# Dopamin

Dopamin (DA, Kunstwort aus DOPA und Amin) ist ein biogenes Amin aus der Gruppe der Katecholamine und ein wichtiger, überwiegend erregend wirkender Neurotransmitter des zentralen Nervensystems. Es wird für eine Vielzahl von lebensnotwendigen Steuerungs- und Regelungsvorgängen benötigt, bspw. verursacht es Motivation.
Dopamin wird auch als Arzneistoff verwendet, beispielsweise zur Behandlung des Herz-Kreislauf-Schocks.

## Biosynthese

Dopamin ist ein Zwischenprodukt in der von der Aminosäure Tyrosin ausgehenden Biosynthese von Adrenalin. Tyrosin wird durch Tyrosinhydroxylase in Levodopa umgewandelt und dieses wiederum durch Aromatische-L-Aminosäure-Decarboxylase in Dopamin.
Dopamin ist unter anderem Baustein bei der Biosynthese von Isochinolinalkaloiden z. B. des Berberins. Auch in tierischem Gewebe findet die Biosynthese von Morphin aus Dopamin über dieselben Zwischenstufen (Laudanosin, Reticulin und Thebain) wie in Pflanzen statt. Dies konnte anhand verschiedener Zellkulturen nachgewiesen werden.

## Physiologie

Nervenzellen, in denen Dopamin vorkommt, werden dopaminerg genannt. Dopaminerge Neuronen befinden sich im Zentralnervensystem (ZNS) und hier vor allem im Mittelhirn. Vom Mittelhirn aus steigen wichtige dopaminerge Systeme ins Endhirn und ins Zwischenhirn auf. Die zugehörigen Neuronenpopulationen finden sich in der Substantia nigra, in der Area tegmentalis ventralis und in den retro-rubralen Regionen. Dopamin ist aber auch ein Neurotransmitter in einigen Systemen des vegetativen Nervensystems und reguliert hier die Durchblutung innerer Organe. Es wird für eine Vielzahl von lebensnotwendigen Steuerungs- und Regelungsvorgängen benötigt.
Unter anderem beeinflusst Dopamin die extrapyramidale Motorik (hier besteht möglicherweise ein Zusammenhang mit der Parkinsonschen Erkrankung). Ebenso steht der Dopaminhaushalt im Zusammenhang mit der Neurobiologie von Psychosen und anderer Störungen. Auch in die Regulation des Hormonhaushaltes greifen dopaminerge Systeme ein. So hemmt Dopamin aus Neuronen, die entlang des 3. Hirnventrikels lokalisiert sind, an der Hypophyse die Ausschüttung des Hormons Prolaktin. Weiter regelt es die Durchblutung der Bauchorgane, insbesondere ist Dopamin an der Steuerung der Nieren beteiligt.
Dopamin verursacht auch Motivation. Ihm wird daher auch eine wichtige Rolle bei Suchterkrankungen zugeschrieben. So kommt es beim Gebrauch der meisten Drogen zur Wirkungsverstärkung von Dopamin, Serotonin und Gamma-Aminobuttersäure. Hierbei ist die Störung im Dopaminspiegel für einen Teil der Entzugssymptome verantwortlich.
Bei ADHS besteht möglicherweise ein Dopaminmangel (vorwiegend) im Striatum. Die typischen ADHS-Medikamente (Stimulanzien wie Methylphenidat oder Amphetamine) bewirken auf verschiedene Weisen (Methylphenidat als Dopaminwiederaufnahmehemmer, Amphetamin als Dopaminfreisetzungsverstärker) eine Erhöhung des Dopaminspiegels im synaptischen Spalt – bei richtiger Dosierung auf das Maß, das wie bei Nichtbetroffenen eine störungsfreie Signalübertragung gewährleistet. Bei Überdosierung (zu hoher Dopaminspiegel) entstehen Signalübertragungsprobleme, die nahezu dieselben Symptome verursachen wie ein zu geringer Dopaminspiegel.

### Rezeptortypen

Die Wirkung einer Dopaminausschüttung durch eine präsynaptische Endigung auf das postsynaptische Neuron hängt vom Dopamin-Rezeptortyp in der Postsynapse ab. Zurzeit unterscheidet man fünf Dopamin-Rezeptoren (D$_1$–D$_5$). Bindet Dopamin an D$_1$ oder D$_5$, wird die nachgeschaltete Zelle depolarisiert (exzitatorisches postsynaptisches Potential). Eine Bindung an die Rezeptoren D$_2$–D$_4$ bewirkt eine Hyperpolarisierung der Postsynapse (inhibitorisches postsynaptisches Potential). Die letzteren Rezeptortypen werden zusammengefasst auch als D$_2$-Gruppe bezeichnet. Es gibt zudem Hinweise darauf, dass Dopaminrezeptoren des Typs D$_1$ und des Typs D$_2$ sogenannte Heterodimere bilden können, was zu einer Aktivierung des Phospholipase-Signalwegs und schließlich einem Anstieg der intrazellulären Ca-Konzentration führt. Die physiologische Bedeutung davon ist jedoch noch unklar.

### Verarbeitungspfade

Im ZNS gibt es im Wesentlichen vier dopaminerge Verarbeitungspfade:
* Das Mesostriatale System (auch Nigro-Striatale System) nimmt seinen Ursprung in der Substantia nigra im Mittelhirn und projiziert v. a. zu den Basalganglien, die eine wichtige Rolle bei der Bewegungssteuerung spielen. Diesem Pfad wird eine wesentliche Rolle bei den hypokinetischen Symptomen bei Morbus Parkinson sowie den häufig auftretenden extrapyramidalen Störungen als Nebenwirkung von Neuroleptika zugeschrieben.
* Das mesolimbische System entspringt ebenfalls in der Area tegmentalis ventralis und projiziert v. a. zum limbischen System (Hippocampus, Amygdala, Corpus mamillare, Fornix usw.). Dieser Pfad trägt sehr wahrscheinlich wesentlich zu den sogenannten „positiven“ Symptomen bei schizophrenen Störungen bei. Es gilt als das „Belohnungssystem“, bei dessen Funktionsreduktion Patienten lust- und antriebslos werden (Anhedonie, oft bei Parkinsonpatienten). An diesem System setzt z. B. die intrakranielle Selbststimulation an, bei der Mäuse sich bis zur völligen Erschöpfung über implantierte Elektroden selbst stimulieren. Auch bestimmte Drogen, wie Kokain und Amphetamine, wirken auf dieses System.
* Das Mesocorticale System verläuft von der Area tegmentalis ventralis zum Frontallappen. Nach derzeitigem Verständnis hat das Funktionieren dieser Bahn eine Bedeutung für die sogenannten exekutiven Funktionen sowie die Motivation. Im Zusammenhang mit Psychosen des schizophrenen Formenkreises wird hier eine Unteraktivität gesehen, die man mit den mit diesen Erkrankungen oft einhergehenden kognitiven Störungen in Verbindung bringt.
* Das tuberoinfundibuläre System, dessen Neuronen vom Nucleus arcuatus zum Hypophysenvorderlappen ziehen und dort die Freisetzung von Prolactin hemmen.

### Dopaminhypothese der Schizophrenie

Gemäß der Dopaminhypothese wird seit den 1960er Jahren ein übermäßig hoher Dopamin-Spiegel in bestimmten Hirnarealen mit den Symptomen der Schizophrenie (Psychosen) in Verbindung gebracht. Der Gebrauch stark dopaminerger Substanzen (Pramipexol, Amphetamin) kann auch bei Gesunden entsprechende Symptome auslösen. Als Wirkprinzip von Medikamenten gegen Schizophrenie (Neuroleptika) wird eine Blockade der Dopamin-Rezeptoren postuliert.

## Medizinische Verwendung

Dopamin senkt den peripheren Widerstand durch Gefäßerweiterung und vergrößert so das Herzzeitvolumen und damit auch die glomeruläre Filtrationsrate. Die therapeutische Anwendung von Dopamin als Katecholamin bei Schockzuständen, bei sehr niedrigem Blutdruck oder beim Nierenversagen tritt jedoch zunehmend in den Hintergrund, da es neben offensichtlichen unerwünschten Wirkungen wie Herzrhythmusstörungen auch zur Immunsuppression und zu endokrinologischen Störungen kommt, die gerade bei der Behandlung schwerstkranker Patienten in der Intensivmedizin problematisch sind. So wurde 2001 von einer Anwendung von Dopamin zur Verhinderung oder zur Behandlung des akuten Nierenversagens in niedriger Dosierung („Nierendosis“) als wissenschaftlich unbegründet abgeraten.
Zur Behandlung von Parkinson, bei der es wegen des Unterganges der Zellen in der Substantia nigra zu einem Mangel an Dopamin in den Basalganglien kommt, und des Restless-Legs-Syndroms wird Levodopa (L-DOPA), ein Prodrug des Dopamins, gegeben. Dopamin selbst würde nicht ins Zentralnervensystem gelangen, da es die Blut-Hirn-Schranke nicht passieren kann. Aus L-DOPA wird in den Basalganglien über Decarboxylierung Dopamin gebildet (siehe Abbildung). Dies würde auch schon vor dem Einfluten ins ZNS geschehen, weshalb es notwendig ist, L-DOPA mit einer Substanz zu kombinieren, die das für die Decarboxylierung verantwortliche (Aromatische-L-Aminosäure-Decarboxylase) Enzym hemmt. Zumeist erfolgt eine galenische Aufarbeitung des L-DOPAs zu einem Kombinationspräparat mit einem Decarboxylasehemmer wie Carbidopa oder Benserazid. Da weder Carbidopa noch Benserazid im Gegensatz zu L-DOPA die Blut-Hirn-Schranke überwinden können, wird die Umwandlung zu Dopamin im ZNS nicht blockiert.
Arzneilich verwendet wird das wasserlösliche Dopaminhydrochlorid. Es wird ausschließlich intravenös mit einer indikationsabhängigen Dosierung von 2–30 µg/kg/min angewendet.
Als Fertigarzneimittel ist Dopamin als Infusionslösungskonzentrat meist unter seinem generischen Namen im Handel, in Österreich gibt es ferner ein Präparat namens Giludop oder Revivan in Italien.

## Gesellschaftliche Rezeption

Dopamin wird umgangssprachlich häufig „Glückshormon“ genannt. In der Medizin hat diese Einstufung keine Bedeutung.
Auf Basis der Rolle von Dopamin bei Motivation und Sucht entstanden in den letzten Jahren Trends wie „Dopamin-Fasten“ und Digital Detox.