Neurotransmitter

Biopsychologie WiSe - Neurotransmitter
Neurotransmitter
1. Einleitung
2. Unterscheidung schneller und langsamer
Neurotransmitter
3. Schnelle Neurotransmitter
4. Acetylcholin – schneller und langsamer Neurotransmitter
5. Langsame Neurotransmitter
‘schnelle’ (first messenger) versus ‘langsame’ (second messenger)
Neurotransmitter
Schnelle Neurotransmitter
Langsame Neurotransmitter
Wirkgeschwindigkeit
< 1 Millisekunde
Sekunden bis Minuten
Wirkung
direkte Öffnung von
nur indirekte Ionenkanal-Öffnung
Ionenkanälen
nach G-Protein-Aktivierung;
(Ligandengesteuert)
genomische Effekte (DNA)
keine
cAMP, cGMP,
‘Second Messenger’
Phospholipidhydrolyse (Prozess)
Beispiele
Aminosäuren (Glutamat,
Katecholamine (Noradrenalin,
Aspartat; GABA, Glycin),
Dopamin), Serotonin,
Acetylcholin (nur an
Acetylcholin (nur an muscarinergen
nikotinergen Synapsen!)
Synapsen!)
Quasi Wiederholung: second messenger Abb. Thompson 5.5; 5.6
3 second messenger-Systeme identifiziert:
1) ATP cAMP
2) GTP cGMP
3) Loslösung von Phospholipiden (Phospholipidhydrolyse)
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Schnelle Neurotransmitter - Aminosäuren
Abb. Thompson 4.12
Glutamat
- wichtigster exzitatorischer Neurotransmitter ( EPSP)
- praktisch in allen Gehirnabschnitten vorkommend
+
+
- wirkt auf AMPA-Rezeptor Na -, K -Kanäle öffnen sich
Abb. Thompson 4.13
- rasche Ablösung und Wiederaufnahme in synapt. Endknöpfchen; auch
Desensibilisierung des Rezeptors möglich
- bindet auch an
+
-NMDA-Rezeptor Ca -Kanäle wichtig bei Lernen und
Gedächtnis (siehe Sommersemester)
(Langzeitpotenzierung; siehe Abb. Thompson 4.14)
-metabotropen Rezeptor (oder Quis genannt) second messenger
2+
Ca -Einstrom
(Langzeitdepression)
GABA (Gamma-Amino-Buttersäure)
- wichtigster inhibitorischer Neurotransmitter
Abb. Thompson 4.16
- metabolisches GABA vs. Neurotransmitter GABA
- praktisch in allen Gehirnabschnitten vorkommend
-
- postsynaptisch: Öffnung von Cl -Kanälen (IPSP)
- kein Abbau am synaptischen Spalt, sondern Ablösung vom Rezeptor
und Reuptake in präsynaptisches Endknöpfchen
- vermutlich nur ein Rezeptortyp; Antagonisten disinhibieren
Nervenzellen (z.B. Bicucullin) und können rasch tödlich wirken
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- bedeutsam bei Angstneurose (Panikstörung, generalisierte
Angststörung)
- Benzodiazepin-Rezeptor tritt zusammen mit GABAA-Rezeptorkomplex
auf (sind sich chem. ähnlich)
Abb. Thompson 4.18
- Benzodiazepine erhöhen Bindungsaffinität von GABA
- Benzodiazepine haben extrem entspannende und angstlösende
Wirkungen (chem. Verbindung in 1930er Jahren entdeckt)
- Heute Die Benzodiazepine sind wirkungsvollste Methode zur
Behandlung von Angstzuständen:
Benzodiazepin steigert die Wirkung des endogenen GABA über die
Anbindung an einen Rezeptor, der wiederum an den GABAARezeptorkomplex gekoppelt ist (trotz intensiver Bemühungen bislang
keine hirneigene, angstlösende Substanz gefunden, die an diesen
Rezeptor bindet
Schneller und langsamer Neurotransmitter Acetylcholin
- Vorkommen an neuromuskulärer Endplatte, im Autonomen
Nervensystem (Sympathikus und Parasympathikus), im ZNS (Gehirn
und Rückenmark) Abb. Thompson 5.4; das ACh System im Gehirn
- Synthese aus Cholin (Nahrung, z.B. Eigelb) und Acetyl-Coenzym A
Abb. Thompson 5.2; Cholin der rate limiting factor der ACh Synthese
-
zwei Rezeptortypen: nicotinerger Rezeptor, muscarinerger
Rezeptor (siehe Tabelle nächste Seite)
- ACh-Esterase (AChE) auf der postsynaptischen Membran baut ACh ab
- zu Acetat und Cholin
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Rezeptortypen
nikotinerg
muscarinerg
(mit Subtypen)
(mit Subtypen)
Vorkommen
Skelettmuskulatur
Ja
ANS
z.T.
(neuroneuronale Synapsen der ANS
Ganglien von Symp. & Parasymp.
ZNS
Nein
Ja
Ja
Ja
(z.B. Rückenmark & Hirnstamm;
weniger in höheren Regionen)
(Mehrheit der ACh-Rez. in
höheren Arealen)
Wirkung
meist exzitatorisch
meist inhibitorisch
Geschwindigkeit
schnell (first messenger)
langsam (second messenger)
Agonist(en)
ionotrop
metabotrop
AChE-Hemmer (z.B. Physostigmin)
AChE-Hemmer (z.B.
Physostigmin)
Nikotin
Muscarin
Antagonist(en)
Botulinustoxin (ACh-Hemmer)
Botulinustoxin (ACh-Hemmer)
Curare
Atropin
Langsame Neurotransmitter
( Abb. Thompson 5.5; 5.6 siehe oben)
Transmitter bindet an postsynaptischen Rezeptor aktiviert G-Protein
bildet cAMP aus ATP (oder cGMP aus GTP oder löst
Phospholipidhydrolase aus) Wirkung auf Ionenkanäle und DNA
Langsame Neurotransmitter - Katecholamine
Abb. B&S 4.8 (oder Thompson 5.7)
- Gruppe von Tyrosin-Derivaten: Dopamin, Noradrenalin, Adrenalin
- Vorkommen: primär im Gehirn und Sympathikus
- Synthese: Tyrosin L-Dopa Dopamin Noradrenalin Adrenalin
Voraussetzung für Synthese des einzelnen Neurotransmitters:
entsprechendes Enzym zur Umwandlung der Vorstufe in der Zelle muss
vorhanden sein!
- elektronenmikroskopisch zwei Vesikeltypen für NA und DA
- differenzierbar: (a) zur sofortigen Freisetzung, (b) „Vorrat“
- nach Bindung an postsynaptischen Rezeptor: Aktivierung von G-Protein
cAMP Ionenkanäle und DNA-Effekte
Abb. Thompson 5.9 u. 5.10
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Charakteristika von Katecholaminen
Dopamin
Noradrenalin
Synthese aus
Tyrosin
Tyrosin
Vorkommen
ZNS, Sympathikus
ZNS, Sympathikus
Wirkmechanismus
second messenger
second messenger
Inaktivierung/Abbau
COMT, MAO; Reuptake
COMT, MAO; Reuptake
Agonisten
L-Dopa; Amphetamin, Cocain
Clonidin; MAO-Hemmer;
Amphetamin, Desipramin
Antagonisten
Haloperidol, Chlorpromazin,
Phentolamin,
Clozapin
Phenoxybenzamin
Dopaminbahnen: (hier gilt besonders siehe Thompson; Abb. 5.11)
1. Tubero-hypophyseales System
Zellkörper im Hypothalamus, projizieren zu Hypophyse;
Regulation einiger hypophysärer Hormone
2. Nigrostriatales System
Zellkörper in Substantia nigra, welche zu Basalganglien (u.a.
Nucleus caudatus) ziehen; reguliert Motorik und Psychomotorik
(teilweise zerstört bei Morbus Parkinson)
3. Mesolimbisches System
Zellkörper im Tegmentum, die in höhere Hirnregionen, Großhirn
und limbisches System projizieren; reguliert kognitives,
emotionales und motivationales Verhalten (bedeutsam bei
Schizophrenie)
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Noradrenalinbahnen (hier gilt besonders s. Thompson; Abb. 5.12)
1. Dorsales System
Zellkörper im Locus coeruleus; umfasst aufsteigende Efferenzen
zu Rindengebieten und absteigende Bahnen zu autonomen
Ganglien in Hirnstamm und Rückenmark; u.a. beteiligt an
Aufmerksamkeit, Wachheit, Konzentrationsfähigkeit
(„Sympathikus des Gehirns“)
2. Ventrales System
Zellkörper im Mittelhirn; projiziert primär in Hypothalamus und
Amygdala; primär an Kontrolle von affektiven und endokrinen
Vorgängen beteiligt, emotionales Gedächtnis
Langsame Neurotransmitter – Serotonin
Charakteristika von Serotonin Thompson Abb. 5.14
Vorkommen
im ganzen Körper, besonders in Darm, glatter
Muskulatur, Blutplättchen und Gehirn
Synthese aus
Tryptophan
Wirkmechanismus
Ionenkanäle, second messenger
Inaktivierung/Abbau
MAO; Reuptake
Agonisten
LSD; Fluoxetin, Imipramin, Amitriptylin
Antagonisten
Clozapin
Serotoninbahnen: (hier gilt besonders s. Thompson; Abb. 5.15)
Zellkörper im Nucleus Raphé (Hirnstamm); aufsteigende Efferenzen zu
Hypothalamus, Basalganglien und Rinde; absteigende Bahnen zu
autonomen Arealen in Hirnstamm und Rückenmark; System ist eine Art
Gegenspieler der noradrenergen Systeme und hat dämpfende Effekte
auf kognitive, motorische und affektive Aktivierung sowie auf Arousal;
bedeutsam bei Depression, Schlaf („Parasympathikus des Gehirns")
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