Allgemeinheit
Dopamin ist ein wichtiger Neurotransmitter der Katecholamin-Familie mit einer Kontrollfunktion über: Bewegung, sogenanntes Arbeitsgedächtnis, Lustempfindung, Belohnung, Prolaktinproduktion, Schlafregulationsmechanismen, einige kognitive Fähigkeiten und die Fähigkeit, Aufmerksamkeit zu schenken.
Der dopaminerge Bereich umfasst mehrere Hirnstellen, einschließlich der Pars compacta der Substantia nigra und des tegmentalen Bereichs des Mittelhirns.
Abnormale Dopaminspiegel sind für verschiedene pathologische Zustände verantwortlich. Eine dieser pathologischen Zustände ist die bekannte Parkinson-Krankheit.
Was ist Dopamin?
Dopamin ist ein organisches Molekül aus der Katecholamin- Familie, das die wichtige Rolle des Neurotransmitters im Gehirn von Menschen und anderen Tieren spielt.
Dopamin ist auch das Vorläufermolekül, aus dem Zellen durch spezifische Prozesse zwei weitere Neurotransmitter aus der Katecholamin-Familie ableiten: Noradrenalin (oder Noradrenalin ) und Adrenalin (oder Adrenalin ).
WAS SIND NEUROTHERABEN?
Neurotransmitter sind Chemikalien, die es Zellen im Nervensystem, den sogenannten Neuronen, ermöglichen, miteinander zu kommunizieren.
In Neuronen befinden sich Neurotransmitter in kleinen Vesikeln ; Die Vesikel sind vergleichbar mit Taschen, die durch eine doppelte Schicht Phospholipide abgegrenzt sind und denen der zytoplasmatischen Membran einer generischen gesunden eukaryotischen Zelle völlig ähnlich sind.
Innerhalb der Vesikel bleiben die Neurotransmitter sozusagen inert, bis in den Neuronen, in denen sie sich befinden, kein Nervenimpuls auftritt.
Tatsächlich stimulieren die Nervenimpulse die Freisetzung der Vesikel durch die sie enthaltenden Neuronen.
Mit der Freisetzung von Vesikeln entweichen Neurotransmitter aus Nervenzellen, besetzen den sogenannten synaptischen Raum (der ein bestimmter Raum zwischen zwei sehr nahen Neuronen ist) und interagieren mit benachbarten Neuronen, und zwar mit den Membranrezeptoren der zuvor genannten Neuronen . Die Wechselwirkung von Neurotransmittern mit in unmittelbarer Nähe befindlichen Neuronen wandelt den anfänglichen Nervenimpuls in eine gut spezifische zelluläre Antwort um, die vom Typ des Neurotransmitters und der Art der Rezeptoren abhängt, die in den beteiligten Neuronen vorhanden sind.
In einfacheren Worten, Neurotransmitter sind chemische Botenstoffe, die Nervenimpulse abgeben, um einen bestimmten zellulären Mechanismus auszulösen.
Weitere wichtige Neurotransmitter des Menschen sind neben Dopamin und seinen Derivaten Noradrenalin und Adrenalin: Glycin, Serotonin, Melatonin, Gamma-Aminobuttersäure (GABA) und Vasopressin.
CHEMISCHER NAME VON DOPAMIN
Der chemische Name von Dopamin lautet 4- (2-Aminoethyl) benzol-1, 2-diol .
GESCHICHTE DES DOPAMINS
Interessanterweise ist Dopamin ein Neurotransmitter, den Forscher zuerst im Labor synthetisiert und dann im menschlichen Gehirngewebe gefunden haben.
Das Verdienst der Laborsynthese von Dopamin, datiert 1910, liegt bei George Barger und James Ewens, zwei englischen Chemikern der Firma Wellcome in London.
Um herauszufinden, dass Dopamin ein Molekül ist, das natürlicherweise im Gehirn vorhanden ist, arbeitete die britische Forscherin Kathleen Montagu 1957 in den Labors des Runwell Hospital in London.
Ein Jahr nach der Entdeckung von Dopamin in Hirngeweben identifizierten und beschrieben die Wissenschaftler Arvid Carlsson und Nils-Ake Hillarp, Mitarbeiter der Laboratorien für chemische Pharmakologie des National Heart Institute of Sweden, 1958 erstmals die Rolle des Neurotransmitters mit Dopamin bedeckt.
Für diesen wichtigen Befund und die Feststellung, dass Dopamin nicht nur ein Vorläufer von Noradrenalin und Adrenalin ist, erhielt Carlsson auch den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin .
WOHER KOMMT DER DOPAMIN-NAME?
Die wissenschaftliche Gemeinschaft übernahm den Begriff "Dopamin", weil das Vorläufermolekül, aus dem George Barger und James Ewens Dopamin synthetisierten, das sogenannte L-DOPA war.
Chemische Struktur
Dopamin ist wie gesagt ein Katecholamin.
Katecholamine sind organische Moleküle, bei denen die Anwesenheit eines Benzolrings in Kombination mit zwei OH-Hydroxylgruppen wiederkehrend ist. Dieser mit zwei OH-Hydroxylgruppen kombinierte Benzolring hat die chemische Formel C 6 H 3 (OH) 2 .
Im Falle von Dopamin besteht diese Substanz in der Vereinigung zwischen dem Benzolring mit den beiden für Katecholamine typischen Hydroxylgruppen und einer Ethylamingruppe .
Eine Ethylamingruppe ist eine organische Verbindung mit zwei Kohlenstoffatomen und einem Stickstoff, die die folgende chemische Formel aufweist: CH 2 -CH 2 -NH 2 .
Im Lichte der beiden oben angegebenen chemischen Formeln, nämlich der der Benzolgruppe mit den beiden OH-Gruppen und der der Ethylamingruppe, lautet die endgültige chemische Formel von Dopamin: C 6 H 3 (OH) 2 -CH 2 -CH 2 -NH 2 .
Die folgenden Abbildungen zeigen die chemische Struktur eines generischen Catecholamins, einer Hydroxylgruppe, einer Ethylamingruppe, von Dopamin und L-DOPA.
CHEMISCHE EIGENSCHAFTEN
Wie viele Moleküle, die aus einer Ethylamingruppe bestehen, ist Dopamin eine organische Base .
Dies impliziert, dass es in einer sauren Umgebung im Allgemeinen in protonierter Form vorliegt; In einer einfachen Umgebung ist es in der Regel nicht protoniert.
Zusammenfassung: Wie und wo passiert das?
Der natürliche Syntheseweg (oder die Biosynthese ) von Dopamin umfasst vier grundlegende Schritte und geht von der Aminosäure L-Phenylalanin aus .
Auf einfache und schematische Weise kann die Biosynthese von Dopamin wie folgt zusammengefasst werden:
L-Phenylalanin ⇒ L-Tyrosin ⇒ L-DOPA ⇒ Dopamin
Die Umwandlung von L-Phenylalanin zu L-Tyrosin und die Umwandlung von L-Tyrosin zu L-DOPA bestehen aus zwei Hydroxylierungsreaktionen . In der Chemie ist eine Hydroxylierungsreaktion eine Reaktion, an deren Ende ein Molekül eine OH-Hydroxylgruppe erwirbt.
Die erste Hydroxylierungsreaktion, nämlich L-Phenylalanin ⇒ L-Tyrosin, findet dank der Intervention eines Enzyms statt, das als Phenylalaninhydroxylase bekannt ist .
Die L-Tyrosin-Reaktion ⇒ L-DOPA findet dagegen durch das Eingreifen eines Enzyms namens Tyrosinhydroxylase statt .
Der letzte Schritt, der aus L-DOPA Dopamin erzeugt, ist eine Decarboxylierungsreaktion .
Auf chemischem Gebiet entspricht eine Decarboxylierungsreaktion einem Prozess, an dessen Ende ein solches Molekül eine oder mehrere COOH-Carboxylgruppen verliert.
Die Decarboxylierungsreaktion, die zu L-DOPA führt, ist ein Enzym namens L-Aminosäure-Decarboxylase (oder DOPA-Decarboxylase ).
ZUSAMMENFASSUNG VON DOPAMIN
Im menschlichen Körper beruht die Biosynthese von Dopamin hauptsächlich auf den sogenannten Neuronen des dopaminergen Bereichs und in geringerem Maße auf dem medullären Teil der Nebennieren (oder der Nebennieren ).
Dopaminerge Neuronen oder dopaminerge Neuronen sind Nervenzellen, die sich befinden in:
- Substantia nigra , genau in der sogenannten Pars compacta der Substantia nigra . Die Substantia nigra (oder schwarze Substanz) findet im Mittelhirn statt, einer der drei Hauptregionen, aus denen der Hirnstamm besteht.
Obwohl die schwarze Substanz Teil des Hirnstamms ist, wird sie von den Kernen der Basis (oder der Basalganglien ) des Telencephalons gesteuert. Das Telencephalon ist das Gehirn.
Nach verschiedenen wissenschaftlichen Untersuchungen ist die Pars compacta der Substantia nigra der Hauptherstellungsort für Dopaminsynthese im menschlichen Körper.
- Ventraler tegmentaler Bereich Ebenfalls auf der Ebene des Mittelhirns gelegen, hat der ventrale tegmentale Bereich dopaminerge Neuronen, deren Extensionen verschiedene Nervenbereiche erreichen, darunter: den Nucleus accumbens, den präfrontalen Kortex, die Amygdala und den Hippocampus.
- Hinterer Hypothalamus . Verlängerungen von dopaminergen Neuronen im hinteren Hypothalamus erreichen das Rückenmark.
- Bogenförmiger Kern des Hypothalamus und paraventrikulärer Kern des Hypothalamus . Die dopaminergen Neuronen dieser beiden Bereiche haben Verlängerungen, die die Hypophyse erreichen. Hier sind sie für die Beeinflussung der Prolaktinproduktion verantwortlich.
- Unsicherer Bereich des Subthalamus .
ABBAU
Der natürliche Abbau von Dopamin in inaktiven Metaboliten kann auf zwei verschiedene Arten erfolgen und umfasst drei Enzyme:
- Monoaminoxidase (oder MAO),
- Katechol-O-Methyltransferase (COMT)
- Aldehyddehydrogenase.
Beide Arten des natürlichen Abbaus von Dopamin führen zur Bildung einer Substanz, der sogenannten Homovanilsäure (HVA).
Funktionen
Dopamin erfüllt zahlreiche Funktionen, sowohl im Zentralnervensystem als auch im peripheren Nervensystem .
Was das zentrale Nervensystem betrifft, so ist Dopamin ein Neurotransmitter, der an Folgendem beteiligt ist:
- Bewegungssteuerung
- Der Prolaktinhormon-Sekretionsmechanismus
- Die Kontrolle der Speicherkapazität
- Die Mechanismen von Belohnung und Vergnügen
- Die Kontrolle der Aufmerksamkeit erstreckt sich
- Die Kontrolle einiger Verhaltensaspekte und einiger kognitiver Funktionen
- Der Mechanismus des Schlafes
- Die Stimmungskontrolle
- Die Mechanismen, die dem Lernen zugrunde liegen
In Bezug auf das periphere Nervensystem wirkt Dopamin wie folgt:
- Als Vasodilatator
- Als Stimulans für die Natriumausscheidung über den Urin
- Als Faktor, der die Darmmotilität begünstigt
- Als Faktor, der die Lymphozytenaktivität reduziert
- Als ein Faktor, der die Insulinsekretion durch die Langerhans-Inseln (Pankreas-Beta-Zellen) reduziert
DOPAMINERGISCHE EMPFÄNGER
Nach seiner Freisetzung in den synaptischen Raum übt Dopamin seine Wirkung aus, indem es mit den sogenannten dopaminergen Rezeptoren interagiert, die auf der Membran verschiedener Nervenzellen vorhanden sind.
Bei Säugetieren - also auch beim Menschen - gibt es 5 verschiedene Subtypen von dopaminergen Rezeptoren. Die Namen dieser 5 Rezeptorsubtypen sind sehr einfach: D1, D2, D3, D4 und D5.
Die Reaktion von Dopamin hängt vom Subtyp des dopaminergen Rezeptors ab, mit dem Dopamin selbst interagiert.
Mit anderen Worten variieren die zellulären Wirkungen von Dopamin in Abhängigkeit von dem an der Wechselwirkung beteiligten dopaminergen Rezeptor.
Im Enzephalon variiert die Verteilungsdichte von dopaminergen Rezeptoren von Hirnregion zu Hirnregion. Anders ausgedrückt hat jeder Bereich des Gehirns seine eigene Menge an dopaminergen Rezeptoren.
Biologen glauben, dass diese unterschiedliche Dichte der Rezeptorverteilung von den Funktionen abhängt, die die Gehirnbereiche abdecken müssen.
DOPAMIN UND BEWEGUNG
Die motorischen Fähigkeiten des Menschen (richtige Bewegungen, Geschwindigkeit der Bewegung usw.) hängen von dem Dopamin ab, das die Substantia Nigra unter Einwirkung der Basalganglien freisetzt.
Wenn das von der Substantia Nigra freigesetzte Dopamin niedriger als normal ist, werden die Bewegungen tatsächlich langsamer und unkoordiniert. Umgekehrt, wenn Dopamin quantitativ höher als normal ist, beginnt der menschliche Körper unnötige Bewegungen auszuführen, ähnlich wie bei Tics.
Die Feinregulierung der Dopaminfreisetzung durch die Substantia Nigra ist daher für den Menschen von wesentlicher Bedeutung, damit er sich richtig bewegt, koordinierte Gesten ausführt und mit der richtigen Geschwindigkeit arbeitet.
DOPAMINA UND FREISETZUNG VON PROLAKTIN
Dopamin, das aus den dopaminergen Neuronen des bogenförmigen Kerns und des paraventrikulären Kerns stammt, hemmt die Sekretion des Hormons Prolaktin durch die laktotropen Zellen der Hypophyse .
Wie leicht zu verstehen ist, impliziert die Abwesenheit oder verminderte Anwesenheit von Dopamin aus den zuvor genannten Bezirken eine größere Aktivität der laktotropen Hypophysenzellen, daher eine größere Produktion von Prolaktin.
Dopamin, das die Prolaktinsekretion hemmt, wird als "Prolaktin-inhibierender Faktor" (PIF) bezeichnet.
Wenn Sie wissen möchten, wie sich Prolaktin auswirkt, klicken Sie hier.
DOPAMIN UND SPEICHER
Mehrere wissenschaftliche Studien haben gezeigt, dass ausreichende Dopaminspiegel in der präfrontalen Hirnrinde das sogenannte Arbeitsgedächtnis verbessern.
Das Arbeitsgedächtnis ist per Definition "ein System zur vorübergehenden Aufrechterhaltung und Manipulation von Informationen während der Ausführung verschiedener kognitiver Aufgaben wie Verstehen, Lernen und Denken".
Wenn der Dopaminspiegel, der aus dem präfrontalen Kortex stammt, abnimmt oder zunimmt, beginnt das Arbeitsgedächtnis zu leiden.
DOPAMIN, GENUSS UND BELOHNUNG
Dopamin vermittelt Freude und Belohnung .
Tatsächlich würde nach zuverlässigen Studien das Gehirn des Menschen Dopamin freisetzen, wenn es unter angenehmen Umständen oder Aktivitäten "lebt", wie beispielsweise bei einer Mahlzeit, die auf gutem Essen oder zufriedenstellender sexueller Aktivität basiert.
Die Neuronen des dopaminergen Bereichs, die am meisten an den Belohnungs- und Vergnügungsmechanismen beteiligt sind, sind die des Nucleus accumbens und des präfrontalen Kortex.
DOPAMIN UND AUFMERKSAMKEIT
Dopamin aus dem präfrontalen Kortex unterstützt die Aufmerksamkeitsspanne .
Interessante Untersuchungen haben gezeigt, dass reduzierte Dopaminkonzentrationen in der präfrontalen Hirnrinde häufig mit einer als Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung bekannten Erkrankung verbunden sind .
DOPAMIN UND KOGNITIVE FUNKTIONEN
Der Zusammenhang zwischen Dopamin und kognitiven Fähigkeiten ist bei allen Krankheitsbildern offensichtlich, die durch eine Veränderung der dopaminergen Neuronen des präfrontalen Kortex gekennzeichnet sind.
In der Tat können bei den oben erwähnten Krankheitszuständen zusätzlich zu den bereits erwähnten Fähigkeiten der Aufmerksamkeit und des Arbeitsgedächtnisses auch neurokognitive Funktionen, Fähigkeiten zur Problemlösung usw. beeinträchtigt sein.
Krankheiten
Dopamin spielt eine zentrale Rolle bei verschiedenen Erkrankungen, darunter: Parkinson-Krankheit, Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS), Schizophrenie / Psychose und Abhängigkeit von bestimmten Drogen und bestimmten Drogen .
Darüber hinaus würde es nach einigen wissenschaftlichen Studien für die schmerzhaften Empfindungen verantwortlich sein, die einige Krankheitszustände (Fibromyalgie, Syndrom der unruhigen Beine, Syndrom des brennenden Mundes) und die mit Erbrechen verbundene Übelkeit charakterisieren.
| Dopamin und Sucht | |
Drogen | Drogen |
|
|
Um mehr zu erfahren:
- Parkinson-Krankheit
- ADHS
- Schizophrenie
Neugier und andere Informationen
Ergänzend zu den bisherigen Ausführungen finden Sie hier einige zusätzliche Informationen zu Dopamin:
- Die Umwandlung von Dopamin zu Noradrenalin ist eine Hydroxylierungsreaktion, die von dem als Dopamin-beta-Hydroxylase bekannten Enzym bereitgestellt wird.
Die Umwandlung von Dopamin in Adrenalin ist dagegen eine Reaktion, die aufgrund der Intervention des Enzyms Phenylethanolamin-N-Methyltransferase stattfindet .
- Jüngste Studien haben gezeigt, dass sogar die Augennetzhaut einige dopaminerge Neuronen beherbergen würde.
Diese Nervenzellen haben die Besonderheit, bei Tageslicht aktiv zu sein und bei Dunkelheit zum Schweigen zu bringen.
- Die häufigsten dopaminergen Rezeptoren im menschlichen Nervensystem sind D1-Rezeptoren, unmittelbar gefolgt von D2-Rezeptoren.
Im Vergleich zu den Subtypen D1 und D2 sind die D3-, D4- und D5-Rezeptoren in viel geringeren Mengen vorhanden.
- Experten zufolge würde der Missbrauch von Dopamin zum Vergnügen und zur Belohnung auch Drogenmissbrauch einschließen.
Tatsächlich scheint die Einnahme von Drogen wie Kokain einen Anstieg des Dopaminspiegels zu verursachen, genauso wie gutes Essen oder eine Befriedigung der sexuellen Aktivität.
- Ärzte planen eine Behandlung auf der Basis von Dopamin-Injektionen bei: Hypotonie, Bradykardie, Herzinsuffizienz, Herzinfarkt, Herzstillstand und Nierenversagen.
- Das physiologische Altern, dem jeder Mensch ausgesetzt ist, geht mit einem Abfall des Dopaminspiegels im Nervensystem einher.
Nach einigen wissenschaftlichen Studien wäre der mit dem fortgeschrittenen Alter der Gehirnfunktion verbundene Rückgang zum Teil auf diesen Abfall der Dopaminspiegel im Nervensystem zurückzuführen.
Siehe auch: Dopaminagonisten
