Neurotransmitters
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Keine Aktion ohne Neurotransmitter!
Die Informationsverarbeitung im Gehirn hängt davon ab, dass Netzwerke von Nervenzellen über Synapsen und Rezeptoren miteinander im Austausch stehen. Aber wie genau kommunizieren die Zellen miteinander?
Und warum macht Schokolade glücklich?
Erfahren Sie hier mehr über Neurotransmitter.
Was sind Neurotransmitter?
Transmitter sind körpereigene chemische Substanzen, die eine signifikante Rolle bei der Übertragung von Informationen zwischen Neuronen im Nervensystem spielen. Sie werden in den Enden von Nervenzellen, den sogenannten Synapsen, freigesetzt und ermöglichen über Rezeptoren die Kommunikation zwischen verschiedenen Nervenzellen oder zwischen Nervenzellen und Zielzellen wie Muskel- oder Drüsenzellen. Es gibt viele verschiedene Arten dieser Botenstoffe, die jeweils spezifische Wirkungsweisen im Nervensystem erfüllen. Dazu gehören bekannte Nervenbotenstoffe wie Dopamin, Serotonin, Acetylcholin, Noradrenalin, GABA (Gamma-Aminobuttersäure) und Glutamat. Jeder dieser Transmitterstoffe spielt eine einzigartige Rolle bei der Regulation von Stimmung, Gedächtnis, Schlaf, Lernen, Bewegungskoordination und vielen anderen wichtigen Prozessen im Körper [1,2].
Was ist die Funktion der Neurotransmitter?
Sie ermöglichen und regulieren die Kommunikation zwischen Neuronen im Nervensystem und spielen eine zentrale Rolle bei der Übertragung von Impulsen über die jeweiligen Rezeptoren [1,2,3]:
- Signalübertragung an Synapsen: Transmitter werden in den Enden von Nervenzellen, den sogenannten Synapsen, freigesetzt. Dort ermöglichen sie über Rezeptoren die Übertragung von Signalen von einem Neuron zum nächsten. Wenn ein elektrisches Signal (Aktionspotenzial) ein Neuron entlang läuft und die Synapse erreicht, löst dies die Freisetzung von Transmitterstoffen aus. Diese diffundieren über den synaptischen Spalt und binden sich an spezifische Rezeptoren auf der Oberfläche des nachgeschalteten Neurons oder der Zielzelle.
- Modulation der neuronalen Aktivität: Nervenbotenstoffe beeinflussen die Erregbarkeit von Neuronen und die Stärke der synaptischen Übertragung. Einige Botenstoffe haben eine erregende Wirkung und fördern die Aktivität von Neuronen, während andere eine hemmende Wirkung haben, indem sie die neuronale Aktivität reduzieren oder hemmen. Durch die Feinabstimmung der neuronalen Aktivität tragen sie zur Regulation von Prozessen wie Bewegung, Wahrnehmung, Gedächtnis, Emotionen und vielen anderen wichtigen Funktionen bei.
- Regulation von Stimmung und Verhalten: Bestimmte Transmitter, wie Serotonin, Dopamin und Noradrenalin, sind eng mit der Regulation von Stimmung, Emotionen und Verhalten verbunden. Ein Ungleichgewicht hiervon kann psychische Störungen wie Depressionen, Angstzuständen und Schizophrenie bedingen.
- Koordination von Bewegung und Muskelkontraktion: Der Nervenbotenstoff Acetylcholin spielt eine entscheidende Rolle bei der Übertragung von Signalen anhand der Rezeptoren zwischen Nerven und Muskeln, was die Koordination von Bewegungen und die Steuerung von Muskelkontraktionen ermöglicht.
Insgesamt sind Transmitter von entscheidender Bedeutung für die ordnungsgemäße Wirkungsweise des Nervensystems und des Körpers als Ganzes. Sie ermöglichen die komplexe Kommunikation und Regulation, die für das Funktionieren des Gehirns und des gesamten Organismus unerlässlich ist.
Wie ist die Wirkung von Neurotransmittern?
Die Wirkung von neuronalen Botenstoffen ist äußerst vielfältig und hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter die Art der Transmitter, die beteiligten Rezeptoren, die betroffenen Gehirnregionen und das zugrunde liegende neurochemische Gleichgewicht. Im Allgemeinen kann ihre Wirkung in zwei Hauptkategorien unterteilt werden [1]:
- Erregende Wirkung: Erregende Nervenbotenstoffe erhöhen die Wahrscheinlichkeit, dass ein Neuron ein Aktionspotential erzeugt und weiterleitet. Beispiele für erregende Neurotransmitter sind Glutamat und Acetylcholin.
- Hemmende Wirkung: Hemmende Nervenbotenstoffe hingegen verringern die Wahrscheinlichkeit, dass ein Neuron ein Aktionspotential erzeugt und weiterleitet. Beispiele für hemmende Botenstoffe sind Gamma-Aminobuttersäure (GABA), Glycin und Serotonin. GABA ist im gesamten Gehirn weit verbreitet und spielt eine zentrale Rolle bei der Regulation von vielen verschiedenen Prozessen, darunter die Modulation von Angst, Stressreaktionen, Schlaf, Bewegungskontrolle und mehr. Serotonin ist auch für seine Rolle als Modulator der Stimmung und des Schlaf-Wach-Zyklus bekannt. Welche Rolle Phenylalanin dabei spielt, erfahren Sie hier.
Was sind die wichtigsten Neurotransmitter?
- Acetylcholin (ACh): Acetylcholin ist ein wichtiger Nervenbotenstoff im zentralen und peripheren Nervensystem. Es spielt eine Schlüsselrolle bei der Übertragung von Signalen an den Synapsen zwischen Neuronen und Muskeln, was Bewegungskoordination und Muskelkontraktion ermöglicht. Es ist auch an kognitiven Prozessen wie Lernen und Gedächtnis beteiligt [1].
- Gamma-Aminobuttersäure (GABA): GABA ist einer der wichtigsten Neurotransmitter mit hemmender Wirkung im zentralen Nervensystem. Es beeinflusst die neuronale Aktivität und trägt zur Regulation von Angst, Stressreaktionen, Schlaf und Bewegungskoordination bei. GABA wird in vielen Bereichen des Gehirns synthetisiert. Diese Neuronen setzen GABA an Synapsen frei, wo es mit Rezeptoren auf den postsynaptischen Neuronen interagiert. GABA ist ein wesentlicher Bestandteil des neurochemischen Gleichgewichts im Gehirn und spielt eine signifikante Rolle bei der Aufrechterhaltung der neuronalen Abläufe und Gesundheit [1,4].
- Glutamat: Glutamat ist der wichtigste erregende Neurotransmitter im Gehirn und spielt eine zentrale Rolle bei der synaptischen Plastizität, Lernen und Gedächtnis sowie bei der Regulation von Bewegung und sensorischen Funktionen über die Rezeptoren der Synapsen. Obwohl Glutamat eine maßgebliche Rolle bei der normalen Gehirnfunktion spielt, kann ein Ungleichgewicht oder eine übermäßige Aktivierung von Glutamat Rezeptoren neuronale Schäden verursachen. Eine übermäßige Aktivität von Glutamat kann beispielsweise zu Zelltod (Neurotoxizität) führen, was bei verschiedenen neurologischen Erkrankungen wie Schlaganfall, traumatischer Hirnverletzung und neurodegenerativen Erkrankungen eine Rolle spielen kann [1].
- Dopamin: Dopamin ist mit Belohnung, Motivation, Bewegungskoordination und zahlreichen anderen Aufgaben verbunden. Es spielt eine entscheidende Rolle bei der Regulation von Emotionen und der Verarbeitung von Belohnungssignalen im Gehirn. Dysfunktionen im dopaminergen System wurden mit verschiedenen neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen in Verbindung gebracht, darunter Parkinson-Krankheit, Schizophrenie, Depression und Suchterkrankungen [1,5].
- Serotonin: Dieser Transmitter ist mit der Regulation von Stimmung, Schlaf-Wach-Zyklus, Appetit, Angst und vielen anderen Funktionen verbunden. Es spielt auch eine Rolle bei der Regulation von Schmerzwahrnehmung und Entzündungsprozessen [1,6]. Tipps und Tricks für einen erholsamen Schlaf haben wir in diesem Artikel für Sie zusammengestellt.
- Noradrenalin (Norepinephrin): Noradrenalin ist ein Transmitter und ein Hormon, das mit der Regulation von Aufmerksamkeit, Wachsamkeit, Stimmung und Stressreaktionen verbunden ist. Es spielt eine wichtige Rolle bei der Aktivierung des Kampf-oder-Flucht-Reaktionssystems [1].
Welche Neurotransmitter werden beim Schokoladenkonsum freigesetzt?
Der Verzehr von Schokolade kann verschiedene Transmitter freisetzen, die dazu beitragen, die Stimmung zu beeinflussen und angenehme Empfindungen zu erzeugen [7]:
- Dopamin: Schokolade enthält Bestandteile wie Zucker und Kakao, die zur Freisetzung von Dopamin beitragen können. Dopamin wird oft mit Belohnung und Vergnügen in Verbindung gebracht, und ein Anstieg des Dopaminspiegels kann angenehme Empfindungen und eine gesteigerte Stimmung bewirken.
- Serotonin: Kakao enthält auch Vorläufermoleküle für die Produktion dieses Transmitters. Serotonin ist mit der Regulation der Stimmung, des Appetits und des allgemeinen Wohlbefindens verbunden. Eine Studie dazu deutet darauf hin, dass der Konsum von Schokolade zumindest weniger unglücklich macht [8].
- Endorphine: Der Genuss von Schokolade kann die Freisetzung von Endorphinen stimulieren. Endorphine sind körpereigene Opioide, die Schmerzen lindern und ein Gefühl des Wohlbefindens erzeugen können. Dies könnte dazu beitragen, warum Schokolade oft als "Trostessen" betrachtet wird.
- Phenylethylamin: Schokolade enthält auch Phenylethylamin, eine Substanz, die auch als "Liebeschemikalie" bezeichnet wird, da sie mit Verliebtheit und Romantik in Verbindung gebracht wird. Es wird angenommen, dass Phenylethylamin die Freisetzung von Dopamin im Gehirn erhöht.
Was passiert wenn Neurotransmitter fehlen?
Das Fehlen bestimmter Transmitter im Hirn und die Nichtbesetzung der jeweiligen Rezeptoren kann zu einer Vielzahl von neurologischen und psychischen Symptomen und Störungen führen [1]:
- Beeinträchtigte Signalübertragung: Ein Mangel an einem bestimmten Nervenbotenstoff kann dazu führen, dass die Signalübertragung zwischen Neuronen über die Rezeptoren der Synapsen gestört ist. Dies kann zu einer verminderten Kommunikation zwischen verschiedenen Gehirnregionen führen, was verschiedene kognitive und Verhaltenssymptome verursachen kann.
- Neurologische Symptome: Einige Neurotransmittermängel können spezifische neurologische Symptome verursachen. Zum Beispiel kann ein Dopaminmangel zu Bewegungsstörungen führen, wie sie bei Parkinson-Krankheit auftreten. Ein Mangel an Acetylcholin kann Gedächtnisprobleme und kognitive Beeinträchtigungen verursachen.
- Psychische Symptome: Transmitter spielen auch eine wichtige Rolle bei der Regulation von Stimmung und Emotionen. Ein Mangel an Serotonin, Dopamin oder Noradrenalin kann Stimmungsstörungen wie Depressionen, Angstzustände oder bipolare Störungen verursachen. Erfahren Sie hier, welche Rolle Tyrosin dabei spielt.
- Andere Symptome: Einige Transmitterstoffe können auch andere Symptome und Störungen verursachen, wie Schlafstörungen, Appetitveränderungen, Schmerzempfindlichkeit und mehr.
Einige Neurotransmittermängel können durch genetische Veranlagungen, neurologische Erkrankungen, bestimmte Medikamente oder Umweltfaktoren verursacht werden.
Die Behandlung von Neurotransmittermängeln kann die Verabreichung von Medikamenten umfassen, die die Neurotransmitterkonzentration erhöhen oder ihre Wirkung über die Synapsen des Gehirns verstärkt. Andere Behandlungsansätze können Verhaltens- und Lebensstiländerungen, Psychotherapie oder andere Interventionen umfassen, die darauf abzielen, die Symptome zu lindern und die Gehirnfunktion zu verbessern [1].
Quellen:
[1] https://www.msdmanuals.com/neurotransmission
[2] https://www.dasgehirn.info/neurotransmitter-botenmolekuele-im-gehirn
[3] https://www.aerzteblatt.de/Wie-die-Ausschüttung-von-Neurotransmittern-an-Synapsen-abläuft
[4] https://www.aerztezeitung.de/Insomnie-Forscher-haben-den-Botenstoff-GABA-im-Fokus
[5] https://www.meduniwien.ac.at/dopamin-weit-mehr-als-nur-der-botenstoff-des-glücks
[6] https://www.meduniwien.ac.at/genauer-mechanismus-bei-serotonin-transport-in-nervenzellen-erforscht
[7] https://www.spektrum.de/macht-schokolade-gluecklich
[8] https://onlinelibrary.wiley.com/da.22950