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2. Die 5 dopaminergen Systeme des Gehirns

Inhaltsverzeichnis

2. Die 5 dopaminergen Systeme des Gehirns

Das Gehirn beinhaltet etliche Kommunikationssysteme, mittels derer bestimmte Gehirnareale untereinander Informationen austauschen (ähnlich wie Autobahnen innerhalb des gesamten Straßennetzes) und die jeweils bestimmte Neurotransmitter nutzen.
Fünf dieser Kommunikationssysteme basieren auf einem Informationsaustausch mittels Dopamin (dopaminerge Pfade):1

  • mesolimbisches System (2.1.)
  • mesocorticales System (2.2.)
  • mesostriatales (nigrostriatales) System (2.3.)
  • tuberoinfundibuläres System (2.4.)
  • inzertohypthalamisches System (2.5.)

Damit korreliert, dass der Ort einer Dopaminspiegeländerung im Gehirn unterschiedliche Verhaltensweisen kodiert.

Bei Ratten, die durch ein Labyrinth laufen, wurde ein stetiger Anstieg des Dopaminspiegels im Striatum beobachtet, der sein Maximum am Ausgang des Labyrinths hatte.2 Möglicherweise kodiert dies die Zeitabschätzung bis zur erwarteten Belohnung.

Die unter 1.1. dargestellten Dopaminspiegeländerungen betreffen das (linke) Verstärkungszentrum im Striatum (dort den Nucleus accumbens) und den ventromedialen PFC.3 In anderen Gehirnbereichen hat Dopamin dagegen andere Funktionen. Ein hoher Dopaminspiegel in der (beidseitigen) Insula beispielsweise reduziert die Bereitschaft, Anstrengungen zu unternehmen, um Belohnungen zu erhalten. Der Insula wird die Funktion zugeschrieben, die Kosten einer Anstrengung zu bewerten.3

Die meisten Dopamin-Neuronen des Mittelhirns feuern tonisch ein Taktgebungs-Feuer mit 0,2-10 Hz und können zu Steuerung von Verhaltensweisen auf phasische synchrone Burst-Feuerung umschalten.4

Dopaminneuronen können durch Feststellung ihrer Tyrosinhydroxylase-Immunreaktivität identifiziert werden:5

  • Mäuse: 21.000 bis 30.000 TH-positive Neuronen
  • Ratten: 45.000 TH-positive Neuronen
  • Primaten: 160.000 bis 320.000 TH-immunreaktive Neuronen
  • menschliches Mittelhirn: 400.000 bis 600.000 TH-positive Neuronen

2.1. Das mesolimbische System

Teil des dopaminergen Fokussierungs-, Verstärkungs- und Motivationssystems (weiterer Teil: das mesocorticale System).6

Das mesolimbische Dopaminsystem umfasst dopaminerge Neuronen im Brodmann-Areal 10 im ventralen Tegmentum des Mittelhirns, in denen Dopamin gebildet wird, das projiziert wird zum:78

  • Nucleus accumbens im ventralen Striatum
  • Hippocampus (Teil des limbischen Systems)
  • Amygdala (Teil des limbischen Systems)
  • Septum

Das limbische System steuert das emotionale Erleben, dessen Ausdruck (Lust / Unlust) und die Belohnungsverarbeitung.
Dopaminmangel im oder Verletzungen des Nucleus accumbens bewirken eine verringerte Fähigkeit zum Belohnungsaufschub.9
Dopamin steuert im mesolimbischen System motorische Verhaltensabläufe im Kontext von Belohnung (Annäherung an begehrte Dinge) und Reaktion auf neuartige Reize.10

Fehlfunktionen des mesolimbischen Systems:

  • bei AD(H)S:
    • Probleme der Verstärkungsmechanismen11
    • Belohnungsaufschubaversion (Abwertung späterer Belohnung)7
    • Verzögerungsaversion, Ungeduld11
    • Frustrationstoleranz verringert7
    • Hyperaktivität, insbesondere in neuen Situationen1112
    • Impulsivität1112
    • Störungen der Verhaltensinhibition/Verhaltensunterdrückung11
    • wechselhaftes Verhalten11
    • Störung der Daueraufmerksamkeit11
  • bei Schizophrenie aufgrund Dopaminüberschuss:
    • akustische Halluzinationen (Positivsymptom)13
    • Denkstörungen (Positivsymptom)14

Aktivierung durch15

  • zentrale Stimulanzien
    • Nikotin
    • Apomorphin
    • Amphetamine
    • Kokain
  • gemischt inhibierend-stimulierende bzw. euphorisierende Substanzen
    • Alkohol
    • Cannabis
    • Opioide

2.2. Das mesocorticale System

Zweiter Teil des dopaminergen Fokussierungs-, Verstärkungs- und Motivationssystems (erster Teil: das mesolimbische System).6

Es umfasst Verbindungen vom Brodmann-Areal 10 im ventralen Tegmentum des Mittelhirnes, in dem Dopamin gebildet wird, zum1667

  • PFC
    • bei AD(H)S die wichtigste mesocorticale Gehirnregion
  • orbitofrontalen Cortex (OFC)
  • ventralen Gyrus cinguli

wo die Dopaminfreisetzung erfolgt.

Fehlfunktionen des mesocorticalen Systems:

  • Bei AD(H)S:
    • Unteraktivierung des frontalen Systems (Dopaminmangel im PFC)7
    • Einschränkungen der Exekutivfunktionen117
      • Schlechte Verhaltensplanung
    • Aufmerksamkeitsstörungen7
      • gestörte Orientierungsreaktionen11
      • gestörte Blickfolgebewegungen11
      • verringerte zielgerichtete Aufmerksamkeit11
    • kognitive Defizite12
  • bei Schizophrenie durch Dopaminmangel hier:
    • Aufmerksamkeitsstörungen (Positivsymptom)17
    • Affektverflachung (Negativsymptom)17
    • Alogie (Denkstörung mit Sprachverarmung, Spracharmut und verlängerter Antwortzeit)17
    • Apathie = Teilnahmslosigkeit, mangelnde Erregbarkeit (nicht sexuell)17
    • Anhedonie18
      Anhedonie (Genussunfähigkeit, verringerte Freudeempfindung) ist auch bei AD(H)S häufig.

Dopaminmangel im mesocorticalen System führt zu Dopaminüberschuss im nigrostriatalen System, was weitere Hyperaktivität und Impulsprobleme verursacht.19

Aktivierung durch6

  • zentrale Stimulanzien
    • Nikotin
    • Apomorphin
    • Amphetamine
    • Kokain
  • gemischt inhibierend-stimulierende bzw. euphorisierende Substanzen
    • Alkohol
    • Cannabis
    • Opioide

Nur das AD(H)S-Symptom der mangelnden Inhibition der exekutiven Funktionen wird dopaminerg durch die Basalganglien (Striatum, Putamen) verursacht, während die mangelnde Inhibition der Emotionsregulierung noradrenerg durch den Hippocampus verursacht wird.20 Daher dürfte ersteres einer dopaminergen Behandlung besser zugänglich sein, während Emotionsregulierung und Affektkontrolle besser noradrenerg zu behandeln sein dürften.

2.3. Das nigrostriatale System

Es umfasst dopaminerge Nervenzellen in der Substantia nigra pars compacta, die in die Basalganglien / in das dorsale Striatum projizieren,7 und ist hauptsächlich mit der motorischen Kontrolle4 und der Auswahl von Aktionen verbunden.21
Bei AD(H)S ist das dorsale Striatum die wichtigste nigrostriatale Gehirnregion.

Fehlfunktionen des nigrostriatalen Systems:

  • Bei AD(H)S:
    • Hyperaktivität
      • aufgrund dopaminerger Überaktivität im nigrostriatalen System, verursacht durch ein Dopamindefizit im mesocorticalen Dopaminsystem, das Aufmerksamkeitsprobleme vermittelt227
      • anderer Ansicht: Hyperaktivität eher Symptom von Defiziten des mesolimbischen Systems12
    • Impulsivität
      • aufgrund dopaminerger Überaktivität im nigrostriatalen System, verursacht durch ein Dopamindefizit im mesocorticalen Dopaminsystem, das Aufmerksamkeitsprobleme vermittelt22
      • anderer Ansicht: Hyperaktivität eher Symptom von Defiziten des mesolimbischen Systems12
    • Störungen der Bewegungsmodulation / der Feinmotorik11
    • Beeinträchtigtes nondeklaratives (impliziten) Lernen11
    • Gedächtnisprobleme11
    • Probleme der Verhaltensinhibition11
    • kognitive Defizite12
  • Bei Chorea Huntington:
    • Hyperkinetische Bewegungsstörungen23
  • Ticstörungen23
  • Bei Parkinson durch Dopaminmangel oder bei Blockade von Dopaminrezeptoren durch Antipsychotika in diesem Bereich:
    • Tremor
    • Rigor (Muskelstarre, Muskelsteifheit)
    • Hypokinese (Bewegungsarmut; Verlangsamung der Bewegungen, eingeschränkte Mimik)
    • Akinese

2.4. Das tuberoinfundibuläre System

Es umfasst Verbindungen vom Nucleus arcuatus zum Hypophysenvorderlappen.24

2.4.1. Dopamin und Prolaktin

Dopamin hemmt die Ausschüttung von Prolaktin.

  • Dopaminmangel, z.B. durch blockierte Dopaminrezeptoren im tuberoinfundibulären System, erhöht folglich die Prolaktin-Ausschüttung aus der Hypophyse, der 2. Stufe der HPA-Achse.
  • Prolaktin hat einen circadianen Rhythmus
    • maximale Spiegel während des non-REM-Schlafs
    • großer Einfluss auf den Schlaf. (70 bis 80 % der AD(H)S-Betroffenen leiden an Schlafstörungen.)
  • Prolaktin ist ein Regulator der emotionalen Stressreaktion. Bei akuten und chronischen physischen und psychischen Stresssituationen25 und bei Angst26 ist Prolaktin deutlich erhöht.
  • Umgekehrt löst ein hoher Prolaktinwert emotionale Instabilität und Angstwahrnehmung aus.
  • Prolaktin wird auch beim Orgasmus ausgeschüttet.
  • Prolaktin erhöht das Risiko von Brustkrebs.25

Erhöhte Prolaktinwerte (z.B. aufgrund von Dopaminmangel) bewirken:25

  • Depressive Verstimmung / Depressionen
  • Antriebsarmut
  • allgemeine Müdigkeit
  • Erschöpfungszustände
  • Konzentrationsstörungen
  • Schlafstörungen
  • Stimmungsschwankungen
  • Angstzustände
  • Panikattacken
  • Unruhe
  • Nervosität
  • Reizbarkeit
  • Schmerzempfindlichkeit
  • soziale Fähigkeiten eingeschränkt
  • Novelty Seeking / Sensation Seeking verringert
  • Wesensveränderungen

Zusammen mit den Symptomen des Dopaminmangels im mesocorticalen System (Anhedonie = leichte Depression, Antriebsarmut) und des daraus folgenden Dopaminüberschusses im nigrostriatalen System (Hyperaktivität, Impulskontrollstörungen) deckt diese Aufzählung nahezu die gesamten typischen AD(H)S-Symptome ab.
Dies erklärt mit, wieso die den Dopaminhaushalt regulierenden Stimulanzien die AD(H)S-Symptome so hervorragend behandeln können.

Sonstige Wirkung von Prolaktin:

Beeinflussung der Homöostase:27

  • Regulation der humoralen und zellulärern Immunantwort sowie bei Autoimmunerkrankungen (Immunmodulation)
  • erhöht den Wassertransport durch die Brustzellmembran, Natriumresorption im Dünndarm.
  • Förderung der Gefässneubildung

Beeinflussung des zentralen Nervensystems:27

  • Aktivierung dopaminerger Zellen
    • dadurch Selbstregulationskreis
  • Stimulation des Appetits
  • anxiolytisch (angstlösend)
  • Stress reduzierend
  • Regulation der Oxytocin produzierenden Nervenzellen
  • Stimulation der Myelinisierung im Gehirn

2.5. Das inzertohypthalamische System

Im inzertohypthalamischen Dopaminsystem finden sich die dopaminergen Neuronen im Hypothalamus in den katecholaminergen Arealen A13 und A14. Diese senden ihre dopaminergen Signale an die Hypothalamuskerne (PVN) und den medialen präoptischen Bereich. Das inzertohypthalamische Dopaminsystem steuert verschiedene Funktionen wie Ernährung, Erektionsfähigkeit und Sexualverhalten.28

Eine systemische Gabe von Dopamin-Agonisten durch Mikroinjektion in den paraventrikulären Nukleus des Hypothalamus (PVN) bewirkt bei männlichen Ratten mittels Dopamin-D2-Rezeptor-Aktivierung eine Peniserektion. Bei Mikroinjektion in den medialen präoptischen Bereich erleichtern sie das Kopulationsverhalten. Es handelt sich um eine Aktivierung des inzertohypothalamischen dopaminergen Systems, dessen Neuronen ihren Ursprung in den katecholaminergen Zellgruppen A13 und A14 des Hypothalamus haben.28


  1. Rensing, Koch, Rippe, Rippe (2006): Der Mensch im Stress; Psyche, Körper, Moleküle, Kapitel 4: neurobiologische Grundlagen von Stressreaktionen, Seite 89

  2. Howe, Tierney, Sandberg, Phillips, Graybiel (2013): Prolonged Dopamine Signalling in Striatum Signals Proximity and Value of Distant Rewards; Nature. 2013 Aug 29; 500(7464): 575–579. doi: 10.1038/nature12475; PMCID: PMC3927840; NIHMSID: NIHMS507218

  3. Treadway, Buckholtz, Cowan, Woodward, Li, Ansari, Baldwin, Schwartzman, Kessler, Zald (2012): Dopaminergic Mechanisms of Individual Differences in Human Effort-Based Decision-Making; Journal of Neuroscience 2 May 2012, 32 (18) 6170-6176; DOI: http://dx.doi.org/10.1523/JNEUROSCI.6459-11.2012

  4. Liu, Kaeser (2019): Mechanisms and regulation of dopamine release. Curr Opin Neurobiol. 2019 Aug;57:46-53. doi: 10.1016/j.conb.2019.01.001. PMID: 30769276; PMCID: PMC6629510.

  5. Baik (2020): Stress and the dopaminergic reward system. Exp Mol Med. 2020 Dec;52(12):1879-1890. doi: 10.1038/s12276-020-00532-4. PMID: 33257725; PMCID: PMC8080624. REVIEW

  6. Edel, Vollmoeller (2006): ADHS bei Erwachsenen, Seite 110

  7. Müller, Candrian, Kropotov (2011): ADHS – Neurodiagnostik in der Praxis, Seite 83

  8. Gatzke-Kopp, Beauchaine (2007): Central nervous system substrates of impulsivity: Implications for the development of attention-deficit/hyperactivity disorder and conduct disorder. In: Coch, Dawson, Fischer ( Eds): Human behavior, learning, and the developing brain: Atypical development. New York: Guilford Press; 2007. pp. 239–263; 246

  9. Cardinal, Pennicott, Sugathapala, Robbins, Everitt (2001): Impulsive choice induced in rats by lesions of the nucleus accumbens core. Science; (10.1126/science.1060818).

  10. Rensing, Koch, Rippe, Rippe (2006): Der Mensch im Stress; Psyche, Körper, Moleküle, Kapitel 4: neurobiologische Grundlagen von Stressreaktionen, Seite 90

  11. Sagvolden, Johansen, Aase, Russell (2005): A dynamic developmental theory of attention-deficit/hyperactivity disorder (ADHD) predominantly hyperactive/impulsive and combined subtypes. Behav Brain Sci. 2005 Jun;28(3):397-419; discussion 419-68.

  12. Gatzke-Kopp, Beauchaine (2007): Central nervous system substrates of impulsivity: Implications for the development of attention-deficit/hyperactivity disorder and conduct disorder. In: Coch, Dawson, Fischer ( Eds): Human behavior, learning, and the developing brain: Atypical development. New York: Guilford Press; 2007. pp. 239–263; 253

  13. Stahl (2000): Essential Psychopharmacology, Neuroscientific Basis and Practical Applications. Second Edition, Cambridge University Press; zitiert nach Franck (2003): Hyperaktivität und Schizophrenie – eine explorative Studie; Dissertation, Seite 66

  14. Stahl (2000): Essential Psychopharmacology, Neuroscientific Basis and Practical Applications. Second Edition, Cambridge University Press, zitiert nach Franck (2003): Hyperaktivität und Schizophrenie – eine explorative Studie; Dissertation, Seite 66

  15. Edel, Vollmoeller (2006): ADHS bei Erwachsenen, Seite 110, mwN

  16. Le Moal, Simon (1991): Mesocorticolimbic dopaminergic network: functional and regulatory roles; Physiological Reviews. 1 January 1991 Vol. 71 no. 1, 155-234 DOI:

  17. Franck (2003): Hyperaktivität und Schizophrenie – eine explorative Studie; Dissertation, Seite 66

  18. Franck (2003): Hyperaktivität und Schizophrenie – eine explorative Studie; Dissertation, Seite 66

  19. Castellanos (1997): Toward a pathophysiology of attention-deficit hyperactivity disorder. Clin. Pediatr. 36, 381-393

  20. Müller, Candrian, Kropotov (2011): ADHS – Neurodiagnostik in der Praxis, Seite 85

  21. Liu, Goel, Kaeser (2021): Spatial and temporal scales of dopamine transmission. Nat Rev Neurosci. 2021 Jun;22(6):345-358. doi: 10.1038/s41583-021-00455-7. PMID: 33837376; PMCID: PMC8220193.

  22. Castellanos 1997, zitiert nach Franck (2003): Hyperaktivität und Schizophrenie – eine explorative Studie; Dissertation, Seite 67

  23. Franck (2003): Hyperaktivität und Schizophrenie – eine explorative Studie; Dissertation, Seite 67

  24. Präsentation zum Thema: “Allgemeine Psychopharmakologie Klinik und Poliklinik für Psychiatrie und Psychotherapie Zentrum Hamburg Eppendorf

  25. Prolaktin: Wikipedia, Stand 04.07.2016

  26. Athanasoulia (2011): Prolaktinome und Psyche, Max Planck Institut für Psychatrie

  27. Pharmawiki.ch: Prolaktin

  28. Melis, Sanna, Argiolas (2022): Dopamine, Erectile Function and Male Sexual Behavior from the Past to the Present: A Review. Brain Sci. 2022 Jun 24;12(7):826. doi: 10.3390/brainsci12070826. PMID: 35884633; PMCID: PMC9312911. REVIEW