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Serotonin

    Serotonin ist ein wichtiger Neurotransmitter, der  unter anderem im Zentralnervensystem, im Darmnervensystem, auf das Herz-Kreislauf-System und im Blut wirksam ist, wobei er  den Appetit, den Schlaf-Wach-Rhythmus und das Sexualverhalten regelt und auch an der Steuerung der Körpertemperatur sowie der Schmerzwahrnehmung beteiligt ist. Serotonin spielt eine wichtige Rolle bei der Reizübertragung im Gehirn, wo es in zentralen und peripheren, d.h. außerhalb des zentralen Nervensystems liegenden Nerven gebildet und verwendet wird. Darüber hinaus kommt Serotonin in den enterochromaffinen Zellen der Darmschleimhaut, den Thrombozyten und den basophilen Granulozyten, also den Blutplättchen und bestimmten weißen Blutkörperchen, vor. Serotonin kommt nur zu etwa fünf Prozent im Zentralnervensystem vor, der größte Teil wird im Verdauungssystem (Gastrointestinaltrakt) gebraucht, davon 90 Prozent in den enterochromaffinen Zellen der Darmschleimhaut und nur zehn Prozent im Nervensystem des Darms.

    Serotonin regelt etwa im Auge den Augendruck, wirkt im Magen-Darm-Trakt aktivierend und fördert die Blutgerinnung. In der Skelettmuskulatur weitet es, in der Lunge und in den Nieren verengt es die Blutgefäße. Derzeit sind sechzehn Serotonin-Rezeptoren im Menschen bekannt, die für die vielfältigen Wirkungen des Hormons verantwortlich sind, wobei unter anderem auch das Ruhezustandsnetzwerk von Serotonin beeinflusst wird. Serotonin ist an der Modulation von kognitiven Funktionen wie Aufmerksamkeit, Lernen und Gedächtnisbildung beteiligt, indem es die neuronale Kommunikation im Gehirn beeinflusst und die Informationsverarbeitung verbessert.

    Darüber hinaus greift Serotonin aber auch direkt in sensorische Informationsprozesse ein, wie Azimi et al. (2020) am Mausmodell gezeigt haben. Mittels implantierter Lichtleitersonden wurden gezielt serotonerge Nervenzellen aktiviert und in Kombination mit bildgebenden Verfahren konnte man beobachten, dass ein Anstieg des Serotoninlevels im visuellen Cortex, der Seheindrücke verarbeitet, eine Abschwächung von Aktivitäten aufgrund visueller Reize, und eine Abschwächung von Signalen interner Kommunikation bewirkt. Dafür sind vornehmlich zwei verschiedene Rezeptortypen verantwortlich, was unerwartet war, da beide Rezeptoren sowohl gemeinsam in bestimmten Nervenzellen auftreten als auch auf unterschiedlichen Zelltypen verteilt sind. Durch die getrennte Regelung interner und externer Signalstärken können offenbar verschiedene Informationen im Gehirn aufeinander abgestimmt werden. Ein niedriger Serotoninspiegel, wie er während der nächtlichen Schlafphase auftritt, begünstigt offenbar die gehirninterne Kommunikation und somit möglicherweise die wichtige Funktion des Träumens. Fehlfunktionen beim Zusammenspiel dieser Rezeptoren könnten allerdings die Gefahr bergen, dass verschiedene Informationskanäle aus dem Gleichgewicht geraten. So könnten genetisch bedingte Fehlverteilungen von Serotoninrezeptoren dauerhaft ein Ungleichgewicht zwischen Außenwelt und Innenwelt erzeugen, ähnlich wie man es bei den Krankheitsbildern von Depression oder Autismus beobachten kann. Auf Grund dieser Ergebnisse kann man die Wirkweise von Serotonin im Gehirn besser verstehen und damit die Forschung an Medikamenten zu fördern, die durch spezifische Rezeptorwirkung Menschen mit serotoninbedingten psychischen Erkrankungen helfen.

    Serotonin steht wesentlich im Zusammenhang mit Schlaf und Stimmung, denn bei zu wenig Serotonin kann es zu depressiven Verstimmungen kommen, während zu viel Serotonin Unruhe hervorrufen kann. Serotonin ist auch an der Regulation des Schlaf-Wach-Zyklus beteiligt, beeinflusst die Einschlafzeit, die Schlafqualität und das Aufwachen, wobei ein Mangel an Serotonin kann zu Schlafstörungen führen. Übrigens steht der Neurotransmitter auch möglicherweise mit dem plötzlichen Kindstod in Verbindung. Das plötzliche Kindstodsyndrom bzw. kurz der plötzliche Kindstod ist die Hauptursache für die postneonatale Säuglingssterblichkeit, wobei dieser in der Regel mit einer Schlafphase verbunden ist. Haynes et al. (2023) haben in einer früheren Untersuchung bereits Hinweise auf serotonerge Anomalien in der Medulla (z. B. veränderte Serotonin (5-HT)1A-Rezeptorbindung) bei SIDS-Fällen gefunden, d. h., dass der Serotonin-2A/C-Rezeptor eine entscheidende Rolle bei der Atmung im Schlaf spielt. Bei Nagetieren trägt die Aktivierung dieses Rezeptors zum Wachwerden und zur Atemkontrolle bei und dies schützt das Gehirn vor Sauerstoffmangel im Schlaf. Wenn also der Rezeptor nicht korrekt ausgebildet ist, könnte dieser diesen Schutzmechanismus geschwächt sein oder sogar ausfallen. Landläufig wird Serotonin durch seine anregende Wirkung auch als Glückshormon bezeichnet, und wirkt wie die meisten Botenstoffe nicht nur über den synaptischen Spalt, sondern wird auch auf anderen Wegen im Körper verteilt. Der Serotoninspiegel eines Menschen kann zwar durch einen Bluttest erhoben werden, doch die Werte allein sagen wenig darüber aus, wie viel Serotonin tatsächlich im Gehirn ankommt, wo es seine Wirkung entfalten kann. Auch Urintests geben keine genaueren Auskünfte über den Serotoninspiegel. Eher sollte man auf potenzielle Symptome achten, die auf einen Serotoninmangel hindeuten, etwa Stressgefühle, Nervosität, Angstzustände, Heißhunger, starke Empfindlichkeit bei Schmerzen und Schlafprobleme, d. h., wenn man etwa ständig müde ist, aber nicht schlafen kann.

    Manche Depressionen gehen vermutlich auf einen Serotoninmangel zurück, wobei einige Antidepressiva daher versuchen, den Serotoninstoffwechsel der Neuronen zu verändern, jedoch sprechen etwa ein Drittel bis ein Viertel der Behandelten auf die Serotonin-Wiederaufnahmehemmer nicht an, d. h., bei diesen Menschen hat die Depression vermutlich nichts mit dem Serotonin-System zu tun, sondern die Ursachen liegen vermutlich bei anderen Botenstoffen. Die Serotoninmenge kann man grundsätzlich nicht von außen beeinflussen, auch der Genuss von Schokolade, in der Serotoninvorläufer enthalten sind, erhöht den Serotoninspiegel im Gehirn nicht. Medikamente wie Serotoninwiederaufnahme-Hemmer verlangsamen die Wiederaufnahme des Transmitters in den Zellen, womit  die Menge des verfügbaren Serotonins im synaptischen Spalt gezielt erhöht wird. Man erhofft dadurch, dass  genug Serotonin vorhanden ist, womit einer Depression oder Angsterkrankung entgegengewirkt wird, doch läuft dieser Prozess nicht innerhalb von Stunden ab,  sondern dauert längere Zeit, bis sich eine Depression durch diese Medikamente verringert.

    Serotonin-Wiederaufnahmehemmer wie Fluoxetin, Fluvoxamin, Paroxetin, Sertralin, Citalopram oder Escitalopram sind Antidepressiva, die am Serotonin-Transporter ihre Wirkung entfalten und dabei die Serotonin-Konzentration in der Gewebeflüssigkeit des Gehirns erhöhen, wobei sie an anderen Monoamin-Transportern nicht oder nur schwach wirken. Darin unterscheiden sie sich von den älteren trizyklischen Antidepressiva und werden deshalb als selektive Serotonin-Wiederaufnahmehemmer bezeichnet. Obwohl bis heute nicht geklärt ist, wie sich diese psychische Störung im Gehirn tatsächlich manifestiert, entwickeln Pharmaunternehmen zahlreiche Anti­depressiva, die diesen Serotoninmangel beheben sollen, wobei Arzneien mit anderen Wirk­mechanismen depressive Beschwerden aber womöglich schneller und effektiver lindern könnten. Medikamente, die die Serotoninkonzentration erhöhen, sollen das Ungleichgewicht korrigieren und so die Stimmung der Betroffenen heben, allerdings ist mittlerweile geklärt, dass die verlockend einfache Erklärung falsch ist.

    Diese Serotoninhypothese stammt aus dem Jahr 1969, denn man hatte bemerkt, dass ein Abbauprodukt des Moleküls in der Gehirnflüssigkeit von depressiven Patienten in geringeren Mengen vorkam als bei Gesunden. Wissenschaftler schlugen daraufhin vor, Depression würde ein Mangel an Serotonin zu Grunde liegen, wobei das Modell in die medizinischen Fachbücher einging und wird immer noch zitiert, obwohl klar ist, dass die einfache Erklärung falsch ist. Als die These entstand, gab es bereits erste stimmungsaufhellende Medikamente, doch warum sie wirkten, war unklar, und sie wurden auch nicht gezielt als Antidepressiva entwickelt, sondern durch Zufall als solche entdeckt.

    Das Serotonin-Syndrom

    Der menschliche Körper kann übrigens Serotonin nicht alleine herstellen, sondern man muss es diesem zuführen, und zwar durch das, was man isst. Zwar gibt es Lebensmittel, die viel Serotonin enthalten, doch wichtig ist auch, wie das Serotonin in den Körper gelangt. Dabei spielt die Aminosäure L- Tryptophan eine entscheidende Rolle, denn sie kann die Blut-Hirn-Schranke passieren und so tatsächlich ins Gehirn gelangen. Dort gibt es Neuronen, die aus der Aminosäure Serotonin bilden können. Daher ist es wichtig, Lebensmittel zu essen, die diese Aminosäure enthalten, etwa Nüsse, Eier, Geflügel und Fisch aber auch Schokolade, wobei es bei dieser eher um Dopamin geht, was mit dem Belohnungssystem zu tun hat. Wichtig ist auch, möglichst zur gleichen Zeit schlafen zu gehen, denn das hält die Botenstoffe des Schlaf-Wach-Rhythmus im Gleichgewicht, wobei auch hier Serotonin eine wichtige Rolle spielt, denn es ist eine Vorstufe vom Melatonin, dem Schlafhormon (s. u.).

    Es gibt jedoch Fälle, in denen ein Zuviel an Serotonin im Gehirn Probleme mit sich bringt, sodass der Überschuss dieses Botenstoffes zu körperlichen und psychischen Beschwerden führen kann, wobei dieses Syndrom eine oft verkannte aber seltene Nebenwirkung einer Behandlung mit Antidepressiva darstellt. Dabei besteht die Gefahr, dass das Syndrom mit Symptomen der Grunderkrankung wie der Depression verwechselt wird, da sich die Beschwerden ähneln können. Ein solcher Serotoninüberschuss und daraus folgend ein Serotoninsyndrom werden meist durch eine Überdosierung von Antidepressiva verursacht, wobei nach Ansicht von Experten vor allem eine Kombination von Antidepressiva mit Bedacht zu wählen ist, damit es zu keiner Überdosierung kommt. Auch bei der Umstellung von einem Antidepressivum zu einem anderen ist Vorsicht geboten, ebenso bei der Steigerung der Dosis, d. h., man sollte mit Antidepressiva niemals selbstständig experimentieren und diese immer genau nach ärztlicher Absprache einnehmen. Will man ein Antidepressivum absetzen, die Dosis erhöhen oder ein anderes Präparat versuchen, sollte man mit seinem behandelnden Arzt darüber sprechen und gemeinsam eine Lösung suchen.

    Gefährlich sind Kombinationen von Antidepressiva und MAO-Hemmern, die bei Depressionen und Parkinson eingesetzt werden und die Wirkung dieser beiden Medikamentengruppen sollte sich auch nicht überlappen. MAO-Hemmer sollten mindestens eine Woche vorher abgesetzt werden, bevor man Antidepressiva einnimmt. Durch eine Erhöhung des Neurotransmitters Serotonin im zentralen Nervensystem kann es zu psychischen und körperlichen Störungen kommen, wobei in den meisten Fällen die Symptome eines Überschusses eher leicht und harmlos sind und es nur in ganz seltenen Fällen ein lebensbedrohlicherer Notfall eintreten kann. Mögliche Symptome auf psychischer Ebene sind Unruhe, Ängstlichkeit, Ruhelosigkeit, Verwirrtheitszustände, Euphorie, Hyperaktivität, Desorientiertheit, Müdigkeit, Antriebslosigkeit. Körperlich kann es zu Muskelzuckungen, Zittern, schmerzhaften Muskelverhärtungen, Blutdruckschwankungen, Kopfschmerzen, Atemnot, Übelkeit, Durchfall und Schüttelfrost kommen. In seltenen, schweren Fällen ist Herzrasen und gefährlicher Anstieg der Körperkerntemperatur mit Schweißausbrüchen und sogar Koma möglich. Die Symptome treten dabei zeitverzögert nach der Einnahme oder bei einer Dosiserhöhung der Medikamente auf, wobei die meisten Fälle eines Serotonin-Syndroms innerhalb von 24 Stunden beobachtet werden. Ein gewisses Problem bei der Diagnose des Serotoninsyndroms ist die Tatsache, dass es keine routinemäßige Messung von Serotonin gibt, denn eine Messung im Gehirn wäre sehr aufwändig und teuer und sie ist auch nicht zielführend. Bei leichtem oder mittlerem Serotonin-Überschuss genügt ein Pausieren oder Absetzen der Antidepressiva, d. h., nach ein oder zwei Tagen ohne Antidepressiva müssten die Symptome abklingen.

    Jedoch sind nicht nur Medikamente serotoninsteigernd, sondern auch andere Maßnahmen spielen eine gewisse Rolle:

    Lichttherapie: Bei der Lichttherapie wird das Sonnenlicht durch eine spezielle Lampe nachempfunden. Ihre Wirkung ist wissenschaftlich erwiesen und wird bei Depressionen eingesetzt. Lichttherapie steigert den Serotoningehalt im Gehirn, es wirkt demnach wie ein Antidepressivum, jedoch in geringerem Ausmaß.

    Ernährung: Serotonin spielt eine wichtige Rolle bei der Regulierung des Appetits und des Essverhaltens, beeinflusst das Sättigungsgefühl und den Heißhunger auf kohlenhydratreiche Lebensmittel, wobei ein Ungleichgewicht im Serotoninsystem zu Essstörungen wie Bulimie oder Binge-Eating führen kann. Das allermeiste Serotonin befindet sich im Magen-Darm-Trakt (95 Prozent) und nicht im Gehirn. Es ist daher nicht verwunderlich, dass man durch die Nahrungsaufnahme den Serotoninspiegel heben kann. Durch den Verzehr z.B. von Bananen, Kiwi und Schokolade lässt sich das Serotonin im Körper steigern. Das hat mit dem Serotoninspiegel im Gehirn aber nur in geringem Ausmaß etwas zu tun, denn das im Körper gebildete Serotonin kann die Blut-Hirn-Schranke nur in sehr kleinem Ausmaß überwinden. Serotoninhältige Nahrungsmittel können jedoch auch indirekt zur Serotoninsteigerung im Gehirn beitragen, denn sie regen im Gehirn die Bildung von Neurotransmittern an, was wiederum zur Bildung von Serotonin im Gehirn führt. Schlussfolgerung: Durch bestimmte Nahrungsmittel lässt sich zwar auch das Serotonin im Gehirn etwas steigern, aber nicht in dem Maße, als dass es zu einem unerwünschten Syndrom führen könnte. Das Gleiche gilt für Nahrungsergänzungsmittel. „Sie sind zwar teuer, man kann damit aber kaum einen merklichen Effekt im Gehirn bewirken“, sagt Zaunmüller. Ein großer Teil des Serotonins  spielt eine bedeutsame Rolle bei der Regulierung der Darmbewegungen und der Funktion des Magen-Darm-Trakts.

    Sport: Der Effekt einer indirekten Steigerung des Glückshormons im Gehirn lässt sich auch mit Ausdauersport erzielen. Serotonin wird durch die essentielle Aminosäure Tryptophan gebildet. Je mehr Tryptophan vorhanden ist, desto mehr Serotonin kann produziert werden. Durch Sport wird Tryptophan dem Körper vermehrt zur Verfügung gestellt. Sport zu betreiben erhöht auf diesem Weg den Serotonin-Spiegel. Ein Serotonin-Syndrom kann damit aber keinesfalls ausgelöst werden. Man kann durch exzessiven Sport und massenhaften Verzehr von Schokolade & Co demnach keinen schädlichen Überschuss von Serotonin herbeiführen.

    Aggression und Serotoninspiegel

    Bei der Kontrolle von Aggressionen spielt der Sertoninspiegel eine Rolle, wobei dieser bei aggressivem Verhalten vermindert ist. Nach Studien von Berend Olivier (Universität Utrecht) gibt es im Gehirn von Menschen und Tieren Mechanismen, die Aggression steuern, wobei diese Steuerung von Aggression zwar auf genetischen Voraussetzungen beruht, aber auch die Erziehung in der Aggressionsverarbeitung eine wesentliche Rolle spielt. Bei sehr aggressiven Menschen ist das Serotonin-System weniger aktiv als bei normalen Menschen. Pharmakologen züchteten Mäuse, bei denen im Gehirn bestimmte Rezeptoren ausgeschaltet wurden und ein Teil des Serotonin-Systems außer Kraft gesetzt ist. Diese Tiere waren in der Folge nicht mehr fähig, ihre Aggressionen zu unterdrücken (Stangl, 2015).

    Tryptophan in warmer Milch fördert Serotoninproduktion nur bedingt

    Der klassische Hinweis, dass warme Milch zum Schlaf verhilft, ist teilweise richtig, da Milch reich an Tryptophan ist, einer schlaf-induzierenden Aminosäure, wobei das L-Tryptophan im menschlichen Gehirn zur Produktion von Serotonin benötigt wird. Ein hoher Serotoninspiegel ist somit auch eine Basis für guten Schlaf, doch muss das Tryptophan in der Milch die Blut-Hirn-Schranke überwinden, was proteinreichen Lebensmitteln wie Milch tnicht von selbst gelingt, sondern zusätzlich müssen Lebensmittel mit hohem Kohlenhydratanteil gegessen werden, die ihrerseits die Insulin-Produktion steigern, das dem Gehirn die Aufnahme des in der Milch enthaltenen Tryptophans erst ermöglicht. Vermutlich handelt es sich bei der alten Weisheit eher um einen Placebo-Effekt (Silber & Schmitt, 2010).

    Literatur

    Azimi, Z., Barzan, R., Spoida, K., Surdin, T., Wollenweber, P., Mark, M. D., Herlitze, S. & Jancke, D. (2020). Separable gain control of ongoing and evoked activity in the visual cortex by serotonergic input. E-Life, doi:10.7554/eLife.53552.
    Deeg, J. (2021). Die Mär vom Glückshormon. Gehirn&Geist 1.
    Haynes, Robin L., Trachtenberg, Felicia, Darnall, Ryan, Haas, Elisabeth A., Goldstein, Richard D., Mena, Othon J., Krous, Henry F. & Kinney, Hannah C. (2023). Altered 5-HT2A/C receptor binding in the medulla oblongata in the sudden infant death syndrome (SIDS): Part I. Tissue-based evidence for serotonin receptor signaling abnormalities in cardiorespiratory- and arousal-related circuits. Journal of Neuropathology & Experimental Neurology, 82, 467-482.
    Silber, B.Y. & Schmitt, J. A. (2010). Effects of tryptophan loading on human cognition, mood, and sleep. Neurosci Biobehav, 34, 387-407.
    Stangl, W. (2015). Aggression und Serotoninspiegel. [werner stangl]s arbeitsblätter.
    WWW: https://arbeitsblaetter.stangl-taller.at/EMOTION/Aggression2.shtml#Die%20Wahrnehmung%20von%20Gewalt (15-11-21)
    Stangl, W. (2023, 1. Juni). Der plötzliche Kindstod und Serotonin. Stangl notiert ….
    https:// notiert.stangl-taller.at/praxiswissen/der-ploetzliche-kindstod-und-serotonin/
    Thomas Hartl in OÖN Gesundheit vom 8. April 2016.
    https://de.wikipedia.org/wiki/Serotonin-Wiederaufnahmehemmer (15-11-12)
    http://www.br.de/radio/bayern2/wissen/gesundheitsgespraech/themen/botenstoffe-neurotransmitter-demenz-100.html (15-09-17)


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    Ein Gedanke zu „Serotonin“

    1. Kaffeeverzichter

      Wer seinen Serotoninspiegel auf natürliche Weise erhöhen möchte, sollte zu Lebensmitteln greifen, die reich an Tryptophan sind. Dazu gehören zum Beispiel Kakaoprodukte wie Schokolade sowie Bananen, Pflaumen, Avocado und Kiwi. Vitamin D und Omega-3-Fettsäuren wirken sich positiv auf den Serotoninspiegel aus. Verzichten sollte man hingegen auf Kaffee: Serotonin kann vom Körper weniger effizient hergestellt werden, wenn Kaffee die Synthese stört.

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