Neurotransmitter Orexin im Zusammenhang mit der Suche nach Belohnungen im Gehirn
Orexin, auch bekannt als Hypocretin, ist ein 1998 entdeckter Neurotransmitter, der in der Hypothalamus-Region des Gehirns produziert wird, die an Wachheit und Erregung beteiligt ist.
Aufgrund seiner Rolle im Zusammenhang mit dem Schlaf wurde Orexin gezielt zur Behandlung von Schlafstörungen eingesetzt. Medikamente, die als "Orexin-Rezeptor-Antagonisten" bekannt sind, wurden entwickelt, um die Signalübertragung der Chemikalie im Gehirn zu blockieren und den Schlaf zu fördern.
Da Orexin eine Rolle dabei spielt, uns wach und wachsam zu halten, kann das Blockieren seiner Wirkungen möglicherweise den Schlaf verbessern. Die US-amerikanische Food and Drug Administration hat Suborexant (Belsomra), einen Orexinrezeptor-Antagonisten, als Schlafmittel zugelassen.
Jetzt haben Wissenschaftler herausgefunden, dass Orexin auch bei der Suche nach Belohnungen, bei Drogenrückfällen und bei Suchtproblemen eine Rolle spielt und daher zu neuen Therapien für die Drogensucht führen kann.
Die Forscher fanden heraus, dass sich Orexin-Neuronen in die Regionen des Gehirns erstrecken, die mit Belohnungswegen verbunden sind, was darauf hindeutet, dass diese Transmitter eine Rolle bei der Motivation und beim Belohnungsverhalten spielen können.
Die Penn State-Forscherin Glenda Harris, Ph.D., untersuchte in Zusammenarbeit mit Gary Aston-Jones, Ph.D., in der Abteilung für Psychiatrie die Beziehung zwischen Orexin und Belohnungssuche, indem sie die Orexinfunktion bei Ratten unter Verwendung eines Verhaltenstests untersuchte, der darauf abzielte Nachahmung der Suche nach Nahrungsmitteln und Medikamenten sowie des Drogenrückfalls.
"Der laterale Hypothalamus ist seit Jahrzehnten mit Belohnung und Vergnügen verbunden, aber die spezifischen Kreisläufe und Chemikalien waren schwer zu bestimmen", sagt Aston-Jones. "Dies ist der erste Hinweis darauf, dass das Neuropeptid Orexin ein entscheidendes Element bei der Suche nach Belohnungen und der Drogenabhängigkeit ist. Diese Ergebnisse bieten ein neues und spezifisches Ziel für die Entwicklung neuer Ansätze zur Behandlung von Sucht, Fettleibigkeit und anderen Störungen, die mit einer dysfunktionellen Belohnungsverarbeitung verbunden sind."
Die Forscher fanden einen starken Zusammenhang zwischen der Aktivierung von Orexin-Neuronen im lateralen Hypothalamus und der Belohnungssuche nach Morphin, Kokain und Nahrung. Sie fanden heraus, dass die höchsten Aktivitätsniveaus in den Orexin-Neuronen bei Ratten auftraten, die das höchste Niveau der Belohnungssuche zeigten.
Ein- und Ausschalten der Drogensuche
Die Studie ergab auf drei Arten einen Zusammenhang zwischen Orexinen und den Belohnungswegen der Laborratten:
- Die Aktivierung von Orexin-Neuronen hängt mit den Präferenzen der Ratten für Hinweise zusammen, die mit der Belohnung von Medikamenten und Nahrungsmitteln verbunden sind
- Die chemische Aktivierung von Orexin-Neuronen führte zu einem erloschenen Drogensuchverhalten
- Direkte Injektion von Orexin wieder hergestelltes Suchverhalten.
Wenn die Forscher den Ratten einen spezifischen Orexin-Antagonisten gaben, wurden das anfängliche Lernen der Tiere über eine Arzneimittelpräferenz und die Wiederherstellung eines erloschenen Verhaltens bei der Suche nach Arzneimitteln blockiert.
Belohnungssuche kann gelöscht werden
"Aufgrund des Zusammenhangs zwischen der Aktivierung von Orexin und der Wiederherstellung des belohnungssuchenden Verhaltens können diese Ergebnisse Auswirkungen auf das Verständnis des Rückfalls beim Menschen haben", schrieben die Forscher. "Die Belohnungssuche eines Tieres kann mit der Zeit ausgelöscht werden, indem das Tier wiederholt der Umwelt ausgesetzt wird, die drogenbedingte Hinweise besitzt, ohne die vorherigen Drogenbelohnungen."
"Nach dem Erlöschen der Belohnungssuche führt die Präsentation eines Stimulus, der zuvor mit der Droge in Verbindung gebracht wurde, dazu, dass die Tiere die Belohnungssuche schnell wieder aufnehmen, ähnlich wie es passiert, wenn Menschen einen Drogenrückfall haben", sagten sie.
Neues Ziel für die Entwicklung der Behandlung
Mithilfe eines Neuropeptids, das Orexin-Neuronen im lateralen Hypothalamus aktiviert, konnten Harris und Kollegen die Drogensuche bei Ratten, deren Drogensuchverhalten zuvor erloschen war, wiederherstellen.
"Diese Ergebnisse deuten auf eine neue Gruppe von Neuronen und zugehörigen neuronalen Rezeptoren hin, die für die Verarbeitung von Belohnungen entscheidend sind", sagt Aston-Jones. "Dies ist ein neues Ziel für die Entwicklung von Medikamenten zur Behandlung von Belohnungsstörungen wie Drogen- und Alkoholabhängigkeit, Rauchen und Fettleibigkeit."
