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Dopamin


Dopamin ist ein ein wichtiger Neurotransmitter und wird wie Serotonin auch als Glückshormon bezeichnet, da es bei einem Flow-Erlebnis ausgeschüttet wird, wobei es in Wechselwirkung mit Noradrenalin steht. Dopamin ist ein neuromodulatorisches Signalmolekül, d. h., es beeinflusst in erster Linie die Erregung von Nervenzellen und regelt so die Signalübertragung im Gehirn.  Dopamin wird von speziellen Neuronen im Mittelhirn gebildet, unter anderem von der Substantia nigra und übernimmt etwa eine zentrale Funktion bei der Steuerung von Muskelbewegungen.  Zuständig ist Dopamin für Motivation, Antrieb, Koordination und Regulierung des Appetits. Dopamin fördert die Weitergabe von Impulsen zwischen den Nervenzellen, wobei die Denkfähigkeit verringert ist, wenn zu wenig Dopamin freigesetzt wird. Anders als die Hirnforschung lange vermutete, ist für das Hochgefühl, wenn Menschen bekommen, wonach sie sich sehnen, nicht das Dopamin selber verantwortlich, sondern diese Rolle kommt erst den körpereigenen Opiaten wie den Endorphinen sowie anderen Botenstoffen wie dem Oxytocin zu. Dopamin ist vielmehr der Neurotransmitter der Belohnungserwartung, d. h., das Dopaminsystem generiert ein tiefes Verlangen und gibt man diesem nach, reagiert das mesocortikolimbische System, das immer dann aktiv wird, wenn man eine Belohnung erwartet. Untersuchungen von Groessl et al. (2018) zeigten, das Dopamin aber nicht nur mit Freude, Lust und Glück in Verbindung steht, denn Dopamin sorgt ja nur für den Antrieb zu Aktivitäten, die glücklich machen können, d. h., es verstärkt die Motivation. Das Gehirn benutzt den Stoff aber auch, um eine mit Angst assoziierte Gedächtnisspur abzuspeichern, d. h., es lehrt auch das Fürchten. Nachgewiesen wurde dies bisher bei Mäusen, dürfte aber in analoger Weise auch beim Menschen in ähnlicher Form wirksam sein.

Leichter Dopaminmangel bewirkt ein Nachlassen der Motivation und Leistung, es kommt mitunter zu Depressionen und Bewegungsstörungen. Eine über längere Zeit andauernde zu hohe Konzentration von Dopamin führt zu Erschöpfung, zur Schädigung der Nervenzellen. Bei einem extremen Dopaminüberschuss kann etwa Schizophrenie auftreten, bei einem extremen Dopaminmangel kann eine Parkinson-Erkrankung entstehen, da die richtigen Informationen für die Bewegungen von Armen und Beinen im Cortex nicht mehr verarbeitet werden. Man hat bei Untersuchungen an Ratten und Menschen herausgefunden, dass Rezeptoren für Dopamin im Frontallappen der Großhirnrinde entscheidend für die zeitliche Steuerung sind, wobei diese Funktion quer durch Tierarten evolutionär hoch konserviert ist, also überlebenswichtig. Bei Parkinson- und Schizophrenie-Patienten sind diese Rezeptoren jedoch abgeschwächt, ebenso wie bei speziell für Untersuchungen gezüchteten Versuchstieren.

Es gibt im Körper verschiedene Dopaminrezeptoren, die verschiedene Wirkungen zeigen, wobei Dopamin und Dopaminrezeptoren auch in unterschiedlichen Gehirnarealen unterschiedliche Effekte auslösen können. Ein Überangebot von Dopamin kann zeitweise dazu führen, dass man extrem glücklich oder glücklicher ist (Kokain), doch der Körper wirkt über komplexe Mechanismen dem Überangebot entgegen, sodass letztendlich wieder teilweise ein Normalzustand erreicht wird. Allerdings ein nur teilweiser Normalzustand, denn durch die Umstrukturierung können andere Prozesse und Funktionen gestört werden und etwa Symptome einer Psychose auslösen.


Übrigens gibt es schon Dopamin-Fasten, wobei man bei dieser Methode über einen gewissen Zeitraum auf grundlegende Freuden des Lebens verzichten muss. Ansatz dafür ist die Überlegung, dass Menschen süchtig nach Dopamin sind, weil sie diesen Neurotransmitter in einer Zeit des Überflusses und des Überangebots so oft und so viel bekommen, wollen sie letztendlich immer mehr davon erhalten. Je häufiger man aber das Dopamin stimuliert, desto höher wird das Verlangen danach. Indem man nun im Zusammenhang mit dem Dopamin-Fasten absichtlich auf einige Dinge verzichtet, die den Dopaminspiegel in die Höhe treiben könnten, kommt es zu einer Art Reset im Kopf, wobei man angeblich nach dem Fasten wieder mehr Energie hat, um die alltäglichen Aufgaben in Angriff zu nehmen. Empfohlen wird dabei das häufigere Aktivieren des Default-Mode-Netzwerks, das typischerweise aktiviert wird, wenn man gar nichts tut, denn in diesem Zustand setzt man das am Tag Erlebte mit sich selbst in Beziehung und verarbeitet es so. Im Grunde ist der Ansatz des Dopamin-Fastens nicht wirklich neu, denn schon Einsiedler, Propheten, Mönche oder indische Asketen haben diese Art des Zurücksetzens bereits praktiziert. Man hat diesem lediglich einen neuen Namen gegeben, der sich auf einen biochemischen Mechanismus bezieht, der vor Jahrhunderten noch unbekannt war. Es handelt sich dabei wohl um einen evolutionär erprobten Mechanismus, sodass es sinnvoll sein kann, eine definierte Zeit lang mit dieser Transmitterausschüttung zu haushalten, vorausgesetzt, es spricht keine Krankheit oder Störung dagegen.
😉 W. S.


Der schwedische Wissenschaftler Arvid Carlsson erkannte 1958 erstmals die Bedeutung von Dopamin als neurologisch aktiver Substanz und wurde hierfür im Jahr 2000 zusammen mit Paul Greengard mit dem Nobelpreis ausgezeichnet. Untersuchungen zeigten in der Folge, dass viele Nervenzellen über spezielle Dopamin-Rezeptoren verfügen, wobei inzwischen fünf verschiedene Formen solcher Anschlussstellen bekannt sind. Die Moleküle bestehen je aus einem Benzolring mit drei kurzen Seitenzweigen, wobei als Grundstoff für die Dopamin-Synthese die Aminosäure Phenylalanin dient, ein häufiger Eiweißbaustein. Trotz seiner relativ geringen Größe ist Dopamin nicht in der Lage, die Blut-Hirn-Schranke zu überwinden, sodass es direkt im Gehirn produziert werden muss, hauptsächlich von Neuronen im Mittelhirn, darunter die schwarze Substanz (substantia nigra), wobei das dort freigesetzte Dopamin als Neurotransmitter eine zentrale Rolle bei der Steuerung von Muskelbewegungen spielt. Dopamin entsteht jedoch nicht nur im Kopf, sondern wird auch in den Nebennieren produziert, in der Bauchspeicheldrüse und sogar von weißen Blutkörperchen. Außerhalb des Gehirns wirkt der Stoff hauptsächlich als Hormon und greift so in Stoffwechselprozesse ein.

Übrigens: Die Erforschung des Gehirnstoffwechsels begann erst mit  der Entdeckung des Dopamins, wonach schrittweise  die weiteren Stoffwechselvorgänge erforscht wurden, bei denen ganz spezifische Neurotransmitter gebildet werden.

Dopamin wird auch mit der Entstehung von Suchterkrankungen im Zusammenhang gesehen, denn das menschliche Verhalten wird durch sowohl durch Belohnung von außen, aber auch durch innere Belohnung verstärkt. Wenn dieser Prozess nicht mehr richtig gesteuert wird, kann es vorkommen, dass man ständig auf der Suche nach noch mehr Belohnung ist, was eine Vorstufe zur Sucht darstellen kann. Irgendwann fällt die Kontrolle über das Aufsuchen von Belohnungen, woraus sich ein krankhaft süchtiges Verhalten entwickelt. Suchtmittel beeinflussen die Dopaminausschüttung und begünstigen damit, dass der Mensch süchtig nach eben diesen Stoffen wird.

Nach neuesten Forschungen gibt es auch eine Verbindung zwischen dem subjektiven Gefühl des Hungers und der Ausschüttung von Dopamin, doch man kann eine Fresssucht allein durch Dopamin wohl nicht regulieren, denn der Einfluss zwischen Botenstoffen und konkretem menschlichen Handeln ist noch kaum erforscht, da hier immer auch noch die kognitive Kontrolle eingreift. So gibt es auch einen starken Zusammenhang mit dem Mikrobiom des Menschen, also der Flora in Magen und Darm, das für die Regulierung der Nahrungsaufnahme entscheidend sein kann, denn je nach Zusammensetzung der dieser Darmbakterien neigen manche Menschen eher zu Übergewicht.

Dopamin bei der Verhaltenssteuerung

Bei Entscheidungen und der Steuerung von Verhalten spielt der Botenstoff Dopamin eine wesentliche Rolle. Jüngst haben Siju et al. (2020) die Funktionen von Dopamin beim Entscheiden und bei der Steuerung von Bewegung untersucht. Ausgangspunkt war die Überlegung, dass Lebewesen eine angeborene Duft- und Geschmackspräferenz haben, wobei attraktive Gerüche etwa mit Nahrung verknüpft sind, während weniger attraktive Düften wie der von verdorbenen Speisen gemieden werden. Auch beim Geschmack haben alle Lebewesen ähnliche Präferenzen, denn Zucker und Fette werden positiv wahrgenommen, ein bitterer Geschmack eher negativ. Für solche Bewertungen benötigt man Signale im Gehirn, die eine Bewertung vornehmen, wobei dabei das dopaminerge System im Gehirn, auch Belohnungssystem, eine zentrale Rolle spielt. Neuronen, die Dopamin produzieren, sind aber auch für viele Erkrankungen relevant, denn Suchtverhalten, Übergewicht oder auch die Parkinson’sche Krankheit stehen damit im Zusammenhang, wobei bei Sucht oder Adipositas das Belohnungssystem durcheinander gerät, während bei Parkinson dopaminerge Neuronen ab sterben und die motorische Steuerung beeinflussen. Forschungen zu Dopamin dazu werden häufig an der Fliege Drosophila melanogaster durchgeführt, da bei dieser Fliege die neuronalen Netze um einiges einfacher aufgebaut sind als beim Menschen und es genetische Manipulationen erlauben, die Rolle von einzelnen Netzwerkkomponenten gezielt ein- und auszuschalten oder zu verändern. Hinzu kommt, dass Dopamin im Gehirn von Menschen und Insekten eine sehr ähnliche Rolle spielt, sodass Dopamin zu den am intensivsten untersuchten Signalen im Gehirn gehört, denn es ist sowohl mit kognitive Phänomenen wie Motivation, Verstärkung, zielorientiertem Verhalten, motorischer Kontrolle und Bewegung, Entscheidungsfindung und Lernen verbunden, als auch in grundlegendere Funktionen wie Fortpflanzung und Übelkeit eingebunden.

Mit Hilfe einer neuen 3D-Bildgebungsmethode konnten Siju et al. (2020) nun zeigen, dass die gemeinsame Aktivität von einem Netzwerk an dopaminergen Neuronen sowohl die angeborene Geruchs- oder Geschmackspräferenz als auch den physiologischen Zustand des Organismus widerspiegelt. Neben sensorischen Reizen wie Gerüchen oder Geschmack nehmen dopaminerge Neuronen auch die Information auf, ob ein Lebewesen in Bewegung ist oder nicht, d. h., die Neuronen können auf innere Verhaltenszustände und äußere Signale reagieren, diese zusammenfügen und damit sowohl kognitive als auch motorische Prozesse unterstützen. Dabei können die Neuronen flexibel und individuell auf die wichtigsten Informationen wie etwa Duft, Geschmack, aber auch Hunger oder die eigene Bewegung reagieren, was für eine ausgewogene Entscheidung wichtig ist, denn ein äußeres Signal kann je nach Zustand einmal gut oder auch einmal schlecht bedeuten. Überraschende war dabei, dass sich dopaminerge Neuronen von Tier zu Tier recht unterschiedlich verhalten, wodurch sich eventuell individuelle Präferenz- und Verhaltensunterschiede von Individuen erklären lassen. Auch zeigte sich, dass die Bewegung eines Tieres nicht nur diese dopaminergen Neurone aktiviert, sondern auch andere Bereiche des Gehirns, die eigentlich nichts per se mit Bewegung zu tun haben.

Dopamin erhöht möglicherweise auch die Risikobereitschaft

Wissenschaftler verabreichten gesunden Probanden entweder ein Medikament, das die Dopaminkonzentration erhöht, oder ein Placebo, und ließ die Teilnehmer ein Glücksspiel spielen, bei dem man abhängig von der Risikobereitschaft größere oder kleinere Geldsummen gewinnen oder verlieren konnte. Versuchspersonen unter dem Einfluss des Medikaments waren dabei eher bereit, ein Risiko einzugehen, um hohe Gewinne zu erhalten, wobei es dabei keine Rolle spielte, um wie viel größer dieser Gewinn im Vergleich zu einer sicheren Wahl war. Auf emotionaler Ebene waren die Probanden allerdings mit kleinen Summen genauso zufrieden wie mit großen. Das war ein deutlicher Unterschied zur Placebogruppe, bei der die Glücksgefühle erwartungsgemäß zunahmen, je mehr Geld erspielt wurde. Erlitten die Versuchsteilnehmer höhere Verluste, nahm die Risikobereitschaft bei beiden Gruppen gleichermaßen ab. Ein hoher Dopaminspiegel macht offensichtlich Belohnungen attraktiver, ohne dass negative Konsequenzen aber völlig außer Acht gelassen werden.

Kurze Definition

Dopamin gehört wie auch das Adrenalin zu den Katecholaminen und ist ein vorwiegend erregend wirkender Neurotransmitter. Verschiedene Krankheitsbilder werden mit Dopamin in Verbindung gebracht, so so findet sich etwa bei Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätssyndrom und Morbus Parkinson ein Mangel, bei Schizophrenie und Psychosen ein Überschuss in bestimmten Gehirnarealen.

Literatur

Groessl, Florian, Munsch, Thomas, Meis, Susanne, Griessner, Johannes, Kaczanowska, Joanna, Pliota, Pinelopi, Kargl, Dominic, Badurek, Sylvia, Kraitsy, Klaus, Rassoulpour, Arash, Zuber, Johannes, Lessmann, Volkmar & Haubensak, Wulf (2018). Dorsal tegmental dopamine neurons gate associative learning of fear. Nature Neuroscience, doi:10.1038/s41593-018-0174-5.
Siju, K.P., Štih, Vilim, Aimon, Sophie, Gjorgjieva, Julijana, Portugues, Ruben & Grunwald Kadow, Ilona C. (2020). Valence and State-Dependent Population Coding in Dopaminergic Neurons in the Fly Mushroom Body. Current Biology, 30, doi: 10.1016/j.cub.2020.04.037.
http://dasgehirn.info/denken/motivation/schaltkreise-der-motivation-986 (13-11-21)
http://www.spektrum.de/news/dopamin-macht-risikofreudiger/1354661 (15-07-05)


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