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| Ein Hotdog macht glücklich, aber senkt es zukünftig auch den Blutdruck? Foto: gerwitt/Pixelio |
Ist Glück nur ein chemisches Ereignis im Gehirn? Das körpereigene Hormon Dopamin löst Glücksgefühle aus. Seine Bildung wird unter anderem angeregt durch die Wohlfühl-Klassiker Sex, Drogen oder Essen. Das Gehirn gibt sich jedoch nicht zufrieden mit einem Kick: es erinnert sich an den Glückszustand und will ihn immer wieder erreichen. Dopamin beeinflusst also unsere Entscheidungen so, dass wir immer wieder und noch mehr Glücksmomente erleben können.
Nun hat ein Forschungsteam um ETH-Professor Martin Fussenegger vom Departement Biosysteme in Basel einen Weg gefunden, das Dopamin-System des Körpers therapeutisch zu nutzen. Die Forscher haben ein neues genetisches Modul geschaffen, das sich über Dopamin steuern lässt. Der Glücksbotenstoff setzt dieses Modul dosisabhängig in Gang. Als Antwort auf eine Erhöhung des Dopamin-Pegels im Blut produziert das Modul einen gewünschten Wirkstoff.
Das Modul besteht aus mehreren biologischen Bauteilen des menschlichen Organismus, die zu einer künstlichen Signalkaskade zusammengeschaltet sind. Am Anfang der Kaskade stehen Dopamin-Rezeptoren als Sensoren. Als Endprodukt wird ein bestimmter Wirkstoff produziert: entweder ein Modelprotein namens SEAP oder das ANP, ein potentes blutdrucksenkendes Mittel. Diese Signalkaskade bauten die Forscher in menschliche Zellen, sogenannte HEK-Zellen, ein, von denen wiederum rund 100.000 Stück in Kapseln eingebracht wurden. Diese implantierten die Forschenden in den Bauchraum von Mäusen.
Zucker löst "Glückszustand" aus
Diese Tiere wurden anschliessend Situationen ausgesetzt, die ihr zentrales Belohnungssystem ansprechen – wie sexuelle Erregung, die ein Mäuseweibchen bei Männchen erzeugt, das Verabreichen der Droge Metamphetamin oder das Trinken von Zuckersirup. In all diesen Fällen reagierte das Mäusehirn mit einem "Glückszustand" und der Bildung von Dopamin, das über das periphere Nervensystem ins Blut ausgeschüttet wurde. Bei Mäusen, die unterschiedlich konzentrierten Zuckersirup erhielten, fiel der "Glückszustand" verschieden aus: Je stärker der Zucker verdünnt war, desto weniger Dopamin und dementsprechend weniger Wirkstoff zirkulierten im Blut. "Das zeigt, dass Dopamin unser Modul nicht einfach nur ein- oder ausschaltet, sondern dass es auf die Konzentration des Glückshormons reagiert", sagt Fussenegger.
In einem weiteren Schritt verknüpften die Wissenschaftler das Dopamin-Sensor-Modul mit der Produktion des Blutdrucksenkers ANP und implantierten die massgeschneiderten Zellen in den Bauchraum von männlichen Mäusen, die an Bluthochdruck litten. Die Gesellschaft zu einer weiblichen Maus löste bei den Männchen solche Glücksgefühle aus, sodass die durch Dopamin angeregte ANP-Produktion den Bluthochdruck korrigierte. Der Blutdruck pendelte sich gar auf einem normalen Niveau ein.
Anhand ihrer Versuche konnten die Forscher zudem nachweisen, dass Dopamin bei entsprechenden Glücks-Situationen nicht nur im Gehirn gebildet wird, sondern auch in den engmaschig um Blutbahnen gewobenen Nerven des vegetativen Nervensystems, dem sogenannten Sympathikus. Gehirn und Sympathikus sind miteinander gekoppelt, obwohl das Hirn "sein" Dopamin wegen der Blut-Hirn-Schranke nicht in den Körperkreislauf abgeben kann. Bekannt war bis dato, dass Dopamin-Rezeptoren nicht nur im Gehirn vorkommen, sondern auch in Körpergewebe wie den Nieren, den Adrenalin-Drüsen oder an Blutgefäßen.
Dopamin, das im Blutserum zirkuliert, reguliert die Atmung und den Blutzucker. Lange vermutete man deshalb, das die Aktivitäten des Gehirn- und des Serum-Dopamins gekoppelt sind. Dass die Basler ETH-Forschenden nun diese Koppelung nachweisen konnten, vertieft das Verständnis für das Belohnungssystem des Körpers.
Essen als Therapie
Martin Fussenegger sagt, dass dank diesem Modul beispielsweise Essen als therapeutischer Input gesehen werden kann. "Mit dem Gen-Netzwerk klinken wir uns in das normale Belohnungssystem ein", sagt er. Gutes Essen beispielsweise löst Glücksgefühle aus, welche das Modul einschalten und in einen Ablauf eingreifen, der normalerweise nur durch das Unterbewusstsein gesteuert wird. So könnten tägliche Aktivitäten zu therapeutischen Interventionen genutzt werden.
Das Dopamin-Bluthochdruck-Model ist vorerst nur ein Prototyp. Die Wissenschaftler haben mit ihrer Arbeit bewiesen, dass sie auf diese Weise in das Belohnungssystem des Körpers eingreifen können. Es ist jedoch mehr als nur eine Idee oder ein Versuch in lebenden Zellen. "Es funktioniert im Mausmodell, das eine Krankheit des Menschen simuliert. Auch stammen die Bestandteile, mit denen wir das Modul erstellt haben, vom Menschen." Ob und wann eine auf das Glückshormon abgestimmte Therapie auf den Markt kommt, ist jedoch ungewiss. Die Entwicklung vom Prototypen zur Marktreife braucht Zeit. (sfr/idw-online)
Nun hat ein Forschungsteam um ETH-Professor Martin Fussenegger vom Departement Biosysteme in Basel einen Weg gefunden, das Dopamin-System des Körpers therapeutisch zu nutzen. Die Forscher haben ein neues genetisches Modul geschaffen, das sich über Dopamin steuern lässt. Der Glücksbotenstoff setzt dieses Modul dosisabhängig in Gang. Als Antwort auf eine Erhöhung des Dopamin-Pegels im Blut produziert das Modul einen gewünschten Wirkstoff.
Das Modul besteht aus mehreren biologischen Bauteilen des menschlichen Organismus, die zu einer künstlichen Signalkaskade zusammengeschaltet sind. Am Anfang der Kaskade stehen Dopamin-Rezeptoren als Sensoren. Als Endprodukt wird ein bestimmter Wirkstoff produziert: entweder ein Modelprotein namens SEAP oder das ANP, ein potentes blutdrucksenkendes Mittel. Diese Signalkaskade bauten die Forscher in menschliche Zellen, sogenannte HEK-Zellen, ein, von denen wiederum rund 100.000 Stück in Kapseln eingebracht wurden. Diese implantierten die Forschenden in den Bauchraum von Mäusen.
Zucker löst "Glückszustand" aus
Diese Tiere wurden anschliessend Situationen ausgesetzt, die ihr zentrales Belohnungssystem ansprechen – wie sexuelle Erregung, die ein Mäuseweibchen bei Männchen erzeugt, das Verabreichen der Droge Metamphetamin oder das Trinken von Zuckersirup. In all diesen Fällen reagierte das Mäusehirn mit einem "Glückszustand" und der Bildung von Dopamin, das über das periphere Nervensystem ins Blut ausgeschüttet wurde. Bei Mäusen, die unterschiedlich konzentrierten Zuckersirup erhielten, fiel der "Glückszustand" verschieden aus: Je stärker der Zucker verdünnt war, desto weniger Dopamin und dementsprechend weniger Wirkstoff zirkulierten im Blut. "Das zeigt, dass Dopamin unser Modul nicht einfach nur ein- oder ausschaltet, sondern dass es auf die Konzentration des Glückshormons reagiert", sagt Fussenegger.
In einem weiteren Schritt verknüpften die Wissenschaftler das Dopamin-Sensor-Modul mit der Produktion des Blutdrucksenkers ANP und implantierten die massgeschneiderten Zellen in den Bauchraum von männlichen Mäusen, die an Bluthochdruck litten. Die Gesellschaft zu einer weiblichen Maus löste bei den Männchen solche Glücksgefühle aus, sodass die durch Dopamin angeregte ANP-Produktion den Bluthochdruck korrigierte. Der Blutdruck pendelte sich gar auf einem normalen Niveau ein.
Anhand ihrer Versuche konnten die Forscher zudem nachweisen, dass Dopamin bei entsprechenden Glücks-Situationen nicht nur im Gehirn gebildet wird, sondern auch in den engmaschig um Blutbahnen gewobenen Nerven des vegetativen Nervensystems, dem sogenannten Sympathikus. Gehirn und Sympathikus sind miteinander gekoppelt, obwohl das Hirn "sein" Dopamin wegen der Blut-Hirn-Schranke nicht in den Körperkreislauf abgeben kann. Bekannt war bis dato, dass Dopamin-Rezeptoren nicht nur im Gehirn vorkommen, sondern auch in Körpergewebe wie den Nieren, den Adrenalin-Drüsen oder an Blutgefäßen.
Dopamin, das im Blutserum zirkuliert, reguliert die Atmung und den Blutzucker. Lange vermutete man deshalb, das die Aktivitäten des Gehirn- und des Serum-Dopamins gekoppelt sind. Dass die Basler ETH-Forschenden nun diese Koppelung nachweisen konnten, vertieft das Verständnis für das Belohnungssystem des Körpers.
Essen als Therapie
Martin Fussenegger sagt, dass dank diesem Modul beispielsweise Essen als therapeutischer Input gesehen werden kann. "Mit dem Gen-Netzwerk klinken wir uns in das normale Belohnungssystem ein", sagt er. Gutes Essen beispielsweise löst Glücksgefühle aus, welche das Modul einschalten und in einen Ablauf eingreifen, der normalerweise nur durch das Unterbewusstsein gesteuert wird. So könnten tägliche Aktivitäten zu therapeutischen Interventionen genutzt werden.
Das Dopamin-Bluthochdruck-Model ist vorerst nur ein Prototyp. Die Wissenschaftler haben mit ihrer Arbeit bewiesen, dass sie auf diese Weise in das Belohnungssystem des Körpers eingreifen können. Es ist jedoch mehr als nur eine Idee oder ein Versuch in lebenden Zellen. "Es funktioniert im Mausmodell, das eine Krankheit des Menschen simuliert. Auch stammen die Bestandteile, mit denen wir das Modul erstellt haben, vom Menschen." Ob und wann eine auf das Glückshormon abgestimmte Therapie auf den Markt kommt, ist jedoch ungewiss. Die Entwicklung vom Prototypen zur Marktreife braucht Zeit. (sfr/idw-online)
Quelle: Rössger K, Charpin-El-Hamri G & Fussenegger M. Reward-based hypertension control by a synthetic brain-dopamine interface. PNAS Early Edition, online 14thOct. 2013.
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