Dopamin-Stoffwechsel: Synthese, Funktion und Abbau

Was ist Dopamin?

Dopamin ist ein Neurotransmitter, der in vielen verschiedenen Bereichen des Gehirns zur Kommunikation genutzt wird. Es wird durch enzymatische Modifikation der Aminosäure Tyrosin synthetisiert. Tyrosin ist in mehreren proteinreichen Nahrungsquellen enthalten, darunter Eier, Käse und Fisch.

Freisetzung und Wiederaufnahme

Nachdem Dopamin von einem Neuron in eine Synapse (den Raum, den Neuronen für die interzelluläre Kommunikation nutzen) freigesetzt wurde, verbleibt es dort für kurze Zeit, bevor es durch Wiederaufnahme entfernt und/oder von Enzymen abgebaut wird.

Wiederaufnahme (Re-uptake)

Sobald Dopamin eine Synapse erreicht, nimmt ein spezielles Protein, der Dopamintransporter (DAT), es auf. Das Dopamin-Protein-Komplex reist dann eine kurze Strecke zurück ins Zytoplasma der Zelle, die es freigesetzt hat. Das Dopamin kann dann vom DAT-Protein abgelöst und in kleine Vesikel für den späteren Gebrauch neu verpackt werden.

Abbau (Degradation)

Dopamin, das nicht recycelt wird, kann sowohl in der Synapse als auch nach der Wiederaufnahme in die Zelle abgebaut werden. Die Enzyme, die für den Abbau von Dopamin verantwortlich sind, sind Monoaminoxidase (MAO) und Katechol-O-Methyltransferase (COMT). Das Produkt des Dopaminabbaus durch MAO oder COMT ist Homovanillinsäure (HVA).

Monoaminoxidase (MAO)

Innerhalb der Zelle befindet sich MAO in der äußeren Membran der Mitochondrien – den energieliefernden Organellen der Zelle. Es gibt zwei verschiedene Formen von MAO, bekannt als MAOA und MAOB. Die Gene für beide liegen auf dem X-Chromosom. Die beiden Formen unterscheiden sich leicht in ihrer Lokalisierung und ihrer Fähigkeit, Dopamin und verwandte Neurotransmitter zu metabolisieren. Da MAO für den Abbau von Dopamin verantwortlich ist, führt ein MAO-Mangel zu einer erhöhten Dopaminaktivität. Es gibt eine Klasse von Antidepressiva, bekannt als MAO-Hemmer (MAOIs), die durch Verringerung der MAO-Aktivität wirken. Interessanterweise wurden Defekte in den Genen, die die beiden Formen von MAO kodieren, mit geistiger Behinderung und impulsiv-aggressivem Verhalten in Verbindung gebracht.

Katechol-O-Methyltransferase (COMT)

Die Katechol-O-Methyltransferase (COMT) spielt eine relativ geringe Rolle im Dopamin-Stoffwechsel und scheint am wichtigsten für den Abbau von Dopamin im Bereich des präfrontalen Kortex des Gehirns zu sein. COMT existiert sowohl als lösliches Protein als auch als membrangebundenes Protein. Defekte im Gen, das das COMT-Protein kodiert, wurden mit psychiatrischen Störungen, einschließlich Schizophrenie und bipolarer Störung, in Verbindung gebracht.

Psychostimulanzien und DAT

Kokain ist eine Psychostimulanzien, die die Dopaminaktivität erhöht, indem es die Wiederaufnahme durch DAT blockiert. Es blockiert auch die Wiederaufnahme von zwei anderen Neurotransmittern, Noradrenalin und Serotonin. Eine ähnliche Klasse von Medikamenten, die Amphetamine, erhöht die Menge an Dopamin in der Synapse, indem es den DAT anregt, Dopamin „rückwärtstransportieren“ zu lassen.