Dopamin, Adrenalin und Noradrenalin, die drei wichtigsten Katecholamine, sind einige der wichtigsten Neurotransmitter für unser Nervensystem. In diesem Artikel werden wir die chemischen Eigenschaften und Funktionen jedes dieser Katecholamine sowie die gemeinsamen Merkmale der drei Neurotransmitter analysieren.

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Was sind Katecholamine?

Katecholamine sind eine Reihe von Neurotransmittern der Monoaminklasse, zu denen auch Tryptamine (Serotonin und Melatonin), Histamin oder Phenethylamine gehören. Dopamin, Adrenalin und Noradrenalin sind die drei wichtigsten Katecholamine.

Auf chemischer Ebene sind diese Neurotransmitter durch das Vorhandensein eines Katechols (einer organischen Verbindung, die einen Benzolring und zwei Hydroxylgruppen enthält) und eines Amins in der Seitenkette gekennzeichnet. Sie werden von der Aminosäure Tyrosin abgeleitet, die wir durch proteinreiche Lebensmittel wie Milchprodukte, Bananen, Avocados oder Nüsse erhalten.

Der Hauptort der Katecholaminsynthese sind die chromaffinen Zellen des Nebennierenmarks sowie die postganglionären Fasern des sympathischen Nervensystems. Wir werden die Eigenschaften der Synthese dieser Neurotransmitter in den folgenden Abschnitten genauer beschreiben.

Die Rolle dieser Neurotransmitter ist von grundlegender Bedeutung für Prozesse wie Kognition, Emotion, Gedächtnis und Lernen, motorische Kontrolle und Regulierung des endokrinen Systems. Noradrenalin und Adrenalin sind auch der Schlüssel zur Stressreaktion.

Ein Anstieg des Katecholaminspiegels ist mit einer erhöhten Herzfrequenz und einem erhöhten Glukosespiegel sowie einer Aktivierung des parasympathischen Nervensystems verbunden. Katecholaminerge Funktionsstörungen können zu Veränderungen des Nervensystems und folglich zu neuropsychiatrischen Störungen wie Psychosen oder Parkinson führen.

Die 3 Hauptkatecholamine

Dopamin, Adrenalin und Noradrenalin sind sich aus chemischer Sicht sehr ähnlich, aber jedes von ihnen weist besondere Besonderheiten auf, die eine detaillierte Beschreibung erfordern, um die Funktionen jedes dieser Katecholamine zu verstehen.

Dopamin

Unser Körper wandelt Tyrosin in eine andere Aminosäure, Levodopa oder L-DOPA, um, die wiederum in Dopamin umgewandelt wird. Dopamin wiederum ist das grundlegendste Katecholamin, und sowohl Adrenalin als auch Noradrenalin werden aus diesem Neurotransmitter hergestellt.

Wenn Dopamin im Gehirn gefunden wird, spielt es eine Neurotransmitterrolle; Dies bedeutet, dass es am Senden elektrochemischer Signale zwischen Neuronen beteiligt ist. Im Gegensatz dazu fungiert es im Blut als chemischer Botenstoff und trägt zur Vasodilatation und Hemmung der Aktivität des Verdauungssystems, des Immunsystems und der Bauchspeicheldrüse bei.

Gehirnwege, an denen Dopamin beteiligt ist, hauptsächlich Nigrostriat und Mesolimbisch, hängen mit verstärkungsmotiviertem Verhalten zusammen: Ihr Spiegel steigt, wenn wir Belohnungen erhalten. Daher ist Dopamin wichtig für Prozesse wie Lernen, motorische Kontrolle und Sucht nach psychoaktiven Substanzen.

Veränderungen in diesen beiden Nervenbahnen verursachen psychotische Symptome. Positive Symptome wie Halluzinationen wurden mit Funktionsstörungen im Nigrostriatweg (der die Substantia nigra mit dem Striatum, einer Struktur der Basalganglien, verbindet) in Verbindung gebracht, und negative Symptome wie emotionale Defizite wurden mit Funktionsstörungen im mesokortikalen Bereich in Verbindung gebracht.

Die Zerstörung von dopaminergen Neuronen im Mittelhirn substantia nigra ist die Ursache der Parkinson-Krankheit. Diese degenerative neurologische Störung ist vor allem durch das Vorhandensein von Defiziten und Veränderungen des motorischen Charakters, insbesondere durch Ruhezittern, gekennzeichnet.

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Adrenalin

Adrenalin wird durch Oxidation und Methylierung von Dopamin hauptsächlich im Locus coeruleus im Hirnstamm erzeugt. Die Synthese dieses Neurotransmitters wird durch die Freisetzung von adrenocorticotropem Hormon in das sympathische Nervensystem stimuliert.

Adrenalin und Noradrenalin, über die wir im Folgenden sprechen werden, gelten als Stresshormone, da sie, wenn sie außerhalb des Nervensystems wirken, dies nicht als Neurotransmitter, sondern als Hormone tun. Sie beziehen sich auf die Herz- und Atemregulation und den Verbrauch von Körperressourcen, um Umweltprobleme anzugehen. Sowohl Adrenalin als auch Noradrenalin sind entscheidend für die Reaktion auf verschiedene Arten von Stressoren und andere Prozesse im Zusammenhang mit der Körperaktivierung, wie körperliche Betätigung, Hitzeeinwirkung und reduzierte Blutsauerstoff- oder Glukosespiegel.

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Noradrenalin

Die Oxidation von Adrenalin führt zu Noradrenalin, genauso wie Dopamin es in Adrenalin und Tyrosin in Dopamin umwandelt. Wie Adrenalin spielt es die Rolle eines Neurotransmitters im Nervensystem und eines Hormons im Rest des Körpers.

Unter den Funktionen von Noradrenalin können wir die zerebrale Wachsamkeit, die Aufrechterhaltung der Wachheit, den Fokus der Aufmerksamkeit, die Bildung von Erinnerungen und das Auftreten von Angstgefühlen sowie den Anstieg des Blutdrucks und die Freisetzung von Glukosereserven hervorheben.

Die Senkung des Noradrenalinspiegels ist mit Veränderungen in verschiedenen Arten des Lernens verbunden, insbesondere mit der Konsolidierung des Langzeitgedächtnisses und des latenten Lernens. Diese Funktion ist wahrscheinlich auf die Kontrolle der neuronalen Aktivität durch Noradrenalin in Regionen des Gehirns zurückzuführen, die am Lernen beteiligt sind, wie die Amygdala.

Auf psychopathologischer Ebene ist dieser Neurotransmitter an Stress- und Angststörungen, schweren Depressionen, Parkinson und Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörungen beteiligt.

Referenzen:

• Kobayashi, K. (2001). Rolle der Katecholamin-Signalisierung in Gehirn-und Nervensystem-Funktionen: neue Erkenntnisse aus Maus molekulargenetische Studie. Zeitschrift für investigative Dermatologie Symposium Proceedings, 6 (1): 115-21.

• Zouhal, H., Jacob, C., Delamarche, P. & Gratas-Delamarche, A. (2008). Katecholamine und die Auswirkungen von Bewegung, Training und Geschlecht. Sportmedizin, 38 (5): 401-23.