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Antidepressivum

Antidepressivum

Antidepressiva (Thymoleptika) sind Medikamente, die hauptsächlich gegen Depressionen eingesetzt werden.

Wirkung

Antidepressiva wirken stimmungsaufhellend und können
- antriebssteigernd
- antriebsneutral oder
- antriebsdämpfend sowie
- beruhigend und angstlösend wirken. Der genaue Wirkungsmechanismus der Antidepressiva ist noch nicht abschließend geklärt. So weit bekannt ist, greifen Antidepressiva in die synaptische Erregungsübertragung des Gehirns ein und hemmen dort die Wiederaufnahme von Neurotransmittern aus dem synaptischen Spalt ins Nervenende. Dies betrifft die Neurotransmitter Serotonin und/oder Noradrenalin. Die sogenannten MAO-Hemmer erhöhen durch die Blockade des Enzyms Monoaminooxidase die Konzentration der Neurotransmitter Noradrenalin, Serotonin und Tyramin. Antidepressiva wirken nicht sofort, sondern erst nach einigen Tagen bis Wochen. Die Gründe hierfür sind noch ungeklärt, da die Erhöhung der Neurotransmitterkonzentration schon nach wenigen Stunden einsetzt. Man vermutet eine allmähliche zelluläre Veränderung der Postsynapse. Die Besserung tritt also indirekt aufgrund von zellulären Veränderungsprozessen auf und nicht direkt durch die Medikamentengabe. Falls es sich um antriebssteigernde Antidepressiva handelt, kann zu Beginn ein erhöhter Hang zur Selbsttötung bestehen, weil die antriebssteigernde Wirkung oft vor der Stimmungsaufhellung einsetzt. Eine Behandlung mit Antidepressiva sollte nach Möglichkeit "einschleichend" beginnen und "ausschleichend" beendet werden. Grundsätzlich können Antidepressiva unabhängig von der Schwere einer Depression eingesetzt werden. Die durchschnittliche Responderquote (Ansprechen auf das Medikament) liegt bei etwa 70%, wobei gerade bei Depressionen psychodynamische Faktoren eine große Rolle spielen und es damit z.B. schwierig machen, die Placebowirkung eindeutig herauszufiltern. Antidepressiva ersetzen normalerweise keine Psychotherapie, können aber im Falle von schweren Depressionen eine solche erst ermöglichen, da in diesen Fällen die als Voraussetzung einer erfolgreichen Therapie notwendige Ansprechbarkeit sonst oft nicht gegeben ist.

Arten von Antidepressiva

Trizyklische Antidepressiva

Der Name trizyklisch (griechisch: drei Ringe) leitet sich von der dreifachen Ringstruktur dieser Wirkstoffe her. Das erste trizyklische Antidepressivum Tofranil^® (Imipramin) wurde 1956 von Geigy entwickelt. Es folgten Substanzen wie z.B. Anafranil^® (Clomipramin) sowie Saroten^® (Amitriptylin). Sie wirken auf mehrere Neurotransmittersysteme gleichzeitig, indem sie die Wiederaufnahme von Serotonin, Noradrenalin und Dopamin hemmen. Allerdings sind bei trizyklischen Antidepressiva auch die Nebenwirkungen vielfältig. Die meisten Vertreter der Stoffgruppe vom "Amitriptylin-Typ" wirken eher beruhigend - dämpfend. Antidepressiva vom "Imipramin-Typ" sind antriebsneutral. Diejenigen Antidepressiva, die eher wachmachend - antriebssteigernd - wirken ("Desipramin-Typ"), zeigen zum Teil auch eine gute Wirksamkeit gegen Angst- und Panikstörungen (z.B. Clomipramin, Imipramin). Eine besondere Rolle spielt Clomipramin in der Behandlung von Zwangsstörungen, Agoraphobie und chronischen Schmerzzuständen, wo es seit Jahren erfolgreich eingesetzt wird. Wirkstoffe sind z.B: Doxepin (Handelsname u.a. Aponal^®), Clomipramin (Anafranil^® u.a.), Amitriptylin (Saroten^® u.a.), Trimipramin (Stangyl^® u.a.). Die tetrazyklischen Antidepressiva (siehe auch unter Atypische Antidepressiva) wirken ähnlich wie die trizyklischen; einige Substanzen (Maprotilin) beeinflussen insbesondere das Noradrenalin stärker. Aufgrund ihrer Nebenwirkungen sind Trizyklika heutzutage selten Mittel der ersten Wahl. Man greift jedoch bei schweren und/oder chronischen Fällen auf sie zurück, etwa wenn die Patienten nicht auf die neueren, vegetativ verträglicheren Substanzen (v.a. SSRI u. NARI) ansprechen. Dann stellen Trizyklika eine wichtige Alternative in der medikamentösen Therapie dar und zeigen eine bessere und dauerhaftere Wirkung als andere Substanzen.

MAO-Hemmer (MAOH)

MAO-Hemmer wirken, indem sie das Enzym Monoaminooxidase hemmen, welches für den Abbau der Neurotransmitter sorgt. Dadurch steigt die Konzentration der Neurotransmitter in der Nervenzelle an. Von diesem Enzym gibt es zwei Unterarten: A und B. In der Depressionsbehandlung werden hauptsächlich Medikamente eingesetzt, die Typ A hemmen. MAO-Hemmer, die auf Typ B wirken, setzt man meist in der Behandlung der Parkinson-Krankheit ein. Die MAO-Hemmer haben eine hohe Nebenwirkungsrate, da es einmal Interaktionen mit Tyramin-haltigen Lebensmitteln gibt (Käse, Wein und viele andere), was dann beispielsweise zu starken Blutdrucksteigerungen führen kann. Außerdem muss zwischen der Einnahme eines MAO-Hemmers und einem anderen Antidepressivum eine Wartezeit eingehalten werden, um schwerwiegende Interaktionen zu vermeiden. Deswegen werden heute fast nur noch reversible MAO-Hemmer angewendet (z.B. Moclobemid - Handelsname u.a. Aurorix^®), bei denen diese Nebenwirkungen weniger gravierend auftreten. Irreversible, nicht-selektive MAO-Hemmer A und B wie Tranylcypromin (Jatrosom N®, Parnate®) sind heutzutage praktisch bedeutungslos.

Selektive Serotonin-Wiederaufnahme-Hemmer (SSRI)

Die SSRI blockieren nur die Rezeptoren, die für die Wiederaufnahme eines einzigen Botenstoffes, des Serotonin, zuständig sind. Dadurch sind die Nebenwirkungen entsprechend geringer als bei den trizyklischen Antidepressiva. Wirkstoffe dieser Gruppe sind zum Beispiel Fluvoxamin (Handelsname u. a. Luvox^® oder Fevarin^®), Fluoxetin (Handelsname unter anderem Fluctin^®, in Amerika Prozac^®), Citalopram (Handelsname u.a. Cipramil^®, in den USA Celexa^®), Sertralin (Handelsname u.a. Zoloft^®) und Paroxetin (Handelsname u.a. Seroxat^®). Mehrere Medikamente der SSRI - Gruppe eignen sich auch zur Behandlung von Angststörungen und Panikattacken.

Noradrenalin-Wiederaufnahme-Hemmer (NARI)

Die NARI hemmen insbesondere die Transportstoffe, die Noradrenalin nach erfolgter Signalübertragung wieder in die Speicherplätze zurückbefördern. Noradrenalin verbleibt länger am Wirkort, und seine Wirksamkeit steigt. Die Nebenwirkungen sind geringer als bei allen anderen Antidepressiva. Wirkstoffe dieser Gruppe sind zum Beispiel Reboxetin (Handelsname u. a. Edronax®) und Viloxazin (Handelsname u. a. Vivalan®) Einsatzgebiet sind leichte bis mittelschwere Depressionen, die mit Antriebsstörungen einhergehen.

Serotonin-Noradrenalin-Wiederaufnahme-Hemmer (SNRI)

Die SNRI hemmen die Wiederaufnahme von Serotonin und Noradrenalin. Einsatzgebiete sind Depressionen und Angststörungen. Wirkstoff z.B. Venlafaxin (Handelsname u.a. Trevilor®).

Noradrenalin-Serotonin-selektive Antidepressiva (NaSSA)

Bei Depressionen (besonders bei Hemmung, Gewichtsverlust, Schlafstörung und Ängsten). Wirkstoffe: z.B. Mirtazapin (Handelsname u.a. Remergil®).

Duales Serotonerges Antidepressivum (DSA)

Bei ängstlich-agitierte Depressionen, Angstzuständen. Wirkstoffe: z.B. Nefazodon (Handelsname u.a. Nefadar®).

Serotonin-Wiederaufnahmeverstärker (SRE)

Serotonin-Wiederaufnahmeverstärker erhöhen die Serotonin-Rückaufnahme aus dem synaptischen Spalt und steigern die Feuerungsrate der Neuronen im Hippocampus. Bei Depressionen, ängstlich-depressiven Zustandsbildern, Somatisierung von Depression und Angst, Angst/Depression bei Alkoholikern und Älteren. Wirkstoffe: z.B. Tianeptin (Handelsname u.a. Stablon®).

Atypische Antidepressiva

Die atypischen Antidepressiva unterscheiden sich von den übrigen Gruppen der chemischen Pharmaka durch einen andersartigen Wirkungsmechanismus. Wird Serotonin ausgeschüttet, registrieren Nervenzellen dies gewöhnlich durch spezielle Rezeptoren an der äußeren Zellwand und stellen anschließend die Ausschüttung ein. Die atypischen Antidepressiva wirken nun, indem sie diese Rezeptoren blockieren und so die Zelle zu einer Fortsetzung der Ausschüttung bewegen. So erhöht sich der Serotoninspiegel am synaptischen Spalt, was mit einer stimmungsaufhellenden Wirkung einhergeht. Atypische Antidepressiva mit tetrazyklischem Wirkstoff sind z.B. Mianserin (Handelsname u.a. Tolvin. Atypische Antidepressiva mit serotoninmodulierendem Wirkstoff sind z.B. Trazodon (Handelsname u.a. Thombran®).

Phytopharmaka

Phytopharmaka sind pflanzliche Wirkstoffe. Hierzu gehört bei den Antidepressiva insbesondere das im Johanniskraut enthaltene Hypericin, das eine stimmungsaufhellende Wirkung besitzt. Es kann bei leichten bis mittelschweren Depressionen eingesetzt werden. Johanniskraut ist in verschiedenen Darreichungsformen (zum Beispiel als Tee, Tabletten etc.) erhältlich und teilweise frei verkäuflich. Verlässlich wirksam gegen Depressionen sind aber nur die apothekenpflichtigen Mittel. Auch bei Johanniskraut ist mit der bei anderen Antidepressiva üblichen verzögerten Wirksamkeit von ca. 10 - 14 Tagen zu rechnen. An Nebenwirkungen verursacht Johanniskraut eine gesteigerte Lichtempfindlichkeit der Haut. Johanniskrautpräparate zeigen gelegentlich Wechselwirkungen mit anderen Medikamenten, z.B. der Antibabypille. Unruhezustände und Angst können zusätzlich mit Baldrianwurzel, Melisse und Hopfen bekämpft werden. Das früher verwendete Kava-Kava (Wirkstoff: Kavain) kann zu schweren Leberschäden führen und ist daher inzwischen verboten.

Nebenwirkungen

Während der Behandlung, je nach Art des eingesetzten Antidepressivums können auftreten:
- Kardiovaskuläre Störungen wie Blutdrucksenkung und Tachykardie, Herzrhythmusstörungen
- Verstopfung
- Schwierigkeiten beim Wasserlassen
- Schlafstörungen
- Zittern, Erregungszustände
- Mundtrockenheit
- Libidoverlust, Anorgasmie
- Gewichtszu-/abnahme
- Lichtempfindlichkeit der Haut (Johanniskraut) Nach derzeitigem Wissensstand führt die Einnahme der Antidepressiva nicht zur Abhängigkeit, weshalb bei der Behandlung von Angstzuständen, wenn dies neben einer psychotherapeutischen Behandlung erforderlich erscheint, eher eines der geeigneten Antidepressiva (z.B. Clomipramin, mehrere SSRI) zu empfehlen ist als ein Medikament aus der Gruppe der Benzodiazepine (Tranquilizer) mit ihrem hohen Suchtpotenzial. Auch wenn SSRI nach der aktuellen DSM-IV Definition nicht abhängig machen, da sie kein Missbrauchspotential haben, können Sie doch Absetzphänomene hervorrufen, welche teils auch schwerwiegend sein und über einen längeren Zeitraum auftreten können. Eventuell ist mit Rebound-Effekten nach Absetzen zu rechnen, z.B. kann nach Absetzen eines beruhigenden Antidepressivums vorübergehend verstärkte Unruhe auftreten. Sofern unter der Behandlung mit Antidepressiva eine depressive Phase abgeklungen ist, ist allerdings normalerweise mit einem problemlosen Absetzen zu rechnen, vor allem bei Medikamenten aus der SSRI-Gruppe. Verschiedene Untersuchungen haben gezeigt, dass die bei Depressionen häufig bestehende Rückfallgefahr durch eine Kombination aus Antidepressiva und Psychotherapie eher gemindert wird, als durch die alleinige Gabe eines Medikaments. Die exzessive Einnahme von Antidepressiva kann auch in Zusammenhang mit einer Dorian-Gray-Syndrom Problematik stehen.

Literatur

- Walter E. Müller: Wirkungsmechanismen moderner Antidepressiva. Pharmazie in unserer Zeit 33(4), S. 288 - 295 (2004),

Web Links

- http://socialaudit.org.uk/ (Charles Medawar et al. über Antidepressiva, in englischer Sprache)
- http://www.neuro24.de/antidepressiva.htm (Viele Links und Ergebnisse von Studien)
- http://web4health.info/de/answers/depr-treat-links.htm (Aufklärung und Info über Antidepressiva)
- http://www.medizinfo.de/kopfundseele/depression/deprtherapie.htm (Information und Werbung von und für Wyeth- Pharma, einem Hersteller von Antidepressiva)
- http://www.ak-medizin.de/depressi/index.htm (Informationen über Antidepressiva, alle Wirkstoffe)
- http://www.antidepressiva-forum.de/ (Kritische Information zu Antidepressiva, insbesondere SSRI)
- http://www.irresein.de/swindle.html (Metastudie von Kirsch et al.: Des Kaisers neue Medikamente: Wirken Antidepressiva?)
- http://www.healyprozac.com (Healy, Pharmakologe und Historiker der Psychopharmakaentwicklung, über Prozac (Fluctin) und andere, in englischer Sprache)
- http://www.panikattacken.at/antidepressiva/antidepressiva.htm (Dr. Hans Moschetzky; genaue Beschreibung der Wirkung diverser Antidepressiva und Buchempfehlung) ! ja:抗うつ薬

Depression

Eine Depression (v. lat. depressio „Niederdrücken“), in der Medizin meist als depressive Episode bezeichnet, ist eine psychische Störung, die durch die Hauptsymptome gedrückte Stimmung, gehemmter Antrieb, Interessenlosigkeit und Freudlosigkeit, ein gestörtes Selbstwertgefühl und eine Abschwächung der Fremdwertgefühle (Verlust von Interesse/Zuneigung für früher wichige Tätigkeiten oder Bezugspersonen, Schwund der emotionalen Resonanzfähigkeit, wobei sich der Patient seiner fehlenden Fremdwertgefühle schmerzhaft bewusst wird - von Betroffenen als Gefühl der Gefühllosigkeit bezeichnet) gekennzeichnet ist.

Symptome

Neben den bereits genannten Hauptsymptomen können unter anderem das Gefühl der Minderwertigkeit, Hilf- und Hoffnungslosigkeit, Schuldgefühle, Müdigkeit, verringerte Konzentrations- und Entscheidungsfähigkeit, sinnloses Gedankenkreisen, langsameres Denken, Reizbarkeit, Ängstlichkeit, vermindertes Gefühlsleben bis hin zur Unfähigkeit des Zeigens einer Gefühlsreaktion und verringertes sexuelles Interesse auftreten. Häufig tritt bei einer akuten Depression auch eine völlige Unmotiviertheit auf. Die Betroffenen werden passiv und sind zum Teil nicht in der Lage, einfachste Tätigkeiten wie Einkaufen und Abwaschen zu verrichten. Bereits das morgendliche Aufstehen kann dann Probleme bereiten. Negative Gedanken und Eindrücke werden häufig überbewertet und positive Aspekte nicht wahrgenommen beziehungsweise für zufällig gehalten. Depressionen äußern sich oft auch in körperlichen Symptomen (Vitalstörungen) wie zum Beispiel Appetitlosigkeit, Schlafstörungen, Gewichtsabnahme, Gewichtszunahme, Verspannungen, Schmerzempfindungen im ganzen Körper, Kopfschmerzen und verlangsamten Bewegungen. Auch kann eine verstärkte Infektionsanfälligkeit beobachtet werden. Die Schlafstörungen äußern sich dabei meist in großer Tagesmüdigkeit, Durch- und Einschlafstörungen sowie frühmorgendlichem Aufwachen und Wachbleiben mit Kreisdenken. Je nach Schwere der Depression kann diese mit latenter oder akuter Suizidalität verbunden sein. Es wird vermutet, dass der größte Teil der jährlich zirka 12.000 Suizide in Deutschland auf Depressionen zurückzuführen ist. Demnach würden mehr Menschen in Deutschland an den Folgen einer klinischen Depression sterben als an Verkehrsunfällen.

Diagnose

Eine genaue Diagnose wird aufgrund der Komplexität von psychischen Erkrankungen oft erst vom Experten, das heißt vom psychologischen Psychotherapeuten oder Psychiater gestellt. Ein verbreitetes Diagnosewerkzeug ist die HAMD (Hamilton-Depressionsskala). In einigen Fällen ist die Depression mit anderen Erkrankungen verbunden, so dass sie von den behandelnden Ärzten nicht direkt erkannt wird.

Verbreitung

Die Depression ist die am häufigsten auftretende psychische Erkrankung. Es gibt jedoch sehr unterschiedliche Zahlen darüber, wie hoch der wirkliche Anteil derjenigen ist, die davon betroffen sind. Das hängt zum einen mit der hohen Dunkelziffer zusammen (viele Depressionen werden nicht als solche erkannt) und zum anderen mit der Definition der Krankheit. Die meisten Veröffentlichungen gehen jedoch heute davon aus, dass in Deutschland mehr als 10 % der Personen im Laufe ihres Lebens eine behandlungsbedürftige Depression durchleben. Bei Frauen werden Depressionen im Durchschnitt doppelt so oft wie bei Männern diagnostiziert. Dies kann auf eine verstärkte genetische Disposition von Frauen zur Depression hinweisen, aber auch mit den unterschiedlichen sozialen Rollen und Zuschreibungen zusammenhängen, da deutlich mehr Männer an meist depressionsbedingten Suiziden sterben als Frauen. Bei Männern können sich Depressionen auch anders ausdrücken als bei Frauen, da sie aber durchschnittlich seltener in ärztliche Behandlung gehen und weniger über sich erzählen, kommt dies oft nicht zur Kenntnis. In den vergangenen Jahren wurde in den entwickelten Ländern ein starker Anstieg der depressiven Erkrankungen beobachtet, ganz besonders in den hoch industrialisierten Ländern. Die Ursachen dafür sind noch unklar, häufig wird jedoch der Stress in der Gesellschaft (in Form von gestiegener Beanspruchung und Unsicherheit durch die persönliche und berufliche Situation) mit verantwortlich gemacht. So wurde zum Beispiel nach dem Zusammenbruch der Sowjetunion eine schlagartige Zunahme von Depressionen und Suiziden in vielen osteuropäischen Staaten beobachtet. Eine weitere Ursache mag sein, dass die Stigmatisierung der Depression in den letzten Jahren weitgehend überwunden wurde und die Patienten heute häufiger ärztliche Behandlung suchen. Dies würde auch mit den Statistiken für Suizid übereinstimmen, nach denen im Jahre 1980 noch 18.000 Deutsche jährlich durch Suizid das Leben verloren, während es im Jahre 2000 nur noch 12.000 waren.

Unterschiedliche Formen

Tiefenpsychologisch und analytisch ausgerichtete Theorien unterscheiden zwischen der endogenen Depression (endogen bedeutet aus sich selber heraus), die ohne erkennbare Ursache auftritt (und bei der auch eine genetische Mitverursachung vermutet wird), der neurotischen Depression -oder auch Erschöpfungsdepression – (verursacht durch länger andauernde belastende Erfahrungen in der Lebensgeschichte) und der depressiven Reaktion (auch: reaktive Depression – als Reaktion auf ein eher kurz zurückliegendes belastendes Ereignis). Neue, eher deskriptiv (beschreibend) ausgerichtete Diagnose-Schemata, wie die Internationale statistische Klassifikation der Krankheiten und verwandter Gesundheitsprobleme (ICD-10) unterscheiden zwischen Episoden (einzelnen Vorkommen von Depression beziehungsweise Manie) und rezidivierenden Störungen (wiederholtes Vorkommen von Episoden). Die Schwere der Depression wird mit leicht, mittelgradig oder schwer bezeichnet, hinzukommen können psychotische Störungen. Bei der seltener anzutreffenden bipolaren affektiven Störung kommen Depressionen und Manien (die sich durch unkontrollierte Hyperaktivität, übernormal gehobene oder gereizte Stimmung und mangelnde Kritikfähigkeit auszeichnen) in zeitlich unterschiedlich langen Phasen vor, daher auch die ältere Bezeichnung manisch-depressive Erkrankung. In leichter, aber über Jahre andauernder Form wird sie als Zyklothymie bezeichnet. Das langandauernde Pendant zur (nicht manischen) Depression ist die Dysthymie. Statt Manien können bei der bipolaren Störung auch Hypomanien vorkommen, die nicht so stark ausgeprägt sind, und die oft übersehen werden oder bei Ärzten nicht geschildert werden (der Betroffene fühlt sich ja dabei gut). So stecken hinter rezidivierenden Depression oft bipolare Störungen, die anders behandelt werden sollten. Manche Psychiater diagnostizieren eine spezielle Winterdepression (SAD – Seasonal Affective Disorder oder auch saisonabhängige Depression), die durch Mangel an Sonnenlicht begünstigt wird. Eine weitere Sonderform ist die Altersdepression: bei den 70- bis 74-jährigen sind 14 % depressiv, bei über 80-jährigen sind es 42 %, auch hier Frauen doppelt so häufig wie Männer. Allerdings gehen die Alterspsychiater heute davon aus, dass es keine spezielle Altersdepression gibt, sondern alle Formen der Depression auch im höheren Lebensalter vorkommen können. Auch geht man davon aus, dass Depressionen im Alter nicht häufiger sind als in anderen Lebensabschnitten. Bei etwa 10 % der Frauen kommt es nach einer Geburt zu einer postpartalen Depression, für die hormonelle Ursachen vermutet werden. Eine Sonderform der Depression ist die anaklitische Depression (Anaklise = Abhängigkeit von einer anderen Person) bei Babys und Kindern, wenn diese allein gelassen oder vernachlässigt werden. Die anaklitische Depression äußert sich durch Weinen, Jammern, anhaltendes Schreien und Anklammern und kann in psychischen Hospitalismus übergehen. Letztendlich können auch organisch bedingte Depressionen entstehen. (z.B. durch eine Hypothyreose )

Ursachen

Die Ursachen, die zu einer Depression führen, sind noch nicht vollständig aufgeklärt. Es ist wohl, wie bei vielen Erkrankungen, von einer Multikausalität auszugehen, das heißt, dass sowohl biologische (genetische) Faktoren, wie entwicklungsgeschichtliche Erlebnisse, wie auch schließlich aktuelle Ereignisse eine Rolle spielen können. Im Einzelfall kann dabei die Ursache mehr bei einem der genannten Pole liegen.

Psychische Ursachen

Neben der Möglichkeit einer genetischen Disposition stellt beispielsweise das Erleben von Entwertung, Erniedrigung und Verlust in engen Beziehungen ein hohes Risiko für das Entstehen einer Depression dar. Auch Stresssituationen (siehe unten) scheinen als Ursache eine Rolle zu spielen. Als psychische Ursachen für die Depression werden, besonders von psychoanalytisch orientierten Psychologen, wie Heinz Kohut, Donald W. Winnicott und Jacques Lacan auch dysfunktionale Familien beschrieben. Hier sind die Eltern mit der Erziehungsarbeit überfordert, und von den Kindern wird erwartet, dass sie problemlos "funktionieren", um das fragile familiäre System nicht aus dem Gleichgewicht zu bringen. Besonders Kinder, die auf solch eine Überforderung mit der bedingungslosen Anpassung an die familiären Bedürfnisse reagieren, sind später depressionsgefährdet. Als handlungsleitendes Motiv kann nun das ständige Erfüllen von Erwartungen entstehen. Die so entstandenen Muster können lange auf einer latenten Ebene bleiben, und beispielsweise durch narzistische Größenphantasien oder ein Helfersyndrom kompensiert werden. Erst wenn die depressive Überforderung ein nicht mehr erträgliches Maß erreicht, wird aus der latenten eine manifeste Depression. Diese psychischen Ursachen hinterlassen in der Regel physisch nachweisbare Reaktionen im Gehirn.

Stress als Ursache

Als natürlicher Schutzmechanismus wird im Gehirn in Gefahrensituationen die Produktion von Serotonin gehemmt. Dieser Vorgang ist nachweisbar, während der hochkomplexe individuelle Sozialisationsprozess und das charakterlich-affektive Verhalten im Erleben des Menschen nicht so einfach nachzuweisen ist. Die Serotoninproduktion ist eine mögliche Reaktion des Gehirns auf interpersonelle (zwischenmenschliche) oder intrapersonelle (selbstreflektierte) Stressinteraktionen des Menschen. Sie spielt eine Schlüsselrolle bei weitsichtigem Denken, was aber in Gefahrensituationen nicht sinnvoll ist. Normalisiert sich die Situation wieder, so wird beim gesunden Menschen die Serotoninproduktion wieder aufgenommen – der Betreffende denkt wieder klar. Besonders wenn mehrere Stresssituationen über einen Zeitraum von einigen Jahren anhalten, kann es vorkommen, dass sich die Serotoninproduktion nicht mehr normalisiert, wenn schließlich doch wieder eine ruhigere Phase im Leben eintritt. Depressionen werden im Alter von etwa 30 Jahren verstärkt beobachtet, zu einem Zeitpunkt also, da bei manchen Menschen nach einer stressreichen Jugendzeit das Leben in ruhigeren Bahnen verläuft. Das Serotoninniveau bleibt niedrig, und nun wird nicht mehr Stress im Leben bewältigt, sondern ein normaler, nicht übermäßig aufregender Alltag gedämpft. An dieser Stelle setzt die Depression ein. Das weitsichtige Denken ist gestört, was aber notwendig ist, um sich auf künftige Ereignisse freuen zu können. Viele psychologische Selbstschutzmechanismen (etwa der Gedankengang, dass an einem Problem auch andere schuld sein könnten, und nicht man selbst) sind bei Depressionserkrankten offenbar „ausgehebelt“ oder konnten sich gar nicht erst ausbilden. Eine anfängliche Krise kann einen Kranken in einen Teufelskreis reißen, den er allein nur sehr schwer wieder durchbrechen kann: Im Verlauf der Erkrankung zeigt sich, dass – gerade bei lange andauernden Depressionen – die Krankheit so stark in das Leben der Betroffenen eingreift, dass zwischenmenschliche Beziehungen und auch zum Beispiel schulischer und beruflicher Erfolg darunter zu leiden haben. Das durch die Krankheit bedingte Ausbleiben von Erfolgserlebnissen beziehungsweise das häufigere Erleben von Rückschlägen im eigenen Fortkommen führt dann wieder in das die Depression bestimmende Denkmuster von Hilfs- und Hoffnungslosigkeit. Im Blut und Urin von Depressiven lassen sich in der Regel überhöhte Mengen des Stresshormons Kortisol nachweisen.

Physische Ursachen

Insbesondere in älteren Diagnoseansätzen der Schulmedizin wird diesen neuronalen Veränderungen an sich die auslösende Ursache für die Krankheit zugeschrieben. Andere Diagnoseansätze fokussieren mehr auf die Auslöser der biochemischen Veränderungen in der Umwelt und den Lebensgewohnheiten des Patienten. Ein weiterer exogener beziehungsweise biogener Auslöser ist die Lichtaufnahme. Bei der so genannten saisonalen, auch: Winter- oder Herbstdepression (siehe oben) treten durch den Mangel an Sonnenlicht regelmäßig über die Wintermonate depressive Symptome auf, die im Frühjahr wieder abklingen. Auch die Antibabypille kann schwere Depressionen auslösen, da einige Frauen sehr empfindlich auf die chemischen Hormone reagieren. Auslöser sind hierbei vor allem die Gestagene.

Depression als Begleiterscheinung anderer Erkrankungen

Verschiedene körperliche Zustände oder Erkrankungen können die Ursache einer symptomatischen Depression sein. Dazu zählen viele Hormonstörungen, beziehungsweise Veränderungen im Regelkreis der Hormone, zum Beispiel Umstellung der Sexualhormone nach der Schwangerschaft oder während der Pubertät, bei Schilddrüsenfunktionsstörungen und Hypophysen- oder Nebennierenerkrankungen. Auch Umweltgifte wie z. B. Schwermetalle aus Zahnfüllmaterialien oder Holzschutzmittel stehen in Verdacht, eine Depression verursachen zu können. Ebenso stehen bestimmte Viren wie z. B. das Borna Virus in Verdacht zu funktionellen Störungen des Gehirns beizutragen, welche letztendlich zu Depressionen führen. Auch können medikamentöse Therapien Depressionen auslösen, so etwa Betablocker aber auch viele andere Medikamente, etwa die Therapie mit gewissen Immunmodulatoren bei Hepatitis. Bei korrekter Anamnese und fachgerechter Behandlung der Grunderkrankung ist die Wahrscheinlichkeit sehr hoch, dass auch die Depression verschwindet. Beispielsweise leiden Personen mit stark schwankenden Blutzucker häufig unter depressiver Verstimmung. Wenn durch geeignete Maßnahmen wie Ernährungsumstellung, Sport oder ggf. Diabetesbehandlung der auslösenden Zustandes Blutzuckerschwankung beseitigt wird, mildert sich auch die vermeintlich psychisch bedingte Depression ab. Betrachtung aus physiologischer Sicht Die Depression gehört zu den affektiven Störungen, wie auch die Manie und die manisch-depressive Erkrankung. Als gesichert gilt, dass bei jeder bekannten Form der Depression das serotonale und/oder noradrenale System gestört ist, das heißt, der Spiegel dieser Neurotransmitter ist zu hoch oder zu niedrig, oder die Resorption/Reizbarkeit der Synapsen ist verändert. Vollkommen unklar ist jedoch, ob die Veränderung im Serotoninspiegel eine Ursache oder eine Folge der depressiven Erkrankung ist. Die medikamentöse Behandlung mit modernen Antidepressiva setzt bei der Veränderung des Serotonin- und/oder des Noradrenalinspiegels an.

Genetische Ursachen

Aus der Zwillingsforschung ist bekannt, dass eine genetische Komponente bei der Neigung zu Depressionen wahrscheinlich ist. Vermutlich sind mehrere Gene für eine Anfälligkeit gegenüber Depressionen verantwortlich, so hat man etwa bei Depressiven eine relevant häufige Mutation auf dem Gen 5-HTT entdeckt. Familien-, Zwillings- und Adoptionsstudien legen nahe, dass bei manchen Menschen eine genetisch bedingte Empfindlichkeit für Depression besteht. Zwillingsstudien weisen darauf hin, dass im Vergleich zu Effekten der gemeinsamen familiären Umgebung genetischen Faktoren die entscheidende Bedeutung zuzukommen scheint (1). So sei das Risiko für Kinder, bei denen ein Elternteil depressiv erkrankt ist, bei 10-15%, ebenfalls zu erkranken und bei vorhandener Erkrankung beider Elternteile von 30-40%. Die Zwillingsstudien zeigen umgekehrt aber auch, dass der genetische Faktor nur ein Teilfaktor ist. Selbst bei identischer genetischer Ausstattung erkrankt der Zwillingspartner des depressiven Patienten in weniger als der Hälfte der Fälle. Beim Entstehen einer Depression spielen immer auch Umweltfaktoren eine Rolle. Darüber, wie die mögliche genetische Grundlage der Depression allerdings aussehen könnte, besteht keine Einigkeit. Einvernehmen herrscht im Moment nur darüber, dass es ein isoliertes "Depressions-Gen" nicht gibt. Zu bedenken ist, dass zwischen genetischen Faktoren und Umweltfaktoren komplizierte Wechselbedingungen bestehen können. So können genetische Faktoren z.B. bedingen, dass ein bestimmter Mensch durch eine große Risikobereitschaft sich häufig in schwierige Lebenssituationen manövriert (2). Umgekehrt kann es von genetischen Faktoren abhängen, ob ein bestimmter Mensch mit einer psychosozialen Belastung gut zurecht kommt oder depressiv erkrankt. Referenzen 1 McGuffin, P., Katz, R., Watkins, S., & Rutherford, J. (1996). A Hospital-Based Twin Register of the Heritability of DSM-IV Unipolar Depression. Archives of General Psychiatry, 53, 129-136. 2 Kendler, K.S., Karkowski, L.M., & Prescott, C. A. (1999). Causal Relationship Between Stressful Life Events and the Onset of Major Depression. American Journal of Psychiatry, 156, 837-841.

Behandlung

Depressionen können durch Psychotherapie, durch physikalische Maßnahmen und medikamentös (Antidepressiva) oftmals wirksam behandelt werden. Häufig wird auch eine Kombination aus medikamentöser und psychotherapeutischer Behandlung angewandt.

Psychotherapie

Zur Behandlung der Depression werden verschiedene psychotherapeutische Verfahren eingesetzt. Häufig wird heute die kognitive Verhaltenstherapie angewandt. Dabei geht es vor allem darum, die depressionsauslösenden Denkmuster zu erkennen, um sie dann Schritt für Schritt zu verändern. Vorreiter dieser Therapieansätze waren unter anderem Albert Ellis und Aaron T. Beck. Neben der kognitiven Therapie hat sich in klinischen Studien, die nach streng wissenschaftlichen Kriterien durchgeführt worden sind, die interpersonelle Therapie nach Weissman/Klerman, welche auf der Neo-Psychoanalyse Sullivans basiert, als überdurchschnittlich wirksam erwiesen, sodass insbesondere diesen beiden Therapieformen eine nachweisliche Bedeutung zukommt. Auch tiefenpsychologisch orientierte, psychoanalytische und humanistische Verfahren werden in der Therapie der Depression mit nachgewiesenem Erfolg eingesetzt. Bei diesen Verfahren wird versucht, an den oft schon in der Kindheit entstandenen psychischen Problemen und daraus resultierenden Haltungen zu arbeiten. Dabei geht es auch darum, unbewusste aus der Kindheit stammende Verhaltensmuster auf eine bewusste Ebene zu bringen. In gruppentherapeutischen Verfahren wird versucht, die Tendenz zum Rückzug zu überwinden, die verringerten Interaktionsmöglichkeiten zu bessern und die oft reduzierte Fähigkeit, Hilfe in Anspruch zu nehmen, zu fördern. Rollenspieltechniken (zum Beispiel Psychodrama) können unter anderem helfen, den eigenen, oft eingeengten und festgefahrenen Blick zu überwinden. Es gibt zunehmend Hinweise darauf, dass die Verarbeitung unterdrückter Gefühle auch durch eine Selbsttherapie funktionieren kann. Die psychotherapeutischen Verfahren können sowohl als einzige Therapie, als auch in Kombination mit einer Pharmakotherapie eingesetzt werden.

Pharmakotherapie

Auch in der medikamentösen Behandlung der Depression gab es in den letzten Jahren enorme Fortschritte. Die bekanntesten Antidepressiva lassen sich in drei Gruppen einteilen:

Selektive Serotoninwiederaufnahmehemmer (SSRI)

Die Selektiven Serotoninwiederaufnahmehemmer werden bei Depressionen heute am häufigsten eingesetzt. Sie haben meist weniger Nebenwirkungen als trizyklische Antidepressiva und wirken bereits nach einer Einnahmedauer von 2-3 Wochen. Die bekanntesten Präparate sind Fluoxetin (Fluctin), Sertralin (Zoloft, Gladem), Paroxetin (Seroxat) und Citalopram (Cipramil).
Sie beruhen auf dem Wirkungsmechanismus der relativen selektiven Wiederaufnahme-Hemmung von Serotonin im Synapsenspalt, wodurch eine "relative" Erhöhung des Botenstoffs Serotonin erzielt wird. Serotonin wird bei seiner Erniedrigung in den Stoffwechselvorgängen im Gehirn für die Pathogenese von Depressionen aber auch von Manien und Obsessionen – sprich Zwangshandlungen – verantwortlich gemacht. Daher werden SSRIs auch erfolgreich gegen Zwangs- und Angstzustände eingesetzt bzw. bei Kombinationen mit Depressionen. Da Serotonin auch bei anderen nerval vermittelten Prozessen im ganzen Körper eine Rolle spielt, wie zum Beispiel Verdauung und Gerinnung des Blutes, resultieren daraus auch die typischen Nebenwirkungen, durch Interaktion in andere nerval gesteuerte Prozesse.
SSRIs werden erst seit den 1990er Jahren eingesetzt, wodurch Langzeiterfahrungen fehlen, doch durch ihr nebenwirkungsärmeres Profil, vor allem in Bezug auf Kreislauf und Herz, sind sie sehr beliebt. Häufige, meist jedoch unter den Tisch gekehrte Nebenwirkungen sind jedoch sexuelle Dysfunktion und/oder Anorgasmie. Diese bilden sich zwar einige Wochen nach Absetzen oder Wechsel des Medikaments fast immer vollständig zurück, können jedoch zu zusätzlichem (Beziehungs-)Streß führen. Manche Ärzte schlagen deshalb vor, von Anfang an ein Antidepressivum zu wählen, welches kaum sexuelle Nebenwirkungen hat. Bei Depressionen im Rahmen bipolarer Störungen sind SSRI in der Regel ungünstig.

Trizyklische Antidepressiva

Die trizyklischen Antidepressiva wurden bis zum Aufkommen der Serotoninwiederaufnahmehemmer am häufigsten verschrieben. Hauptnachteil sind deren Nebenwirkungen (z.B. Mundtrockenheit, Verstopfung, Müdigkeit, Muskelzittern und Blutdruckabfall). Bei älteren und bei durch Vorerkrankungen geschwächten Menschen ist daher Vorsicht geboten. Zudem wirken die Trizyklika häufig zunächst antriebssteigernd und erst danach stimmungsaufhellend, wodurch es zu einem höheren Suizidrisiko in den ersten Wochen der Einnahme kommen kann. In den USA müssen seit kurzem aber auch SSRIs einen diesbezüglichen Warnhinweis tragen.
Bekannte Präparate bei den trizyklischen Antidepressiva sind Amitriptylin (Saroten), Clomipramin (Anafranil), Imipramin (Tofranil), Doxepin (Aponal), Nortriptylin (Nortrilen) und Desipramin (Pertofran).

Monoaminooxidasehemmer (MAO-Hemmer)

MAO-Hemmer wirken durch das Blockieren des Enzyms Monoaminooxidase. Dieses Enzym spaltet Amine wie Serotonin und Noradrenalin – also Botenstoffe im Gehirn – und verringert dadurch deren Verfügbarkeit zur Signalübertragung im Gehirn.
MAO-Hemmer werden in selektive und nicht-selektive MAO-Hemmer unterteilt. Selektive reversible Inhibitoren der MAO-A (z.B. Moclobemid) hemmen nur den Typ A der Monoaminooxidase. MAO-B hemmende Wirkstoffe (z.B. Selegilin) werden in erster Linie als Parkinson-Mittel eingesetzt. Nichtselektive irreversible MAO-Hemmer (z.B. Isocarboxazid, Phenelzin, Tranylcypromin), hemmen MAO-A und MAO-B.

Monoaminooxidasehemmer gelten als gut wirksam. Allerdings müssen Patienten, die nichtselektive irreversible MAO-Hemmer einnehmen, eine strenge, tyraminarme Diät halten. In Verbindung mit dem Verzehr bestimmter Lebensmittel wie z. B. Käse und Nüsse kann die Einnahme von nichtselektiven irreversiblen MAO-Hemmern zu einem gefährlichen Blutdruckanstieg führen.

Weitere Antidepressiva

Weitere Präparate sind Noradrenalin-Serotonin-selektive Antidepressiva (NaSSA, Wirkstoff Mirtazapin - ein tetrazyklisches Antidepressivum wie Mianserin; ferner Maprotilin), Duales Serotonerges Antidepressivum (DSA, Wirkstoff Nefazodon), Serotonin-Noradrenalin-Wiederaufnahmehemmer (SNRI, Wirkstoffe Venlafaxin und Duloxetin; ferner Milnacipran), Noradrenalin-Wiederaufnahmehemmer (NARI, Wirkstoff Reboxetin; ferner Atomoxetin), Serotonin-Wiederaufnahmeverstärker (SRE, Wirkstoff Tianeptin), Serotonin-Modulatoren (Wirkstoff Trazodon). Speziell bei manisch-depressiven Störungen und als Wirkungsverstärker anderer Antidepressiva wird zudem Lithium eingesetzt. Nachteil der Lithiumtherapie ist die nötige ständige Überwachung des Lithiumspiegels im Blut, da Über- und Unterdosierung hier nahe beieinander liegen.

Johanniskraut

Lithium] Seit mehreren Jahren wird auch Johanniskraut häufig für leichte bis mittelschwere Fälle angewandt. Die Wirksamkeit von Johanniskraut in der Therapie der Depression ist aber umstritten. Es gibt sowohl klinische Studien, die eine Wirksamkeit belegen, als auch solche, die keine Überlegenheit gegenüber Placebo zeigen. Wesentlich mag hier auch die Dosis sein: Einige Studien gehen von mindestens 900 mg Extrakt bis hin zu 1800 mg Johanniskrautextrakt aus. Solche Dosen sind mit Johanniskrauttee, aber auch mit freiverkäuflichen Medikamenten aus dem Supermarkt, praktisch gar nicht zu erreichen. Typische Präparate enthalten hier etwa 180 mg pro Dragee, man müsste also zehn Dragees nehmen, um eine wirksame Dosis von 1800 mg zu erreichen. Andere Präparate erwecken den Eindruck, sie würden besonders viel Johanniskraut enthalten, indem z. B. von "300 mg Johanniskraut" auf der Packung die Rede ist – es handelt sich hier aber um gemahlenes Johanniskraut, dessen Wirkstoffmenge gegenüber dem Johanniskrautextrakt nur etwa ein Fünftel beträgt. Auch ist unklar, ob Präparate empfohlen werden können, die anstatt des üblichen Alkoholauszugs einen öligen Auszug (Rotöl) als Arzneimittelbasis benutzen, weil sich die bisherigen positiven Studien alle auf den alkoholischen Extrakt beziehen. Höher dosierte Johanniskrautpräparate sind inzwischen wieder apothekenpflichtig, es ist daher sinnvoll, Johanniskrautpräparate aus der Apotheke zu kaufen. Johanniskraut ist nicht nebenwirkungs- und wechselwirkungsfrei! Bei gleichzeitiger Einnahme anderer Mittel sollte man vorher Rücksprache mit dem Verordner halten. Besondere Erwähnung verdienen Interaktionen von Johanniskraut (engl.: St John's wort) mit anderen – potenteren – Antidepressiva: so konnte gezeigt werden, dass Johanniskraut die Wirkung von z. B. SSRIs durch Beschleunigung ihres Abbaus deutlich verringert. Durch die Enzyminduktion in den Leberzellen werden auch viele andere Medikamente schneller abgebaut und in ihrer Wirkung abgeschwächt. Nicht unerwähnt sollte auch bleiben, dass sich die Lichtempfindlichkeit durch die Einnahme von Johanniskrautextrakt erhöht. In Studien wird geprüft, den Wirkstoff Hyperizin (einer der Wirkstoffe des Johanniskraut) auch als Sensitizer für die Photodynamische Therapie einzusetzen.

Allgemeines

Angesichts der Vielfalt an Antidepressiva bietet sich bei störenden Nebenwirkungen oder unzureichender Wirkung der Wechsel auf ein anderes Präparat an. Das sollte aber in jedem Fall mit dem behandelnden Arzt besprochen werden.

Lichttherapie

Bei der saisonalen Depression (siehe auch Saisonkrankheiten) hat sich die Lichttherapie bewährt. Einige Stunden unter einer Kunstlichtlampe, die Sonnenlicht nachempfindet, helfen bei dieser speziellen Erkrankung, dass während der Wintermonate keine depressiven Symptome auftreten.

Elektrische/elektromagnetische Stimulationen

Insbesondere bei schweren und über lange Zeit gegen medikamentöse Behandlung resistenten Depressionen kommen gerade in jüngerer Zeit wieder stärker nicht-medikamentöse Behandlungsverfahren zum Einsatz, deren Wirkprinzipien jedoch weitgehend unklar sind. Das häufigste diesbezüglich eingesetzte Verfahren ist die Elektrokrampftherapie, ein Verfahren, das ursprünglich aus der Epilepsie-Behandlung stammt. Dieses wurde sehr früh entdeckt, als bei Patienten mit Depression nach einem epileptischen Anfall bei anschließender Elektrokrampftherapie auch eine Verbesserung der Stimmung auftrat. Derzeit in einigen Studien befindlich ist die Vagusnerv-Stimulation, bei der eine Art Herzschrittmacher im Abstand von einigen Minuten jeweils kleine elektrische Impulse an den Vagusnerv schickt. Diese Therapie, die ansonsten insbesondere bei Epilepsie-Patienten Anwendung findet, scheint bei etwa 30 bis 40 Prozent der ansonsten therapieresistenten Patienten anzuschlagen. Ebenfalls getestet wird derzeit die transkranielle Magnetstimulation (TMS), bei der das Gehirn der Patienten durch ein Magnetfeld angeregt wird. Die Anzahl der mit den letztgenannten Verfahren behandelten Studienteilnehmer ist jedoch noch recht gering, so dass derzeit (2004) keine abschließenden Aussagen zu machen sind.

Selbsthilfegruppen

Selbsthilfegruppen sind kein Ersatz für Therapien, sondern sie können eine begleitende Hilfe darstellen. Selbsthilfegruppen können als lebenslange Begleitung und Rückzugsorte dienen. Einige Gruppen erwarten keine Voranmeldung, sodass Betroffene spontan bei akuten depressiven Phasen Hilfe suchen können. Hier können Betroffene das Gefühl bekommen, unter Gleichen zu sein und verstanden zu werden. Als niedrigschwelliges Angebot haben sich Selbsthilfegruppen im ambulanten Bereich etabliert und leisten einen wichtigen Beitrag. In Krankenhäusern und Reha-Kliniken helfen sie Betroffenen, ihre Eigenverantwortung zu stärken und Selbstvertrauen zu erlangen.

Ernährung

Immer mehr Studien weisen darauf hin, dass eine ausgewogene, kohlenhydratreiche Ernährung mit reichlich Fisch Depressionen lindern kann. Allerdings halten die meisten Wissenschaftler die Wirkung der Nahrung auf das Gehirn für zu schwach, um bei schweren Depressionen eine Heilung zu erzielen. Die „antidepressive“ Kost sollte viel Obst, Gemüse und Olivenöl, jedoch wenig Fleisch oder Nüsse enthalten. Das für die Ernährung notwendige Protein sollte weitgehend aus Fisch stammen. Die kohlenhydratreiche Ernährung führt im Körper zu einer besseren Verfügbarkeit von Tryptophan, aus welchem im Gehirn der Botenstoff Serotonin aufgebaut wird. Serotonin wiederum spielt eine wichtige Rolle bei der Stressbewältigung und vermittelt auch Glücksgefühle. Depressionen stehen häufig in Zusammenhang mit einem Serotoninmangel im Gehirn. Nicht nur die Kohlenhydrate, sondern auch das Fischöl bzw. die darin enthaltenen Omega-3-Fettsäuren des Fisches sollen einen positiven Einfluss bei schweren Depressionen haben. Eine Studie der Sheffield University mit 70 depressiven, therapieresistenten Patienten, denen hohe Dosen einer Omega-3-Fettsäure verabreicht wurde, zeigte bei mehr als zwei Drittel der Patienten eine Verbesserung des Zustands. Auf gängige Antidepressiva hatten diese Patienten dagegen nicht angesprochen. Der Wirkungsmechanismus der Omega-3-Fettsäure ist noch nicht aufgeklärt, jedoch wird eine Interaktion von Fettsäure und dem Neurotransmitter Serotonin vermutet: ein Mangel an Serotonin wird häufig von einem Mangel an Omega-3-Fettsäure begleitet, umgekehrt scheint die Gabe der Fettsäure zur Erhöhung des Serotoninspiegels zu führen. Siehe auch: Ernährung

Andere Hilfsmittel

Schlafentzug kann antidepressiv wirksam sein und wird in seltenen Fällen zum kurzfristigen Durchbrechen schwerer Depressionen im therapeuthischen Rahmen eingesetzt (allerdings nicht bei einer manisch-depressiven Erkrankung). Andere Hausmittel - wie körperliche Bewegung an der frischen Luft, Entspannungstechniken, kalte Güsse nach Sebastian Kneipp, Kaffee oder Schokolade - bieten an Depressionen Erkrankten keine Hilfe, sondern können höchstens Menschen mit leichten depressiven Verstimmungen Linderung verschaffen.

Literatur

- Selbsthilfe-Bücher und Ratgeber:
- Blum, D., Dauenhauer, M. (2004, 2.Aufl.). Und wo bleibe ich? Leben mit depressiven Menschen. Ein Leitfaden für Angehörige. DVG, Ostfildern, ISBN 3-929976-03-X
- Hegerl, U., Althaus, D., & Reiners, H. (2005). Das Rätsel Depression: Eine Krankheit wird entschlüsselt. München: Beck. ISBN 3406528996
- Merkle, Rolf (2001). Wenn das Leben zur Last wird: Ein praktischer Ratgeber zur Überwindung seelischer Tiefs und depressiver Verstimmungen (9. Aufl.). Mannheim: PAL. ISBN 3923614470 [basiert auf der kognitiven Verhaltenstherapie]
- Merkle, Rolf (1995). Nie mehr deprimiert: Selbsthilfeprogramm zur Überwindung negativer Gefühle (4. Aufl.). München: mvg-Verlag. ISBN 3636070320
- Niklewski, Günter, & Riecke-Niklewski, Rose (2003). Depressionen überwinden: Ein Ratgeber für Betroffene, Angehörige und Helfer (2. Aufl.). Berlin: Stiftung Warentest. ISBN 3931908836
- Schwartz, Dieter (2004). Vernunft und Emotion: Die Ellis-Methode (4. Aufl.). Dortmund: Borgmann. ISBN 3861451654 [Darstellung der rational-emotiven Verhaltenstherapie von Albert Ellis]
- Fachbücher zur Psychotherapie der Depression:
- Beck, A. T., Rush, A. J., Shaw, B. F., Emery, G. (2001). Kognitive Therapie der Depression (2. Aufl.). Weinheim: Beltz.
- Hautzinger, Martin (2003). Kognitive Verhaltenstherapie bei Depressionen (6. Aufl.). Weinheim: Beltz.
- Schramm, Elisabeth (2003). Interpersonelle Psychotherapie (2. Aufl.). Stuttgart: Schattauer.
- Mentzos, Stavros (1995). Depression und Manie. Psychodynamik und Therapie affektiver Störungen. Göttingen: Vandenhoeck & Ruprecht.
- Bücher zur Pharmakotherapie:
- Benkert, Otto (2001). Psychopharmaka: Medikamente, Wirkung, Risiken (2. Aufl.). München: Beck.
- Benkert, O., & Hippius, H. (2003). Kompendium der psychiatrischen Pharmakotherapie. Berlin: Springer.
- Laux, Gerd (2002). Psychopharmaka (7. Aufl.). München: Urban&Fischer.
- Bücher von Betroffenen:
- Josuran, R., Hoehne, V., (& Hell, D.). (2003). Mittendrin und nicht dabei: Mit Depressionen leben lernen. Düsseldorf: Econ.
- Kuiper, Piet C. (1996). Seelenfinsternis: Die Depression eines Psychiaters. Frankfurt a. M.: Fischer.
- Naef, Adrian (2003). Nachtgängers Logik. Frankfurt a. M.: Suhrkamp.
- Noy, Gisela (2000). Grauzeit: Mein Weg aus der Depression. Bonn: Psychiatrie-Verlag.
- Solomon, Andrew (2001). Saturns Schatten: Die dunklen Welten der Depression (H. G. Holl, Übers.). Frankfurt a. M.: Fischer.
- Styron, William (1991). Sturz in die Nacht: Die Geschichte einer Depression (W. Winkler, Übers.). Köln: Kiepenheuer&Witsch. (Orig. ersch. 1990)
- Weitere Bücher:
- Dilling, H., Mombour, W., Schmidt, M. H., Schulte-Markwort, E. (Hgg.). (1994). Internationale Klassifikation psychischer Störungen / ICD-10 Kapitel V (F): Forschungskriterien (E. Schulte-Markwort & W. Mombour, Übers.). Bern: Huber.
- Flach, Frederic F. (2000). Depression als Lebenschance: Seelische Krisen und wie man sie nutzt (N. Th. Lindquist, Übers.). Reinbek b. Hamb.: Rowohlt. (Orig. ersch. 1974)
- Giger-Bütler, Josef (2003). Sie haben es doch gut gemeint: Depression und Familie. Weinheim: Beltz.
- Gmür, Pascale (2000). MutterSeelenAllein. Erschöpfung und Depression nach der Geburt Zürich: verlag pro juventute. ISBN 3-7152-1013-3
- Hell, Daniel (1994). Welchen Sinn macht Depression?. Reinbek b. Hamb.: Rowohlt.
- LeDoux, Joseph E. (2001). Das Netz der Gefühle. München: dtv., ISBN 3423362537
- Nuber, Ursula (2000). Depression – die verkannte Krankheit: Wissen, behandeln, mit der Krankheit leben. Zürich: Kreuz.
- Artikel in Zeitschriften:
- Brigitta Bondy: Das Krankheitsbild der Depression. Pharmazie in unserer Zeit 33(4), S. 276–281 (2004),
- Michael M. Berner: Die Behandlung der Major Depression. Pharmazie in unserer Zeit 33(4), S. 304–310 (2004),

Weblinks

- [http://www.kompetenznetz-depression.de Kompetenznetz Depression]
- [http://www.depri.ch/ Depri.ch – Informationen, Community, News]
- [http://www.psychotherapiesuche.de/ Psychotherapeutensuche des BDP]
- [http://www.psychotherapeuten-liste.de/ Psychotherapeutensuche des Deutschen Psychotherapeutenverbands]
- [http://www.legasthenietherapie-info.de/depression.html Kompakter Grundlagenartikel über Depression bei Kinder und Jugendlichen]
- [http://www.neuro24.de/depression.htm Viele Links und Ergebnisse von Studien]
- [http://web4health.info/de/answers/bipolar-menu.htm Informationen zu Depressionen und Behandlung]
- [http://www.dgbs.de Deutsche Gesellschaft für bipolare Störungen e.V.] (bei Wechsel von Manien oder Hypomanien und Depressionen)
- [http://www.uni-duesseldorf.de/WWW/AWMF/ll/051-023.htm Psychotherapie der Depression] Forschungsergebnisse: Leitlinien der DGPM. Diagnostik, Behandlung, Wirksamkeit von Psychotherapie. (2002)
- [http://www.ahrp.org/risks/usSSRIuse0604.pdf An Analysis of Use of Prozac, Paxil and Zoloft in USA 1988--2002]
- http://www.shg-depression.at Ausführliche Grundinformationen und Aktuelles zu den Themen Depression, Manie, Angst- und Panikstörungen, umfangreiche Literatur- und Linkliste Kategorie:Affektive Störung ja:うつ病 simple:Depression

Gehirn

für eine animierte Abfolge von Schnitten.]] Als Gehirn (Hirn, Cerebrum) bezeichnet man den im Kopf gelegenen Teil des Zentralnervensystems (ZNS) der Wirbeltiere. Es liegt geschützt in der Schädelhöhle und wird umhüllt von der Hirnhaut.

Funktion

Das Wirbeltier-Gehirn verarbeitet hochzentralisiert Sinneseindrücke und koordiniert komplexe Verhaltensweisen. Es ist somit der Hauptintegrationsort für alle überlebenswichtigen Informationen, die in einem Organismus verarbeitet werden. Allerdings gelangt nicht jede Information bis zur Hirnrinde und damit zum Bewusstsein. Peripher liegende Nervengeflechte (Plexus) und vor allem Zentren im Hirnstamm dienen der unbewussten Vorverarbeitung von Signalen. Reflexbögen übernehmen Aufgaben, die mit höchster Geschwindigkeit und ohne bewusste Verarbeitung und verzögernde Einflussnahme ablaufen müssen. Auch beim Menschen findet sich ein autonomes Nervensystem. Es dient der Koordination vegetativer Funktionen wie Atmung, Kreislauf [Herz], Nahrungsaufnahme, -verdauung und -abgabe, Flüssigkeitsaufnahme und -ausscheidung, sowie der Fortpflanzung. Die Regulation dieser Prozesse würde diejenigen Strukturen des Gehirns, die mit der bewussten Wahrnehmung beschäftigt sind, vollständig überfordern und damit blockieren. Die Funktion des Gehirns basiert hauptsächlich auf der Interaktion von stark vernetzten Neuronen über elektrische Impulse (siehe Neuronales Netz). Ein Mittel zur Analyse von Gehirnaktivitäten stellt daher die Messung der Gehirnströme mittels eines EEG dar. Eine andere Methode der Messung ist das MEG. Die Struktur und – in geringerem Maß – die Größe des Gehirns können als Anhaltspunkt für die Lernfähigkeit und Intelligenz eines Tieres herangezogen werden. Wiederum ist nicht das Gehirn alleine zu Lernleistungen in der Lage, neuronale Plastizität findet sich auf so gut wie allen Hierarchiestufen des Nervensystems. Neben den Wirbeltieren besitzen auch Tintenfische hochkomplexe Gehirne, die sie zu gezielten Tätigkeiten befähigen. Im weiteren Sinne bezeichnet man daher auch die Zentralstelle des Nervensystems verschiedener wirbelloser Tiere, etwa der Ringelwürmer oder Insekten, als Gehirn. Je nach Gehirn-Typ spricht man hier von Cerebralganglion, Oberschlundganglion etc.

Aufbau des Wirbeltiergehirns

Oberschlundganglion
- Prosencephalon (Vorderhirn)
- Telencephalon (Endhirn)
- Cortex
- Basalganglien
- Limbisches System
- Diencephalon (Zwischenhirn)
- Thalamus
- Hypothalamus
- Epithalamus
- Mesencephalon (Mittelhirn)
- Tectum
- Tegmentum
- Crura cerebri
- Rhombencephalon (Rautenhirn)
- Metencephalon (Hinterhirn)
- Cerebellum (Kleinhirn)
- Pons
- Myelencephalon (Nachhirn)
- Medulla oblongata
- (Rückenmark)

Das menschliche Gehirn

Das menschliche Gehirn ist (neben einfachen Nervensystemen einiger Würmer) das am besten untersuchte Gehirn im Tierreich, trotzdem sind noch viele Fragen ungeklärt. Durchschnittlich wiegt das Gehirn einer erwachsenen Frau 1245 g, eines erwachsenen Mannes 1375 g. Zwischen Mann und Frau sind hinsichtlich der Intelligenz trotz dieser Gewichtsunterschiede keine signifikanten Schwankungen festzustellen. Dies verdeutlicht, dass das Gewicht im Grunde nicht als Maß für die Leistungsfähigkeit des Gehirns gelten kann, wie es historisch von Seiten der Misogynie immer wieder behauptet wurde. Es gibt allerdings auch noch andere Unterschiede im Aufbau des Hirnes, z. B. ist der Bereich preoptica im Hypothalamus bei jungen Männern mehr als doppelt so groß wie bei jungen Frauen. Beim geistigen Drehen von Objekten im Raum arbeitet beim Mann eine Gehirnregion, bei einer Frau zwei. Es ist allerdings noch nicht endgültig geklärt, ob die Unterschiede angeboren sind. Das Gehirn ist das aktivste Organ des Menschen und hat dementsprechend einen enormen Sauerstoff- und Energiebedarf: Etwa 20% des Bluts werden vom Herzen ins Gehirn gepumpt; schon der kurzzeitige Ausfall der Sauerstoffversorgung führt zu Hirnschäden und bereits nach wenigen Minuten ist der Gehirntod festzustellen. Das Gehirn des Menschen ist allerdings auch ein sehr anpassungsfähiges Organ. So ist es beispielsweise möglich, dass eine Gehirnhälfte die Arbeit der anderen mitübernimmt, falls diese nicht mehr arbeitsfähig ist. Der historische Irrglaube, Genialität müsse am (nach dem Tode entnommenen) Gehirn ablesbar sein, ist so alt wie die Hirnerforschung und wird selbst heute noch gelegentlich fortgeführt. Der Sachbuchautor Michael Hagner lieferte u. a. anhand der Hirnbesonderheiten vieler Persönlichkeiten wie Immanuel Kant, Vladimir Iljitsch Lenin oder Albert Einstein nebenher eine Geschichte der Hirnforschung sowie themenbezogene Einblicke in die Kultur- und Sozialgeschichte der vergangenen drei Jahrhunderte. Nicht wenige Hirnforscher gerieten dabei auch ins Fahrwasser nationalistischen und völkisch-rassistischen Denkens. Oft werden Vergleiche zwischen der Leistungsfähigkeit eines Computers und der des menschlichen Gehirns angestellt. Früher versuchte man auch, aus der Funktionsweise von Computern auf die Funktionsweise des Gehirns zu schließen. Heute dagegen versucht man in der Neuroinformatik, die Funktionsweise des Gehirns teilweise auf Computern nachzubilden bzw. durch diese auf neue Ideen zur "intelligenten" Informationsverarbeitung zu kommen. Als Struktur für Denk- und Wissensproduktion liefert das Gehirn eine Architektur, die sich zur Nachahmung empfiehlt. Künstliche neuronale Netzwerke haben sich bereits bei der Organisation künstlicher Intelligenzprozesse etabliert.

Konnektivität

Das menschliche Gehirn besitzt Schätzungen zu Folge ca. 100 Milliarden (10¹¹) Nervenzellen, welche durch ca. 100 Billionen (10¹⁴) Synapsen eng miteinander verbunden sind. Das heißt, dass jedes Neuron im Schnitt mit 1000 anderen Neuronen verbunden ist und somit im Prinzip jedes beliebige Neuron von jedem Startneuron aus in höchstens 4 Schritten erreichbar ist. Allerdings gibt es lokal deutliche Abweichungen von diesem Mittelwert [http://biology.plosjournals.org/perlserv/?request=get-document&doi=10.1371/journal.pbio.0030068]. Bekannt ist auch die retinotrope Abbildungseigenschaft. Siehe auch: Konnektivität, Skalenfreiheit, Netzwerktheorie, Small World, Neuromorphe Chips, Valentin Braitenberg

Literatur

- Olaf Breidbach: Die Materialisierung des Ichs: Zur Geschichte der Hirnforschung im 19. und 20. Jahrhundert. Frankfurt a.M.: Suhrkamp, 1997. (stw ; 1276). ISBN 3-518-28876-8
- Günter Gassen, Sabine Minol: Unbekanntes Wesen Gehirn. Darmstadt: Media Team Verlag, 2004. ISBN 3-932845-71-4
- Eccles, John C.: Wie das Selbst sein Gehirn steuert. Berlin / Heidelberg: Springer, 1994
- Michael Hagner: Geniale Gehirne. Zur Geschichte der Elitegehirnforschung. Göttingen: Wallstein, 2004. ISBN 3-8924-4649-0
- Sabine Perl, Verena Weimer, Hans Günter Gassen: Das Gehirn: Zwischen Perfektion und Katastrophe. Biologie in unserer Zeit 33(1), S. 36–44 (2003),
- John von Neumann: Computer and the Brain. Yale University Press, 2000. ISBN 0300084730
- Richard F. Thompson: Das Gehirn : von der Nervenzelle zur Verhaltenssteuerung. Heidelberg: Spektrum Akademischer Verlag, 2001 (3. Aufl.) ISBN 3-8274-1080-0

Siehe auch

- Geschichte der Hirnforschung
- Portal:Geist und Gehirn
- Portal:Neurowissenschaften
- Liquor cerebrospinalis – Nucleus (ZNS) – Neurowissenschaften – Kognitionswissenschaft – Hirnforschung
- Neurobiologie - Neurophysiologie - Neuroanatomie
- Seele - Philosophie des Geistes – Bewusstsein – Selbstbewusstsein – Denken – Lernen – Selbsterkenntnis des Gehirns - Gottesmodul
- Psychologie – Biopsychologie - Neuropsychologie
- Neurologie - Psychiatrie
- Kino im Kopf – Blutversorgung des Gehirns – Hirn – Bregen

Weblinks

- [http://www.hirnforschung.de Hirnforschung.de] Täglich aktualisierter und allgemeinverständlicher Newsletter zum Gehirn
- [http://www.biokurs.de/skripten/12/bs12-42.htm Einfache Einführung in Bau und Funktion des Gehirnes mit vielen Bildern]
- [http://de.brainexplorer.org/ Brain Explorer] - Beschreibung des Gehirns, seiner Teile, Krankheiten und Funktionsstörungen mit vielen Abbildungen
- [http://arbeitsblaetter.stangl-taller.at/GEDAECHTNIS/GehirnAufbau.shtml Das Gehirn aus psychologischer Perspektive] aus Werner Stangls Arbeitsblättern
- [http://www.gehirnundgeist.de/blatt/det_gg_manifest Über Gegenwart und Zukunft der Hirnforschung (Zeitschrift Gehirn&Geist)]
- [http://psydok.sulb.uni-saarland.de/volltexte/2004/102/ Der Mensch und die "Künstliche Intelligenz"] - Philosophische Dissertation, die u. a. auf die Gehirn/Geist-Probleme eingeht
- [http://www.wissenschaft.de/wissen/news/247836.html Wissenschaft.de: Extrem mutationsfreudige Gene ermöglichten nur beim Menschen eine extrem schnelle Entwicklung des Gehirns]
- [http://www.brainatlas.org/ Allen Brain Atlas (engl.)] Online Resource unterstützt durch eine 100 Millionen $ Stiftung des Philanthrophen Paul Allen
- [http://www.med.harvard.edu/AANLIB/home.html The whole Brain Atlas] Gehirnatlas mit CT-, MRT- und SPECT/PET-Aufnahmen von Patienten mit verschiedenen Gehirnerkrankungen
- [http://www.univie.ac.at/anatomie2/plastinatedbrain/main.html The Plastinated Brain] - Gehirnatlas der Universität Wien; gute Eräuterungen des anatomischen Aufbaus Kategorie:Gehirn Kategorie:Pädagogik Kategorie:Didaktik Kategorie:Philosophie des Geistes ja:脳 ko:뇌 simple:Brain th:สมอง

Serotonin

Serotonin (auch 5-Hydroxytryptamin oder 5-HT) ist ein Monoamin, das im Organismus als Gewebshormon bzw. als Neurotransmitter im Zentralnervensystem, Darmnervensystem, Herz-Kreislauf-System und im Blut fungiert. Der Name leitet sich von seiner Wirkung auf den Blutdruck ab: Serotonin ist die Komponente des Serums, die den Tonus (Druck) in den Blutgefäßen reguliert. right

Biosynthese und Abbau

Beim Menschen wird das Serotonin in den folgenden Organen aus der Aminosäure L-Tryptophan aufgebaut:
- Zentralnervensystem,
- Lunge,
- Milz,
- enterochromaffinen Zellen der Darmschleimhaut Das Serotonin wird unter anderem in den Blutplättchen (Thrombozyten) und in den Mastzellen gespeichert.
- Das Enzym Monoaminooxidase (MAO) baut freies, ungebundenes Serotonin zu 5-Hydroxy-Indolyl-Acetaldehyd (5-HIAA) ab. Dieser Abbau kann durch MAO-Hemmer (Moclobemid, Tranylcypromin) verhindert werden. 5-HIAA wird von der Aldehyddehydrogenase-2 (ALDH-2) weiter zu 5-Hydroxy-Indoyl-Essigsäure abgebaut.
- Serotonin wird auch durch die Neuronen resorbiert und dann wiederverwertet. Selektive Serotonin Reuptake Inhibitoren (SSRIs) wie Paroxetin und Fluoxetin hemmen diese Wiederaufnahme.

Rezeptoren

Man unterscheidet mehrere verschiedene Serotoninrezeptoren. Diese Serotoninrezeptoren werden mit 5-HT bezeichnet und durchnummeriert. So herrschen im Darm die Rezeptoren 5-HT3 und 5-HT4 vor. Im Gehirn findet man vorwiegend Rezeptoren vom Typ 5-HT1 und von 5-HT2. Diese Rezeptoren lassen sich durch Medikamente mehr oder minder selektiv aktivieren (Agonisten) bzw. blockieren (Antagonisten). Siehe auch 5-HT-Rezeptor

Funktionen

Herz-Kreislauf-System

Serotonin wirkt gefäßverengend in der Lunge und in der Niere. In der Skelettmuskulatur dagegen wirkt es gefäßerweiternd. Diese gefäßaktiven Wirkungen spielen auch in der Behandlung von Migräne eine Rolle. Zur Therapie akuter Migräneattacken finden insbesondere 5-HT_1B/1D-Rezeptoragonisten wie Sumatriptan, Almotriptan, Eltetriptan und Frovatriptan (Siehe Triptan) Anwendung. Nach intravaskulärer Injektion verursacht Serotonin eine komplexe Reaktion des Herz-Kreislauf-Systems unter Beteiligung mehrerer 5-HT-Rezeptoren: nach einem initialen Blutdruckabfall (5-HT₃-Rezeptoren) kommt es nach wenigen Sekunden zu einem Blutdruckanstieg (5-HT₂) um letztendlich in einer langanhaltenden Hypotonie (5-HT₇) zu enden. In kleineren Blutgefäßen trägt es durch Vasokonstriktion und Förderung der Blutgerinnung zur Wundheilung bei. Therapeutisch finden Ketanserin und Urapidil zur Behandlung erhöhten Blutdrucks Anwendung. Der Arzneistoff Sapogrelat wird als Thrombozytenaggregationshemmer eingesetzt.

Magen-Darm-System

Serotonin regt die Darmperistaltik an. Sein Normalspiegel im Darmgewebe liegt bei 1-5 ppb. Wesentlich erhöhte Werte liegen vor bei einem Tumor enterochromaffiner Zellen, also bei einem Dünndarm-Karzinoid. Dieser Umstand wird diagnostisch genutzt. Bei oraler Einnahme von Serotonin ist insbesondere mit Erbrechen und Übelkeit zu rechnen. Therapeutisch finden Ondansetron und Tropisetron zur Behandlung des Erbrechens und Tegaserod zur Behandlung des Reizdarmsyndroms Anwendung.

Zentralnervensystem

Serotonin wird von den Neuronen der Raphe als Transmitter benutzt. Diese Gehirnstruktur liegt im Stammhirn im Medianbereich zwischen dem verlängerten Rückenmark (Medulla oblongata) und dem Mittelhirn (Mesencephalon) und besteht aus kreuzenden Nervenfasern. Die sog. Hypnogene Zone der Raphe ist zuständig für die Auslösung des synchronen Schlafes, ihre Zerstörung führt zu völliger Schlaflosigkeit. Die Fasern der Raphe-Neurone strahlen in alle Gehirnregionen aus und schütten dort Serotonin diffus als Neurohormon über ihre Endigungen aus. Auf der Membran von Nervenzellen wirkt Serotonin polarisierend und somit hemmend. Durch unterschiedliche Beschickung der verschiedenen Gehirnregionen mit Serotonin kann die Raphe somit das globale Erregungsmuster im Gehirn beeinflussen. Ein antagonistisches System hierzu ist die Auschüttung von Noradrenalin durch Neuronen des Nucleus coeruleus. Dieses diffuse Steuerungssystem versetzt das Gehirn z.B. in die für den Schlaf notwendigen Zustände der Aktivitätsverteilung. Auch in Stresszuständen wird die diffuse Ausschüttung von Serotonin in den verschiedenen Gehirnteilen verändert. In der Großhirnrinde ist sie dann erhöht, im Stammhirn und Zwischenhirn dagegen vermindert. Es wird hypothetisch angenommen, dass diese Umverteilung einer gesteigerten Bereitschaft zu schnelleren, dafür aber weniger überlegten Reaktionen in der Gefahrsituation dienen soll. Bei einem Mangel an Serotonin im Gehirn leidet der Mensch unter Depressionen, bipolaren Störungen und Angststörungen. Der Serotoningehalt kann bei Depression bis zu 50% reduziert sein. Serotonin passiert nicht selbst die Blut-Hirn-Schranke. Ein Mangel an Serotonin kann entstehen durch stark verminderte Verfügbarkeit des L-Tryptophan in der Gehirnflüssigkeit (Liquor). Bei normaler Verfügbarkeit steuert das Gehirn selbst die Synthese von Serotonin entsprechend der Aktivität der Raphe-Neuronen. Deshalb führt ein erhöhter Tryptophan-Spiegel im Gehirn nicht automatisch zu mehr Serotonin. Um dennoch den Serotoninspiegel im Gehirn zu beeinflussen, wurden indirekte Wege gefunden, wie MAO-Hemmer oder Serotonin-Wiederaufnahmehemmer SSRIs. Diese Substanzen sind deshalb wirksame Antidepressiva, die viele unangenehme Nebenwirkungen der Trizyklischen Antidepressiva vermeiden. Um eine Unterversorgung des Gehirns mit L-Tryptophan und einen daraus ev. resultierenden depressogenen Mangel an Serotonin zu vermeiden, wird gelegentlich die Rolle von Süßigkeiten ins Gespräch gebracht. Dem liegt der Zusammenhang zugrunde, dass durch die Aufnahme von Zucker Insulin ins Blut ausgeschüttet wird. Insulin bewirkt nicht nur die Aufnahme des Zuckers in Muskulatur und Leber, sondern steuert auch den Übertritt des Tryptophans an der Blut-Hirn-Schranke. Ein über das Normalmaß erhöhter Serotoninspiegel lässt sich damit jedoch nicht erzielen. Ein veränderter Serotonin-Spiegel wird auch bei Verliebten gemessen. Grundsätzlich kann man sagen, dass ein erhöhter Serotonin-Spiegel Wohlbefinden bzw. Glücksgefühl auslöst (weshalb Serotonin auch unter den Glückshormonen genannt wird). Aus den dargelegten Gründen lässt sich jedoch durch den Verzehr etwa von Schokolade keine Steigerung von Glück mittels Serotonin erzielen. Eine andere Studie besagt, dass zwanghaftes Verhalten und Verliebtsein durch einen niedrigen Serotoninspiegel geprägt sind (vgl. Donatella Marazziti, "Alteration of the platelet serotonin transporter in romantic love" in: "Psychological Medicine" (1999, 29, 741-745))

Geschichtliches

Vittorio Erspamer isolierte 1930 einen Stoff, der die glatte Muskulatur kontraktierte, er nannte ihn Enteramin. 1952 stellte man fest, dass Enteramin identisch war mit Serotonin, dessen endogenes Vorkommen und Wirkungen Irving Page 1948 erstmals beschrieben hatte. Serotonin ist phylogenetisch ein alter Transmitter und findet sich bei einfachsten Lebewesen.

Siehe auch

Cyproheptadin -- Enteramin -- 5-Hydroxytryptophan -- Karzinoid -- Migräne -- Neurotransmitter -- Reserpin -- Reizdarm -- Depression -- MAO-Hemmer -- SSRI

Weblinks

- http://mrel.beckman.uiuc.edu/sweedler/serotonin.html
- [http://www.wissenschaft.de/wissen/news/252143.html www.wissenschaft.de: Verwirrung unter Gehirnbotenstoffen] Bei der Verwendung von Antidepressiva gerät das Gleichgewicht zwischen Serotonin und Dopamin durcheinander Kategorie:Neurotransmitter Kategorie:Tryptamin Kategorie:Hormon ja:セロトニン

MAO-Hemmer

Monoaminooxidase-Hemmer (MAO-Hemmer) sind eine Klasse von Antidepressiva. Sie verhindern den Abbau von biogenen Aminen, indem sie das für den Abbau verantwortlicheEnzym Monoaminooxidase (MAO) hemmen. Sie finden als Neuropharmakon Verwendung als Antidepressiva. In seltenen Fällen sollen ähnliche Substanzen auch als Rauschmittel verwendet werden, wobei es hierbei nicht um die Antidepressiva handelt. Zu den irreversiblen MAO-Hemmern gehören Tranylycypromin und Phenelzin, sie hemmen die beiden Isoenzyme MAO-A (Abbau von Serotonin und Noradrenalin) und MAO-B (Abbau von Dopamin). Der reversible MAO-Hemmer Moclobemid hemmt lediglich MAO-A. MAO baut gewöhnlich biogene Amine ab, die sich im Körper befinden. Dazu zählen auch die Neurotransmitter Noradrenalin, Dopamin und Serotonin. Durch Hemmung der MAO kommt es zu einer Anreicherung dieser Amine, was sich günstig auf mit Depressionen assoziierten Gehirnstoffwechsel auswirken kann. Sie wirken auch bei schweren und atypischen Depressionen,bei denen andere Antidepressiva versagen. Auch wenn größere Studien fehlen, ist es aus der klinischen Praxis bekannt,das MAO-Hemmer sehr erfolgreich zur Behandlung von Angststörungen (vor allem soziale Phobie, Panikstörungen) und Zwangsstörungen eingesetzt werden. Zusammen mit psychoaktiven Drogen werden MAO-Hemmer ebenfalls eingenommen. Quelle der MAO-Hemmer sind hierbei häufig Pflanzen wie die harmalinhaltige Steppenraute (Peganum harmala) oder die Liane Banisteriopsis caapi. Meist werden sie mit Tryptaminen, von denen einige halluzinogen wirken, wie z.B. Dimethyltryptamin (DMT), gemeinsam eingenommen. Das südamerikanische Ayahuasca ist die wohl bekannteste derartige Rezeptur. Bei oraler Einnahme ist sind einige Tryptamine wie das DMT ohne zusätzliche Einnahme von MAO-Hemmern nicht wirksam. Bei anderen Tryptamindrogen führen MAO-Hemmer zur Verstärkung, Verändung oder Verlängerung der Wirkung. Die Wirkungsstärke derartiger Mischungen ist kaum vorhersehbar. Der pflanzliche MAO-Hemmer Harmalin hat auch allein eine halluzinogene Wirkung, häufig allerdings auch unangenehme Nebenwirkungen. Auch in Tabakrauch befindet sich ein MAO-Hemmer, was die hohe Anzahl von Rauchern bei depressiven und ängstlichen Menschen teilweise erklären kann. Da MAO auch Tyramin abbaut, führte die Hemmung bei einigen Patienten bereits zu sog. Tyramin- Reaktionen, wenn diese bestimmte Lebensmittel (bestimmte Käsesorten, Chianti) zu sich genommen hatten. Es kann zu einem Anstieg des Blutdrucks kommen. Aus diesem Grunde müssen bei irreversiblen MAO-Hemmern offiziell Diätrichtlinien eingehalten werden.Diese Diätrichtlinein führen jedoch zu einer Überschätzung von Nebenwirkungen und einer Unterschätzung der hohen Effektivität dieser Medikamentenklasse. Vor allem gleichzeitig eingenommene andere Medikamente (Dextromethorphan, DXM) oder Drogen wie Ecstasy oder Meskalin können lebensgefährlich werden. Beim reversiblen MAO-Hemmer Moclobemid müssen die Vorschriften nicht eingehalten werden. Zur Behandlung von posttraumatischen Belastungsstörungen sind MAO-Hemmer nach einer Meta-Analyse von van Etten & Taylors (1998, zit. n. Ehlers, 1999, S.74-77) nicht wirksamer als Placebo oder Warten auf Therapie (Cohens d=0,61). Möglicherweise unterschätzen einige metaanalysierte Studien die Wirkung, weil der Untersuchungszeitraum zu kurz war. Dennoch werden Selektive Serotonin-Wiederaufnahme-Hemmer (SSRI) zur Behandlung vorgezogen (d=1,38) und sind damit das pharmakologische Mittel der Wahl. SSRIs wirken jedoch in vielen Fällen auch schlechter als die MAO-Hemmer. Ehlers psychotherapeutischer Behandlungsansatz übertrifft dies aber noch (d=2,6 bis 2,8). Bei Zwangsstörungen können Tranylcypromin oder Phenelzin insbesondere bei begleitenden Ängsten und Panikattacken sehr effektiv sein und eine Alternative zu SSRI darstellen.

Literatur

- Anke Ehlers: Posttraumatische Belastungsstörung, Hogrefe, Göttingen 1999, ISBN 3-8017-0797-0, (Fortschritte der Psychotherapie; Bd. 8) Kategorie:Chemische Verbindung Kategorie:Antidepressivum

Enzym

, eine stilisierte Darstellung der Proteinstruktur, gewonnen durch Röntgenstrukturanalyse. Die TIM gilt als katalytisch perfektes Enzym (siehe Enzymkinetik).]] Ein Enzym (von griechisch εν~, en~ „in” und ζύμη, zýme „Sauerteig”, veraltet: Ferment) ist ein Protein, welches eine chemische Reaktion katalysiert. Enzyme spielen eine tragende Rolle im Stoffwechsel aller lebenden Organismen, fast sämtliche biochemischen Reaktionen, von der Verdauung (Beispiel: Pepsin) bis hin zum Kopieren der Erbinformation (DNA-Polymerase), werden von Enzymen katalysiert und gesteuert. Als Katalysatoren beschleunigen Enzyme chemische Reaktionen, indem sie die Aktivierungsenergie herabsetzen, die überwunden werden muss, damit es zu einer Stoffumsetzung kommt. Theoretisch ist eine enzymatische Umsetzung reversibel, d. h. die Produkte können wieder in die Ausgangsstoffe umgewandelt werden. Die Ausgangsstoffe (Edukte) einer Enzymreaktion, die Substrate, werden im so genannten aktiven Zentrum des Enzyms gebunden, es bildet sich ein Enzym-Substrat-Komplex. Das Enzym ermöglicht nun die Umwandlung der Substrate in die Reaktionsprodukte, die anschließend aus dem Komplex freigesetzt werden. Wie alle Katalysatoren liegt das Enzym nach der Reaktion wieder in der Ausgangsform vor. Enzyme zeichnen sich durch hohe Substrat- und Wirkungsspezifität aus, unter zahlreichen Stoffen wählen sie nur die passenden Substrate aus und katalysieren genau eine von vielen denkbaren Reaktionen. Nicht selten benötigen Enzyme Cofaktoren wie Metall-Ionen oder Vitamin-Derivate (Coenzyme), um funktionsfähig zu sein. Zur Namensgebung der Enzyme dienen oft der Name des Substrates und die Endung „-ase”. Lactase zum Beispiel ist das Enzym, das die Spaltung des Milchzuckers (Lactose) katalysiert. Enzyme sind wertvolle Werkzeuge der Biotechnologie. Ihre Einsatzmöglichkeiten reichen von der Käseherstellung (Labferment) bis hin zur Gentechnik. Für bestimmte Anwendungen entwickeln Wissenschaftler heute gezielt leistungsfähigere Enzyme durch Protein-Engineering. Zudem konstruierte man eine neuartige Form katalytisch aktiver Proteine, die katalytischen Antikörper, die aufgrund ihrer Ähnlichkeit zu den Enzymen Abzyme genannt wurden. Auch Ribonukleinsäuren (RNA) können katalytisch aktiv sein; diese werden dann als Ribozyme bezeichnet.

Benennung und Einteilung

Nomenklatur nach IUPAC und IUBMB

Die IUPAC und International Union of Biochemistry and Molecular Biology (IUBMB [http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/]) haben zusammen eine Nomenklatur der Enzyme erarbeitet, die diese heterogene und zahlreiche Vertreter enthaltende Gruppe der Moleküle klassifiziert. Hierzu erarbeitete die IUPAC Prinzipien der Nomenklatur:
- Enzymnamen enden auf -ase, wenn es sich nicht um mehrere Enzyme in einem System handelt. (Beispiel: Hydrolase.)
- Der Enzymname soll erklärend sein, also die Reaktion, die das Enzym katalysiert, beschreiben (Beispiel: Cholinesterase: ein Enzym, das die Estergruppe im Cholin-Molekül hydrolysiert.)
- Der Enzymname soll seine Klassifikation (siehe oben) enthalten. (Beispiel: Cholinesterase.) Außerdem wurde ein Codesystem (siehe EC-Nummern) entwickelt, in dem die Enzyme unter einem Zahlencode aus vier Ziffern zu finden sind. Die erste Ziffer bezeichnet die Enzymklasse. Listen aller erfassten Enzyme gewährleisten ein schnelleres Auffinden des angegebenen Enzymcodes. Zwar orientieren sich die Codes an Eigenschaften der Reaktion, die das Enzym katalysiert, in der Praxis erweisen sich Zahlencodes jedoch als unhandlich. Häufiger gebraucht werden systematische Namen, die nach den oben genannten Regeln konzipiert wurden. Probleme der Nomenklatur ergeben sich etwa bei Enzymen, die mehrere Reaktionen katalysieren. Für sie existieren deshalb manchmal mehrere Namen. Einige Enzyme tragen Trivialnamen, die nicht erkennen lassen, dass es sich bei der genannten Substanz um Enzyme handelt. Da diese Namen aber traditionell eine breite Verwendung fanden, wurden sie teilweise beibehalten. (Beispiele: die Verdauungsenzyme Trypsin und Pepsin des Menschen.) Weitere Informationen zur Nomenklatur von Enzymen: [http://www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/]

Klassifikation nach IUPAC und IUBMB

Enzyme werden entsprechend der von ihnen katalysierten Reaktion in sechs Enzymklassen eingeteilt (siehe auch EC-Nummer): # Oxidoreduktasen, die Redoxreaktionen katalysieren. # Transferasen, die funktionelle Gruppen von einem Substrat auf ein anderes übertragen. # Hydrolasen, die Bindungen unter Einsatz von Wasser spalten. # Lyasen, auch Synthasen genannt, die die Spaltung oder Synthese komplexerer Produkte aus einfachen Substraten katalysieren, allerdings ohne Spaltung von ATP. # Isomerasen, die die Umwandlung von chemischen Isomeren beschleunigen. # Ligasen oder Synthetasen, die die Bildung von Substanzen katalysieren, die chemisch komplexer sind als die benutzten Substrate, allerdings im Unterschied zu den Synthasen nur unter Energieverbrauch, das heißt durch ATP-Spaltung, enzymatisch wirksam sind. Manche Enzyme sind in der Lage mehrere, zum Teil sehr unterschiedliche Reaktionen zu katalysieren. Ist dies der Fall, so werden diese mehreren Enzymklassen zugerechnet.

Aufbau

Enzyme lassen sich anhand ihres Aufbaus unterscheiden. Während viele Enzyme aus nur einer Proteinkette bestehen (Monomere), bilden andere Enzyme Oligomere aus mehreren Proteinketten. Einige Enzyme lagern sich mit weiteren Enzymen zu so genannten Multienzymkomplexen zusammen und kooperieren miteinander oder regulieren sich gegenseitig. Umgekehrt gibt es auch einzelne Proteinketten, welche mehrere Enzymaktivitäten enthalten (multifunktionelle Enzyme). Eine weitere mögliche Einteilung berücksichtigt das Vorhandensein von Cofaktoren:
- Reine Protein-Enzyme bestehen ausschließlich aus Protein, das aktive Zentrum wird nur aus Aminosäureresten und dem Peptidrückrad gebildet. Zu dieser Gruppe gehören beispielsweise das Verdauungsenzym Chymotrypsin und die Triosephosphatisomerase (TIM) der Glycolyse.
- Holoenzyme bestehen aus einem Proteinanteil, dem Apoenzym, sowie aus einem Cofaktor. Beide zusammen sind für die Funktion des Enzyms wichtig. Organische Moleküle als Cofaktoren werden Coenzyme genannt und sind oft Abkömmlinge von Vitaminen. Sind sie kovalent an das Apoenzym gebunden, nennt man sie prosthetische Gruppen. Benötigt ein Enzym Metallionen (z. B. Eisen-, Zink- oder Kupferionen) als Cofaktoren, spricht man von einem Metalloenzym.

Funktion

Katalytische Wirksamkeit

Energetische Grundlagen der Katalyse

Metalloenzym Die meisten biochemischen Reaktionen würden ohne Enzyme praktisch überhaupt nicht ablaufen oder nur extrem langsam. Enzyme erhöhen die Reaktionsgeschwindigkeit solcher Reaktionen um mehrere Größenordnungen, sie ermöglichen somit erst einen funktionierenden Stoffwechsel. Wichtig ist aber folgendes: Ein Enzym kann auf keinen Fall Reaktionen stattfinden lassen, die energetisch verboten sind, das heißt deren Produkte energetisch höher stehen als die Ausgangsstoffe (Substrate). Wie bei jeder spontan ablaufenden Reaktion muss die freie Reaktionsenthalpie (

\Delta G

) negativ sein. Das chemische Gleichgewicht wird durch das Enzym nicht verändert, wohl aber die Geschwindigkeit, mit der es sich einstellt. Die katalytische Wirksamkeit eines Enzyms beruht einzig auf seiner Fähigkeit, die Aktivierungsenergie

(\Delta G^)

einer chemischen Reaktion zu senken. Die Aktivierungsenergie ist der Energiebetrag, der zunächst überwunden werden muss, um die Reaktion in Gang zu setzen. Während der Reaktion wird das Substrat zunehmend verändert, es nimmt einen energetisch ungünstigen Übergangszustand ein. Die Aktivierungsenergie ist nun der Energiebetrag der benötigt wird, um das Substrat in den Übergangszustand zu zwingen. Hier setzt die katalytische Wirkung des Enzyms an: Durch nicht-kovalente Wechselwirkungen mit dem Übergangszustand stabilisiert es diesen, so dass weniger Energie benötigt wird, um das Substrat in den Übergangszustand zu bringen. Das Substrat kann wesentlich schneller in das Reaktionsprodukt umgewandelt werden, da ihm gewissermaßen ein Weg „geebnet” wird.

Das Aktive Zentrum - strukturelle Grundlage für Katalyse und Spezifität

Für die katalytische Wirksamkeit eines Protein-Enzyms ist das aktive Zentrum verantwortlich. An dieser Stelle bindet das Substrat und wird danach „aktiv” umgewandelt. Das aktive Zentrum besteht aus gefalteten Teilen der Polypeptidkette oder reaktiven Nicht-Eiweiß-Anteilen (Kofaktoren) des Enzymmoleküls. Eine spezielle Hohlstruktur im Enzym bewirkt, dass das aktive Zentrum mit einem strukturell passenden Substrat in Kontakt treten kann. Es kommt zur Bildung eines Enzym-Substrat-Komplexes. Wie ein Schlüssel in das zugehörige Schloss, so passt ein bestimmtes Substrat zum entsprechenden Enzym (Schlüssel-Schloss-Prinzip). Hierin liegt auch der „Schlüssel” zu der hohen Substratspezifität der Enzyme. Bereits kleine strukturelle Unterschiede können dazu führen, dass ein dem Substrat ähnlicher Stoff nicht mehr als Substrat erkannt wird. Hexokinase beispielsweise akzeptiert Glucose als Substrat, die verwandte Galactose jedoch nicht. Andere Enzyme besitzen eine breitere Substratspezifität, z. B. bauen Alkohol-Dehydrogenasen neben Ethanol auch andere Alkohole ab. Die Erkennung und Bindung des Subtrats gelingt durch nicht-kovalente Wechselwirkungen (Wasserstoffbrücken, elektrostatische Wechselwirkung oder hydrophobe Effekte) zwischen Teilen des Enzyms und des Substrats. Fälschlicherweise vermittelt das Schlüssel-Schloss-Modell die Vorstellung, Substrat und Enzym seien starre Gebilde. Tatsächlich verändert das Enzym bei der Bindung des Substrats oft seine Gestalt, wobei die Bindungspartner erst in die nötige Nähe und räumliche Lage zueinander kommen. Man spricht bei dieser Art der Erkennung von induced fit oder induzierter Anpassung. Die Bindung des Substrats muss stark genug sein, um das oft gering konzentrierte Substrat (mikro- bis millimolare Konzentrationen) zu binden, sie darf jedoch nicht zu stark sein, da die Reaktion nicht mit der Bindung des Substrates endet. Wichtig ist eine noch stärkere Bindung des Übergangszustandes der Reaktion und damit dessen Stabilisierung. Nicht selten nehmen zwei Substrate an einer Reaktion teil, das Enzym muss dann die richtige Orientierung der Reaktionspartner zueinander garantieren. Letztere mechanistischen Eigenheiten einer enzymatischen Reaktion sind die Grundlage der Wirkungsspezifität eines Enzyms. Es katalysiert immer nur eine von vielen denkbaren Reaktionen der Substrate.

Katalytische Strategien

Obwohl die Mechanismen enzymatischer Reaktionen im Detail vielgestaltig sind, nutzen Enzyme in der Regel eine oder mehrere der folgenden katalytischen Strategien: :
- Bevorzugte Bindung des Übergangszustandes: Die Bindung des Übergangszustandes ist stärker als die Bindung der Substrate und Produkte, daraus resultiert eine Stabilisierung des Übergangszustandes. :
- Orientierung und Annäherung von Substraten. Die Bindung zweier Substrate in der richtigen Orientierung und Konformation kann die Reaktionsgeschwindigkeit erheblich erhöhen, da die reakiven Gruppen der Moleküle in die richtige Lage zueinander kommen und für die Reaktion günstige Konformationen der Moleküle stabilisiert werden. :
- Allgemeine Säure-Basen-Katalyse: Aminosäurereste z. B. von Histidin reagieren als Säure oder Base, indem sie während einer Reaktion Protonen aufnehmen oder abgeben. :
- Kovalente Katalyse: Aminosäurereste oder Coenzyme gehen kovalente Bindungen mit einem Substrat ein und bilden ein kurzlebiges Intermediat (Zwischenprodukt). In der Regel sind bei solchen Reaktionen nukleophile Aminosäure-Seitenketten (beispielsweise Lysin-Seitenketten mit Aminogruppe) oder Coenzyme wie Pyridoxalphosphat beteiligt. :
- Metallionen-Katalyse: Metallionen können als strukturstabilisierende Koordinationszentren, Redox-Partner (oft Eisen- oder Kupfer-Ionen) oder als Lewis-Säuren (häufig Zink-Ionen) die Katalyse unterstützen. Sie können negative Ladungen stabilisieren bzw. abschirmen oder Wassermoleküle aktivieren.

Enzymkinetik

Die Enzymkinetik beschäftigt sich mit den Gesetzen, die den zeitlichen Verlauf enzymatischer Reaktionen beschreiben. Eine zentrale Größe hierbei ist die Reaktionsgeschwindigkeit, die von zahlreichen Faktoren abhängig ist. Neben Temperatur, Salzkonzentration und pH-Wert der Lösung, hängt sie von den Konzentrationen des Enzyms, der Substrate und Produkte sowie vom Vorhandensein von Effektoren (Aktivatoren oder Inhibitoren) ab. Ein bewährtes Modell zur Beschreibung einfacher Enzymreaktionen ist die Michaelis-Menten-Theorie.

Michaelis-Menten-Theorie

Die Michaelis-Menten-Theorie (MM-Theorie) liefert einen Zusammenhang zwischen der Anfangsgeschwindigkeit v₀ einer Enzymreaktion sowie der Enzym- und Substratkonzentration [E₀] und [S]. Als Anfangsgeschwindigkeit (Initiationsgeschwindigkeit) bezeichnet man die Reaktionsgeschwindigkeit, die beobachtet wird, bevor sich nennenswerte Mengen an Produkt gebildet haben. Die MM-Gleichung lautet wie folgt:

v_0=

Die Parameter K_m (Michaeliskonstante) und k_cat (Wechselzahl) sind geeignet, Enzyme kinetisch zu charakterisieren, d. h. Aussagen über ihre katalytische Effizienz zu treffen. Ein wichtiges Ergebnis der MM-Theorie ist das Auftreten einer Sättigung: Mit zunehmenden Substratkonzentrationen steigt die Anfangsgeschwindigkeit zunächst an, nähert sich jedoch irgendwann einem oberen Grenzwert an (hyperbolischer Verlauf). Im Zustand der Sättigung sind alle aktiven Zentren der Enzyme „ausgelastet”. hyperbolischer Verlauf Die MM-Theorie beruht auf einem einfachen Modell des Enzym-Substrat-Komplexes: Enzymkinetik: k₂ = k_cat Ein (einziges) Substrat S reagiert in einer Gleichgewichtsreaktion mit dem freien Enzym E zu einem Enzym-Substrat-Komplex ES. Die Größe k₁ bezeichnet die Bildungsrate, k_-1 die Verfallsrate des Komplexes. Der ES-Komplex zerfällt zudem mit der Rate k₂, wobei neben dem Produkt P das Enzym in seiner Ausgangsform freigesetzt wird. Eine Rückreaktion des Produktes wird nicht berücksichtigt, da wie bereits erwähnt die Anfangsgeschwindigkeit der Reaktion bestimmt werden soll. Um aus der dargestellten Flussgleichung einen mathematischen Zusammenhang in Form der Michaelis-Menten-Gleichung herzuleiten, bedient man sich einer Vereinfachung: Die Konzentration des ES-Komplexes wird als konstant während der Reaktion angenommen (Fließgleichgewicht,auch steady-state). Für die Parameter K_m und k_cat gilt dann:

k_=k_2

und

K_m=

. Obwohl das MM-Modell eine starke Vereinfachung der tatsächlichen Reaktionsmechanismen darstellt, ist es in der Praxis sehr brauchbar, um eine Vielzahl von Enzymen zu charakterisieren. Auch die Wirkung von Hemmstoffen lässt sich im Rahmen des MM-Modells diskutieren.

Katalytische Effizienz

Die katalytische Effizienz eines Enzyms kann im Rahmen des Michaelis-Menten-Modells durch verschiedene Größen charakterisiert werden. Die Wechselzahl k_cat entspricht der Zahl der umgesetzten Substratmoleküle pro Sekunde und Enzymmolekül unter Substratsättigung. Die Katalase setzt unter „voller Auslastung” beispielsweise ca. 10.000.000 Moleküle pro Sekunde um . Das Produkt aus Enzymkonzentration und Wechselzahl liefert die maximale Geschwindigkeit

v_ = k_ - [E_0]

. Bei geringen Substratkonzentrationen ist die Spezifitätskonstante

k_\over K_m

ein geeigneteres Maß für die katalytische Effizienz. Erreicht sie Werte von mehr als

10^8

bis

10^9 M^ s^

, wird die Reaktionsgeschwindigkeit nur noch durch die Diffusion der Substrat- und Enzymmoleküle begrenzt. Jeder zufällige Kontakt von Enzym und Substrat führt zu einer Reaktion. Enzyme, die eine solche Effizienz erreichen, nennt man „katalytisch perfekt”. Neben der Katalase seien als Beispiele die Triosephosphatisomerase und die Acetylcholinesterase genannt. Da das aktive Zentrum nur einen kleinen Teil der Enzymoberfläche ausmacht, vermutet man Mechanismen, die das Substrat in das aktive Zentrum dirigieren. Ein solcher „Anlock-Mechanismus” wird in Anlehnung an die griechische Sagenwelt als Circe-Effekt bezeichnet und ist möglicherweise bei der Superoxiddismutase vorhanden. In der lebenden Zelle werden Stoffwechselwege oft durch Substratkanalisierung beschleunigt. Wie am „Fließband” werden Stoffe innerhalb von Multienzymkomplexen von einem Enzym zum nächsten weitergereicht.

Kooperativität und Allosterie

Einige Enzyme zeigen nicht die hyperbolische Sättigungskurve, wie sie die Michaelis-Menten-Theorie vorhersagt, sondern ein sigmoides Sättigunsverhalten. Sigmoides Bindeverhalten wurde erstmals bei Bindeproteinen wie dem Hämoglobin beschrieben und wird als positive Kooperativität mehrerer Bindungsstellen gedeutet: Die Bindungsstellen, oft lokalisiert in verschiedenen Untereinheiten, beeinflussen sich gegenseitig in ihrer Bindungsfähigkeit (Affinität). Bei einer positiven Kooperativität verstärkt die Bindung des Liganden die Affinität weiterer Bindungsstellen. Ein Bindeprotein mit vielen freien Bindungsstellen hat eine schwächere Affinität als ein größtenteils besetzes Protein. Bindet derselbe Ligand an alle Bindungszentren, spricht man von einem homotropen Effekt. Die Kooperativität ist bei Enzymen eng mit dem Begriff der Allosterie verknüpft. Unter Allosterie versteht man das Vorhandensein weiterer Bindungsstellen in einem Enzym, abgesehen vom aktiven Zentrum, den allosterischen Zentren. Binden regulatorische Substanzen (Effektoren), die vom Substrat verschieden sind, an allosterische Zentren, liegt ein heterotroper Effekt vor. Die Allosterie ist zwar begrifflich von den kooperativen Phänomenen zu unterscheiden, dennoch treten sie oft gemeinsam auf. Die allosterischen Enzyme sind wichtige Schaltstellen bei der Regulation und Kontrolle der Enzymaktivität im Organismus.

Mehrsubstrat-Reaktionen

Die bisherigen Überlegungen gelten nur für Reaktionen, an denen nur ein Substrat beteiligt ist. Viele Enzyme katalysieren jedoch die Reaktion zweier oder mehrerer Substrate bzw. Kosubstrate. Dasselbe gilt für die Produktseite, es können also auch mehrere Produkte gebildet werden. Bei reversiblen Reaktionen ist die Unterscheidung zwischen Substrat und Produkt ohnehin relativ. Die Michaelis-Menten-Theorie gilt für eines von mehreren Substraten nur, wenn das Enzym mit den anderen Substraten gesättigt ist. Regulation und Kontrolle der Enzymaktivität im Organismus Für Mehrsubstrat-Reaktionen sind folgende Mechanismen vorstellbar: :
- Sequentielle Mechanismen: Die Substrate binden nacheinander an das Enzym. Haben alle Substrate gebunden, liegt ein zentraler Komplex vor. In diesem findet die Umwandlung der Substrate zu den Produkten statt, welche anschließend der Reihe nach aus dem Komplex entlassen werden. Man unterscheidet dabei zwischen: :
- Zufalls-Mechanismen (engl. random): Die Reihenfolge der Substratbindung ist zufällig. :
- Geordnete Mechanismen (engl. ordered): Die Reihenfolge der Bindung ist festgelegt. :
- Ping-Pong-Mechanismen: Die Bindung von Substrat und die Freisetzung von Produkt erfolgen abwechselnd. Zunächst bindet beispielsweise Substrat A an das Enzym, und wird in das erste Produkt P umgewandelt, wobei ein Teil des Substrats A am Enzym verbleibt und P das Enzym verlässt. Dann wird das zweite Substrat B aufgenommen und reagiert mit dem Enzym-gebundenen Rest von A zu einem zweiten Produkt Q, weches als letztes freigesetzt wird.

Enzymhemmung

Als Enzymhemmung (Inhibition) bezeichnet man die Herabsetzung der katalytischen Aktivität eines Enzyms durch einen spezifischen Hemmstoff (Inhibitor). Es gibt verschiedene Typen der Enzymhemmung, die sich in ihrem Wirkmechanismus unterscheiden.

Irreversible Hemmung

Einige Arzneimittel und Gifte hemmen ein Enzym dauerhaft und unumkehrbar, man spricht auch von irreversibler Hemmung. Die Bindung des Inhibitors kann kovalenter Natur sein oder eine sehr starke nicht-kovalente Bindung. Bei den sogenannten Selbstmord-Inhibitoren handelt es sich um Substanzen, welche zunächst vom Enzym als Substrat erkannt und in das aktive Zentrum aufgenommen werden. Dort gehen sie jedoch eine