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Lexikon der Neurowissenschaft

Dopamin

Dopamin s, Hydroxytyramin, 3,4-Dihydroxy-β-phenylethylamin, Abk. DA, E dopamine, ein Neurotransmitter des Zentralnervensystems, der als ein biogenes Amin in catecholaminergen bzw. dopaminergen Nervenzellen (Zellgruppen A8-A15) aus Tyrosin entsteht ( siehe Abb. 1 ). Dabei wird zunächst durch die Tyrosinhydroxylase 3,4-Dihydroxyphenylalanin (Dopa) als Zwischenprodukt gebildet. Seine Umwandlung zu Dopamin wird durch die Dopa-Decarboxylasekatalysiert. Das im Cytoplasma entstehende Dopamin wird dann in synaptischen Vesikeln gespeichert. Dopamin bildet zusammen mit Adrenalin und Noradrenalin die Gruppe der Catecholamine. Es ist unmittelbare Vorstufe von Noradrenalin und Adrenalin sowie der Melanine. Dopamin stellt mengenmäßig 80% aller Catecholamine im Gehirn, jedoch ist die Zahl der dopaminergen Nervenzellen mit 1 Million relativ gering. Der Abbau von Dopamin in den dopaminergen Nervenzellen führt meist über Desaminierung und anschließende Oxidation zu Dihydroxyphenylessigsäure und Homovanillinsäure, die beide im Urin nachweisbar sind ( siehe Abb. 2 ). – Seine weitreichenden psychotropen, motorischen, Hormon-modulierenden Wirkungen im Zentralnervensystem und im vegetativen Nervensystem (Dopamin scheint auch in einigen peripheren postganglionären sympathischen Neuronen Transmitterfunktion zu besitzen) entfaltet Dopamin über Stimulation von prä- und postsynaptischen Dopaminrezeptoren der Typen D1-D5. Bei der Depolarisierung der Zellmembran einer dopaminergen Nervenzelle erfolgt eine Calcium-abhängige Freisetzung des Dopamins in den synaptischen Spalt, wo es durch Diffusion die Rezeptoren erreicht und mit ihnen in Wechselwirkung tritt. Das Dopamin-Signal wird durch Wiederaufnahme des Dopamins in das präsynaptische Neuron und Wiederauffüllung der synaptischen Vesikel oder durch Desaminierung des Moleküls durch Monoamin-Oxidase zeitlich begrenzt. Aktivierung von präsynaptischen Rezeptoren (Autorezeptoren) reduziert die pro Impuls freigesetzte Menge an Dopamin und die Dopamin-Synthese. In einem Teil der dopaminergen Neurone ist die Koexistenz von anderen Mediatoren, besonders von Neuropeptiden (z.B. Cholecystokinin, Neurotensin), nachgewiesen worden, mit denen zusammen es auch freigesetzt wird (Cotransmission). Dopaminerge Neuronen kommen im Gehirn in vier Systemen vor: dem nigrostriatalen (mesostriatalen), dem mesolimbischen, dem mesocorticalen sowie dem tuberoinfundibularen System (dopaminerge Systeme). – Dopamin ist an folgenden Funktionen maßgeblich beteiligt: 1) Steuerung der extrapyramidalen Motorik in der Substantia nigra (nigrostriatales System). Die Degeneration dieses Areals bei der Parkinson-Krankheit führt zu einem Dopaminmangel und bedingt ein Überwiegen cholinerger Reaktionen. Hieraus resultiert vermutlich eine verminderte Erregung des Motorcortex durch den Thalamus, was zu den motorischen Störungen bei dieser Krankheit führt. Durch die Gabe von L-Dopa, der Vorstufe von Dopamin, welche die Blut-Hirn-Schranke passieren kann (eventuell in Kombination mit Dopa-Decarboxylase-Hemmstoffen), versucht man, den Dopaminmangel auszugleichen. 2) Beteiligung am Suchtverhalten (Sucht). Die dopaminerge mesolimbische Bahn ist wahrscheinlich die entscheidende anatomische Struktur für die Auslösung von Suchtverhalten (z.B. durch Amphetamine, Cocain, Ethanol, Nicotin, Opiaten sowie bei durch Streß verstärktem Suchtverhalten). Chronischer Opiatmißbrauch verändert die Signaltransduktion im mesolimbischen dopaminergen System. Es kommt im Nucleus accumbens zur Erhöhung des extrazellulären Dopamins, das vor allem für die initiale Konditionierung und Sensibilisierung der Sucht verantwortlich ist. Während der Entzugsphase sind im Nucleus accumbens die Dopaminkonzentrationen vermindert. Die suchtauslösende Wirkung von Dopamin wird über D1- und D2-Rezeptorgruppen vermittelt. Die genaue Rolle beim sogenannten Belohnungsverhalten (Belohnung) ist noch unklar. Daneben ist Dopamin im Thalamus an der Auslösung des craving beteiligt. 3) Dopamin ist als Gonotropin-releasing inhibitor Haupthemmer der Prolactin-Freisetzung im Hypothalamus. 4) Im peripheren Nervensystem fördert Dopamin die Durchblutung der Niere und moduliert die Darmaktivität. 5) Veränderungen des dopaminergen Systems spielen eine Rolle bei verschiedenen psychotischen Erkrankungen. Überfunktion der Dopamintransmission im mesolimbischen System wird als ein pathogenetischer Faktor der Schizophrenie diskutiert, da Neuroleptika ihre Wirkung als Antagonisten von Dopaminrezeptoren entfalten. Mangel an Dopamin trägt zur Ausbildung der endogenen Depression bei; eine Verstärkung der Dopaminaktivität durch Hemmung des Dopamintransports findet bei der Therapie der Depression Anwendung. Dopamin wird darüber hinaus zur Schocktherapie eingesetzt, um einerseits eine Verengung der Gefäße im Bereich der Haut und Muskulatur, andererseits eine Erhöhung der lebenswichtigen Nierendurchblutung zu erreichen; außerdem erhöht es die Kontraktionskraft des Herzens.



Dopamin

Abb. 1: chemische Struktur von Dopamin



Dopamin

Abb. 2: Dopamin-Abbau

Bei Wirbellosen erfolgt die Inaktivierung des Dopamins durch Methylierung oder Acetylierung des Aminostickstoffs.
COMT, Catechol-O-Methyltransferase; MAO, Monoamin-Oxidase.

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