Kwaku Ananse

Hier kommen die Monoamine und das Gen VMAT2 ins Spiel. Monoamine sind die biochemischen Träger von Emotionen und Werten. Durch sie fühlen wir. Monoamine sind für das Gehirn jedoch nicht frei verfügbar, sie werden wie ein Geburtstagsgeschenk erst ein- und dann ausgepackt. Dabei spielt das Gen VMAT2 eine wichtige Rolle.

Die Monoamine verdanken ihren Namen der Tatsache, dass sie eine einzige Aminogruppe enthalten - ein von drei Wasserstoffatomen umgebenes Stickstoffatom -, die durch eine kurze Kohlenstoffkette mit dem Molekül verbunden ist. Es gibt zwei Sorten von Monoaminen. Zu den so genannten Katecholaminen gehören Dopamin, Adrenalin und Noradrenalin: Sie bestehen jeweils aus einer Aminogruppe an einem aromatischen Ring mit zwei herausragenden Sauerstoffmolekülen. Serotonin hingegen ist ein Indolamin: Hier ist die Aminogruppe an eine doppelte Ringstruktur ohne Sauerstoff angehängt.

Monoamine sind klein, etwa so groß wie ein Aspirinmolekül, und werden aus den Aminosäuren in Nahrungsmitteln und Eiweißen gebildet. Deshalb hat die Nahrung auch Einfluss auf das Befinden. Wenn man traurig ist, greift man lieber nach Schokolade als nach einem Hot Dog - nicht weil sie süß ist, sondern weil der Zuckergehalt im Blut den Ausstoß von Serotonin im Gehirn verstärkt und so der Niedergeschlagenheit entgegenwirkt.

Monoamine werden in den Neuronen hergestellt, den Zellen, die im Gehirn die Informationen übermitteln. Durch die Kommunikation der Neuronen untereinander - oftmals durch die Sprache der Monoamine - »weiß« das Gehirn, was man fühlt und wie man sich fühlt.

Neuronen kommen in allen möglichen Formen und Größen vor, doch einiges haben alle gemeinsam: einen Zellkörper, Dendriten, Axone und Nervenenden. Der Zellkörper ist wie eine dicke Wurzelknolle. Hier finden die Wartungsarbeiten der Zelle statt. Die Dendriten ähneln den kurzen, stacheligen Wurzelhaaren. Sie sind die Antennen, mit denen die Zellen Informationen sammeln. Ein Axon, das einem langen, massiven Baumstamm ähnelt, vermittelt die Informationen, die es von der Zelle erhält. Jedes Axon verzweigt sich viele Male in Hunderte und Tausende von Verästelungen, die in kleinen Knöpfen, den Synapsenendköpfchen, enden. Diese erledigen die eigentliche Arbeit der Axone und schütten die Botenstoffe aus, die den umliegenden Nervenzellen Signale übermitteln. Die kleine Lücke zwischen dem Rezeptor einer Nervenzelle und dem Dendriten einer anderen nennt man Synapse.

Die monoaminproduzierenden Zellen haben ihren Sitz tief im Gehirn, doch ihre Ausläufer reichen weit. Das System für Serotonin, den Botenstoff für negative Emotionen, ist besonders weit verzweigt, es reicht vom Raphekern in der Hirnmitte bis zum Vorderhirn, dem Neokortex, dem Hippocampus, dem Thalamus, dem Kleinhirn, zum Riechkolben und sogar bis ins Rückenmark. Dopamin, Anreger des Gehirns und "Wohlfühl-Transmitter“, wird von zwei verschiedenen Zellen produziert. Ein Nervenzellhaufen im ventralen tegmentalen Areal (VTA) sendet seine Axone hauptsächlich zum Vorderhirn, dem präfrontalen Kortex, der Amygdala und dem so genannten Nucleus accumbens aus. Die andere Gruppe von Neuronen sitzt in der Substantia nigra und strahlt hauptsächlich ins Striatum aus, das die Bewegungen steuert. Diese Zellen degenerieren bei der Parkinson-Krankheit, was den Verlust der Körperkontrolle und Zittern zur Folge hat. Noradrenalin schließlich, das bei Stress und geistiger Anspannung eine Rolle spielt, wird zwar nur in ein paar tausend Zellen im Locus ceruleus hergestellt, sendet jedoch ein dichtes Netz von Projektionen an viele verschiedene Regionen wie Kortex, Kleinhirn und Hippocampus aus.

In diesen Zellen werden die Monoamine produziert, doch vor dem Verschicken müssen sie noch eingepackt werden. Die Zellen umgeben die Monoamine mit einer Membran, einem starken, flexiblen Material aus Eiweißen, Zucker und Fett. Diese Membranen bilden kleine Bläschen, die so genannten Vesikel. Ein einziges Nervenende kann Tausende von kleinen und großen Vesikeln beinhalten. Die meisten von ihnen halten sich in der Nähe der so genannten präsynaptischen Verdickung auf, von wo sie schließlich ausgeschüttet werden. Manche von ihnen berühren sogar das Axonende. Monoamine zu verpacken ist schwierig. Und hier kommt der vom Gen VMAT2 gesteuerte vesikulare Monoamintransmitter ins Spiel. Der VMAT2-Transmitter ist ein längliches, schlangenartiges Molekül, das sich in beide Richtungen durch die Vesikelmembran windet. Kopf und Schwanz von VMAT2 stecken sicher innerhalb des Bläschens. Der Körper schlängelt sich zwölfmal durch die Membran, sodass nach außen sechs Schlingen hervorstehen. An jeder Schnittstelle mit der Membran befindet sich eine transmembrane Helix, eine enge Spirale aus Aminosäuren, die genau in die glatten, rutschigen Schlingen passt.

Der Transmitter bildet einen Kanal durch die Membran, der den Monoaminen als Durchgang dient. Doch der Eintritt in den Schutz der Vesikel hat seinen Preis. Für jedes Monoamin, das hineingelassen wird, müssen zwei Protonen (positiv geladene Wasserstoffionen) entfernt werden.

Sind die Monoamine erst einmal in den Bläschen verpackt, so bleiben sie dort im Schutz der Membran, bis etwas geschieht. Dieses »Etwas« tritt ein, wenn ein Hormon oder ein anderer Neurotransmitter einen kurzen Stoß elektrochemischer Energie durch das Axon der Nervenzelle schickt, die das Monoamin hergestellt hat. An der Membran am Ende des Atoms öffnet der Impuls einen winzigen Kanal, durch den Kalziumionen eingelassen werden. Kalzium ist nicht nur für den Knochenaufbau gut, es dockt auch an Proteine an und ändert ihre Form. Wenn sich Kalzium mit den Proteinen an der Schnittstelle von Zellmembran und Transportbläschen verbindet, zwingt es sie weiter auseinander und bildet so eine kleine Öffnung, durch die Monoamine aus der Zelle gelangen können. Es ist, als ob man ein Schleusentor nur ein ganz klein wenig öffnet: Wenn es erst einmal losgeht, gibt es kein Halten mehr. Bald ergießt sich der gesamte Inhalt des Vesikels in den synaptischen Spalt. Das Geschenk ist ausgepackt.