Dopamin: Funktionen und Wirkmechanismus

Dopamin ist ein Neurotransmitter, der von einer Vielzahl von Tieren, einschließlich Wirbeltieren und Wirbellosen, produziert wird. Es ist der wichtigste Neurotransmitter des Zentralnervensystems von Säugetieren und beteiligt sich an der Regulation verschiedener Funktionen wie Motorik, Stimmung oder Affektivität.

Es wird im Zentralnervensystem, dh im Gehirn von Tieren, erzeugt und ist Teil der als Katecholamine bekannten Substanzen. Katecholamine sind eine Gruppe von Neurotransmittern, die in den Blutkreislauf freigesetzt werden und die drei Hauptstoffe enthalten: Adrenalin, Noradrenalin und Dopamin.

Diese drei Substanzen werden aus der Aminosäure Tyrosin synthetisiert und können in den Nebennieren (Strukturen der Nieren) oder in den Nervenenden der Neuronen gebildet werden.

Dopamin wird in mehreren Teilen des Gehirns, insbesondere in der Substantia Nigra, erzeugt und fungiert als Neurotransmission im Zentralnervensystem, wodurch die fünf Arten dopaminerger Rezeptoren aktiviert werden: D1, D2, D3, D4 und D5.

In jeder Gehirnregion ist Dopamin für die Ausführung einer Reihe verschiedener Funktionen verantwortlich.

Die wichtigsten sind: motorische Bewegungen, Regulierung der Prolaktinsekretion, Aktivierung des Lustsystems, Beteiligung an der Regulierung von Schlaf und Stimmung sowie Aktivierung kognitiver Prozesse.

Das dopaminerge System

Tausende von dopaminergen Neuronen sind im Gehirn vorhanden, d. H. Dopaminchemikalien.

Die Tatsache, dass dieser Neurotransmitter so häufig vorkommt und auf mehrere neuronale Regionen verteilt ist, hat das Auftreten dopaminerger Systeme ausgelöst.

Diese Systeme geben Namen für die verschiedenen Verbindungen von Dopamin in verschiedenen Bereichen des Gehirns sowie für die Aktivitäten und Funktionen, die von jedem von ihnen ausgeführt werden.

Auf diese Weise können Dopamin und seine Projektionen in drei Hauptsysteme eingeteilt werden.

1- Ultrakurze Systeme

Es werden zwei Gruppen von wichtigen dopaminergen Neuronen gebildet: die des Riechkolbens und die der plexiformen Schichten der Netzhaut.

Die Funktion dieser ersten beiden Dopamingruppen ist hauptsächlich für die visuellen und olfaktorischen Wahrnehmungsfunktionen verantwortlich.

2- Zwischenlängensystem

Dazu gehören die dopaminergen Zellen, die im Hypothalamus (einer inneren Region des Gehirns) beginnen und im Zwischenkern der Hypophyse (einer endokrinen Drüse, die Hormone ausschüttet, die für die Regulation der Homöostase verantwortlich sind) enden.

Diese zweite Gruppe von Dopamin ist hauptsächlich durch die Regulierung der motorischen Mechanismen und inneren Prozesse des Körpers wie Temperatur, Schlaf und Gleichgewicht gekennzeichnet.

3- Lange Systeme

Diese letzte Gruppe umfasst die Neuronen des ventralen Markierungsbereichs (eine im Mesencephalon gelegene Gehirnregion), die Projektionen an drei neuronale Hauptregionen senden: den neostatären (den Schwanz- und Putamen-Kern), den limbischen Kortex und andere limbische Strukturen.

Diese dopaminergen Zellen sind für überlegene mentale Prozesse wie Kognition, Gedächtnis, Belohnung oder Stimmung verantwortlich.

Wie wir sehen, ist Dopamin eine Substanz, die in praktisch jeder Gehirnregion zu finden ist und die eine unendliche Anzahl von Aktivitäten und mentalen Funktionen ausübt.

Aus diesem Grund ist das korrekte Funktionieren von Dopamin von entscheidender Bedeutung für das Wohlbefinden von Menschen und es gibt viele Veränderungen, die mit dieser Substanz zusammenhängen.

Bevor wir uns jedoch eingehend mit den Wirkungen und Auswirkungen dieses Stoffes befassen, werden wir uns ein wenig mit seiner Funktionsweise und seinen eigenen Merkmalen befassen.

Synthese von Dopamin

Dopamin ist eine körpereigene Substanz des Gehirns und wird als solche auf natürliche Weise vom Körper produziert.

Die Synthese dieses Neurotransmitters findet in den dopaminergen Nervenenden statt, wo sie in hoher Konzentration von verantwortlichen Enzymen vorliegen.

Diese Enzyme, die die Produktion von Serotonin fördern, sind Tyrosinhydroxylase (TH) und Decarboxylase von aromatischen Aminosäuren (L-DOPA).

Auf diese Weise ist die Funktion dieser beiden Enzyme des Gehirns der Hauptfaktor, der die Produktion von Dopamin vorhersagt.

Das Enzym L-DOPA erfordert die Anwesenheit des TH-Enzyms, um sich zu entwickeln, und muss diesem zugesetzt werden, um Dopamin zu produzieren.

Darüber hinaus ist die Anwesenheit von Eisen auch für die ordnungsgemäße Entwicklung des Neurotransmitters erforderlich.

Damit Dopamin normal über verschiedene Gehirnregionen erzeugt und verteilt werden kann, ist die Beteiligung verschiedener Substanzen, Enzyme und Peptide des Organismus erforderlich.

Wie wirkt Dopamin?

Die oben erläuterte Erzeugung von Dopamin erklärt nicht die Funktionsweise dieser Substanz, sondern lediglich ihr Aussehen.

Auf diese Weise beginnen nach der Erzeugung von Dopamin dopaminerge Neuronen im Gehirn aufzutreten, die jedoch zu funktionieren beginnen müssen, um ihre Aktivitäten auszuführen.

Wie alle chemischen Substanzen muss Dopamin, um zu wirken, miteinander kommunizieren, dh von einem Neuron zum anderen transportiert werden.

Andernfalls würde die Substanz immer ruhig bleiben und keine Gehirnaktivität ausüben oder die notwendige neuronale Stimulation durchführen.

Damit Dopamin von einem Neuron zu einem anderen transportiert werden kann, müssen bestimmte Rezeptoren, die dopaminergen Rezeptoren, vorhanden sein.

Die Rezeptoren sind definiert als Moleküle oder molekulare Arrays, die einen Liganden selektiv erkennen und durch das Ligat selbst aktiviert werden können.

Auf diese Weise können dopaminerge Rezeptoren Dopamin von den anderen Arten von Neurotransmittern unterscheiden und nur darauf reagieren.

Wenn das Dopamin von einem Neuron freigesetzt wird, verbleibt es im intersynaptischen Raum (dem Raum zwischen Neuronen), bis ein dopaminerger Rezeptor es aufnimmt und in ein anderes Neuron einführt.

Arten von Dopaminrezeptoren

Es gibt verschiedene Arten von dopaminergen Rezeptoren, von denen jede bestimmte Eigenschaften und Funktionen aufweist.

Insbesondere können 5 Haupttypen unterschieden werden: D1-Rezeptoren, D5-Rezeptoren, D2-Rezeptoren, D3-Rezeptoren und D4-Rezeptoren.

Die D1-Rezeptoren kommen im Zentralnervensystem am häufigsten vor und befinden sich hauptsächlich im Geruchstuberkel, im neostatischen, im Nucleus accumbens, in der Amygdala, im Nucleus subthalamicus und in der Substantia nigra.

Sie zeigen eine relativ geringe Affinität zu Dopamin und die Aktivierung dieser Rezeptoren führt zur Aktivierung von Proteinen und zur Stimulierung verschiedener Enzyme.

Die D5-Empfänger sind viel knapper als die D1-Empfänger und haben eine sehr ähnliche Leistung.

Die D2-Rezeptoren befinden sich hauptsächlich im Hippocampus, im Nucleus accumbens und im Neostate und sind an die G-Proteine ​​gekoppelt.

Schließlich befinden sich die Rezeptoren D3 und D4 hauptsächlich in der Großhirnrinde und wären an kognitiven Prozessen wie Gedächtnis oder Aufmerksamkeit beteiligt.

Funktionen von Dopamin

Wie wir bemerkt haben, ist Dopamin eine der wichtigsten Chemikalien im Gehirn und erfüllt daher mehrere Funktionen.

Die Tatsache, dass es in den Hirnregionen weit verbreitet ist, bedeutet, dass sich dieser Neurotransmitter nicht darauf beschränkt, eine einzelne Aktivität oder Funktionen mit ähnlichen Eigenschaften auszuführen.

Tatsächlich ist Dopamin an mehreren Gehirnprozessen beteiligt und ermöglicht die Ausführung sehr verschiedener und sehr unterschiedlicher Aktivitäten.

Die Hauptfunktionen von Dopamin sind:

Die motorische Bewegung

Die dopaminergen Neuronen in den innersten Regionen des Gehirns, dh in den Basalganglien, ermöglichen die Produktion der motorischen Bewegungen des Menschen.

An dieser Aktivität scheinen D5-Rezeptoren besonders beteiligt zu sein, und Dopamin ist ein Schlüsselelement, um eine optimale motorische Leistung zu erzielen.

Die Tatsache, dass diese Funktion von Dopamin offensichtlicher ist, ist die Parkinson-Krankheit, eine Pathologie, bei der die Abwesenheit von Dopamin in den Basalganglien die Bewegungsfähigkeit des Individuums im Überfluss beeinträchtigt.

Gedächtnis, Aufmerksamkeit und Lernen

Dopamin wird auch in neuronalen Regionen wie dem Hippocampus und der Hirnrinde verteilt, die Lernen und Gedächtnis ermöglichen.

Wenn in diesen Bereichen nicht genügend Dopamin ausgeschüttet wird, können Gedächtnisprobleme, Unfähigkeit, die Aufmerksamkeit aufrechtzuerhalten, und Lernschwierigkeiten auftreten.

Die Gefühle der Belohnung

Dies ist wahrscheinlich die Hauptfunktion dieser Substanz, da das im limbischen System abgesonderte Dopamin Lust- und Belohnungsempfindungen hervorruft.

Auf diese Weise setzt unser Gehirn bei einer für uns angenehmen Aktivität automatisch Dopamin frei, wodurch das Gefühl von Vergnügen experimentiert werden kann.

Die Hemmung der Prolaktinproduktion

Dopamin ist verantwortlich für die Hemmung der Sekretion von Prolaktin, einem Peptidhormon, das die Milchproduktion in den Brustdrüsen und die Progesteronsynthese im Corpus luteum stimuliert.

Diese Funktion wird hauptsächlich im bogenförmigen Kern des Hypothalamus und in der vorderen Hypophyse ausgeübt.

Die Regulierung des Schlafes

Das Funktionieren von Dopamin in der Zirbeldrüse ermöglicht es, den zirkadianen Rhythmus beim Menschen zu diktieren, da es Melatonin freisetzt und das Gefühl des Schlafes erzeugt, wenn es Zeit ohne Schlaf braucht.

Darüber hinaus spielt Dopamin eine wichtige Rolle bei der Schmerzbehandlung (niedrige Dopaminspiegel sind mit schmerzhaften Symptomen verbunden) und ist an selbstreflexiven Übelkeitsreaktionen beteiligt.

Die Modulation des Humors

Schließlich spielt Dopamin eine wichtige Rolle bei der Regulierung der Stimmung, weshalb niedrige Konzentrationen dieser Substanz mit Stimmungsschwankungen und Depressionen verbunden sind.

Pathologien im Zusammenhang mit Dopamin

Dopamin ist eine Substanz, die mehrere Hirnaktivitäten ausführt, so dass ihre Fehlfunktion zu vielen Krankheiten führen kann. Die wichtigsten sind.

Parkinson-Krankheit

Es ist die Pathologie, die eine direktere Beziehung zur Funktion von Dopamin in Hirnregionen hat.

Tatsächlich wird diese Krankheit hauptsächlich durch einen degenerativen Verlust von dopaminergen Neurotransmittern in den Basalganglien hervorgerufen.

Die Abnahme von Dopamin führt zu den typischen motorischen Symptomen der Erkrankung, kann jedoch auch andere mit der Funktion des Neurotransmitters verbundene Manifestationen verursachen, wie Gedächtnisprobleme, Aufmerksamkeit oder Depression.

Die hauptsächliche pharmakologische Behandlung von Parkinson basiert auf der Verwendung eines Dopamin-Vorläufers (L-DOPA), der es ermöglicht, die Dopaminmenge im Gehirn geringfügig zu erhöhen und die Symptome zu lindern.

Schizophrenie

Die Haupthypothese der Ätiologie der Schizophrenie basiert auf der dopaminergen Theorie, die besagt, dass diese Krankheit auf eine Überaktivität des Dopamin-Neurotransmitters zurückzuführen ist.

Diese Hypothese wird durch die Wirksamkeit von Antipsychotika gegen diese Krankheit (die D2-Rezeptoren hemmen) und durch die Fähigkeit von Arzneimitteln, die die dopaminerge Aktivität erhöhen, wie Kokain oder Amphetamine, zur Erzeugung von Psychose gestützt.

Epilepsie

Aufgrund verschiedener klinischer Beobachtungen wurde postuliert, dass Epilepsie ein dopaminerges Hypoaktivitätssyndrom sein könnte, so dass ein Defizit der Dopaminproduktion in den mesolimbischen Bereichen zu dieser Krankheit führen könnte.

Diesen Daten wurde nicht vollständig entgegengewirkt, sie werden jedoch durch die Wirksamkeit von Arzneimitteln gestützt, die bei der Behandlung von Epilepsie (Antikonvulsiva) wirksam waren und die Aktivität von D2-Rezeptoren erhöhen.

Sucht

In dem gleichen Mechanismus von Dopamin, der das Experimentieren von Vergnügen, Befriedigung und Motivation ermöglicht, werden auch die Grundlagen der Sucht aufrechterhalten.

Arzneimittel, die eine stärkere Freisetzung von Dopamin bewirken, wie Tabak, Kokain, Amphetamine und Morphin, haben eine stärkere Suchtkraft aufgrund des dopaminergen Anstiegs, den sie in den Genuss- und Belohnungsregionen des Gehirns erzeugen.