Dopaminsysteme und Dopaminrezeptoren

Dopaminsysteme und damit die Signalübertragung mittels dieser dopaminergen 'Bahnen' werden seit einigen Jahren intensiv erforscht. Sie spielen eine große Rolle bei Erkrankungen des 'extrapyramidalen Systems', bei div. 'psychiatrischen' Erkrankungen - und sie haben wahrscheinlich auch eine große Bedeutung beim sog. 'Aufmerksamkeitsdefizit-Syndrom' bzw. 'Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitäts-Syndrom' (ADS bzw. ADHS).

Dopamin entsteht aus der Aminosäure Tyrosin (bzw. Phenylalanin ...).

Tyrosin ist die 'Vorstufe' von DOPA, Dopamin, Adrenalin, Thyroxin* und der Melanine*.

* Thyroxin = T4; Hormon der Schilddrüse.

* Melanine werden in bestimmten Hautschichten aus DOPA gebildet. Dieser Vorgang wird durch MSH 

(= Melanozyten-stimulierendes Hormon) - aus der Hypophyse - gesteuert.

-> Siehe auch: Hypothalamus und Hypophyse; Essen & Co. - Aminosäuren, Phenylalanin/Tyrosin; Glossar - Hautschichten, Hormone des HVL etc.

Exkurs: Aminosäuren

Unser Nahrungseiweiß (= Protein) soll uns v. a. Aminosäuren liefern, die unser Körper zu sog. körpereigenem Eiweiß umbaut. Menschliches Eiweiß besteht aus 20 Aminosäuren. Ein Teil davon MUSS mit der Nahrung aufgenommen werden (= sog. 'essentielle Aminosäuren'), bei einem Teil der Aminosäuren kann es sein, dass aufgrund einer Stoffwechselstörung eine Zufuhr nötig ist (= sog. 'semi-essentielle Aminosäuren'). Und dann gibt es noch die 'nicht-essentiellen' Aminosäuren, die im Körper selbst gebildet werden, die aber auch normalerweise in der Nahrung enthalten sind.

Essentielle Aminosäuren

Isoleucin, Leucin, Lysin, Methionin, Phenylalanin, Threonin, Tryptophan, Valin

Semi-essentielle Aminosäuren

Arginin, Histidin, Tyrosin, Cystin/Cystein

Nicht-essentielle Aminosäuren

Alanin, Asparaginsäure, Glutaminsäure, Glykokoll (Glycin), Serin, Prolin, Hydroxyprolin

-> Siehe auch: Aminosäuren; Essen & Co.

Man unterscheidet drei wichtige 'Dopaminsysteme':

Das nigro-striatale System

In diesem System befinden sich 70 % des gesamten Dopamins.

Es leitet die Impulse von der Substantia nigra (zwischen den Hirnschenkeln und der Mittelhirnhaube; Teil des extrapyramidalen Systems) zum Corpus striatum (sog. 'Streifenhügel', besteht aus Putamen und Nucleus caudatus; Teil des extrapyramidalen Systems).

Das Striatum leitet Impulse weiter zum Pallidum (Globus pallidus) und beeinflusst damit auch den Thalamus: Über D1-Rezeptoren und die 'hemmenden' Neurotransmitter GABA und 'Substanz P' wird die 'hemmende' Funktion des Globus pallidus (internus; GPi) und der Substantia nigra (pars reticulata; SNr) gehemmt ...

... über D2-Rezeptoren, ausgehend von der Substantia nigra (pars compacta; SNc), und mit den Neurotransmittern GABA, Enkephalin und Glutamat wird eine GABAerge Hemmung des Globus pallidus (externus; GPe) bewirkt, und damit eine Hemmung des Nucleus subthalamicus durch GABA und Enkephalin. Der Nucleus subthalamicus wiederum hemmt mittels Glutamat die 'Hemmung' des Globus pallidus (internus; GNi) ...

• Bei einer Schädigung im Bereich des 'Nucleus subthalamicus' kann es zu 'plötzlich einsetzenden Schleuderbewegungen der Arme oder Beine' kommen (= sog. 'Ballismus'); zeigt sich meist nur auf einer Seite, manchmal auch beidseitig ...
• Bei einem Ausfall des 'Pallidums' kommt es zu einer erhöhten Muskelspannung (= Rigor) und zu verlangsamten und verminderten willkürlichen Bewegungen (= Hypokinese oder Akinese) ...
• Eine Blockade der 'GABA-Rezeptoren' führt zu Krämpfen ...
• Glutamat ist ein 'erregender' Neurotransmitter: Er leitet viele Nervenimpulse weiter an den Hippocamus, den Thalamus und an die Basalganglien. Glutamat ist wichtig für die Vermittlung von Sinneswahrnehmungen, die Regulierung der Motorik und für Lernen und Gedächtnis ...

[Thalamus = "Tor zum Bewusstsein"]

Das nigro-striatale System ist v. a. für die Kontrolle unserer willkürlichen Bewegungen wichtig.

Eine Verminderung des Dopamins in diesem System führt zum 'Morbus Parkinson'.

-> Siehe auch: Wunderwerk Gehirn - Substantia nigra; Glossar - GABA etc.

Das tubero-infundibuläre System

Es leitet die Impulse vom Nucleus arcuatus (in der Medulla oblongata) zum 'grauen Höcker' des Hypothalamus.

Das Dopamin in diesem System steuert die Prolaktinbildung und Prolaktinfreisetzung aus dem Hypophysenvorderlappen - und bewirkt wohl v. a. eine Senkung des Prolaktinspiegels. Prolaktin ist u. a. wichtig für unseren Stoffwechsel.

Zum Hypothalamus gehören: Chiasma opticum, Tractus opticus, der 'Graue Höcker' des Hypothalamus, Lamina terminalis (= graue Substanz), Hypophyse und 'Corpus mamillare' (= Schaltstelle des limbischen Systems) ...

-> Siehe auch: Limbisches System; Wunderwerk Gehirn - Substantia grisea; Leitungsbahnen; Zum Nachdenken - Hypogonadismus

Das mesokortiko-limbische System

Es leitet die Impulse vom Tegmentum (Mittelhirnhaube) zum Nucleus accumbens (im 'Limbischen System') und zu weiteren Hirngebieten.

Dieses System gehört zum sog. 'Belohnungssystem' und ist auch wichtig für Lernen, Gedächtnis und Impulskontrolle.

Man vermutet, dass dieses System im Zusammenhang steht mit der Entwicklung von Psychosen, Morbus Pick (= bestimmte Form einer Demenzerkrankung), Lewy-Körper-Demenz (= Demenz mit mildem Parkinson-Syndrom) und Suchterkrankungen.

-> Siehe auch: Glossar - Limbisches System

Dopaminrezeptoren

Dopaminrezeptoren werden unterteilt in:

• Postsynaptische Rezeptoren: 'Zentrale' und 'periphere' Rezeptoren
• Präsynaptische Rezeptoren: Steuern die Dopaminfreisetzung an der Synapse

Zentrale postsynaptische Dopaminrezeptoren

Sie wirken 'zentral', d. h., im ZNS (= Zentrales Nervensystem = Gehirn und Rückenmark).

Es sind die Rezeptoren D1 bis D5.

Sie gehören zu den an 'G-Proteine'* gekoppelten Rezeptoren.

• D1 und D5 stimulieren die 'Adenylatcyclase' (sog. 'D1-Gruppe')
• D2, D3 und D4 hemmen die 'Adenylatcyclase' (sog. 'D2-Gruppe')

Die 'Adenylatcyclase' ist ein Enzym, das durch 'G-Proteine'* reguliert wird und ATP in cAMP* überführt.

Dieses Enzym  ist wichtig für:

• Die Weiterleitung von Geruchsreizen.
• Die Wirkung von Hormonen (z. B. Glucagon und Adrenalin).
• Die Wirkung von Neurotransmittern (z. B. Serotonin).

* G-Proteine = Proteine, die Guaninnukleotide binden und spezielle Zellaktivitäten steuern. Guanin ist ein Grundbaustein unserer DNA und RNA, also Träger unserer 'genetischen Information'.

* ATP = Adenosintriphosphat. Baustein unserer RNA. Wichtigster Energielieferant unserer Zellen und 'Signalmolekül' - für unseren Stoffwechsel (z. B. Calcium und Insulin), aber auch im zentralen und peripheren Nervensystem (z. B. Durchblutung und Entzündungsreaktionen).

*cAMP = Cyclo-Adenosinmonophosphat - Second Messenger für die Signalübertragung v. a. von ACTH, ADH, Adrenalin, Calcitonin, FSH, Glukagon, HCG, Lipotropin, LH, MSH, Noradrenalin, Parathormon und TSH. Es wird abgebaut zu AMP (= Adenosinmonophosphat).

-> Siehe auch: Stickstoffmonoxid (NO); Hormone & Co.; ... und mehr; Glossar - ATP etc., Second messenger; Zum Nachdenken: Hypogonadismus

Periphere postsynaptische Dopaminrezeptoren

Sie wirken in der 'Peripherie': Sie führen zu einer Erweiterung der Blutgefäße in Magen, Darm, Leber und in den Nieren.

Präsynaptische Rezeptoren

Wenn die 'Signalübertragung' beendet ist, wird Dopamin - im Austausch mit Natrium+ - in den präsynaptischen Teil der Nervenzelle transportiert:

Ein Teil wird 'inaktiviert', abgebaut v. a. zu Homovanillinsäure, und über die Nieren ausgeschieden. Der andere Teil wird in den präsynaptischen Vesikeln gespeichert und wiederverwendet.

-> Siehe auch: Dopamin & Co. - Neurotransmitter; Leitungsbahnen

Vorkommen der Dopaminrezeptoren

D1

- Glatte Muskelzellen, z. B. in Magen, Darm, Harnblase

- Niere, Mesenterialgefäße ('Dünndarmgekröse')

- Basalganglien (Kerne 'unterhalb' der Großhirnrinde)

- Nucleus accumbens (im 'Limbischen System')

- Großhirnrinde

D2

- Corpus striatum (= 'Streifenhügel'; Teil des extrapyramidalen Systems)

- Hypophysenvorderlappen (-> Dopamin hemmt die Freisetzung von Prolaktin)

- Area postrema (= am Boden der Rautengrube; eine Aktivierung dieser Region löst Erbrechen aus)

D3

- Kleinhirn (= Cerebellum)

D4

- Hippocampus

- Frontallappen (= Lobus frontalis) im Großhirn

- Amygdala

D5

- Hippocampus

- Amygdala

Siehe auch:

Dopamin & Co. - Neurotransmitter

Essen & Co. - Phenylalanin (... und DOPA, Dopamin ...) etc.

Hypothalamus, Thalamus und Hypophyse

Wunderwerk Gehirn - Pallidum

Glossar - GABA; Limbisches System

Diplomarbeiten etc: Molekularbiologische Untersuchungen zu genetischen Varianten des dopaminergen Systems

Zum Nachdenken - Hypogonadismus; Prolaktin etc.

Gedankensplitter - 'Layer to layer'

Quellen und zum Weiterlesen:

Klinisches Wörterbuch 'Pschyrembel', Wikipedia und www.dissonline.de - Stichwort 'Dopaminrezeptoren'