Nikotin gelangt über das Blut ins Gehirn und durchdringt die Blut-Hirn-Schranke. Es wirkt unter anderem, indem es Neurotransmitter nachahmt. Diese Chemikalien werden von Nervenzellen produziert, um die Aktivität anderer Nervenzellen zu erzeugen oder zu hemmen. Nikotin hat eine ähnliche Form wie der Neurotransmitter Acetylcholin und kann die Acetylcholin-Signalübertragung im gesamten Gehirn erhöhen.
Wenn Nikotin ins Gehirn gelangt, stimuliert es die Freisetzung von Dopamin. Dopamin aktiviert einige der Neuronen, die Vergnügen registrieren. Dadurch löst Nikotin eine chemische Lustempfindung aus, die Menschen dazu veranlasst, Tabakkonsum mit einem Gefühl des Vergnügens zu verbinden.
Nikotin verändert die Chemie im Gehirn. Im Laufe der Zeit versucht das Gehirn, die erhöhten chemischen Signale zu kompensieren. Die auf Nikotin reagierenden Neuronen reduzieren auch die Anzahl der Acetylcholin-Rezeptoren, die sie zur Normalisierung ihrer Aktivität benötigen. Dies bedeutet, dass Nikotin eine geringere Wirkung hat als früher – ein Phänomen, das als Toleranz bezeichnet wird. Wenn eine Person den Tabakkonsum einstellt, werden die betroffenen Neuronen nicht mehr ausreichend signalisiert, was zu Entzugserscheinungen und Heißhungerattacken führt.

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