendem Verhalten sowie bei der Hormonregulation.

Diese vier Wege werden im Folgenden behandelt. Die Reihenfolge ist dabei frei gewählt und entspricht keiner hierarchischen Gliederung.

 

Mesolimbischer Dopaminweg

Der erste wichtige Dopaminweg ist der mesolimbische Weg. Dieser Weg ist stark an dem bekanntesten Funktionsprinzip von Dopamin beteiligt: ​​Vergnügen und Belohnung. Dieser Weg beginnt im ventralen tegmentalen Bereich (engl.: „ventral tegmental area“, VTA). Das VTA bedeckt einen Teil des Mittelhirns und projiziert dopaminerge Aktionspotentiale auf einen anderen Bereich des Gehirns, der als Nucleus Accumbens (NAc) bezeichnet wird.1 Hier im NAc vermittelt Dopamin in erster Linie Gefühle der Freude und Belohnung. Wann immer eine Person auf lohnende oder angenehme Reize (wie Essen, sexuelle Aktivität, Drogen usw.) trifft, wird Dopamin freigesetzt und sendet Signale vom VTA an das NAc, wodurch positive Gefühle entstehen, die das Verhalten be- und verstärken.

Die Stimulation des NAc ist wichtig für die Aufrechterhaltung unserer täglichen Aktivität. Eine Überstimulation kann jedoch zu einem intensiven Verlangen, auch „Craving“, nach dem Zustand führen, das den NAc stimuliert. Diversese Substanzen erhöhen direkt die dopaminerge Aktivität innerhalb des mesolimbischen Weges und erzeugen intensive Gefühle bis hin zur Euphorie. Die Überwindung intensiver Heißhungerattacken, die Funktionsstörungen im mesolimbischen Signalweg unterstreichen, kann schwierig sein. Eine Psychotherapieherapie, ggf. gekoppelt mit medikamentöser Unterstützung können jedoch helfen, Kontrolle über dieses Verlangen zu erlangen3.

Der mesolimbische Pfad wird manchmal auch als Belohnungspfad bezeichnet, da er bei Susbtanz- und Verhltensabhängigkeiten eine wichtige Rolle spielt. Von Substanzen wie Alkohol, Nikotin, (Meth)Amphetamin, Kokain, Heroin usw. wird angenommen, dass sie einen Dopaminschub auf dem mesolimbischen Weg verursachen, der einen euphorischen Effekt hervorruft. Wenn der Konsum chronifiziert, gleicht das Gehirn diese Dopaminschwankungen aus, indem es die Anzahl der verfügbaren Dopaminrezeptoren verringert, sodass ein Süchtiger immer mehr einer Substanz benötigt, um dasselbe Gefühl zu erzeugen. Dieser als Toleranz bezeichnete Effekt stellt eine Hauptursache für das Entstehen und die Aufrechterhaltung von Abhängigkeiten sowie von Überdosierungen dar.

 

Mesokortikaler Dopaminweg

Der zweite Weg wird als mesokortikaler Weg bezeichnet. Wie im mesolimbischen Weg stammen dopaminerge Projektionen innerhalb des mesokortikalen Weges aus dem VTA. Vom VTA aus wandern Aktionspotentiale in Gebiete des präfrontalen Kortex (engl.: „prefrontal cortex“; PFC). Der PFC ist stark an der Wahrnehmung, dem Arbeitsgedächtnis und der Entscheidungsfindung beteiligt2. Wenn also eine Funktionsstörung innerhalb dieses Weges auftritt, kann es zu geringerer Konzentrationsfähigkeit und der Unfähigkeit kommen, Entscheidungen zu treffen.

Die Einnahme bestimmter Substanzen (welche teilweise auch als Medikamente verschrieben werden können) kann die Freisetzung von Dopamin im mesokortikalen Weg hochregulieren, was wiederum die Wahrnehmung und Aktivität im PFC erhöht. Obwohl dieser Anstieg des Dopamins im mesokortikalen Weg die Wahrnehmung unterstützen kann, kann er unbeabsichtigte Nebenwirkungen im mesolimbischen Weg (sieh obiger Abschnitt „Mesolimbischer Dopaminweg“) bewirken. Daher sollten alternative Dopamin-erhöhende Medikmente in Betracht gezogen werden, um die Wahrnehmung zu unterstützen und gleichzeitig eine mesolimbisch verortete Abhängigkeit zu vermeiden3.

 

Nigrostriataler Dopaminweg

Der nächste Dopaminweg ist der Nigrostriatalweg, der an der motorischen Planung beteiligt ist. Wie der Name schon sagt, beginnen die Dopaminprojektionen in der Substantia Nigra und gehen zum Caudate und Putamen, Teilen der Basalganglien. Dieser Weg enthält rund 80% des Dopamins im Gehirn.

Dopaminerge Neuronen im Nigrostriatalweg stimulieren eine gezielte Bewegung. Eine verringerte Anzahl von Dopamin-Neuronen auf diesem Weg ist ein Hauptaspekt der Beeinträchtigung der Motorik. Darüber hinaus stören D2-Antagonisten wie Antipsychotika der ersten Generation den Nigrostriatalweg und können extrapyramidale Symptome verursachen. Diese Bewegungsstörungen können Krämpfe, Kontraktionen, Zittern, motorische Unruhe, Parkinson und Spätdyskinesien (unregelmäßige / ruckartige Bewegungen) umfassen2.

 

Tuberoinfundibulärer Dopaminweg

Der letzte Dopaminweg ist der tuberoinfundibuläre Weg. Die Dopamin-Neuronen auf diesem Weg beginnen in den bogenförmigen und periventrikulären Kernen des Hypothalamus und projizieren in die infundibuläre Region des Hypothalamus, insbesondere in die mittlere Eminenz. Auf diesem Weg wird Dopamin in den Portalkreislauf freigesetzt, der diese Region mit der Hypophyse verbindet. Hier hemmt Dopamin die Prolaktinfreisetzung.

Prolaktin ist ein von der Hypophyse ausgeschiedenes Protein, das die Milchproduktion ermöglicht und wichtige Funktionen im Stoffwechsel, in der sexuellen Befriedigung (gegen die Erregungswirkung von Dopamin) und im Immunsystem hat. Die Blockierung der D2-Rezeptoren, wie sie bei Antipsychotika üblich ist, verhindert die Hemmfunktion von Dopamin und erhöht so den Prolaktinspiegel im Blut2. Ein Anstieg des Prolaktins kann den Menstruationszyklus, die Libido, die Fruchtbarkeit, die Knochengesundheit oder die Galaktorrhoe beeinflussen4.

 

Zusammenfassung

Dopamin ist weit mehr als nur ein Genuss-/Belohnungs-Neurotransmitter. Obwohl Dopamin diese Rolle im mesolimbischen Signalweg spielt, spielt es auch eine wichtige Rolle bei der Hormonfreisetzung, der Kognition und Bewegung. Vor allem bei Abhängigkeitserkrankungen spielt die Erregung des Belohnungssystems mittels Dopaminausschüttung sowie die bereits die Erwartungshaltung auf gewünschte Reize eine zentrale Rolle. Siehe hierzu die Artikel in diesem Blog, die Dopamin und andere Transmittersysteme thematisch behandeln:

 

Quellen:

  1. Adinoff B (2004). Neurobiologic Processes in Drug Reward and Addiction. In: Harvard Review of Psychiatry, 12(6), 305–320.
    doi: 10.1080/10673220490910844
  2. Guzmán F (2012). The Four Dopamine Pathways Relevant to Antipsychotics Pharmacology. Retrieved November 15, 2016, from http://psychopharmacologyinstitute.com/antipsychotics-videos/dopamine-pathways-antipsychotics-pharmacology/
  3. Yadav S K, Prakash J, Chouhan S, Westfall S, Verma M, Singh TD, Singh SP (2014). Comparison of the neuroprotective potential of
    Mucuna pruriens seed extract with estrogen in 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP)-induced PD mice model.
    In: Neurochemistry International, 65, 1-13. doi:10.1016/j.neuint.2013.12.001
  4. Majumdar A, Manga NS (2015). Hyperprolactinemia. In: Principles and Practice of Controlled Ovarian Stimulation in ART (pp. 319-328).
    Springer India.

Über den Autor

Dr. Martin Weinand

Martin hat an der Universität zu Köln das Studium der Biologie aufgenommen, weil ihn seit seiner Kindheit die Prozesse des Lebens faszinieren. Nach seiner Promotion in Biochemie und Molekularbiologie ist er Forscher für Pharmakogenetik und personalisierte Medizin an der Lifespring Privatklinik.

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