Anhedonie: Mangelndem Vergnügen + Avolition: mangelnder Motivation: Mein Opioidsystem - Dopminsystem

Medizin am Abend Berlin  - MaAB-Fazit: Vom Wollen und Mögen: Belohnungsverarbeitung zeigt sich im menschlichen Gesicht

Menschen suchen Belohnungen durch Objekte und Situationen, weil sie uns Freude bereiten. 

Unser Belohnungssystem kann uns aber auch dazu zwingen, schädliche und gefährliche Situationen einzugehen, z.B. im Falle einer Drogenabhängigkeit. 

Daher ist es wichtig, jene Gehirnmechanismen besser zu verstehen, die Reaktionen auf verschiedene Arten von Belohnungen beim Menschen steuern. 

Eine von Giorgia Silani von der Fakultät für Psychologie der Universität Wien geleitete Studie hat herausgefunden, dass unterschiedliche neurochemische Systeme beteiligt sind, wenn es um die Motivation Belohnungen zu erhalten geht. 

Die Ergebnisse ihrer Studie wurden im Journal "eLife" veröffentlicht.

• Belohnungen gehen auf die Grundbedürfnisse der Menschen ein und bereiten uns Freude.
  

• Fehlanpassungsverhalten des Belohnungssystems können aber zu Sucht führen; 
• genauso wie zu Anhedonie, also mangelndem Vergnügen, oder Avolition, d. h. mangelnder Motivation.

"Daher ist es wichtig, die Gehirnmechanismen zu verstehen, die die unterschiedlichen Reaktionen auf verschiedene, z. B. soziale oder nicht soziale Belohnungen steuern", erklärt Giorgia Silani.

Ergebnisse aus der Tierforschung legen nahe, dass das Wollen (d. h. die Motivation zu erhalten) und das Mögen (d. h. das Vergnügen beim Konsumieren) von Belohnungen von teilweise verschiedenen neurochemischen Systemen im Gehirn abhängt: 

• Das Opioidsystem liegt sowohl dem Wollen als auch dem Mögen zugrunde, 
• während das Dopaminsystem spezifischer dem Wollen zugeordnet werden kann.

Menschliche Belohnungsverarbeitung
Das Team unter der Leitung von Giorgia Silani von der Universität Wien, in Zusammenarbeit mit der Medizinischen Universität Wien und der Universität Essex, wandte Methoden aus der Tierforschung an und führte ein psychopharmakologisches Experiment durch, um die Rolle des Dopamin- und Opioidsystems für Wollen und Mögen von Belohnungen beim Menschen zu untersuchen.

Um zwei verschiedene Arten von Belohnungen zu vergleichen, wurden süße Milch mit unterschiedlichen Schokoladenkonzentrationen (eine nicht soziale Belohnung) und sanftes Berühren des Unterarms (eine soziale Belohnung) verwendet. 131 Freiwillige erhielten entweder einen Opioidantagonisten, einen Dopaminantagonisten, oder eine inaktive Substanz. Danach wurden ihnen wiederholt verschiedene Belohnungen angeboten. In jedem Versuch bewerteten die Teilnehmer*innen ihre Wünsche (vorher) und Vorlieben (danach) und drückten mit der Hand auf ein Kraftmessgerät, um die Chancen zu erhöhen, die angekündigte Belohnung zu erhalten.

Gesichtsreaktionen auf Belohnungen
Die Aktivität von Gesichtsmuskeln wurde mit Elektroden gemessen, um hedonische Gesichtsreaktionen zu beobachten. Insbesondere bei Lebensmittelbelohnungen stellten die Forscher*innen fest, dass die Belohnungserwartung, also das Wollen, durch beide Medikamente moduliert wurde, dass jedoch nur der Opioidantagonist die Reaktionen während des Belohnungskonsums, also das Mögen, beeinflusste. Diese Ergebnisse stimmen mit früheren Tierversuchen überein.

• Das Blockieren der Opioid- und Dopaminsysteme führte zu einer verringerten körperlichen Anstrengung (ein Indikator des Wollens) und zu erhöhten negativen Gesichtsreaktionen während der Belohnungserwartung. 

• Im Gegensatz dazu führte die ausschließliche Hemmung des Opioidsystems zu weniger Lächeln für beliebte Belohnungen während des Belohnungserhalts.

"Die Ergebnisse sind wichtig, da sie zu neuen therapeutischen Interventionen führen können, um Fälle von extrem starken oder extrem schwachen Reaktionen auf Belohnungen zu behandeln", erklärt Silani. 

"Um die menschliche Belohnungsverarbeitung besser zu verstehen, insbesondere bei Entwicklungsstörungen wie Autismus, ist noch mehr Forschung nötig"

Publikation in "eLife":
"Dopaminergic and opioidergic regulation of implicit hedonic facial reactions during anticipation and consumption of social and nonsocial rewards".
Sebastian Korb, Sebastian J. Götzendorfer, Claudia Massaccesi, Patrick Sezen, Irene Graf, Matthäus Willeit, Christoph Eisenegger, Giorgia Silani.
DOI: https://elifesciences.org/articles/55797

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CAVE-Untersucher: Adipositas-Therapien - Herzlich Willkommen Frau Prof.Dr. Kristin Fenske

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Prof. Wiebke Fenske leitet die Endokrinologie, Diabetologie und Stoffwechselmedizin am Universitätsklinikum Bonn

Prof. Dr. Wiebke Kristin Fenske übernimmt die Leitung der Sektion für Endokrinologie, Diabetologie und Stoffwechselmedizin am Universitätsklinikum Bonn. 

• Die 40-Jährige will die Behandlung von Adipositas und deren Begleiterkrankungen ausbauen und dafür eine hochspezialisierte Einheit auf dem Campus Venusberg etablieren. 

• Dabei setzt sie auf die Adipositas-Chirurgie und erforscht den Einfluss von krankhaftem Übergewicht auf das Gehirn als Schaltzentrale für den Stoffwechsel. 

Sie will Ansatzpunkte für nicht-operative, aber dennoch langfristig wirksame Adipositas-Therapien finden. 

Hierzu erhielt sie 2018 unter anderem ein Else Kröner-Exzellenzstipendium. 


Neues Stoffwechsel & Adipositas-Zentrum: Prof. Wiebke Fenske leitet jetzt die Endokrinologie und Diabetologie am Universitätsklinikum Bonn. © Alessandro Winkler / UK Bonn

 
Ihre akademische Laufbahn führte Prof. Fenske von 2010 bis 2012 an das Imperial College London.

Dort beschäftigte sie sich erstmals mit der Neuroendokrinologie. Jetzt kommt sie vom Universitätsklinikum Leipzig, wo sie zuletzt als Oberärztin der Klinik für Endokrinologie und Nephrologie tätig war. Zudem leitete sie dort die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Arbeitsgruppe „Neuroendokrine Adipositasforschung“ am Integrierten Forschungs- und Behandlungszentrum (IFB) AdipositasErkrankungen.

„Wir müssen unsere Patienten ganzheitlich sehen und sie auf ihrem individuellen Leidensweg abholen“, sagt Prof. Fenske, die einen riesigen Bedarf an einer gezielten Adipositas-Behandlung sieht. So leidet in Deutschland fast jeder Dritte an krankhaftem Übergewicht und seinen stoffwechselbedingten Folgeerkrankungen.

• Neben erblichen und hormonellen Faktoren können vor allem eine falsche Ernährung und Bewegungsmangel Ursachen für eine Adipositas sein. 

• Die Folgen sind oft gravierend, wie Diabetes, Bluthochdruck sowie schwere Erkrankungen des Herzens und der Lunge, aber auch psychische Belastungen und soziale Ausgrenzung.

Als neue Leiterin der Endokrinologie, Diabetologie und Stoffwechselmedizin an der Medizinischen Klinik I des Universitätsklinikums Bonn will Prof. Fenske ihren Fachbereich weiter ausbauen – unter anderem auch in Bezug auf gewichtsreduzierende Chirurgie.

Neben einer differenzierten Diagnose gibt es für die Adipositas-Behandlung konservative Therapieansätze wie Ernährungsberatung, Bewegungs- und Verhaltenstherapie.

Auch werden die Folgeerkrankungen behandelt.

„In der Endokrinologie ist eine enge fächerübergreifende Zusammenarbeit essentiell für unsere Patienten“, sagt Prof. Fenske, die dazu auf eine starke kooperative Vernetzung, sowohl innerhalb als außerhalb der Klinik setzt. Zudem kommt es ihr sehr entgegen, sich hier am Standort Bonn verstärkt mit der Immunologie und dem DZNE austauschen zu können: „In der Kooperationsmöglichkeit möchte ich auch klinischer Ansprechpartner für die Institute sein.“

Kein Jo-Jo-Effekt, wie nach einer Diät

Ein Schwerpunkt von Prof. Fenske ist Adipositas-Chirurgie und deren Einfluss auf die Hirnregionen, die das Essverhalten kontrollieren: „Es ist derzeit die einzige Option, langfristig das Gewicht zu reduzieren, die wir unseren Patienten anbieten können.“

• Bei einer Magen-Bypass-Operation wird nicht nur der Magen verkleinert, sondern auch der vordere Abschnitt des Zwölffingerdarms von der Nahrungspassage ausgeschaltet. 

Infolge wird nur noch ein Teil der Nahrung aufgenommen und verdaut. 

Zudem ändern Betroffene nach der Operation ihre Ernährungsgewohnheiten, sind unter anderem früher satt und bevorzugen fettarme, gesunde Nahrung. 

• „Auch Diabetes, Bluthochdruck und Fettstoffwechselstörungen bilden sich zurück, so sind viele Betroffene bereits wenige Tage nach dem Eingriff nicht mehr insulinpflichtig.“

Die Bonner Spezialistin erforscht am Tiermodell, wie diese bariatrische Chirurgie bei adipösen Menschen die gestörte Kommunikation des Darms über Botenstoffe mit dem Gehirn positiv beeinflusst.

Dieser Signalweg steuert den Appetit auf Fettiges und das Sättigungsempfinden. 

• „Durch den Magenbypass wird auch die nahrungsabhängige Dopamin-Ausschüttung im Gehirn wieder auf das Doppelte erhöht. 

Das deutet daraufhin, dass adipöse Menschen mehr fettreiche Nahrung konsumieren müssen, um den denselben Spiegel an ‘Glückshormon’ zu erreichen, der uns eine Mahlzeit beenden lässt“, sagt Prof. Fenske. 

• Über das Verständnis, wie das Wechselspiel zwischen Darm und Gehirn funktioniert und auf den Stoffwechsel wirkt, will sie alternative nicht-operative und dennoch langfristig wirksame Adipositas-Therapien entwickeln.

Knappbemessene Freizeit gehört der Familie

Die Adipositas-Spezialistin freut sich, auf die Gestaltungsmöglichkeiten, die ihr am Bonner Standort zuzüglich der Exzellenz-Expertise geboten werden. Auch ist sie gespannt darauf, mit ihrem Mann und den beiden Töchtern im Alter von sechs Jahren und zehn Monaten die Bonner Region zu erkunden.

Zudem liebt sie Hausmusik mit der Familie.

Auch lässt sie es sich nicht nehmen, mit dem Fahrrad den Venusberg hinauf zu ihrer neuen Wirkungsstätte zu fahren.

 „Sportlicher Ausgleich hat mir in letzter Zeit gefehlt.“

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Prof. Dr. Wiebke Kristin Fenske
Leiterin der Sektion für Endokrinologie und Diabetologie
Medizinische Klinik I des Universitätsklinikums Bonn
Telefon: 0228/287- 15850
E-Mail: wiebke.fenske@ukbonn.de

Poppelsdorfer Allee 49
53115 Bonn
Deutschland
Nordrhein-Westfalen

Dr. Inka Väth
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Glücksbotenstoff: Dopamin-Neurone https://taiji-therapie.de

Medizin am Abend Berlin -MaAB- Fazit: Umschalten im Gehirn - Einzelnes Dopamin-Neuron bewirkt Verhaltensänderung

Wenn Sie Appetit auf Süßes haben und Ihr suchender Blick auf eine Tafel Ihrer Lieblingsschokolade fällt, werden Sie nicht weitersuchen, sondern beginnen sie genüsslich zu verzehren. 

Medizin am Abend Berlin ZusatzFachLInk: Schokolade  

Wie funktioniert so ein Umschalten von Sehnen und Suchen zu Genuss und Gebrauch? 

Ein LIN-Forschungsteam um Dr. Michael Schleyer hat herausgefunden, dass ein einzelnes Neuron diesen Prozess bewirken kann. Ihre Forschungsergebnisse wurden im „Journal of Neuroscience“ veröffentlicht und legen eine neue Rolle für den „Glücksbotenstoff“ Dopamin nahe. 
 
 Dr. Michael Schleyer mit Aliće Weiglein und Juliane Thöner  Reinhard Blumenstein LIN
 

• Dopamin ist ein belohnender Botenstoff, der sowohl beim Menschen als auch bei Tieren eine wichtige Rolle spielt. 

Das ist sogar bei den extrem einfach gebauten Larven der Fruchtfliege Drosophila melanogaster der Fall.

Nur wenn die Dopamin-Neurone intakt sind, können sie lernen einen Duft mit einer Futterbelohnung zu verbinden. 

Und tatsächlich kann die Aktivierung schon eines einzelnen Dopamin-Neurons im Gehirn der Larve als Belohnung wirken. Präsentiert man einen Duft und das von den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern so benannte DAN-i1 Neuron feuert zur gleichen Zeit, folgen die Larven später der Duftspur.

Neu ist, dass dieses „Glücksneuron“ auch eine zweite Funktion hat:

Es kann das gelernte Suchverhalten auch abschalten. 

Aber wie kann ein und dieselbe Nervenzelle zwei so unterschiedliche Funktionen ausüben?

Medizin am Abend Berlin ZusatzLink: Diktate, Interviews und Texte  

Eine Zelle, zwei Funktionen

Bei ihrer Untersuchung kombinierten die Forschenden das Prinzip des Pawlowschen Lernens mit Verfahren der Optogenetik und mit der Kartierung jeder einzelnen Synapse des DAN-i1 Dopamin-Neurons, also aller seiner Verbindungsstellen mit anderen Nervenzellen. Beim Pawlowschen Lernen verknüpfen die Tiere einen Hinweisreiz wie zum Beispiel einen Duft mit einer Futterbelohnung. Optogenetische Verfahren ermöglichen es mit genetischen Methoden einzelne Zellen im Larvengehirn lichtempfindlich zu machen. Schaltet man das Licht an, feuert die Zelle. Das Forschungsteam stellte fest, dass eine solche optogenetische Aktivierung des DAN-i1 Dopamin-Neurons nicht nur als Belohnung wirkt, sondern auch das erlernte Verfolgen der Duftspur abschalten kann. Die angeborenen Verhaltensweisen der Fliegenlarven bleiben jedoch unverändert. Bei der Kartierung der Synapsen des DAN-i1 Neurons zeigte sich dann, dass das DAN-i1 Neuron zwei Zielgebiete hat. Das erste Ziel sind die Zellen im „Gedächtniszentrum“ in denen das Lernen stattfindet. Das zweite Ziel sind die Zellen, die das Gedächtniszentrum mit der Ausführung des gelernten Verhaltens verbinden. Angesichts der in der Evolution tief verwurzelten Rolle der Dopamin-Neurone bei Mensch und Tier stellt sich die Frage, ob ein solches Verschaltungsmotiv und eine solche Doppelfunktion von Dopamin-Neuronen ein allgemeines Prinzip widerspiegelt.

Leibniz-Institut für Neurobiologie Magdeburg

Das LIN ist ein Grundlagenforschungsinstitut, das sich Lern- und Gedächtnisprozessen im Gehirn widmet. Das LIN wurde 1992 als Nachfolgeeinrichtung des Institutes für Neurobiologie und Hirnforschung der Akademie der Wissenschaften der DDR gegründet und ist seit 2011 Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft. Es bildet einen der Eckpfeiler des Neurowissenschaftsstandortes Magdeburg. Das LIN beherbergt moderne Labore für die neurowissenschaftliche Forschung – vom Hightech-Mikroskop bis zum Kernspintomographen.
Aktuell arbeiten rund 230 Personen am LIN, davon ungefähr 150 Wissenschaftler aus rund 28 Ländern.

Sie erforschen kognitive Prozesse und deren krankhafte Störungen im Gehirn von Mensch und Tier.

https://www.kopfschmerzregister.de/ 

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Dr. Michael Schleyer

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Constanze Seidenbecher
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Isabell Redelstorff
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Originalpublikation:

https://www.jneurosci.org/content/early/2020/06/25/JNEUROSCI.0290-20.2020

Hautbakterien: Die Wundheilung - mit klassischen Botenstoffen (Dopamin, Noradrenalin, Serotonin und Spurenamine)

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: Bakterien auf der Haut können die Wundheilung beschleunigen

Forschungsteam der Universität Tübingen erforscht an Mäusen, wie die normale Hautmikroflora als äußerer Schutzschild wirkt 
 
Von den normalen Gemeinschaften an Mikroorganismen auf unserer Oberfläche wird schon lange angenommen, dass sie einen Schutzschild für die Haut bilden.

Nur wie das funktioniert, lag bisher im Dunklen. Nun hat die Arbeitsgruppe von Friedrich Götz, Seniorprofessor für Mikrobielle Genetik an der Universität Tübingen, bei Mäusen einen natürlichen Prozess entdeckt, der zur Schutzfunktion beiträgt.  

Eine entscheidende Rolle spielen geringe Mengen von Aminen, sogenannte Spurenamine, die von verschiedenen Bakterienarten der Gattung Staphylococcus produziert werden. 

Sie wirken den bei Stress, wie einer Hautverletzung, freigesetzten Stoffen entgegen und beschleunigen so die Wundheilung. 

Ihre Studie haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in der Fachzeitschrift 'Communications Biology' veröffentlicht.

„Spurenamine werden von vielen Lebewesen gebildet, so auch beim Menschen“, erklärt Friedrich Götz. Meist entstünden sie durch Decarboxylierung aromatischer Aminosäuren, die zum Beispiel in die Amine Phenylethylamin, Tyramin oder Tryptamin umgewandelt werden. 

In den Nervenzellen des Säugetiergehirns werden sie gemeinsam mit den klassischen Botenstoffen wie Dopamin, Noradrenalin oder Serotonin in den Nervenendigungen gespeichert und freigesetzt. 

 „Die Spurenamine spielen eine wichtige Rolle als Neuromodulatoren. Bei der Übertragung der klassischen Botenstoffe vervielfachen sie deren Aktivität“, sagt der Wissenschaftler. Inzwischen wisse man auch, dass sie daneben mit einer speziellen Familie von G-Protein-gekoppelten Rezeptoren wechselwirken und auch unabhängig von den klassischen Botenstoffen Signale im Gehirn übertragen.

• Spurenamine heben Hemmung auf

Dass verschiedene Bakterienarten der Gattung Staphylococcus Spurenamine produzieren können, hatte die Arbeitsgruppe von Friedrich Götz erst kürzlich entdeckt.

Das verantwortliche Enzym bezeichneten sie als SadA (Staphylokokken-aromatische-Aminosäuredecarboxylase). In ihrer neuen Studie stellten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler fest, dass solche Hautbakterien die Wundheilung fördern können.

• „Bei einer Verletzung der Haut produzieren die Hautzellen Adrenalin, das wiederum durch Aktivierung eines bestimmten Rezeptors die Beweglichkeit der Zellen hemmt. 

• Sie können sich dann nicht so schnell an der offenen Wunde zusammenlagern, um sie zu verschließen“, erklärt Götz. 

Bei Experimenten mit Mäusen zeigte sich, dass die Spurenamine gegenläufig arbeiten und die Wirkung des Adrenalins aufheben. 

• „Die Wundheilung wird beschleunigt. 

Unsere Studie zeigt, dass Spurenamine produzierende Bakterien auf unserer Haut vorteilhaft sein können und zur Wirkung als Schutzschild beitragen.“

Diese Arbeit wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG), dem Exzellenzcluster EXC 2124 Controlling Microbes to Fight Infections und vom Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg (MWK) sowie der Alexander von Humboldt-Stiftung gefördert.

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Prof. Dr. Friedrich Götz
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Dr. Karl Guido Rijkhoek
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Janna Eberhardt
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Fax: 07071 29-5566
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Originalpublikation:

Arif Luqman, Muhammad Zainul Muttaqin, Sumah Yulaipi, Patrick Ebner, Miki Matsuo, Susanne Zabel, Paula Maria Tribelli, Kay Nieselt, Dewi Hidayati & Friedrich Götz: Trace amines produced by skin bacteria accelerate wound healing in mice. Communications Biology, https://dx.doi.org/10.1038/s42003-020-1000-7

 

REM-Schlaf, oder auch Traumschlaf: Alpha-Synukleinopathie - Parkinson-Krankheit

Medizin am Abend Berlin - MaAB-Fazit: 80% aller Betroffenen mit einer REM-Schlaf-Verhaltensstörung entwickeln eine Parkinson-Krankheit

Die REM-Schlaf-Verhaltensstörung (engl. abgekürzt RBD) ist durch lebhafte Träume und körperliche Aktivität im Traumschlaf gekennzeichnet: 

Die Betroffenen schreien, treten oder schlagen um sich im Schlaf. 

Oft schämen sie sich und gehen nicht zum Arzt. 

Dabei können Medikamente Linderung verschaffen. 

Hinzu kommt, dass es einen Zusammenhang zwischen RBD und der Parkinson-Krankheit gibt – 4 von 5 Betroffenen erkranken im Laufe von 15 Jahren an der Parkinson-Krankheit. 

Derzeit wird an einem Test gearbeitet, der verlässlich vorhersagen kann, ob eine RBD in eine Parkinson-Krankheit mündet oder nicht. 
 
Die REM-Schlaf-Verhaltensstörung (engl. „REM sleep behaviour disorder“ - RBD) wird laut der Internationalen „Classification of Sleep Disorders“ (ICSD) den sogenannten Parasomnien zugeteilt.

Darunter versteht man Schlafstörungen mit störenden Begleitsymptomen. 

• Der REM-Schlaf, oder auch Traumschlaf, wechselt sich mit dem Non-REM-Schlaf (Leicht- und Tiefschlaf) mehrmals pro Nacht ab und ist durch die schnellen Augenbewegungen („rapid eye movements - REM“) bei geschlossenen Augenlidern charakterisiert. 

Während der REM-Schlafphase herrscht im Gehirn eine erhöhte Durchblutung und Stoffwechselaktivität, die Atem- und Herzfrequenzen steigen an, die Muskulatur ist aber in einem vollständigen Ruhezustand. 

In dieser Schlafphase träumen wir. 

Bei Betroffenen, die unter der RBD leiden, kommt es in dieser REM-Schlafphase zu heftigen Träumen, die sie – im Gegensatz zu „normal Träumenden“ – auch körperlich durchleben und „aktiv“ werden lassen.

Nicht selten schreien die Betroffenen laut, sie treten oder schlagen unkontrolliert um sich, kratzen oder beißen, in einigen Fällen kann es sogar zu Selbstverletzungen oder Verletzungen des Partners kommen.

„Die RBD ist für Betroffene oft ein Tabuthema.

Sie schämen sich und haben Sorge, als aggressiv oder unbeherrscht eingestuft zu werden. Ihnen – und oft auch dem Partner – ist nicht klar, dass eine Krankheit ursächlich für die nächtliche Aktivität ist“, erklärt Prof. Dr. Wolfgang Oertel von der Universität Marburg.

„Es ist wichtig, diese Tabus abzubauen und allgemein bekannt zu machen, dass es sich bei der RBD um ein Vorzeichen einer Erkrankung handelt.

Betroffene sollten sich ihrem Hausarzt anvertrauen, der sie bei Bedarf an einen Neurologen überweist, denn die RBD ist behandelbar.“

Eine medikamentöse Therapie kann die Lebens-und Schlafqualität vieler Patienten verbessern.

Zum Einsatz kommen beispielsweise Clonazepam, eine Substanz, die vor allem bei Epilepsie eingesetzt wird (auch wenn RBD keine epileptische Erkrankung ist!), und Melatonin, ein Hormon, das den Wach-Schlaf-Rhythmus steuert. 

Aber selbst, wenn die medikamentöse Therapie nicht anschlägt, ist für viele Betroffene allein die Diagnose ein Segen.

„Ihnen fällt ein Stein vom Herzen, wenn sie erfahren, dass ihr Leiden eine echte Erkrankung ist, sie nicht `unnormal´ sind oder gar Sorge haben müssen, verrückt zu werden,“ so Prof. Oertel.

Es gibt aber noch einen weiteren wichtigen Grund, warum eine rechtzeitige Diagnose wichtig ist:

Die REM-Schlaf-Verhaltensstörung wurde als ein Risikofaktor zur Entwicklung eines Parkinson-Syndroms eingestuft.

Es ist mittlerweile bekannt, dass 80% aller Betroffenen mit einer REM-Schlaf-Verhaltensstörung in den nächsten 15 Jahren an einer sogenannten alpha-Synukleinopathie erkranken werden.

In dieser Erkrankungsgruppe stellt die Parkinson-Krankheit die häufigste Krankheit dar.

„Was für die Betroffenen zunächst wie eine Hiobsbotschaft klingt, denn eine Parkinson-Erkrankung ist auch heute noch nicht heilbar, hat zumindest einen positiven Aspekt:

Durch die RBD erhalten Betroffene die Möglichkeit, sich mit der drohenden Parkinson-Erkrankung auseinanderzusetzen und frühzeitig mit einer Therapie zu beginnen. Darüber hinaus können die von der RBD Betroffenen hoffen, dass laufende Forschungsanstrengungen neue Therapie-Verfahren finden und entwickeln, die das Fortschreiten einer Parkinson-Krankheit verlangsamen“, so der Experte.

Die Parkinson-Krankheit ist weltweit die zweithäufigste neurodegenerative Erkrankung. Die hierbei zu beobachtenden Störungen des Bewegungsablaufes (siehe unten) lassen sich auf den Untergang dopaminerger Neurone der Substantia nigra im Mittelhirn zurückführen.

Prinzipiell ist der Teil des Mittelhirns an der Ausgestaltung von Bewegungsabläufen beteiligt, was die typischen Parkinson-Symptome erklärt. 

• Durch die Erkrankung kommt es im Verlauf zu einer Bewegungsarmut bis hin zur vollständigen Bewegungslosigkeit (Akinese), zur versteiften Muskulatur (Rigor) und dem Zittern von Armen und Beinen in Ruhe (Tremor).

Der Zusammenhang zwischen RBD und der Parkinson-Krankheit wird derzeit intensiv beforscht.

Prof. Oertel und sein Team gehen der Frage nach, welche der RBD-Patienten zu den mehr als zwei Dritteln mit dieser Traum-Schlafstörung gehören, die auf eine Parkinson-Erkrankung zusteuern.

• Mit der sogenannten Fluoro-Desoxy-Glukose- (FDG-) PET-Technik haben sie den Energieverbrauch des Gehirns genau gemessen. 

Es stellte sich heraus, dass Parkinson-Patienten ein typisches Muster von Abweichungen des Energiehaushaltes im Gehirn zeigen.

„Bei zwei Drittel von 25 untersuchten RBD-Patienten haben wir festgestellt, dass dieses Parkinson-Muster bereits im Vorstadium der Parkinson-Krankheit anwesend ist.

Nun gilt es zu klären, ob das Muster tatsächlich für eine valide Vorhersage der Parkinson-Krankheit herangezogen werden kann, also ob es tatsächlich auch diejenigen RBD-Patienten mit dem typischen Parkinson-Muster sind, die an der Parkinson-Krankheit erkranken werden, und ob umgekehrt die RBD-Patienten ohne Parkinson-Muster gesund bleiben“, erklärt der Marburger Neurologe und Past-Präsident der DGN.

 „Wenn das der Fall ist, haben wir einen Parkinson-Frühtest für Menschen, die unter RBD leiden.“ Das wichtige Forschungsprojekt wird vom ParkinsonFonds Deutschland gefördert.

 Die ersten Ergebnisse dieser Verlaufsstudie werden 2020 erwartet.

Für Betroffene und Angehörige ist der Verein REM-Schlafstörung e.V. eine wichtige Anlaufstelle.

Auf der Internetseite http://www.rem-schlafverhaltensstoerung.de/ findet man zahlreiche Informationen und u.a. einen RBD-Selbsttest.



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Deutschen Gesellschaft für Neurologie
c/o albersconcept, Jakobstraße 38, 99423 Weimar
Tel.: +49 (0)36 43 77 64 23
Pressesprecher: Prof. Dr. med. Hans-Christoph Diener, Essen
E-Mail: presse@dgn.org

Die Deutsche Gesellschaft für Neurologie e.V. (DGN)
sieht sich als neurologische Fachgesellschaft in der gesellschaftlichen Verantwortung, mit ihren über 9900 Mitgliedern die neurologische Krankenversorgung in Deutschland zu sichern. Dafür fördert die DGN Wissenschaft und Forschung sowie Lehre, Fort- und Weiterbildung in der Neurologie. Sie beteiligt sich an der gesundheitspolitischen Diskussion. Die DGN wurde im Jahr 1907 in Dresden gegründet. Sitz der Geschäftsstelle ist Berlin. www.dgn.org

Präsidentin: Prof. Dr. med. Christine Klein
Stellvertretender Präsident: Prof. Dr. med. Christian Gerloff
Past-Präsident: Prof. Dr. Gereon R. Fink
Generalsekretär: Prof. Dr. Peter Berlit
Geschäftsführer: Dr. rer. nat. Thomas Thiekötter
Geschäftsstelle: Reinhardtstr. 27 C, 10117 Berlin,
Tel.: +49 (0)30 531437930, E-Mail: info@dgn.org

 

Bewegungsstörungen bei Parkinsonpatienten: Morbus Parkinson

Medizin am Abend Berlin Fazit: Wir wissen viel über Parkinson – aber längst nicht alles

Professor Björn Falkenburger ist jetzt als neuberufener Professor für Neurologie mit Schwerpunkt Bewegungsstörungen an der Medizinischen Fakultät und dem Universitätsklinikum Carl Gustav Carus Dresden auf der Suche nach neuen Therapieansätzen 
 
„Besonders faszinierend finde ich es, auf die molekulare Ebene abzutauchen, und da herauszubekommen, was eigentlich schief läuft in den Zellen, wenn sich bei Parkinsonpatienten die Krankheit manifestiert“, sagt Professor Björn Falkenburger.

Er ist seit dem 1.1.2019 neuberufen worden auf die Professur für Neurologie mit Schwerpunkt Bewegungsstörungen.
 
Prof. Björn Falkenburger Stephan Wiegand, MF TU Dresden

• Auf den ersten Blick sind es die verarmten Bewegungen, der etwas unrunde Gang, ein Zittern in der Hand. 

• Dahinter verbirgt sich nicht immer, wie die Umwelt auf den ersten Blick leider oft vermutet, der krankhafte Griff zur Flasche. 

Gerade bei den Menschen um die 60 ist die treffende Diagnose häufig: 

Morbus Parkinson. Mit diesem Krankheitsbild leben in Deutschland schätzungsweise 400.000 Patienten, und jährlich kommen 12.500 dazu. All denjenigen gilt es, ihre gewohnte Lebensqualität möglichst lange aufrechtzuerhalten. Dieses Unterfangen gelingt für viele Jahre nach der Diagnose recht gut. In fortgeschrittenen Erkrankungsstadien sind dann aber die Schädigungen im Gehirn so groß, dass der Alltag zu einer unlösbaren Herausforderung wird. 

• Der Grund dafür sind falsch gefaltete Proteinaggregate, die sich ablagern und die Nervenzellen schädigen. 

„Wie diese entstehen und wie diese Proteinaggregate abgebaut werden, genau auf dieser molekularen Ebene beschäftige ich mich schon seit über fünfzehn Jahren mit der Parkinsonerkrankung“, sagt Prof. Falkenburger.

Streng betrachtet können diese Überlegungen noch als Zukunftsmusik verstanden werden.

Aber um die Krankheit in all ihren Ausprägungen tatsächlich zu verstehen, sind jene Gedankenspiele unabdingbar. Bereits in den 60er Jahren wusste man, dass die Ursache für Parkinson das Absterben der Dopamin produzierenden Nervenzellen ist. Dieses Wissen prägt bis heute die Therapie. Was passiert aber im Gehirn, wenn das Dopamin ausbleibt? Eine Frage, die erst seit kurzem ausführlicher diskutiert wird.

So ist es jetzt aufgefallen, dass das Gehirn auf den Dopaminmangel reagiert.

 „Das Gehirn versucht auszugleichen, in dem es Verbindungen und Erregbarkeiten ändert – immer in der Hoffnung, dass es mit diesem Mangel zurecht kommt“, so Prof. Falkenburger.

Und dann gibt es noch eine ganze Reihe von Symptomen, die auf unsere Dopamintherapie gar nicht ansprechen, vermutlich, weil sie durch die bereits beschriebenen Protein-Aggregate verursacht sind. „Darauf müsste man auch reagieren, eben um die besagte Lebensqualität der Patienten über viele Jahre zu gewährleisten.“

Unser Gehirn steht diesen Veränderungen keinesfalls machtlos gegenüber. 

• Nervenzellen können Proteinaggregate abbauen und versuchen, den Mangel an Dopamin auszugleichen. 

• Manche dieser Reaktionen sind sinnvoll und müssen unterstützt werden, andere gehen in die falsche Richtung und müssen verhindert werden. 

Dass ein besseres Verständnis dieser Veränderungen den Verlauf der Erkrankung verändern kann, ist eine Vision.

Diese umzusetzen ist aber nur möglich, wenn das Umfeld stimmt.

„Das war meine Motivation, nach Dresden zu kommen.

Denn hier gibt es die perfekte Kombination aus Wissenschaftsnetzwerk und Patientenversorgung, ein Zusammenspiel aus Medizinischer Fakultät, außeruniversitären Forschungseinrich-tungen und Krankenversorgung – eben die Hochschulmedizin Dresden.“, freut sich Prof. Falkenburger über seinen Ruf nach Dresden.

Lebenslauf von Prof. Björn Falkenburger
1974 geboren, studierte Björn Falkenburger Medizin an der Eberhard Karls Universität Tübingen, wo er 2002 auch promovierte und zwei Jahre als Assistenzarzt arbeitete. In den Jahren 2004 bis 2006 war Falkenburger als Postdoktorand und Assistenzarzt an der Georg-August Universität Göttingen tätig. Zwei Jahre später führte ihn sein beruflicher Weg in die USA mit einem weiteren Postdoc-Aufenthalt an der University of Washington in Seattle (2004-2008). Er beendete seine Facharzt-Weiterbildung an der RWTH Aachen und wurde nach seiner Facharztprüfung 2013 Oberarzt. Der Neurologe trug zunächst die Verantwortung für Normalstationen, später für Notaufnahme, Stroke-Unit und Intensivstation. 2014 übernahm er die Geschäftsführung der Klinik für Neurologie am Universitätsklinikum der RWTH Aachen. Noch im selben Jahr erhielt er den Ruf auf eine W1-Professur für Translationale Hirnforschung. 2017 habilitierte Falkenburger im Fach Neurologie. Ein wichtiger Schwerpunkt seiner aktuellen Arbeit ist die Untersuchung intrazellulärer Prozesse bei Transport, Abbau und Sekretion von Proteinaggregaten, um die Entwicklung neuer Therapien für die Versorgung von Patienten mit der Parkinson-Krankheit voranzutreiben.

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Prof. Dr. Björn Falkenburger
Professur für Neurologie mit Schwerpunkt Bewegungsstörungen
Klinik und Poliklinik für Neurologie
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Kim-Astrid Magister Technische Universität

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Ihr Belohnungsanreiz 2019? Essen im Mund und Magen-Darm-Trakt...

Medizin am Abend Berlin Fazit: Gedopt durch Nahrung

Die Ausschüttung von Dopamin reguliert unser Essverhalten

Wenn es um die Nahrungsaufnahme geht, dann sind wir nur noch bedingt Herr unserer selbst. 

• Am Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung in Köln konnten Wissenschaftler zeigen, dass unser Magen-Darm-Trakt im ständigen Austausch mit dem Gehirn steht und mit Belohnungsreizen unser Verlangen nach Essen kontrolliert. 

Der Botenstoff Dopamin wirkt im Gehirn als Belohnungssignal bei der Nahrungaufnahme.
GettyImages
 

• Als wichtigster Botenstoff des Belohnungssystems im Gehirn wird Dopamin ausgeschüttet, wenn zum Beispiel lang angestrebte Ziele erreicht werden und ein Verlangen oder die unmittelbare Aussicht auf Belohnung uns zu einer Handlung motivieren. 

In aufwendigen Studien sind Forschungsgruppenleiter Marc Tittgemeyer und Heiko Backes der Frage nachgegangen, wie die Nahrungsaufnahme im Körper eigentlich kontrolliert wird. 

Die Wissenschaftler haben freiwilligen Studienteilnehmern Milchshakes angeboten und parallel dazu mit einer neuartigen Methode die Ausschüttung von Dopamin im Gehirn gemessen.

Die Messergebnisse zeigen, dass das Gehirn bereits die ersten Dopamin-Moleküle ausschüttet, wenn die Teilnehmer den Shake im Mund schmecken. 

Sobald das Getränk den Magen erreicht, wird erneut Dopamin freigesetzt. 

„Frühere Experimente mit Mäusen haben ergeben, dass es dem Gehirn gemeldet wird, wenn Nahrung den Magen erreicht. 

Unsere Ergebnisse zeigen, dass dies auch beim Menschen geschieht und, darüberhinaus, welche Hirnareale dabei beteiligt sind“, erklärt Tittgemeyer.

Die Forscher haben zudem einen Zusammenhang zwischen dem subjektiven Verlangen und der Dopamin-Ausschüttung festgestellt:

Die Gehirne von Teilnehmern, die ein besonderes Verlangen nach einem Milchshake hatten, setzten mehr Dopamin frei, wenn das Getränk im Mund war.

Sobald es aber den Magen erreichte, wurde weniger Dopamin ausgeschüttet.

„Unsere Daten zeigen, dass unser Verlangen eng mit Dopamin verbunden ist. 

• Bleibt die zweite, durch den Magen vermittelte Dopamin-Freisetzung aus, essen wir möglicherweise weiter, bis diese erfolgt“, erläutert Backes.

Die Nahrungsaufnahme dient in erster Linie der Versorgung des Körpers mit Energie und Nährstoffen.

Idealerweise stehen Energieverbrauch und Nahrungsaufnahme im Gleichgewicht.

Nahrung besitzt allerdings auch einen Belohnungswert:

„Wenn die Belohnungssignale stärker als das Gleichgewichtssignal sind essen wir mehr als notwendig. 

• Dies kann dann zu Übergewicht und Fettleibigkeit führen“, sagt Backes.

Lässt sich Fettleibigkeit also durch die Kontrolle der Dopamin-Freisetzung verhindern?

„So leicht ist das leider nicht“ antwortet Tittgemeyer.

„Wie unsere Körpersignale unsere Handlungen beeinflussen, und wie man z.B. durch kognitive Kontrolle darauf Einfluss nehmen kann, das ist noch nicht wirklich verstanden.

Da ist noch einiges an Forschung nötig.“

Die Forschungsarbeit wurde in Kooperation dem CECAD durchgeführt.

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Heiko Backes
Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung
Tel: +49(0)221 4726 440
E-Mail: backes@sf.mpg.de

Marc Tittgemeyer
Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung
Tel: +49(0)221 4726 215
E-Mail: tittgemeyer@sf.mpg.de

Dr. Annegret Burkert Max-Planck-Institut für Stoffwechselforschung

http://www.sf.mpg.de
 

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Gleueler Straße 50
50866 Köln
Deutschland
Nordrhein-Westfalen
E-Mail-Adresse: info@sf.mpg.de

Dr. Maren Berghoff
Telefon: 022137970207
E-Mail-Adresse: maren.berghoff@sf.mpg.de

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Originalpublikation:

Sharmili Edwin Thanarajah, Heiko Backes, Alexandra G. DiFeliceantonio, Kerstin Albus, Anna Lena Cremer, Ruth Hanssen, Rachel N. Lippert, Oliver A. Cornely, Dana M. Small, Jens C. Brüning, Marc Tittgemeyer: Food intake recruits orosensory and post-ingestive dopaminergic circuits to affect eating desire in humans. Cell Metabolism, 2019.

Furchtextinktion: Angsttherapie: Traumatisierung / Dauerhafte Belastungsstörung

Medizin am Abend Berlin Fazit: Neuer Ansatz zur Verbesserung der Angsttherapie entdeckt

Mainzer Wissenschaftler veröffentlichen neue Erkenntnisse in der Resilienzforschung in Nature Communications

Die Forscher haben neue Hinweise darauf gefunden, wie sich nach einer Traumatisierung eine dauerhafte Belastungsstörung vermeiden lässt: 

durch eine feste Gedächtnisverankerung neuer, positiver Lernerfahrungen, dass die angstauslösenden Reize harmlos sind. 

• Dafür ist es allerdings erforderlich, dass sich Betroffene ihren Angstauslösereizen immer wieder aussetzen. 

Die Mainzer Erkenntnisse über die Hirnprozesse, die solchen positiven Lernerfahrungen zugrunde liegen, könnten helfen, entsprechende Therapien zu verbessern und präventive Maßnahmen zu entwickeln. 
 
Traumatische Erfahrungen können sich tief in das Gedächtnis eingraben.

Wie sich eine daraus entstandene Furcht langfristig reduzieren lässt und wie es nach einer Traumatisierung gar nicht erst zu einer dauerhaften Belastungsstörung kommt, darauf haben Wissenschaftler der Universitätsmedizin Mainz neue Hinweise gefunden:

Der Schlüssel liegt in entsprechenden neuen, positiven und fest im Gedächtnis verankerten Erfahrungen.

Durch diese lernen die Traumatisierten, dass die angstauslösenden Reize oft harmlos sind. Dafür ist es allerdings erforderlich, dass sich Betroffene ihren Angstauslösereizen immer wieder aussetzen.

Die Forscher haben die Hirnprozesse, die solchen positiven Lernerfahrungen zugrunde liegen, genauer untersucht.

• Die Erkenntnisse könnten helfen, die Therapie von Angsterkrankungen und Posttraumatischen Belastungsstörungen (PTBS) zu verbessern sowie entsprechende präventive Maßnahmen zu entwickeln. Sie sind nachzulesen in der renommierten Fachzeitschrift „Nature Communications“.

Das menschliche Gehirn ist veränderbar. Es lässt sich durch Erfahrungen – gute wie schlechte – (um)formen. 

Dies ist die Ausgangsprämisse der Resilienzforschung und der Therapien zur Behandlung von Angststörungen.

Doch wieso gelingt es bei manchen Menschen, deren Angst zu mindern oder ihnen diese sogar zu nehmen, wenn sie mit einer ursprünglich angstauslösenden Situation wiederholt konfrontiert werden und dabei neue, positive Erfahrungen machen? 

Und warum hat diese sogenannte ‚Furchtextinktion‘ bei anderen langfristig keinen Erfolg?

Wie bildet und stabilisiert das Gehirn eines Menschen dessen Langzeitgedächtnis?

Welche Rolle spielen dabei spontane, neuronale Konsolidierungsprozesse, die nach dem Lernen einer neuen, überraschend positiven Erfahrung ablaufen? 

Diesen Fragen widmeten sich Univ.-Prof. Dr. Raffael Kalisch und Dr. Anna M.V. Gerlicher zusammen mit anderen Wissenschaftlern des Deutschen Resilienz Zentrums (DRZ) Mainz und des Sonderforschungsbereichs 1193 „Neurobiologie der Resilienz gegenüber stressinduzierter psychischer Dysfunktion: Mechanismen verstehen und Prävention fördern“ an der Universitätsmedizin Mainz in der hier vorgestellten Studie.

„Wir wissen schon ganz gut, welche neuralen Prozesse wichtig sind, um zu lernen, dass von einem gefürchteten Reiz gar keine Gefahr mehr ausgeht. Neuere Forschungen haben jedoch gezeigt, dass es sehr wichtig ist, sich auch später noch gut an solche Lernerfahrungen erinnern zu können. Denn nur so gelingt es, nicht immer und immer wieder in unnötige Angstreaktionen zu verfallen und somit resilient gegenüber einer Posttraumatischen Belastungsstörung zu sein”, erläutert Dr. Anna Gerlicher, Erstautorin der Studie. „Wir haben uns in unserer neuesten Studie daher ganz auf die Frage fokussiert, wie es nach einem solchen ‘Extinktionslernen’ zur Verfestigung des Erlernten in unserem Gedächtnis kommt.”

Das Team um DRZ-AG-Leiter Univ.-Prof. Dr. Raffael Kalisch fand heraus, dass die Gehirne ihrer Versuchspersonen während einer Extinktionslernerfahrung bestimmte Aktivierungsmuster aufwiesen, die nach dem Lernen in einer Ruhephase spontan wieder auftraten. Je häufiger diese Spontanreaktivierungen erfolgten, desto besser konnten sich die Probanden an einem anderen Versuchstag an ihre positive Erfahrung erinnern und desto geringer waren ihre Angstreaktionen auf Auslösereize.

Dass die gedächtnisrelevanten Aktivitätsmuster durch den auch als „Belohnungshormon“ bekannten Neurotransmitter Dopamin unterstützt werden, war eine weitere neue Erkenntnis. 

• „Besonders faszinierend war für uns, dass wir durch Gabe eines handelsüblichen Medikaments, das in den Hirnstoffwechsel eingreift und zu einer Erhöhung des Dopaminspiegels im Gehirn führt, die Anzahl der Reaktivierungen erhöhen und somit im selben Maße spätere Angstreaktionen verringern konnten. 

Dies brachte folgende neue Erkenntnis: 

Das Gedächtnis für Extinktionslernen lässt sich, zumindest im Labor, relativ einfach verstärken – und zwar ganz ohne Übung oder Gedächtnistraining”, so Professor Kalisch.

Die Wissenschaftler sehen in ihren Befunden Potential für neue Einsichten in grundlegende Mechanismen der Gedächtnisbildung sowie für mögliche neue Ansätze zur Verbesserung der Traumatherapie.

Weitere Informationen zur Originalpublikation:
A.M.V. Gerlicher, O. Tüscher, R. Kalisch: Dopamine-dependent prefrontal reactivations explain long-term benefit of fear extinction; Nature Communications volume 9, Article number: 4294 (2018) | DOI: 10.1038/s41467-018-06785-y
www.nature.com/naturecommunications

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Über die Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Die Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz ist die einzige medizinische Einrichtung der Supramaximalversorgung in Rheinland-Pfalz und ein international anerkannter Wissenschaftsstandort. Sie umfasst mehr als 60 Kliniken, Institute und Abteilungen, die fächerübergreifend zusammenarbeiten. Hochspezialisierte Patientenversorgung, Forschung und Lehre bilden in der Universitätsmedizin Mainz eine untrennbare Einheit. Rund 3.400 Studierende der Medizin und Zahnmedizin werden in Mainz ausgebildet. Mit rund 7.800 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern ist die Universitätsmedizin zudem einer der größten Arbeitgeber der Region und ein wichtiger Wachstums- und Innovationsmotor. Weitere Informationen im Internet unter www.unimedizin-mainz.de

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Originalpublikation:

A.M.V. Gerlicher, O. Tüscher, R. Kalisch: Dopamine-dependent prefrontal reactivations explain long-term benefit of fear extinction; Nature Communications volume 9, Article number: 4294 (2018) | DOI: 10.1038/s41467-018-06785-y
www.nature.com/naturecommunications

Molekularer, zellulärer und neuronaler Futtersuche zum Weihnachtsfest 2018

Medizin am Abend Berlin Fazit: Futtersuche: bei Mensch und Wurm ähnlich reguliert?

Verhalten des Fadenwurms weist auf die Entwicklung von ernährungsmotiviertem Verhalten bei höheren Tieren hin  

• Wie motiviert uns unser Nervensystem, vom Sofa aufzustehen und im Kühlschrank oder sogar im Supermarkt nach Essen zu suchen? 

Das hat ein Forscherteam um Alexander Gottschalk von der Goethe-Universität am Beispiel des Fadenwurms Caenorhabditis elegans untersucht.

Die Ergebnisse weisen darauf hin, wie sich das Verhalten bei der Futtersuche im Laufe der Evolution bei höheren Tieren entwickelt haben könnte.

Nahrung zu finden und an einer Nahrungsquelle zu verweilen, sind entscheidende Überlebensstrategien im Tierreich.

• Aber wie werden externe Futter-Signale auf molekularer, zellulärer und neuronaler Ebene in Verhalten verwandelt? 

Um das herauszufinden, greifen Neurowissenschaftler gern auf einfache Modellorganismen wie den Fadenwurm C. elegans zurück. Er besitzt nur 302 Nervenzellen, deren Verknüpfungen präzise kartiert sind. So können Forscher im Detail untersuchen, wie diese Nervenzellen miteinander kommunizieren, um bestimmte Verhaltensweisen zu erreichen.

Alexander Gottschalk und sein Team konzentrierten sich in ihrer Studie auf einen neuronalen Schaltkreis, an dessen „Spitze“ sich ein Paar sensorischer Nervenzellen befindet.

Ist Nahrung vorhanden, setzt es den Botenstoff Dopamin frei. 

Das wirkt sich auf zwei Arten von nachgeschalteten Neuronen aus (DVA und AVK) – und zwar auf ganz unterschiedliche Weise, wie das Forscherteam entdeckte.

Dopamin aktiviert DVA, was ein Verweilen und ein lokales Suchverhalten fördert, während es AVK inhibiert, das sonst eine Futtersuche über längere Distanzen fördern würde. 

• Konkret geschieht dies, indem DVA und AVK die Information an Motoneuronen weitervermitteln, die wiederum die Muskelaktivität steuern.

Doch welche Schlüsse lässt dies auf die Nahrungssuche bei höheren Tieren wie dem Menschen zu?

Beim Fadenwurm beeinflusst das DVA-Neuron die Fortbewegung, indem es das Neuropeptid NLP-12 an die Motoneuronen weiterleitet. 

Säugetiere haben ein äquivalentes Neuropeptid, das Cholecystokinin.

Seine Freisetzung wird ebenfalls durch Dopamin-Signale reguliert, beispielsweise bei belohnungsabhängigem Verhalten. 

Dies zeigt, dass im Laufe der Evolution die Bedeutung von Dopamin und Cholecystokinin/NLP-12 als Neuromodulatoren erhalten blieb.

• Beide Neurotransmitter beeinflussen motiviertes Verhalten bei der Nahrungssuche sowie bei anderen Aktivitäten, die eine Belohnung versprechen.

• Das Neuron AVK, das als Gegenspieler zum DVA-Neuron wirkt, setzt bei erfolgloser Nahrungssuche im Wurm das Neuropeptid FLP-1 frei. 

Es ist ein Gegenspieler zu NLP-12/Cholecystokininin. Obwohl FLP-1 wahrscheinlich auf wirbellose Tiere beschränkt ist, finden sich ähnliche Neuropeptide bei Säugetieren, wo sie ebenfalls die Nahrungsaufnahme kontrollieren.

Womöglich werden die Cholecystokinin-Signale bei Säugetieren also ähnlich ausbalanciert wie beim Fadenwurm.

Die in der Studie identifizierten Neuronentypen können daher wichtige Hinweise für die Suche nach ähnlichen Zelltypen in den Myriaden von Zellen bei Säugetieren liefern, die ähnliche Mechanismen der Bewegungskontrolle vermitteln.

Publikation
Oranth et al.: Alexander Gottschalk et al.: Food sensation modulates locomotion by dopamine and neuropeptide signaling in a distributed neuronal network, in: Neuron 100, 1–15; December 19, 2018.
https://doi.org/10.1016/j.neuron.2018.10.024)


Die Goethe-Universität ist eine forschungsstarke Hochschule in der europäischen Finanzmetropole Frankfurt. 1914 mit privaten Mitteln überwiegend jüdischer Stifter gegründet, hat sie seitdem Pionierleistungen erbracht auf den Feldern der Sozial-, Gesellschafts- und Wirtschaftswissenschaften, Medizin, Quantenphysik, Hirnforschung und Arbeitsrecht. Am 1. Januar 2008 gewann sie mit der Rückkehr zu ihren historischen Wurzeln als Stiftungsuniversität ein hohes Maß an Selbstverantwortung. Heute ist sie eine der drittmittelstärksten und drei größten Universitäten Deutschlands mit drei Exzellenzclustern in Medizin, Lebenswissenschaften sowie Geistes- und Sozialwissenschaften. Zusammen mit der Technischen Universität Darmstadt und der Universität Mainz ist sie Partner der länderübergreifenden strategischen Universitätsallianz Rhein-Main(siehe auch www.uni-frankfurt.de/59086401/rhein-main-allianz). Internet: www.uni-frankfurt.de


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Herausgeberin: Die Präsidentin der Goethe-Universität
 Dr. Anne Hardy,  Theodor-W.-Adorno-Platz 1, 60323 Frankfurt am Main,
Tel: 069 798-12498, Fax: 069 798-763 12531, hardy@pvw.uni-frankfurt.de

Prof. Dr. Alexander Gottschalk, Buchmann Institut für Molekulare Lebenswissenschaften und Institut für Biophysikalische Chemie, Fachbereich 14, Campus Riedberg, Tel.: (069) 798 42518, a.gottschalk@em.uni-frankfurt.de

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Originalpublikation:

dopamine and neuropeptide signaling in a distributed neuronal network, in: Neuron 100, 1–15; December 19, 2018.
https://doi.org/10.1016/j.neuron.2018.10.024)

Glückshormon Neurotransmitter Dopamin: Das Furchtgedächtnis - Das Angstgedächtnis

Medizin am Abend Berlin Fazit: "Glückshormon" kontrolliert das Furchtgedächtnis

Wissenschaftler entdecken einen Dopamin-Schaltkreis für das Erlernen von Furcht 
 
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg haben gemeinsam mit Neurobiologen des Forschungsinstituts für Molekulare Pathologie (IMP) in Wien herausgefunden, dass das Glückshormon Dopamin das Furchtgedächtnis kontrolliert und dafür sorgt, dass sich bedrohliche Ereignisse im Gehirn einprägen. 

Die Forscher fanden heraus: 

• Der Neurotransmitter Dopamin, der bisher vornehmlich als Vermittler von Belohnung und Motivation im Gehirn angesehen wurde, spielt auch eine wesentliche Rolle beim Abspeichern bedrohlicher Ereignisse. 

Die Studie wurde soeben vom Wissenschaftsjournal Nature Neuroscience veröffentlicht.

"Glückshormon" kontrolliert das Furchtgedächtnis Eine spezielle Gruppe von dopaminergen Neuronen im Mittelhirn reagiert auf negative Ereignisse und signalisiert der Amygdala, diese Erfahrungen im Angstgedächtnis abzuspeichern. 

Quelle: http://connectivity.brain-map.org/projection/experiment/272699357 © 2011, 

Allen Institute for Brain Science. Allen Mouse Brain Connectivity Atlas. Available from: connectivity.brain-map.org 

Eine wichtige Überlebensstrategie für Mensch und Tier besteht darin, sich bedrohliche Ereignisse einzuprägen, um ihre Wiederholung zu vermeiden. 

Zuständig dafür ist das Furchtgedächtnis. Es lässt uns Anzeichen wie Gerüche oder Geräusche erkennen, die für das Wiederauftreten gefährlicher Situationen stehen, etwa einen Kampf oder eine Vergiftung. So können wir rechtzeitig reagieren, um Angriffen aus dem Weg zu gehen oder Verteidigungsreaktionen zu planen. 

• Eine ungenaue Unterscheidung zwischen bedrohlichen und harmlosen Umgebungsreizen ist eine wesentliche Ursache für posttraumatische Belastungsstörungen (PTSD).

Es ist daher wichtig, gefährliche von ungefährlichen Umgebungssignalen eindeutig unterscheiden zu können. Die Wissenschaftler um den Neurobiologen Dr. Wulf Haubensak vom IMP gingen der Frage nach, ob Dopamin eine Rolle in diesem Prozess spielen könnte. 

• Der Wirkstoff, bekannt als Glückshormon und Motivationssignal, erschien zunächst als abwegiger Kandidat. 
• Andererseits wird Dopamin immer dann an Synapsen unseres Gehirns freigesetzt, wenn wir für etwas belohnt werden. 
• Warum sollte es nicht auch beim Erlernen lebensbedrohlicher Signale eine Rolle spielen?

Mit dem Physiologen Prof. Dr. Volkmar Leßmann und seinen Kollegen Dr. Susanne Meis und Dr. Thomas Munsch an der Otto-von-Guericke-Universität in Magdeburg sind sie dieser Frage im Tiermodell nachgegangen. Dazu brachten sie Mäusen bei, einen bestimmten Ton – als Umgebungsreiz – mit dem Auftreten eines milden Fußschocks zu assoziieren. Mithilfe verschiedener High-Tech-Methoden wie Kalzium-Bildgebung und optogenetischer Stimulation in vivo gelang es ihnen, eine neue Klasse von Dopamin-Neuronen in der Mittelhirn-Region zu lokalisieren, die während des Lernvorgangs aktiv war.

Diese Neuronen wurden immer genau dann aktiv, wenn die Mäuse lernten, den Zusammenhang zwischen Ton und Fußschock im Furchtgedächtnis abzuspeichern. 

• Die Aktivität der Neuronen führte zur Ausschüttung von Dopamin in der Amygdala, einer Zentrale für emotionales Lernen im Säugetiergehirn. 

Dort ermöglichte Dopamin die besonders effektive Abspeicherung des nun als bedrohlich empfundenen Tons im Langzeitgedächtnis. 

Folgerichtig konnte eine vorübergehende Inaktivierung der Dopamin-Neuronen während des Lernvorgangs eine Abspeicherung des Tons im Langzeitgedächtnis verhindern, während alleine die Stimulation dieser Neuronen die Erinnerung an den Ton auslöste.

Die Entdeckung der Verbindung dieser bisher nahezu unbekannten Dopamin-freisetzenden Neuronen und dem Furchtgedächtnis der Amygdala war der Schlüssel zu den bahnbrechenden Ergebnissen der Studie: „Diese Ergebnisse werfen ein ganz neues Licht auf Dopamin-Neuronen, die bisher nur als Signalgeber für Belohnung und Motivation angesehen wurden“, sagt Dr. Florian Grössl, der Erstautor der Publikation und Postdoktorand im Haubensak-Labor. „Unsere Studie identifiziert ein bislang unbekanntes neuronales Netzwerk, bestehend aus Dopamin-Neuronen und Nervenzellen der Amygdala, das für die Auswertung von Emotionen essenziell ist: Es filtert aus der Vielzahl der Umgebungsreize diejenigen heraus, die lebenswichtig sind, und speichert sie im Langzeitgedächtnis ab.“

Beim Menschen sind die Dopamin-Neuronen in gleicher Weise mit der Amygdala verbunden wie bei Mäusen. 

• Sie sind an der Schmerzwahrnehmung und, wie man seit kurzem weiß, auch an Lernvorgängen beteiligt. 

Ausgehend von den nun im Mausmodell erhaltenen Ergebnissen kann vermutet werden, dass beim Menschen eine fehlerhafte Funktion der Dopamin-Neuronen an psychischen Störungen wie z. B. der posttraumatischen Belastungsstörung beteiligt ist. 

Zukünftige Untersuchungen könnten in dieser Hinsicht zeigen, ob eine Behandlung mit Dopamin-ähnlichen Medikamenten hier Linderung verschaffen kann.

Originalpublikation https://www.nature.com/articles/s41593-018-0174-5
Grössl et al.: Dorsal tegmental dopamine neurons gate associative learning of fear. Nature Neuroscience, 27. Juni 2018. DOI: 10.1038/s41593-018-0174-5 

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Eine Illustration steht zum Download auf der IMP-Website zur Verfügung

Parkinsonerkrankung: Vitamin B3 für die Nervenzellen

Medizin am Abend Berlin Fazit: Parkinson: Vitamin B3 hat positive Wirkung auf geschädigte Nervenzellen

Eine Form des Vitamins kurbelt den Energiestoffwechsel in Nervenzellen an und schützt sie vor dem Absterben, berichten Tübinger Forscher. 

Der Wirkstoff könnte einen möglichen Therapieansatz darstellen. 

Vitamin B3 hat positive Wirkung auf geschädigte Nervenzellen Nervenzellen (lila), die aus Stammzellen von Parkinsonpatienten entwickelt wurden. Die Zellkerne sind blau, die Mitochondrien grün gefärbt. Copyright: Deleidi, 2018
 
Zittrige Hände, steife Muskeln und verlangsamte Bewegungen – das sind die typischen Symptome der Parkinsonerkrankung. Rund 220.000 Personen sind in Deutschland von der Krankheit betroffen, die zunehmend mit steigendem Alter auftritt. Sie beruht auf dem Verlust von Nervenzellen im Gehirn und ist bislang nicht heilbar. Ein Forschungsteam um Dr. Dr. Michela Deleidi am Hertie-Institut für klinische Hirnforschung und der Universität Tübingen berichtet nun, dass der Wirkstoff Nicotinamid-Ribosid einen möglichen Therapieansatz darstellen könnte. Es handelt sich dabei um eine Form des Vitamins B3. Erste Ergebnisse im Labor waren vielversprechend:

„Das Mittel kurbelt den defekten Energiestoffwechsel in betroffenen Nervenzellen wieder an und schützt sie vor dem Absterben“, erklärt Deleidi. Die Wissenschaftler veröffentlichten die Studie in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Cell Reports.

Beschädigte Kraftwerke führen zum Zelltod

Wie Parkinson entsteht, ist noch nicht genau geklärt.  

• Klar ist, dass zunehmend dopaminhaltige Nervenzellen in der Region der schwarzen Substanz (Substantia nigra) im Gehirn absterben.  

• In jüngster Zeit festigt sich die Erkenntnis, dass in den betroffenen Nervenzellen die Mitochondrien beschädigt sind. 

Mitochondrien funktionieren wie kleine Kraftwerke in den Zellen und sind für die Produktion von Energie verantwortlich. 

Sind sie defekt, kann das zum Tod der Zelle führen. 

„In unserer Studie wollten wir untersuchen, ob die beschädigten Mitochondrien nur eine Begleiterscheinung oder Auslöser der Parkinsonerkrankung sind“, sagt Studienleiterin Deleidi.

Um das herauszufinden, entnahmen die Forscher in einer internationalen Zusammenarbeit Zellen aus der Haut von Parkinsonpatienten. Diese stimulierten sie so, dass zunächst Stammzellen aus ihnen entstanden, die sich dann zu Nervenzellen weiterentwickelten. Die Zellen hatten einen Defekt im sogenannten GBA-Gen, dem häufigsten Risikogen für Parkinson. Wie bei „echten“ Nervenzellen waren die Funktion ihrer Mitochondrien und ihre Energieproduktion beeinträchtigt.

Frischekur für Zellkraftwerke

Die Wissenschaftler versuchten nun, die Bildung von neuen Mitochondrien anzuregen. Dabei spielt das Coenzym NAD eine wichtige Rolle. Die Wissenschaftler fütterten die Zellen mit Nicotinamid-Ribosid, einer Form des Vitamins B3 und Vorstufe des Coenzyms. Dadurch stieg die Konzentration von NAD in den Zellen an. Das Ergebnis: „Der Energiehaushalt in den Nervenzellen verbesserte sich stark. Es bildeten sich neue Mitochondrien und die Energieproduktion erhöhte sich.“

Um die Wirkung des Vitamins in einem lebenden Organismus zu beobachten, untersuchten die Forscher im nächsten Schritt Fliegen mit einem GBA-Gendefekt. Wie bei Parkinsonpatienten sterben bei ihnen dopaminreiche Nervenzellen ab und sie haben mit steigendem Alter zunehmend Probleme beim Laufen und Klettern. Deleidi und ihre Kollegen teilten die Fliegen in zwei Gruppen. Bei einer reicherten sie das Futter mit dem Vitamin an, bei der anderen nicht. „Der Wirkstoff erzielte auch hier eine positive Wirkung: Bei den behandelten Fliegen starben viel weniger Nervenzellen ab als bei den unbehandelten.“ Darüber hinaus blieb bei ihnen das Bewegungsvermögen länger erhalten.

Möglicher Therapieansatz

• „Unsere Ergebnisse legen nahe, dass der Verlust von Mitochondrien tatsächlich eine bedeutende Rolle bei der Entstehung von Parkinson spielt“, fasst Deleidi zusammen. 

„Die Gabe von Nicotinamid-Ribosid könnte ein neuer Therapieansatz sein.“ 

Ob das Vitamin tatsächlich bei Parkinson helfen kann, müssen weitere Studien zeigen. In Zukunft planen die Forscher, den Wirkstoff an Patienten zu untersuchen. „Andere Studien haben gezeigt, dass er von gesunden Versuchspersonen gut vertragen wird und auch bei ihnen den Energiestoffwechsel ankurbelt“, so Deleidi.

Originalpublikation
Schöndorf DC et al. (2018): “The NAD+ precursor, nicotinamide riboside, rescues mitochondrial defects and neuronal loss in iPSC and fly models of Parkinson’s disease“, Cell Reports, 23(10)
doi: 10.1016/j.celrep.2018.05.009

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Dr. Mareike Kardinal
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E-Mail-Adresse: mareike.kardinal@medizin.uni-tuebingen.de

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Weitere Informationen für international Medizin am Abend Berlin Beteiligte

https://www.hih-tuebingen.de Hertie-Institut für klinische Hirnforschung

https://www.uni-tuebingen.de Eberhard Karls Universität Tübingen

PIA - Psychiatrische Institusambulanz: Chronische Psychose im Gehirn

Medizin am Abend Berlin Fazit: Wie chronische Psychosen entstehen

Was auf molekularer Ebene im Gehirn passiert, wenn eine Psychose chronisch wird, haben Neurowissenschaftlerinnen der Ruhr-Universität Bochum untersucht. 

Sie zeigten, dass der Botenstoff Glutamat am Entstehen der Krankheit beteiligt ist; bisher richten sich Medikamente hauptsächlich gegen den Botenstoff Dopamin. 

Prof. Dr. Denise Manahan-Vaughan und Doktorandin Valentina Dubovyk vom Lehrstuhl Neurophysiologie beschreiben die Ergebnisse der Tiermodell-Studie in der Zeitschrift „ACS Chemical Neuroscience“ vom 10. April 2018. 
 

• Nicht alle Symptome gleich gut behandelbar

Bleibt eine Psychose nach dem ersten Schub unbehandelt, kann sie chronisch werden.

Je früher eine Therapie begonnen wird, desto aussichtsreicher ist sie. Warum genau das so ist, ist bislang unbekannt. Nicht alle Symptome sind derzeit gleich gut therapierbar.  

• Die gängigen Medikamente sprechen das Dopamin-System an und unterdrücken einige Symptome wie Halluzinationen. 

• Andere Symptome wie Konzentrationsstörungen bleiben aber bestehen.

Aus diesem Grund wird seit einigen Jahren erforscht, ob auch der Botenstoff Glutamat am Entstehen von Psychosen beteiligt ist. Die Bochumer Wissenschaftlerinnen untersuchten, inwieweit frühe Veränderungen von Glutamat-Rezeptoren daran beteiligt sind, dass eine Psychose entsteht und chronisch wird.

Die molekularen Mechanismen der Psychose verstehen

Wichtig für den Glutamat-Kreislauf im Gehirn ist der Rezeptor N-Methyl-D-Aspartat (NMDA), der aus mehreren Untereinheiten aufgebaut ist. Sie kommen vor allem in den Nervenzellen des Hippocampus und des Großhirns vor und sind dort am Bilden von Gedächtnisinhalten und der synaptischen Plastizität beteiligt. 

Je mehr NMDA-Rezeptoren eine Synapse hat, desto empfindlicher ist sie.

Die Wissenschaftlerinnen zeigten, dass sich die Glutamat-Empfindlichkeit des Gehirns im Laufe einer Psychose verändert. Im Gehirn von Ratten blockierten sie die NDMA-Rezeptoren mit dem Stoff MK801. Das löst Symptome aus, die denen einer Psychose bei Menschen gleichen. Die Forscherinnen analysierten kurz nach Gabe des Wirkstoffs, wie viele Untereinheiten des NMDA-Rezeptors in verschiedenen Abschnitten des Hippocampus vorhanden waren und verglichen Anzahl und Verteilung mit der bei gesunden Ratten. Außerdem wiederholten sie die Analyse bei Ratten, die seit drei Monaten Symptome einer Psychose zeigten.

Zeitlich gestaffelte Veränderungen

Zu Beginn der Psychose-Symptome stieg die Menge der GluN2B-Untereinheit des NMDA-Rezeptors in einem bestimmten Teil des Hippocampus an. Gleichzeitig war die Konzentration der GluN2A-Untereinheit teilweise stark zurückgegangen.  

Dies könnte einige Symptome der Psychose, wie Probleme im Kurzzeitgedächtnis oder bei der räumlichen Orientierung, erklären, folgern die Autorinnen.

„Unsere Beobachtungen zeigen, wie in unserem physiologischen Modell der Psychose-Entstehung zeitlich gestaffelte Veränderungen im Hippocampus auftreten, die den pathologischen Veränderungen im Gehirn von Psychose-Patienten entsprechen. 

Diese werden durch eine Veränderung des Aufbaus und daher der Funktion des NMDA-Rezeptors herbeigeführt. Eine frühe Veränderung des NMDA-Rezeptors könnte daher Bestandteil der Entstehung einer Psychose sein“, so Manahan-Vaughan.

Förderung

Die Studie wurde im Rahmen der Doktorarbeit von Valentina Dubovyk an der Bochumer International Graduate School of Neuroscience und im Rahmen des neurowissenschaftlichen Sonderforschungsbereichs 874 durchgeführt, der von der Deutschen Forschungsgemeinschaft gefördert wird. Der interdisziplinär arbeitende Forscherverbund untersucht an der Ruhr-Universität Bochum in mehreren Teilprojekten, wie Sinneseindrücke im Gehirn verarbeitet werden.

Originalveröffentlichung

Valentyna Dubovyk, Denise Manahan-Vaughan: Time-dependent alterations in the expression of NMDA receptor subunits along the dorsoventral hippocampal axis in an animal model of nascent psychosis, ACS Chemical Neuroscience, 2018, DOI: 10.1021/acschemneuro.8b00017

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Prof. Dr. Denise Manahan-Vaughan
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