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Neurowissenschaften: Mechanismus des Nikotin-Rezeptors aufgeklärt

Der Mechanismus, durch den Nikotin Nervenzellen veranlasst, den Neurotransmitter Dopamin freizusetzen, ist komplizierter als bisher angenommen: Nikotin bindet an zwei Bausteine spezieller Rezeptoren, die auf der Oberfläche der Nervenzelle liegen. Diese Bausteine steuern dann hierarchisch, wie stark die Nervenzelle feuert.

Das Forscherteam um Jean-Pierre Changeux und Philippe Faure vom Pasteur-Institut in Paris hatte bei Mäusen die Funktion der beiden Rezeptorbausteine der Nervenzelle, die beta2- und alpha7-Untereinheit, untersucht. Hierfür schufen die Wissenschaftler genmanipulierte Nager, denen entweder die beta2- oder die alpha7-Untereinheit des so genannten nikotinergen Acetylcholin-Rezeptors fehlte.

Die Mäuse ohne beta2-Untereinheit reagierten nicht auf das Nervengift, beobachteten die Wissenschaftler. Die Nervenzellen der Mäuse, denen der alpha7-Rezeptorbestandteil fehlte, waren jedoch aktiv und setzten den Neurotransmitter frei – wenngleich die neuronale Antwort nicht der von normalen Mäusen entsprach.

Dass insbesondere der beta2-Baustein für die neuronale Antwort nötig ist, zeigten Changeux und seine Kollegen in einem weiteren Experiment, in dem sie den Nagern das Gen für die fehlende Untereinheit über ein Virus wieder einschleusten: Nikotin erhöhte bereits dann den Dopaminpegel, wenn der Baustein in den Rezeptoren von Neuronen des ventralen Tegmentums vorlag. Diese Region ist ein zentraler Bestandteil des Belohnungssytems im Gehirn.

Dopamin abgebende Neuronen werden hierarchisch über ihren Rezeptor kontrolliert, schlussfolgert Changeux: Nikotin bindet an den beta2-Baustein, worauf die ruhende Nervenzelle empfindlich für das andockende Nervengift wird. Wird dann die alpha7-Untereinheit durch das Nikotin aktiviert, feuern die Neuronen – abhängig davon, wie viele alpha7-Bausteine einer Nervenzelle das Nervengift gebunden haben.

Mäuse, denen der beta2-Baustein fehlte, verhielten sich zudem weniger neugierig und geschäftig. Die Forscher sehen hier ihre Theorie bestätigt, dass das Dopamin auch bestimmte Verhaltensweisen steuert.

Dopamin aktiviert das Belohnungssystem im Gehirn und spielt deshalb eine wichtige Rolle bei der Suchterkrankung. Raucher setzen in ihrem Körper vermehrt Dopamin frei. Das dadurch verursachte Hochgefühl kann sowohl körperlich als auch geistig abhängig machen.

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