Monoamin-Neurotransmission

Monoamin-Neurotransmission bezieht sich auf die Signalübertragung durch biogene Monoamine: die Katecholamine Dopamin und Noradrenalin (Norepinephrin), das Indolamin Serotonin (5-HT) und den verwandten Transmitter Histamin. Diese Transmitter stammen aus einer kleinen Anzahl von Kernen im Hirnstamm und Mittelhirn, projizieren aber weitläufig und wirken größtenteils als Modulatoren von Stimmung, Erregung, Belohnung und Bewegung. Sie sind zentrale Angriffspunkte der Pharmakologie von Antidepressiva, Antipsychotika und Stimulanzien.

Definition

Monoamin-Neurotransmission ist die Signalübertragung, die durch biogene Amin-Transmitter (Dopamin, Noradrenalin, Serotonin und Histamin) vermittelt wird, die aus aromatischen Aminosäure-Vorläufern synthetisiert werden, überwiegend über metabotrope Rezeptoren wirken und durch selektive Wiederaufnahme-Transporter sowie durch enzymatischen Abbau über Monoaminoxidase und Catechol-O-Methyltransferase inaktiviert werden.

Scope

Das Thema behandelt, wie Monoamine aus Aminosäure-Vorläufern synthetisiert, freigesetzt und durch Wiederaufnahme-Transporter und Monoaminoxidasen abgebaut werden und wie sie über Familien von G-Protein-gekoppelten Rezeptoren wirken. Es stellt die Monoamin-Systeme als pharmakologisches Substrat für viele psychotrope Arzneimittelklassen dar, als beschreibendes Referenzmaterial und nicht als Behandlungsleitfaden.

Core questions

• Wie werden Dopamin, Noradrenalin und Serotonin synthetisiert und metabolisiert?
• Welche funktionellen Rollen erfüllen die diffusen monoaminergen Projektionssysteme?
• Wie beenden Wiederaufnahme-Transporter und Monoaminoxidase die Monoamin-Signalübertragung?
• Warum sind Monoamin-Wege das Ziel so vieler psychotroper Medikamente?

Key concepts

• Katecholamine und Indolamine
• Dopaminrezeptoren (D1- und D2-ähnliche Familien)
• Monoamin-Wiederaufnahme-Transporter (DAT, NET, SERT)
• Monoaminoxidase und Catechol-O-Methyltransferase
• Diffuse modulierende Projektionssysteme
• Belohnungs- und Verstärkungssignalübertragung

Key theories

Monoamin-Hypothese der Stimmungsstörungen

Die lange Zeit einflussreiche Vorstellung, dass depressive Stimmung eine reduzierte monoaminerge (serotonerge und noradrenerge) Signalübertragung widerspiegelt, ursprünglich abgeleitet aus den Wirkungen früher Antidepressiva; sie bleibt ein Referenzrahmen, wird aber als unvollständige Erklärung anerkannt.

Belohnungsvorhersage und Dopamin-Signalübertragung

Die Erklärung, dass Dopaminneuronen im Mittelhirn Diskrepanzen zwischen erwarteter und erhaltener Belohnung signalisieren, wodurch Dopamin mit dem Verstärkungslernen und den neuronalen Mechanismen der Sucht verknüpft wird.

Mechanisms

Katecholamine werden aus Tyrosin über L-DOPA zu Dopamin und dann Noradrenalin synthetisiert, während Serotonin aus Tryptophan gebildet wird; die geschwindigkeitsbestimmenden Hydroxylase-Enzyme bestimmen die Transmitterversorgung. Freigesetzter Transmitter wirkt meist auf G-Protein-gekoppelte Rezeptoren, wie die von Beaulieu und Gainetdinov (2011) beschriebenen D1-ähnlichen und D2-ähnlichen Dopaminrezeptorfamilien, und erzeugt langsame modulierende Effekte auf Zielschaltkreise. Die Signalübertragung wird hauptsächlich durch selektive Plasmamembran-Transporter (DAT, NET, SERT) beendet, die den Transmitter wieder aufnehmen, gefolgt von intrazellulärem und extrazellulärem Abbau durch Monoaminoxidase und Catechol-O-Methyltransferase, die metabolischen Wege, die von Eisenhofer et al. (2004) beschrieben wurden. Da Transporter und Rezeptoren zugängliche Angriffspunkte für Medikamente sind, modifizieren Substanzen, die die Wiederaufnahme blockieren, den Abbau hemmen oder Rezeptoren besetzen, alle den Monoamin-Tonus.

Clinical relevance

Die Monoamin-Signalübertragung ist der vermutete Wirkort für mehrere wichtige Arzneimittelklassen, und eine dysregulierte dopaminerge Belohnungssignalübertragung wird bei Suchterkrankungen (Hyman et al., 2006) angenommen. Das Thema erklärt, wie diese Systeme organisiert sind und warum sie pharmakologisch wichtig sind; es ist Referenzmaterial zum Mechanismus und gibt keine Empfehlungen zur Wahl oder Anwendung von Medikamenten.

Evidence & guidelines

Die Nomenklatur von Rezeptoren und Transportern folgt den IUPHAR-Konsensübersichten; die zitierten Artikel aus Pharmacological Reviews liefern die hier verwendeten maßgeblichen Beschreibungen von Dopaminrezeptoren und Katecholaminmetabolismus.

History

Die biogenen Amine wurden in den 1950er und 1960er Jahren als zentrale Transmitter identifiziert, als histochemische Kartierungen diskrete monoaminerge Kerne mit diffusen Projektionen aufzeigten. Die Beobachtung, dass frühe Antidepressiva und Antipsychotika auf diese Systeme wirkten, führte zu den Monoamin-Hypothesen von Stimmungs- und psychotischen Störungen und etablierte Monoamine als Eckpfeiler der Neuropsychopharmakologie.

Debates

Wie adäquat ist die Monoamin-Hypothese der Depression?

Obwohl Antidepressiva akut auf die Monoamin-Signalübertragung wirken, deuten ihr verzögerter klinischer Effekt und die unvollständige Reaktion auf nachgeschaltete neuroplastische und glutamaterge Mechanismen hin, sodass die Monoamin-Erklärung nun eher als partiell denn als vollständig angesehen wird.

Seminal works

• beaulieu-2011
• eisenhofer-2004
• hyman-2006

Frequently asked questions

Welche Transmitter sind die Monoamine?

Die biogenen Monoamine umfassen die Katecholamine Dopamin und Noradrenalin (Norepinephrin), das Indolamin Serotonin (5-HT) und Histamin; alle sind Amin-Transmitter, die aus aromatischen Aminosäure-Vorläufern gebildet werden.

Wie wird die Monoamin-Signalübertragung abgeschaltet?

Hauptsächlich durch selektive Wiederaufnahme-Transporter, die den Transmitter in das freisetzende Neuron zurückführen, gefolgt von enzymatischem Abbau über Monoaminoxidase und Catechol-O-Methyltransferase.