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Der kreative Muntermacher
© arunchristensen / fotolia.com Am 7. September findet der diesjährige Tag des Kaffees statt. Die anregende Wirkung des beliebten Genussmittels wird durch Koffein verursacht – auf welche Weise, hat Prof. Dr. Andreas Bauer erforscht. Sie haben das Koffein im Gehirn „verfolgt“. Wo entfaltet es seine Wirkung?
Wir haben ein so genanntes bildgebendes Verfahren, die Positronenemissionstomografie oder kurz: PET, eingesetzt, um den Weg des Koffeins im Gehirn untersuchen zu können. Es zeigt sich, dass sich dort überall Bindungsstellen (Rezeptoren) für Koffein befinden. Diese sind nicht homogen, sondern sehr spezifisch in bestimmten Teilen des Gehirns konzentriert. Zu den Regionen, die eine hohe Dichte an Bindungsstellen für Koffein aufweisen, gehört der Thalamus. Es handelt sich dabei um eine Gruppe von Kerngebieten in der Tiefe des Gehirns, welche als „Pforte zur Großhirnrinde“ oder auch „Tor zum Bewusstsein“ bezeichnet wird.
Über einen Teil dieser Kerngebiete gelangen nämlich die Signale aus den Sinnesorganen in das Großhirn. Er ist daher relevant für die Auswahl und Intensität, mit der Informationen ins Großhirn gelangen. Des Weiteren bindet Koffein im Hippokampus. Dieser spielt eine wichtige Rolle, wenn Gelerntes aus dem Kurzzeit- ins Langzeitgedächtnis übertragen wird. Die Region mit den meisten Rezeptoren für Koffein ist schließlich die Großhirnrinde selbst, der so genannte Neokortex. Hier sind es insbesondere Areale, die als Assoziationskortices bezeichnet werden, welche hohe Rezeptordichten aufweisen.
Der Name Assoziationskortex verrät bereits, dass es sich dabei um Hirnregionen handelt, in welchen unter anderem die Inhalte aus verschiedenen Hirnregionen zusammengeführt werden, zum Beispiel neue Sinneseindrücke und bereits gespeicherte Gedächtnisinhalte. Wahrscheinlich sind es daher spezifisch diese neokortikalen Hirnregionen, über die Koffein die kognitive Leistungsfähigkeit steigert.
Wie übt Koffein seine wachmachende Wirkung aus?
Die Bindungsstellen oder Rezeptoren, an denen Koffein seine Wirkung entfaltet, sind natürlich nicht von der Natur entwickelt worden, damit wir heute Kaffee oder Tee genießen können. Vielmehr bindet Koffein an entwicklungsgeschichtlich sehr alte Rezeptorproteine für den körpereigenen Botenstoff Adenosin. Dieser ist ein so genannter Neuromodulator, also ein Botenstoff, der den Stoffwechsel von Nervenzellen beeinflusst.
Seine Hauptaufgabe besteht darin, den Energiehaushalt der Nervenzellen im Gleichgewicht zu halten. Daher hat er eher eine hemmende Wirkung. Koffein blockiert nun diese hemmende Wirkung und führt indirekt zu einer Aktivierung der Zellen. Dies erklärt die uns als stimulierend erscheinende Wirkung des Koffeins. Auch andere Organe, wie zum Beispiel das Herz oder die Nieren, enthalten Adenosinrezeptoren, über welche Koffein dann beispielsweise die Herzfrequenz und die Nierenfunktion beeinflussen kann.
»Mit Koffein kann man seine Leistungsfähigkeit ein Stück weit dosieren.«
Mit welchen Methoden können Sie die Effekte von Koffein sichtbar machen?
Wo genau Koffei