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Tutoriat zur VL „Psychotropika, Neurotoxine, Drogen“ im
Herbstsemester 2010

Was ist das wesentliche Hindernis zwischen der Blutbahn und dem Gehirn, das
den Übertritt von Substanzen vom Blut ins Gehirn behindert bzw. verhindert?

Blut-Hirn-Schranke (BHS)

Aus welchem wesentlichen Teil bzw. Funktionselementen des Gehirns wird
diese „Barriere“ gebildet?

Die B-H-S ist aus drei Schichten aufgebaut:
- Endothelzellen der Kapillaren - Der Basalmembran - Und den Fortsätzen der Astrozyten
Die Endigungen dieser Fortsätze liegen eng aneinander gereiht an der
Basalmembran der Hirnkapillaren und bilden so die äussere Schicht der B-H-S.
Ausserdem bestehen die Kapillaren aus Endothelzellen. In den meisten Teilen des
Körpers sind die Endothelzellen in den Wänden der Kapillare nicht so eng
beieinander, so dass Substanzen zwischen den Endothelzellen passieren können.
Im Gehirn dagegen liegen die Zellen der Endothelschicht eng aneinander und bilden
dadurch „tight junctions“ (eigentliche Filterschicht), so dass viele grosse, geladene
Moleküle nicht passieren können. Dies ist für die Pharmaindustrie eine grosse
Herausforderung, da Psychopharmake so konstruiert werden müssen, dass sie die
BHS passieren können.
Auf welchen „Wegen“ gelangen Substanzen (z.B. Drogen) ins Gehirn?

• Durch Einspritzen (in Muskel, ins Blut, ins Gehirn)
Wie müssen die Applikationskonzentrationen sein, um bei unterschiedlicher
Gabe von Amphetamin die gleiche Wirkung zu erzielen?


Welches Prinzip im Hinblick auf die Dosierung ist für andere Medikamente
daraus abzuleiten?

Die Dosierung kann je nach Applikationsart um den Faktor 10 reduziert werden.
Welche wesentlichen interindividuellen Unterschiede prägen auch individuelle
Unterschiede im Hinblick auf die Pharmawirkung?
Körpergrösse: bei kleinen Personen wirkt die gleiche Dosis stärker als bei
grösseren Personen.

Geschlecht: Frauen reagieren sensibler als Männer (2x).
Alter: ältere Menschen reagieren sensibler als jüngere Menschen (2x)

Welche Hirngebiete haben keine „Blut-Hirn-Schranke“?

In diesen Gebieten ist die BHS tatsächlich aufgehoben, da diese Areale unter anderem praktisch wie Messtationen funktionieren, welche die Anwesenheit von toxischen Stoffen im cerebralen Blutkreislauf messen.
An welchen „Orten“ bzw. „Funktionen“ im präsynaptischen Terminal bzw. im
synaptischen Spalt greifen Pharmaka an, um ihre Wirkung zu entfalten?

- Synthese von Neurotransmittern - Speichermechanismen (Verhinderung, Vereinfachung, Erschweren) - Ausschüttung von Neurotransmittern - Rezeptoren auf der postsynaptischen Seite können blockiert oder stimuliert - Die Inaktivierung kann verhindert oder beschleunigt werden - Wiederaufnahme - Die Degradation kann beeinflusst werden. Die Neurotransmitter können direkt zerstört oder weggeschafft werden, so dass sie nicht mehr zur Verfügung stehen. Was versteht man unter „psychotropen Substanzen“?
Eine psychotrope Substanz ist ein die Psyche des Menschen beeinflussender Stoff.
Man spricht auch von einer psychoaktiven Substanz, Psychotropikum (Mehrzahl: Psychotropika). Beschreiben Sie die wesentlichen Acetylcholin-Agonisten und Antagonisten?
Agonisten:
1. Gift der schwarzen Witwe 2. Nikotin 3. Physostigmin und Organophosphat
Antagonisten:
1. Botulinum Toxin 2. Curare 3. Atropin (Bella Donna) Was versteht man unter Neurotoxinen?
Ein Nervengift oder Neurotoxin ist ein Gift, das speziell auf Nervenzellen bzw.
Nervengewebe einwirkt. Ein Nervengift oder Neurotoxin ist ein Gift, das speziell auf
Nervenzellen bzw. Nervengewebe einwirkt.
Neurotoxine sind meistens chemischen Ursprungs, jedoch können auch Strahlung
und Ultraschall Störungen bei Nervenzellen hervorrufen.
Die meisten Neurotoxine sind exogene Toxine, sie stammen aus der Umwelt und
werden vom Organismus aufgenommen. Darunter existieren auch einige Gase (z. B.
Phosphin). Die häufigsten Nervengifte sind jedoch Feststoffe (Schwermetalle wie
Cadmium, Blei, .) und Flüssigkeiten (z. B. Ethanol).
Die Wirkung hängt stark von der Dosierung ab. Alkohol wirkt in geringen Mengen
akut nicht toxisch, größere Mengen und längere Einnahme lähmen jedoch auch das
Atmungssystem.
Als Nervengifte wirken auch Substanzen, die im Körper produziert werden -
endogene Neurotoxine. Eines dieser Gifte ist Glutamat, dessen Hauptbedeutung in
seiner Rolle als Neurotransmitter liegt. Wird jedoch zuviel Glutamat frei gesetzt,
reagieren die Zellen mit Apoptose und töten sich selbst ab. Dieser Prozess wird auch
als Excitotoxizität bezeichnet.
Im Alltag verbreitete Nervengifte sind Alkohol - Atropin bzw. Hyoscyamin -
Botulinumtoxin („Schönheitsmittel“ Botox) - Nikotin - Koffein bzw. Teein

Welche Wirkungen entfalten die wesentlichen Acetylcholin-Agonisten und
Antagonisten? Beschreiben Sie auch an welchen „Orten“ bzw. „Funktionen“
diese Acetylcholin-Agonisten und Antagonisten angreifen?
• Agonisten
Gift der schwarzen Witwe
Ach-Ausschüttung wird stimuliert, dadurch wird die muskuläre Endplatte sehr stark
aktiviert und die Muskeln beginnen zu zittern. Diese Überstimulation führt zu einer
Blockade.

Nikotin
Ach-Ausschüttung wird stimuliert. Es kommt zu einer gesteigerten Sensibilität des
Ach-Rezeptors und es kommt zum Zittergefühl und Kribbeln (Muskeln lösen leichte
Kontraktionen aus)

Physostigmin und Organophosphat
Verhindern Ach-Zerlegung, so dass die Ach-Wirkung verlängert wird. Dadurch wird
die Menge des Ach in der Synapse vergrössert ( = Inaktivierung wird verhindert). Ach
wirkt in grossen Mengen toxisch.

• Antagonisten
Botulinum Toxin
Blockiert Ach-Ausschüttung. Die Muskeln werden dadurch gelähmt. Die
Atemmuskulatur wird aber ebenfalls gelähmt und es kommt zum unter Umständen
Ersticken. Kommt in verdorbener Nahrung (Konservenfleisch) vor. Wird auch als
Medikament gebraucht z.B. gegen Tics.
Hat eine Kosmetische Wirkung: durch eine leichte Lähmung der Gesichtsmuskulatur
wird die Faltenbildung verhindert. Wirkung ist aber nicht dauerhaft.

Curare
Blockiert Ach-Rezeptoren, so dass Ach nicht andocken kann. Das führt zu
Muskellähmung bis hin zum Erstickungstod. Curare erfreute sich als Pfeilgift bei den
Indios Südamerikas grosser Beliebtheit.

Atropin: Bella Donna
Blockiert Ach-Rezeptoren. Wird aus Tollkirsche gewonnen. Kosmetische Wirkung:
„Vergrösserung“ der Augen durch Lähmung der Augenmuskulatur. Galt im Mittelalter
als „kosmetisches“ Mittel, da durch die beschriebene Lähmung einem seinerzeit
geltenden Schönheitsideal entsprochen wurde.

Welche Neurotoxine kennen Sie? Beschreiben Sie jene, welche in der VL
erwähnt worden sind (siehe Folie)!

Tetradoxin Magnesium Reserpin Colchicin Koffein Spider venom (Schlangengift) Botulinum Toxin Curare Rabies virus Ibotenic acid Strychnin Apamin
Welchen Ursprung haben diese Neurotoxine?

Tetradoxin
aus verdorbener Nahrung (Fleischkonserven)
Welche biochemische Wirkung haben diese Toxine?

Tetradoxin
Blockiert die Membran-Durchlässigkeit für Na+-Ionen Blockiert Adenosin-Rezeptoren, und Ca2+-Kanäle
Klassifizieren Sie die Psychopharmaka (7 Hauptgruppen)

- Sedativa oder Hypnotika - Antipsychotika - Antidepressiva - Stimmungsstabilisatoren - Analgetica - Psychomotorische Stimulantien - Psychodelische Substanzen oder Halluzinogene
Geben Sie für jede Hauptgruppe die typischen Untergruppen an.
Sedativa (Hypnotica)
Barbiturate, Alkohol Benzodiazepine (z.B. Valium, Temesta)
Antipsychotika
Phenothiazine Butyrophenone (z.B. Haloperidol)
Antidepressiva
Monoamine Oxydase-Hemmer (MAO) Trizyklische Antidepressiva Atypische Antidepressiva
Stimmungsstabilisatoren

Narkotika (oder Analgetika)
Psychomotorische Stimulantien

Psychodelische Substanzen oder Halluzinogene
Anticholinergika Noradrenergika Serotonergika (z.B. LSD, Psilobycin) Tetrahydrocannabinol Beschreiben Sie die typischen Einsatzgebiete der Pharmaka?

Schizophrenie Phenothiazine
Monoamine Oxydase-Hemmer (MAO) Trizyklische Antidepressiva Selektive Serotonin-Reuptake-Hemmer Bipolare Störungen Lithium
Angststörungen Benzodiazepine

Beschreiben Sie die typischen psychischen Effekten bei zunehmendem
Konsum von Alkohol.

Eine kleine Dosis kann Angstgefühle reduzieren und ein Wohlgefühl erzeugen. Mit
zunehmender Dosis kommt es zur Enthemmung (also auch bzgl. Verhalten), dann
zur Sedierung. Über den Schlaf und einem Zustand der Bewusstlosigkeit kann die
Wirkung bis zum Tod bei einer sehr hohen Dosis reichen.

An welchem Rezeptor entfalten Alkohol und Sedativa ihre Wirkung? Was für
ein „Problem“ ist damit verbunden?

Am GABA-Rezeptor.
Dieser hat 3 Bindungsstellen, nämlich:
- eine für GABA (=Neurotransmitter) - eine für Sedativa (Alkohol , Barbiturate) - eine für Benzodiazepine
Wenn der GABA-Rezeptor aktiviert ist, fliessen Cl- Ionen in die intrazellutäre
Flüssigkeit. Es kommt zu einer Hyperpolarisation und somit zur Hemmung. Durch
Konsum einer grossen Menge von Benzodiazepinen (z.B. Valium, Temesta) wird die
Wirkung von GABA zwar verstärkt, es kommt aber zu keiner Intoxikation (keine
Überdosis). Würde man hier noch eine grössere Dosis an Benzodiazepinen
zugeben, könnte diese den Effekt von GABA nicht mehr verstärken.
Wird aber gleichzeitig Alkohol konsumiert (oder andere Barbiturate), fliessen mehr Cl-
Ionen ein (inhibitorische Wirkung). Der Bindungseffekt von GABA wird zusätzlich
verstärkt und es kann zu einer Intoxikation kommen (Koma oder Tod). Jede der
Bindungsstellen verstärkt also die Wirkung von GABA.

Was bedeutet das fetale Alkohol-Syndrom?

Schädigung des Gehirns von Kindern durch Alkohol-Kosum der Mutter während der
Schwangerschaft. Je nach Stadium der Schwangerschaft hat Alkohol-Abusus
unterschiedlich schädigende Wirkung. Während bspw. Im ersten Trimester primär die
Entwicklung der inneren Organe geschädigt wird, kommt es im dritten Trimester
durch übermässigen Alkoholkonsum vor allen Dingen zu einer Schädigung des ZNS.
Kognitive Beeinträchtigungen umfassen Koordinationsschwierigkeiten,
Konzentrationsprobleme, Gedächtnisprobleme, Hyperaktivität, Schlafstörungen,
Wahrnehmungsdefizite.
Welche Variable ist in epidemiologischen Studien zum Behandlungserfolg von
Schizophrenie durch den Einsatz von Phenotiazinen wesentlich beeinflusst
worden?

Das Ausmass der Hospitalisierung von Patienten würde durch das Einsetzen dieser
Medikamente verringert. Das heisst natürlich nicht, dass man durch Verabreichung
von Psychopharmaka Schizophrenie heilen kann, aber vielen Patienten bleibt die
dauerhafte Unterbringung in psychiatrischen Kliniken erspart und sie können
stattdessen ambulant behandelt werden.

An welchen synaptischen Prozessen wirken die Antipsychotika (vor dem
Hintergrund der Dopaminhypothese der Schizophrenie)?

Die Dopaminhypothese der Schizophrenie besagt, dass eine zu hohe Menge von
Dopamin im Gehirn für den Ausbrauch einer schizophrenen Störung verantwortlich
ist. Antipsychotika haben die Aufgabe, Dopamin-Rezeptoren wie den D2-Rezeptor zu
blockieren. Chlorpromazin ist ein Antagonist des D2-Rezeptors und blockiert somit
die Symptome einer Schizophrenie. Diese Substzanz dockt an den D2-Rezeptor an
der postsynaptsischen Membran an und zwar dort, wo eigentlich Dopamin andocken
würde. Auf dieser Weise kann der Rezeptor nicht durch Dopamin aktiviert werden.
Amphetamine fördern den Ausstoss von Dopamin. Amphetamine und Kokain
blockieren die Wiederaufnahme von Dopamin an der präsynaptischen Membran.
Beide Prozesse fördern das Auftreten schizophrener Symptome.

An welchen synaptischen Prozessen wirken die Antidepressiva (vor dem
Hintergrund der Serotoninhypothese der Depression)?

Verschiedene Antidepressiva bewirken, dass mehr Serotonin ausgeschüttet wird.

MAO-Hemmer (= Serotonin-Agonist) verhindert im synaptischen Spalt die
Aufspaltung von Serotonin in seine Bestandteile, so dass mehr Serotonin bei der
Ausschüttung zur Verfügung steht. Die Wirkung von Serotonin wird dadurch
verlängert.

Selektive Serotonin-Reuptake-Blocker verhindern die Wiederaufnahme von
Serotonin in die präsynaptische Membran, so das Serotonin länger im synaptischen
Spalt zur Verfügung steht. Wirkung von Serotonin wird dadurch verlängert.
In beiden Fällen werden die depressiven Symptome durch die Erhöhung der Aktivität
in der postsynaptischen Zelle verringert.

Welche Gruppen von Narkotika sollten Sie kennen?
Sedativa (Beruhigungsmittel), Hypnotika (Schlafmittel), Analgetika
(schmerzdämpfende Mittel), Muskelrelaxantien, reflexdämpfende Mittel
Nennen Sie 4 Analgetika bzw. Narkotika?

Opium (natürlich), Codein (synthetisch), Morphium (synthetisch) Heroin
Nennen Sie die Opium-Antagonisten


Welche Stimulantien gibt es und welche Wirkung entfalten diese?
Cocain: blockiert die Wiederaufnahme von Dopamin, so dass psychotische/
schizophrene Symptome gefördert werden.
Amphetamine: fördert die Freisetzung von Dopamin und blockiert die
Wiederaufnahme von Dopamin, so dass psychotische/schizophrene Symptome
gefördert werden.
Koffein: Hemmt den Abbau von zyklischem Adenosinmonophosphat (cAMP), einem
2nd messenger, grössere Mengen von cAMP führt zu mehr Glucoseproduktion in den
Zellen.

Welche typischen psychodelischen Drogen wurden in der VL besprochen?

• THC (Tetrahydrocannabiol) Cannabis sativa - Wirkt an endogenen THC-Rezeptoren CB1 und CB2 im Hippocampus - docken an den Rezeptoren für endogenes Anandamid an und verhindern - Stört Lernen und Gedächtnisfunktionen • LSD (lysergic acid diethylamid), auch „acid“ genannt, starkes Hallozinogen • Psilocybin (von einem Pilz), Wirkung sehr unberechenbar und unter Umständen schon nach einmaligem Konsum verheerend. Kann psychotische Zustände auslösen. Also unbedingt Finger weg davon.
Was ist die Gourmetica Insularis

Eine gewaltige fleischfressende, sich als paradiesische Insel tarnende
Wasserpflanze. Sie verführt Schiffbrüchige zur unmässigen Verfressenheit und setzt
dabei auch psychotrope Substanzen ein. Hat sich ein Schiffbrüchiger bis zur
Unbeweglichkeit überfressen, hat die Gourmetica Insularis leichtes Spiel mit ihm.

Welche schädliche psychische Nebenwirkung wird für THC diskutiert?

Stört Lernen und Gedächtnisfunktionen

Welche Ursachen für Alkoholtoleranz kennen Sie?
Metabolische Toleranz
Die Anzahl der Enzyme zum Alkohol-Abbau nimmt in der Leber, im Blut und Gehirn
zu, so dass Alkohol effizienter abgebaut werden kann.


Zelluläre Toleranz
Die Zellaktivität passt sich der exitatorischen oder inhibitorischen Wirkung von
Drogen an. Alkohol bindet am GABA-Rezeptor an, aber aufgrund der zellulären
Toleranz nimmt IPSP, das durch Alkohol verursacht wird, ab. Das heisst, Alkohol
hemmt die Hemmung und wirkt dadurch enthemmend.

Gelernte Toleranz
Es findet eine reaktive und motorische Anpassungssteigerung statt. Menschen
lernen auch betrunken den täglichen Aufgaben nachzugehen oder „funktioneren“ für
eine gewisse Zeit besonders gut. Fahrtauglichkeit kann unter Umständen nach
geringem Konsum von Alkohol zunehmen, weil der Fahrer sich seines Zustandes
bewusst ist sich daher stärker auf Verkehr und Fahrverhalten konzentriert.
Welche grundsätzlichen Theorien zur Erklärung der Alkoholabhängigkeit
kennen Sie?
Abhängigkeitshypothese: Wiederaufnahme von Drogen, um die entstandenen
Entzugserscheinungen (psychisch und physisch) zu tilgen. Die
Entzugserscheinungen entstehen durch die vorherige regelmässige Einnahme der
Droge.
Kritik: Rückfälle entstehen oft erst nach Monaten/Jahren, wenn die
Entzugssymptome schon überwunden sind und keine physische Abhängigkeit mehr
besteht.
Stufenhypothese (Konditionierungs-Anreiz-Hypothese):
Erste Stufe: Positves Erleben einer initialen Drogenerfahrung (Liking).
Zweite Stufe: Assoziatives Lernen, dh. positive Begleitumstände werden mit
Drogenkonsum verknüpft.
Dritte Stufe: Verstärkungsmechanismus (Wanting). In dieser Stufe werden die
erlernten Assoziation und Begleitumständer der Drogenerfahrung immer wichtiger.
Es findet eine Gewöhnung und Abnahme des Liking (Abnahme der pos.
Empfindungen) statt. Das Wanting wird stärker ungeachtet der neg. Konsequenzen.
Selbst Signale, die für die Drogeneinnahme stehen (Weinflaschen im Supermarkt,
Werbung), können das Wanting auslösen.
Incentive-Sensitization-Theory (Anreiz-Sensitivierungshypothese): Es gibt zwei
unterschiedliche Motivationen zur Drogeneinnahme:
Liking: Positives Erleben des Drogeneffektes. Vor allem zu Beginn einer
Drogenerfahrung vorhanden. Das Liking nimmt mit der Zeit immer mehr ab. Das
körpereigene Opiatsystem ist für das Liking verantwortlich.
Wanting: Psychisches und physisches Verlangen einer Droge ungeachtet der
Konsequenzen und trotz besseren Wissens über die negativen gesundheitlichen und
sozialen Effekte des Konsums. Das Wanting nimmt über die Zeit hinweg immer mehr
zu. Zudem sind grössere Dosen der Droge notwendig, da es zu zellulären
Toleranzeffekten kommt. Es findet eine Konditionierung bezüglich aller
Wahrnehmungen bzw. Begleitumstände statt, die mit dem Drogengebrauch
zusammenhängen. Das Dopaminsystem ist für das Wanting (mesokortiokolimbische
Bahn) verantwortlich. Liking indiziert das Wanting. Mit nachlassender Intensität des
Liking nimmt das Wanting zu.
Was ist ein Blutschink?
Blutschinke sind sehr grobe, kriminelle Wesen, die meist auch ziemlich
alkoholabhängig sind. Sie erfreuen sich nicht gerade einer hohen Intelligenz.
Ausserdem leiden viele Blutschinken an einer Krankheit, bei der sie in ihrem Kopf
eine Stimme hören, welche sie dazu bringt, irgendetwas zu tun, vom Morden bis zum
Erbauen eines Gasthauses. Dies geschieht jeweils in mehreren Perioden über das
ganze Jahr verteilt, während denen sie immer entweder in irgend einer Ecke
rumhocken, wobei man sie problemlos bestehlen könnte, ohne dass sie irgend etwas
davon mitbekommen würden, oder sie gehorchen gerade ihrer inneren Stimme und
führen banale Befehle aus. In allen zamonischen Heeren und zu allen Zeiten waren
Blutschinke als Sölder beliebt.

Welches Hirngebiet ist offenbar neurophysiologisch (auch beim Menschen
beim Menschen) mit Belohnungs- oder Lustreizen („reward“) assoziiert ?

Im Nucleus accumbens. In diesem Gebiet „entsteht“ auch das Verlangen nach
psychoaktiven Substanzen, von denen ein Gehirn nach dauerhaftem Konsum gerade
abgeschnitten ist.
Welche neurologischen, neuropsychologischen oder psychiatrischen
Störungen bzw. negative psychische Folgen werden im Zusammenhang mit
der regelmässigen Einnahme von bestimmten Drogen diskutiert?

- Glutamat Analoge Substanzen (wie Domoic Acid und Monosodium Glutamat (MSG)) zerstören Hippokampus-Zellen. - Synthetisches Heroin kann zu Parkinson führen. - Cannabis kann zu erheblichen Gedächtnisproblemen, Psychosen und - Ecstasy –MDMA- synthetisches Amphetamin führt zur Degeneration von serotoninergen Axonen, womit ebenfalls Gedächtnisstörungen assoziiert sind. - Phencyclidine (PCP) blockiert NMDA-Rezeptoren, was mit Wahr- nehmungsveränderungen und Sprechverlangsamung sowie Halluzi-

Source: http://www.neurowissenschaft.ch/mmeyer/teaching/HS10/Biologie/08-Psychotropika/VL08-Psychotropika-Tutoriat.pdf