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Nervenreize und Neurotransmitter und Auswirkungen

Nervenreize und Neurotransmitter und Auswirkungen



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Soweit ich weiß, ist in Körperteilen generell **Acetacholin** der Neurotransmitter. Welches ist für die meisten nervösen Impulse verantwortlich.

Betrachten Sie einen Körperteil, sagen wir, einen Fuß. Hier reicht nur ein Nerv. Wenn die Ameise dort beißt, geht der Impuls von Schmerz und Reizung von dort aus;

Zweitens, wenn ein beruhigendes Mittel dorthin kommt, geht der Impuls der Behaglichkeit von dort aus

Nun, Neurotransmitter ist derselbe, Nerv ist derselbe, aber es werden unterschiedliche Auswirkungen beobachtet.

Mein Lehrer sagte, dass sich der Impuls zu verschiedenen Teilen des Gehirns bewegt.

Aber wie werden die Auswirkungen wirklich verstanden, analysiert und an verschiedene Regionen gesendet (da der Eingang aller Reize durch denselben Hirnstamm eingeht)

Zusamenfassend,

Meine Frage ist, wie analysiert unser Gehirn zwei verschiedene Reize, wenn der Neurotransmitter gleich ist, der Nerv gleich ist und durch den gleichen Hirnstamm in das Gehirn eindringt. Sie müssen in verschiedene Regionen des Gehirns gehen, aber wie wird das entschieden?


Studium des Gehirns und des Verhaltens in der Biopsychologie

Andrea Rice ist eine preisgekrönte Journalistin und freiberufliche Autorin, Redakteurin und Faktenprüferin mit den Schwerpunkten Gesundheit und Wellness.

Biopsychologie ist ein Zweig der Psychologie, der analysiert, wie das Gehirn, Neurotransmitter und andere Aspekte unserer Biologie unser Verhalten, unsere Gedanken und Gefühle beeinflussen. Dieses Feld der Psychologie wird oft mit einer Vielzahl von Namen bezeichnet, darunter Biopsychologie, physiologische Psychologie, Verhaltensneurowissenschaften und Psychobiologie.

Biopsychologen untersuchen oft, wie biologische Prozesse mit Emotionen, Kognitionen und anderen mentalen Prozessen interagieren. Das Gebiet der Biopsychologie ist mit mehreren anderen Gebieten verwandt, einschließlich der vergleichenden Psychologie und der evolutionären Psychologie.


Neurotransmitter: Funktionen und Auswirkungen auf das Verhalten

1. Beschreiben Sie Neurotransmitter, ihre Funktion und ihren Einfluss auf das Verhalten.

2. Besprechen Sie einen Neurotransmitter im Detail und beschreiben Sie seine Wirkung auf unseren Körper und den Zusammenhang mit Krankheiten.

3. Besprechen Sie die Bedeutung der Biologie für das Verständnis von Verhalten.

Bitte helfen Sie mir bei diesen Fragen. Dankeschön.

© BrainMass Inc. brainmass.com 4. März 2021, 19:24 Uhr ad1c9bdddf
https://brainmass.com/biology/human-nervous-system/neurotransmitters-functions-impact-behavior-98732

Lösungsvorschau

1. Beschreiben Sie Neurotransmitter, ihre Funktion und ihren Einfluss auf das Verhalten.

Neurotransmitter sind Chemikalien, deren Hauptfunktion darin besteht, elektrische Signale zwischen einem Neuron und einer anderen Zelle weiterzuleiten, zu verstärken und zu modulieren. Nach den vorherrschenden Überzeugungen der 1960er Jahre kann eine Chemikalie als Neurotransmitter eingestuft werden, wenn sie die folgenden Bedingungen erfüllt:
• Es wird endogen, d. h. innerhalb des präsynaptischen Neurons, synthetisiert
• Es ist im präsynaptischen Neuron in ausreichender Menge vorhanden, um eine Wirkung auf das postsynaptische Neuron auszuüben
• Äußerlich verabreicht muss es die endogen freigesetzte Substanz nachahmen und
• Ein biochemischer Mechanismus zur Inaktivierung muss vorhanden sein. http://en.wikipedia.org/wiki/Neurotransmitters
Der Zusammenhang mit dem Verhalten ist kompliziert. Diese Chemikalien und Hormone müssen im Gleichgewicht sein, damit wir "normal" denken können, was unser Handeln beeinflusst. Es leitet auch Botschaften an unsere Muskeln weiter, um auf ausgewogene Weise zu reagieren, bis unsere Chemikalien und Hormone aus dem Gleichgewicht geraten (mit Depression verbunden). Warum gibt es so viele Neurotransmitter im Gehirn? Weil die Funktionen der Neurotransmitter des Gehirns nicht so einheitlich sind, wie sie oberflächlich erscheinen mögen. Einige (wie Glutamat) wirken erregend, während andere (wie GABA) primär hemmend wirken. In vielen Fällen (wie bei Dopamin) ist es der Rezeptor, der bestimmt, ob der Transmitter erregend oder hemmend ist. Rezeptoren können auch bestimmen, ob ein Transmitter schnell durch direkte Wirkung auf einen Ionenkanal (z. B. nikotinerge Acetylcholinrezeptoren) oder langsam durch ein Second-Messenger-System, das synaptische Plastizität ermöglicht (z. B. muskarinische Acetylcholinrezeptoren), wirkt. Die Geschwindigkeit und der Mechanismus der Senderinaktivierung nach dem Senden des Signals sind ebenfalls ein Faktor. Es gibt wahrscheinlich auch Kosten und Vorteile, die mit der Synthese, dem Transport und dem Recycling verschiedener Neurotransmitter in den unterschiedlichen chemischen Mileus des Gehirns verbunden sind. http://www.benbest.com/science/anatmind/anatmd10.html#intro
Siehe http://www.benbest.com/science/anatmind/anatmd10.html#intro für weitere Details zur Funktion nach Art des Neurotransmitters (Aminosäuren Peptide Monoamine – Noradrenalin, Dopamin und Serotonin plus Acetylcholin) [Für eine gut organisierte Kategorisierung von Neurotransmittern, siehe Neurotransmitter (Wikipedia).]
2. Besprechen Sie einen Neurotransmitter im Detail und beschreiben Sie seine Wirkung auf unseren Körper und den Zusammenhang mit Krankheiten.
Serotonin (5-Hydroxytryptamin oder .

Lösungszusammenfassung

Beschreibt Neurotransmitter, ihre Funktion und ihren Einfluss auf das Verhalten. Es wird auch ein spezifischer Neurotransmitter ausführlich besprochen, der seine Wirkung auf unseren Körper und den Zusammenhang mit Krankheiten beschreibt. Schließlich wird die Bedeutung der Biologie für das Verständnis von Verhalten diskutiert.


Diskussion

Neurobiologie des Alkoholismus

Alkoholsucht findet hauptsächlich auf zwei Wegen statt. Das erste ist ein positives Verstärkungsverfahren und das zweite ist ein negatives Verstärkungsverfahren. Positive Verstärkung stellt eine Umgebungssituation dar, in der ein lohnender Reiz oder eine lohnende Erfahrung (z. B. alkoholinduzierte Euphorie) die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass die Person eine bestimmte Reaktion zeigt (z. B. alkoholsuchendes Verhalten). Negative Verstärkung bezieht sich auf eine Zunahme von Verhaltensmustern, wie z. B. Alkoholkonsum, wenn das Verhalten es der Person erleichtert, einen aversiven Reiz zu umgehen oder zu vermeiden. Ein Alkoholiker, der versucht, nicht zu trinken, kann eine Reihe von aversiven Reizen in Form von Alkoholentzugssymptomen erfahren: Reizbarkeit, Angst und Dysphorie. Gerade solche Symptome machen eine Abstinenz schwierig und einen Rückfall möglich.[4]

Was als milde Art der Suche nach Vergnügen beginnt, wird daher bald zu einer vollwertigen Sucht, da der Alkohol weit verbreitete Neuroadaptionen im Gehirn hervorruft, was dazu führt, dass die Person von einem alkoholfreien zu einem alkoholsüchtigen wird. Solche Veränderungen des Verstärkungswerts von Alkohol während des Übergangs vom Alkoholkonsum zur Abhängigkeit spiegeln adaptive neuronale Veränderungen wider, die sich aus einer chronischen Exposition gegenüber hohen Alkoholmengen ergeben. Während also einerseits die frühen Stadien des nicht abhängigen Alkoholkonsums größtenteils durch die positiven verstärkenden Effekte des Alkohols motiviert sind, wird das Trinkverhalten im abhängigen Zustand wahrscheinlich sowohl durch die positiven als auch durch die negativen verstärkenden Effekte der Droge getrieben. Zur Abhängigkeit führende Neuroadaptationen werden durch eine Konstellation von Prozessen getrieben, die die Motivation zum Alkoholkonsum erhöhen. Solche Neuroadaptionen verursachen bei Beendigung des Trinkens Alkoholentzugssymptome.[4]

Es wurde postuliert von[5], dass der durch Alkoholentzug induzierte negativ-affektive Zustand und insbesondere die Zunahme der Angst[6] eine wichtige treibende Kraft für die Rückfallneigung in alkoholsuchendes Verhalten ist. Die Mechanismen hinter Alkoholsensibilisierung, Toleranz, Entzug und Abhängigkeit werden in den folgenden Abschnitten diskutiert.

Die Belohnungswege

Den Veränderungen und Neuroadaptionen des Gehirns liegen die Belohnungs- und Stressschaltungen des Gehirns zugrunde. Ein neuronaler Schaltkreis besteht aus einer Reihe von Neuronen, die einander elektrochemische Signale senden. Ein aktiviertes Neuron sendet chemische Signalmoleküle, die Neurotransmitter genannt werden, durch den neuronalen Schaltkreis, die an bestimmte Moleküle binden, die als Rezeptoren bezeichnet werden. Abhängig vom beteiligten Schaltkreis kann die Bindung dieser Neurotransmitter dazu führen, dass erregende oder hemmende Signale weiter entlang des Schaltkreises weitergeleitet werden.

Alkohol interagiert mit mehreren Neurotransmittersystemen in den Belohnungs- und Stressschaltkreisen des Gehirns. Diese Wechselwirkungen führen zu den akuten verstärkenden Wirkungen des Alkohols. Nach chronischer Exposition führen diese Wechselwirkungen wiederum zu Veränderungen der neuronalen Funktion, die der Entwicklung von Alkoholismus zugrunde liegen. Der folgende Text stellt einige der für AD relevanten neuronalen Schaltkreise vor, kategorisiert nach Neurotransmittersystemen. Diese neuronalen Schaltkreise umfassen die dopaminergen, serotoninergen, glutamatergen und GABAergen neuronalen Schaltkreise.

Dopamin-Weg

Dopamin ist ein Neurotransmitter, der hauptsächlich an einem Kreislauf beteiligt ist, der als mesolimbisches System bezeichnet wird und vom ventralen tegmentalen Bereich des Gehirns zum Nucleus accumbens projiziert wird. Dieser Kreislauf beeinflusst die Anreizmotivation, d. h. wie ein Organismus auf Anreizänderungen in der Umgebung reagiert.

Studien haben gezeigt, dass Dopamin eine Rolle bei der Anreizmotivation spielt, die mit einer akuten Alkoholvergiftung verbunden ist. Dies liegt daran, dass der Alkoholkonsum blockiert werden kann, indem niedrige Dosen einer Verbindung, die die normale Aktivität von Dopamin stört (dh ein Dopamin-Antagonist), direkt in den Nucleus accumbens injiziert wird.[7,8] Darüber hinaus ist der Alkoholkonsum und einfach die Vorfreude Die Verfügbarkeit von Alkohol führt zur Produktion von Dopamin im Nucleus accumbens, bestimmt durch die erhöhten Dopaminspiegel in der Flüssigkeit außerhalb der Neuronen.[9] Läsionen des mesolimbischen Dopaminsystems heben jedoch das alkoholverstärkte Verhalten nicht vollständig auf, was darauf hindeutet, dass Dopamin eine wichtige, aber nicht wesentliche Komponente der Alkoholverstärkung ist.[10] Schließlich führt Alkoholentzug bei abhängigen Personen zu einer Abnahme der Dopaminfunktion, und diese verminderte Dopaminfunktion kann zu Entzugssymptomen und Alkoholrückfällen beitragen.[11]

Serotonin-Weg

Der Neurotransmitter Serotonin (auch bekannt als 5-Hydroxytryptamin oder 5-HT) ist aufgrund des gut etablierten Zusammenhangs zwischen Serotoninmangel, Impulsivität und Alkoholtrinkverhalten bei Ratten seit langem ein interessantes Ziel für eine potenzielle Pharmakotherapie von Alkoholismus Menschen.[12] Laut[13] wurde gezeigt, dass pharmakologische Verbindungen, die auf das Serotonin-System abzielen, indem sie die neuronale Wiederaufnahme von Serotonin hemmen und dadurch seine Wirkung verlängern, oder indem sie spezifische Serotonin-Rezeptor-Subtypen blockieren, alkoholverstärktes Verhalten bei Ratten unterdrücken. Während des Alkoholentzugs wird die Serotoninfreisetzung im Nucleus accumbens von Ratten unterdrückt und diese Verringerung wird durch die Selbstverabreichung von Alkohol während des Entzugs teilweise rückgängig gemacht.[14]

GABA-Pfad

GABA ist der wichtigste hemmende Neurotransmitter im Gehirn. Es wirkt über zwei Rezeptor-Subtypen namens GABAA und GABAB. Alkohol erhöht die GABA-Aktivität im Gehirn und dies geschieht durch zwei allgemeine Mechanismen. Es kann zum Beispiel auf das GABA-freisetzende (d. h. präsynaptische) Neuron wirken, was eine Erhöhung der GABA-Freisetzung bewirkt, oder es kann auf das signalempfangende (d. h. postsynaptische) Neuron wirken und die Aktivität des GABAA-Rezeptors erleichtern. Der Alkoholkonsum wird durch Verbindungen unterdrückt, die die Wirkung des GABAA-Rezeptors (dh GABAA-Rezeptor-Antagonisten) sowie Verbindungen, die den GABAB-Rezeptor (dh GABAB-Agonisten) stimulieren, im Nucleus accumbens, ventrales Pallidum, Bettkern von die Stria terminalis und die Amygdala.[15]

Unter diesen Regionen ist der zentrale Kern der Amygdala eine wichtige Gehirnregion, die an der Regulierung emotionaler Zustände beteiligt ist. Diese Region reagiert besonders empfindlich auf die Unterdrückung des Alkoholkonsums durch Verbindungen, die auf das GABA-System wirken (d. h. GABAerge Verbindungen).[16] Es wurde festgestellt, dass akute und chronische Alkoholexposition tatsächlich zu einer Erhöhung der GABA-Übertragung in dieser Region führt.[17,18] Darüber hinaus zielen Verbindungen auf eine spezifische Komponente des GABAA-Rezeptorkomplexes (dh die 㬑-Untereinheit) ab. helfen, den Alkoholkonsum zu reduzieren, wenn es direkt in das ventrale Pallidum injiziert wird, eine Gehirnregion, die Signale von Neuronen empfängt, die sich in der erweiterten Amygdala befinden.[19,20]

Die GABA-Systeme im Gehirn sind bei chronischer Alkoholexposition verändert. Beispielsweise wird in einigen Regionen des Gehirns die Expression von Genen, die Komponenten des GABAA-Rezeptors kodieren, durch Alkohol beeinflusst. Dies wurde durch die beobachteten Veränderungen der Zusammensetzung der Untereinheiten des Rezeptors in diesen Regionen bewiesen, von denen die beständigsten eine Abnahme der 㬑- und eine Zunahme der 㬔-Untereinheiten sind.[21] Die Funktion der GABAA-Rezeptoren wird auch durch Moleküle reguliert, die als neuroaktive Steroide[22] bekannt sind und sowohl im Gehirn als auch in anderen Organen (d. h. in der Peripherie) produziert werden. Bei vielen neuroaktiven Steroiden kommt es nach Alkoholexposition zu einem deutlichen Anstieg.[23] Darüber hinaus[24] wurde festgestellt, dass die Zunahme der Aktivität neuroaktiver Steroide im Gehirn nicht von ihrer Produktion durch periphere Organe abhängt. Diese Ergebnisse weisen daher darauf hin, dass neuroaktive Steroide potenzielle Schlüsselmodulatoren der veränderten GABA-Funktion sind, die während der Entwicklung von AD auftritt, indem sie direkt an GABAA-Rezeptoren wirken.[24]

Glutamat-Weg

Glutamat ist der wichtigste exzitatorische Neurotransmitter im Gehirn und übt seine Wirkung über mehrere Rezeptor-Subtypen aus, darunter einen, der als N-Methyl-D-Aspartat (NMDA)-Rezeptor bezeichnet wird. Es ist seit langem bekannt, dass Glutamatsysteme an den akuten verstärkenden Wirkungen von Alkohol beteiligt sind und die Wirkung von Alkohol auf einen Organismus mit Hilfe von NMDA-Rezeptor-Antagonisten nachgeahmt werden kann.[3] Im Gegensatz zu GABA hemmt Alkohol die Glutamataktivität im Gehirn. Dies lässt sich daran ablesen, dass eine akute Alkoholexposition zu einem Abfall des extrazellulären Glutamatspiegels in einer Hirnregion namens Striatum führt, die den Nucleus accumbens und andere Strukturen enthält.[25] Die Glutamat-vermittelte Signalübertragung wird im zentralen Kern der Amygdala nach akuter Gabe unterdrückt und ist ein Effekt, der nach chronischer Alkoholexposition verstärkt wird.[26] Die Glutamatübertragung wird höchstwahrscheinlich durch Veränderungen in den Funktionen sowohl der NMDA-Rezeptoren[27] als auch eines anderen Rezeptor-Subtyps, der als metabotroper Glutamat-Subtyp-5-Rezeptor bekannt ist, beeinflusst.[28] Die Tatsache, dass NMDA-Rezeptoren am Alkoholismus beteiligt sind, ist zu beachten, da sie auch eine Rolle bei der Neuroplastizität spielen, einem Prozess, der durch neurale Reorganisation gekennzeichnet ist und wahrscheinlich zu Übererregbarkeit und Verlangen während des Alkoholentzugs beiträgt.[29] Verbindungen, die auf die Glutamatsysteme abzielen, werden auch zur Behandlung von AD verwendet. Als Beispiel moduliert der Wirkstoff Acamprosat die Glutamatübertragung, indem er auf NMDA und/oder metabotrope Glutamatrezeptoren einwirkt.[30] Daher blockiert Acamprosat durch die Reduzierung der übermäßigen Glutamataktivität einen übermäßigen Alkoholkonsum.

Dieser Prozess scheint von der Beteiligung von Genen wie Per2 abzuhängen, das typischerweise an der Aufrechterhaltung des normalen Tagesrhythmus (d. h. der zirkadianen Uhr) eines Organismus beteiligt ist.[31] Die Fähigkeit von Acamprosate, den Alkoholkonsum zu reduzieren, wurde bei verschiedenen Tierarten beobachtet und das Medikament wurde für die Behandlung von Alkoholismus beim Menschen zugelassen. Dies ist in erster Linie auf seine wahrgenommene Fähigkeit zurückzuführen, das Verlangen nach Alkohol bei abstinenten Alkoholikern zu reduzieren.[30]

Genetik der Belohnungswege

Alkoholabhängigkeit und -abhängigkeit werden in letzter Zeit nachweislich durch den Einfluss von Genen beeinflusst. Das Vorhandensein solcher Gene bestätigt nicht, ob eine Person alkoholabhängig wird, aber es besteht eine hohe Korrelation zwischen Trägern solcher Gene und Alkoholsucht.

Kandidatengene, die für die Entwicklung von Alkoholsucht vorgeschlagen werden, sind an den dopaminergen, serotoninergen, GABA- und Glutamatwegen beteiligt.

Dopamin-Weg

Im dopaminergen Signalweg ist ein solches Gen ein Dopaminrezeptor D2 (DRD2), die für einen Rezeptor von Dopamin kodiert.

Dopamin ist ein wichtiger Neurotransmitter, der am Belohnungsmechanismus im Gehirn beteiligt ist und dadurch die Entwicklung und den Rückfall von AD beeinflusst. Die Dopamin- und Serotoninwege sind wie unter [ Abbildung 2 ] dargestellt.

Diagramm, das die Dopamin- (blau) und Serotoninwege (rot) im Gehirn zusammen mit den jeweiligen Funktionen darstellt

Es wird als Katecholamin klassifiziert (eine Klasse von Molekülen, die als Neurotransmitter und Hormone dienen). Es ist ein Monoamin (eine stickstoffhaltige Verbindung, die aus Ammoniak durch Austausch eines oder mehrerer Wasserstoffatome durch Kohlenwasserstoffreste gebildet wird). Dopamin ist ein Vorläufer (Vorläufer) von Adrenalin und ein eng verwandtes Molekül, Noradrenalin.

Die DRD2 Es wurde festgestellt, dass das Gen auf Chromosom 11 (q22-q23) mit einem erhöhten Alkoholkonsum durch Mechanismen in Verbindung gebracht wird, die Anreiz-Salienz-Attributionen und Verlangen bei Alkoholikern beinhalten.[32] Die DRD2 ist ein G-Protein-gekoppelter Rezeptor auf postsynaptischen dopaminergen Neuronen, der zentral an belohnungsvermittelnden mesokortikolimbischen Signalwegen beteiligt ist.[33] Die DRD2 Gen kodiert für 2 molekular unterschiedliche Isoformen mit unterschiedlichen Funktionen.[34] Die Signalübertragung durch Dopamin-D2-Rezeptoren steuert physiologische Funktionen in Bezug auf Fortbewegung, Hormonproduktion und Drogenmissbrauch.

Dies DRD2 Gen zeigt Polymorphismen von 3 Arten, nämlich: � ins/del Taq1B Taq1A. Das � ins/del Allel und das Taq1A Allel wurden mit einem höheren AD-Risiko in Verbindung gebracht. In Bezug auf das Taq1A-Allel sind AD-Patienten mit dem DRD2 A (1) Allel, sind durch eine größere Schwere ihrer Störung über eine Reihe von problematischen Trinkindizes im Vergleich zu Patienten ohne dieses Allel gekennzeichnet.[35] Der Taq1A-Polymorphismus wurde auch mit Verhaltensstörungen, Verhaltensphänotyp der Impulsivität und problematischem Alkohol-/Drogenkonsum bei Jugendlichen in Verbindung gebracht.[36] Darüber hinaus wurde diese besondere allelische Variante mit einer erhöhten Mortalität über einen Zeitraum von 10 Jahren bei AD-Individuen in Verbindung gebracht.[37] Das A1-Allel des DRD2 war signifikant mit väterlicher Vorgeschichte von Alkoholismus verbunden (χ 2 (1) = 4,66 P = 0,031) und männlicher Kollateralanamnese von Alkoholismus (χ 2 (1) = 4,40 .) P = 0,036). Alter bei Beginn der alkoholbedingten Probleme als Hauptdiskriminator zwischen Typ I und Typ II AD scheint nicht mit dem Taq1A in Verbindung gebracht zu werden DRD2 Polymorphismus. Das A1-Allel des DRD2 kann ein Marker für familiären Alkoholismus bei Männern sein, der mit Typ II AD in Verbindung gebracht wurde.[38]

Trotz der positiven Korrelation haben einige Studien widersprüchliche Ergebnisse geliefert. Eine Studie, die von[39] durchgeführt wurde, um die Assoziation von Taq1A-Polymorphismus und AD in der südindischen Bevölkerung zu untersuchen, ergab negative Ergebnisse.[40,41] fand auch keine Assoziation mit Taq1A-Polymorphismus und AD bei mexikanischen Amerikanern. Unter anderen Studien, die eine negative Korrelation zwischen Taq1A-Polymorphismus und Alkoholismus gefunden haben, sind diejenigen, die von durchgeführt wurden nicht bewertete Alkoholiker in einer Bevölkerungsstudie mit Han-Chinesen, Kaukasiern und Europäern. Die Taq1A-Allelhäufigkeit der nicht bewerteten Kontrollen war höher als die der nicht bewerteten Alkoholiker. Es wurde jedoch festgestellt, dass die Allelfrequenz der bewerteten Alkoholiker dreimal so hoch war wie die der bewerteten Kontrollen. Die Studie von[42] fand widersprüchliche Ergebnisse für männliche und weibliche Probanden, wobei weibliche Probanden AD nur aufgrund einer Alkoholstörung zeigten.[44] In ihrer Studie zur Alkoholabhängigkeit in der polnischen Bevölkerung wurde ein negativer Zusammenhang zwischen dem Taq1A-Allel und AD festgestellt.

Das zweite Allel, � ins/del, hat zu viel widersprüchlicheren Ergebnissen geführt. Zum Beispiel fand eine Studie, die von[45] an spanischen kaukasischen AD-Patienten durchgeführt wurde, keinen Zusammenhang mit dem Gen und dem Behandlungsergebnis von AD-Patienten. Sogar[46] fand keine Assoziation mit dem − 141c ins/del Allel und AD kaukasischen Männern. Demnach kann nicht nachgewiesen werden, dass bei kaukasischen Männern mit AD eine genetische Prädisposition für Alkoholismus zusammen mit funktionellen Varianten der DRD2 und DRD3 Gene sind mit Unterschieden in der Sensitivität des Dopaminrezeptors verbunden. Eine Studie von[40,41] in einer mexikanisch-amerikanischen Bevölkerung hatte jedoch eine signifikante Korrelation zwischen dem � ins/del-Polymorphismus und AD-Patienten gefunden. Die Genotyphäufigkeit für die DRD2 � ins/del Allel unterschied sich signifikant zwischen Alkoholikern und Kontrollpersonen (P = 0,007). Darüber hinaus kam eine Studie von[47] zu interessanten Ergebnissen. Obwohl es keine signifikanten Unterschiede in der Allelhäufigkeit zwischen der gesamten Gruppe oder Untergruppen von Alkoholikern und gesunden Kontrollpersonen gab, sollte die − 141c del-Variante von DRD2 könnte ein Schutzfaktor gegen die Entwicklung von Entzugserscheinungen sein. Es könnte jedoch auch ein Risikofaktor in einer stark belasteten Subgruppe von Alkoholikern mit einer väterlichen und großväterlichen Alkoholismusanamnese sein und zu einer wesentlich höheren Suizidwahrscheinlichkeit bei Alkoholikern beitragen.

Der Einzelnukleotid-Polymorphismus Taq1B ist näher an den regulatorischen und strukturellen kodierenden Regionen (5’-Region) des DRD2 und soll daher eine wichtige Rolle bei der Genfunktion spielen.[32] Es wurde selten auf seine Assoziation mit AD untersucht. Zwei Studien von[40,41], die an mexikanisch-amerikanischen Bevölkerungen durchgeführt wurden, berichteten über widersprüchliche Ergebnisse in Bezug auf die Assoziation dieses Polymorphismus mit AD. In der von[32] durchgeführten Studie wurde keine allelische oder genotypische Assoziation von Taq1B-Polymorphismus mit AD bei Nordindern gefunden, im Einklang mit den Ergebnissen von[40], die auch eine negative Assoziation von Taq1B mit AD bei mexikanischen Amerikanern berichteten. In einer nachfolgenden Studie berichtete die gleiche Gruppe jedoch über eine Assoziation des Taq1B-Polymorphismus mit dem frühen Beginn des Alkoholkonsums bei mexikanischen Amerikanern.[41]

Serotonin-Weg

Abgesehen von den Dopaminwegen wurde die Abhängigkeit von Alkohol auch durch die Serotoninwege vorgeschlagen. Serotonin ist ein weiterer Neurotransmitter, der von vielen Missbrauchsdrogen beeinflusst wird, darunter Kokain, Amphetamine, LSD und Alkohol. Serotonin wird von Neuronen in den Raphekernen produziert. Raphe-Kern-Neuronen erweitern Prozesse und geben Serotonin auf fast das gesamte Gehirn sowie das Rückenmark ab. Serotonin spielt eine Rolle bei vielen Gehirnprozessen, einschließlich der Regulierung von Körpertemperatur, Schlaf, Stimmung, Appetit und Schmerzen. Probleme mit dem Serotoninweg können Zwangsstörungen, Angststörungen und Depressionen verursachen. Serotonin moduliert auch die Verhaltensreaktion auf Ungerechtigkeit.[48] Die meisten Medikamente, die heute zur Behandlung von Depressionen eingesetzt werden, wirken, indem sie den Serotoninspiegel im Gehirn erhöhen.[49] Das Bild unten zeigt die Regionen des Gehirns, in die Serotonin gelangt [ Abbildung 3 ].

Schematische Darstellung der verschiedenen Hirnregionen unter dem Einfluss von Serotonin

Chemisch gesehen ist Serotonin ein Monoamin-Neurotransmitter, bekannt als 5-HT. Es ist ein Derivat von Tryptophan und kommt in großem Umfang im Magen-Darm-Trakt, in den Blutplättchen und im ZNS vor. Einige der Funktionen von Serotonin im ZNS umfassen die Regulierung von Stimmung, Appetit, Schlaf sowie Muskelkontraktion. Serotonin hat auch einige kognitive Funktionen, einschließlich Gedächtnis und Lernen. Der größte Teil des Gehirn-Serotonins wird nach der Verwendung nicht abgebaut, sondern von serotonergen Neuronen durch Serotonin-Transporter auf ihren Zelloberflächen gesammelt. Studien haben gezeigt, dass fast 10 % der Gesamtvarianz der angstbezogenen Persönlichkeit von Variationen in der Beschreibung davon abhängt, wo, wann und wie viele Serotonintransporter die Neuronen einsetzen sollten[50] und es wurde festgestellt, dass die Wirkung dieser Variation mit der Umgebung interagiert bei Depressionen.[51,52] Serotonin wird in den Raum zwischen den Neuronen freigesetzt und diffundiert über eine relativ große Lücke (㸠 μm), um 5-HT-Rezeptoren zu aktivieren, die sich auf den Dendriten, Zellkörpern und präsynaptischen Enden benachbarter Neuronen befinden . Die serotonerge Wirkung wird hauptsächlich durch die Aufnahme von 5-HT aus der Synapse beendet. Dies wird durch den spezifischen Monoamin-Transporter für 5-HT, den Serotonin-Transporter (SERT), auf dem präsynaptischen Neuron erreicht.

Kürzlich wurden Mutationen im SERT-Gen, allgemein bekannt als 5’-Hydroxtryptamin-Transporter-gebundene polymorphe Region (5’-HTTLPR), mit Alkoholismus in Verbindung gebracht. Dieses Gen befindet sich auf Chromosom 17 bei 17q11.1-q12. Das 5’-HTT-Gen weist hauptsächlich zwei Mutationen auf. Eine Mutation ist als “long”-Allel und die andere als “short”-Allel bekannt. Der Unterschied zwischen den beiden Allelen besteht darin, dass die “short”-Version des Allels eine 44-bp-Deletion in der regulatorischen Region 5’ des Gens aufweist. Diese 44 bp-Deletion tritt 1 kb stromaufwärts von der Transkriptionsinitiationsstelle des Gens auf.[53] Dies wird durch das folgende Diagramm dargestellt [ Abbildung 4 ].

Diagramm, das den Unterschied zwischen dem langen 5’-Hydroxtryptamin-Transporter (5-HTT)-Allel und dem kurzen 5-HTT-Allel darstellt

Eine Studie von[54] zielte darauf ab, die Unterschiede in der Allelfrequenz zwischen nichtalkoholischen Kontrollpersonen und alkoholabhängigen Patienten in der Yunnan Han-Population zu untersuchen. Die Studie fand signifikante Unterschiede in der Allelfrequenz bei alkoholabhängigen Patienten und nichtalkoholischen Kontrollpersonen. Bei (P < 0,05), war der Anteil des L/L- und L/S-Genotyps in der Fallgruppe signifikant geringer als in der Kontrollgruppe (Odds Ratio [OR] = 0,581, P = 0,026). Laut der Studie kann der 5’-HTTLPR-Polymorphismus mit AD-Patienten in Verbindung gebracht werden und der Genotyp L/L oder L/S könnte ein genetischer Faktor sein, der für die Verringerung der Anfälligkeit für AD in der Yunnan Han-Population verantwortlich ist.

Eine andere Studie von[55] zielte darauf ab, die Verfügbarkeit des SERT bei Patienten mit AD zu untersuchen. In die Studie wurden 11 gesunde Kontrollpersonen und 28 alkoholkranke Patienten rekrutiert. SERT-Verfügbarkeit wurde gemessen in vivo mit Einzelphotonen-Emissions-Computertomographie und (123) I-markiertem 2-((2-((Dimethylamino)methyl)phenyl)thio)-5-iodphenylamin im Mittelhirn, Thalamus und Striatum. Darüber hinaus wurde jedes Subjekt für den 5’-HTTLPR-Polymorphismus genotypisiert. Die Studie ergab, dass Patienten mit reiner AD im Vergleich zu gesunden Kontrollen eine signifikant geringere Verfügbarkeit von SERT im Mittelhirn aufwiesen. Die Träger eines L-(long)-Allels zeigten eine signifikant höhere Verfügbarkeit von SERT im Striatum im Vergleich zu Nicht-L-Trägern. Die Studie schließt mit der Feststellung, dass reine Alkoholiker möglicherweise eine geringere SERT-Verfügbarkeit im Mittelhirn haben und dass der 5’-HTTLPR-Polymorphismus die SERT-Verfügbarkeit bei Patienten mit Angstzuständen, Depressionen und AD beeinflussen kann.

Ebenso wurde in einer Studie über estnische Kinder und Jugendliche[56] eine positive Korrelation zwischen Drogenmissbrauch bei Jugendlichen und dem 5’-HTTLPR-Polymorphismus festgestellt. An der Studie nahmen 583 Kinder aus der estnischen Studie zum Persönlichkeitsverhalten und der Gesundheit von Kindern teil, die im Alter von 9 Jahren aufgenommen und anschließend im Alter von 15 und 18 Jahren zurückgerufen wurden. Der Studie zufolge hatte 5’-HTTLPR altersabhängige Auswirkungen auf Alkohol , Tabak- und Drogenkonsum: Der Substanzkonsum unterschied sich im Alter von 9 Jahren nicht nach Genotyp, aber im Alter von 15 Jahren hatten die Teilnehmer mit dem kurzen (s)/s-Genotyp einen höheren Tabakkonsum und mit 18 waren sie aktiver Alkohol, Drogen und Tabakkonsumenten.

Die Ergebnisse des Teams unter der Leitung von[57] führen zu ähnlichen Ergebnissen. In ihrer Studie wurden 360 behandlungssuchende afroamerikanische männliche Patienten mit einmaliger und komorbider DSM-IV-Lebensdauer-Diagnostik von Alkohol-, Kokain- und Heroinabhängigkeit und 187 afroamerikanischen männlichen Kontrollpersonen für den Triallelic 5’-HTTLPR funktionellen Polymorphismus im 5 . genotypisiert -HT-Transporter-Gen (SLC6A4). Die Studie ergab, dass eine niedrige 5’-HTTLPR-Aktivität (P = 0,011, OR = 2,5 [1,3-4,6]) aufgrund des Vorhandenseins des kurzen Allels, bei Männern mit Alkohol-Drogen-Abhängigkeit im Vergleich zu Kontrollen häufiger.

Allerdings lieferte die Studie von[58] eher widersprüchliche Ergebnisse. In ihrer Studie studieren College-Studenten (n = 360 192 Frauen) über bis zu 4 Jahre durch eine Internetbefragung selbst über Trinkmotive und negative Lebensereignisse berichtet. Die Studienteilnehmer stellten Speichel für die Genotypisierung der triallelen (LA vs. LG oder S) Varianten von 5-HTTLPR bereit. Die Studie ergab, dass bei Männern Personen mit zwei Risikoallelen (LG oder S) im Vergleich zu Personen mit dem LA/LA-Allel geringere Trink-to-come-Motive aufwiesen. Bei Frauen zeigten Personen mit einem Risikoallel (entweder LG oder S) im Vergleich zu Personen mit dem LA/LA-Allel stärkere Trink-zu-Verbesserungs-Motive. Die Assoziation zwischen jährlichen Veränderungen negativer Lebensereignisse und Trink-to-Compe-Motiven variierte je nach 5-HTTLPR-Genotyp und Geschlecht und war bei Frauen mit der LA/LA-Variante am stärksten in die positive Richtung. Die Studie schließt mit der Feststellung, dass ihre Ergebnisse nicht mit früheren Spekulationen übereinstimmen, dass stärkere positive Assoziationen zwischen Lebensstress und Alkoholkonsum bei Personen mit dem LG- oder S-Allel das Ergebnis eines erhöhten Alkoholkonsums als Methode zur Stressbewältigung sind. Die Studie fügt hinzu, dass mehr Forschung erforderlich ist, um die geschlechtsspezifischen Unterschiede beim Zusammenhang von 5’-HTTLPR-Polymorphismus mit Drogenmissbrauch zu verstehen.

Auch in der von[59] durchgeführten Studie, die darauf abzielte, die Rolle des 5’-HTTLPR-Polymorphismus bei riskantem Alkoholkonsum im Jugendalter zu verstehen, gab es keine Korrelation mit dem Trinken zur Bewältigung von Motiven und dem 5’-HTTLPR-Polymorphismus. Die Studie fand jedoch eine positive Korrelation mit dem Trinken, um Motive zu bewältigen, und dem Taq1A-Polymorphismus der DRD2 Gen.

Die Ergebnisse der oben genannten Studie standen daher in völligem Gegensatz zu den von[60] veröffentlichten Ergebnissen, die eine positive Korrelation des kurzen (S)-Allels mit Binge-Drinking-Verhalten, mehr Alkoholkonsum pro Gelegenheit sowie Alkoholkonsum fanden öfters.

Das SERT-Gen oder SERT, auch bekannt als SLC6A4, weist einen weiteren Polymorphismus im Intron 2 auf. Dieser Polymorphismus wurde daher passenderweise als Serotonin-Intron 2 (STin2) bezeichnet. Es handelt sich um eine variable Anzahl von Tandem-Repeats (VNTR) mit drei verschiedenen Allelen. Diese Allele bestehen aus 9 Basenpaarwiederholungen, 10 Basenpaarwiederholungen sowie 12 Basenpaarwiederholungen. Die Wiederholung von 9 Basenpaaren ist extrem selten und wird in statistischen Studien oft mit der Wiederholung von 10 Basenpaaren verbunden.

Kürzlich fand eine Studie von[45] einen Zusammenhang zwischen dem STin2-Polymorphismus und dem Behandlungsergebnis bei AD-Patienten. Laut Studie zeigten die SLC6A4 STin2 12/12-Träger ein schlechtes Behandlungsergebnis nach 6 Monaten (32,8% in der Gruppe mit gutem Outcome vs. 64,0% in der Gruppe mit schlechtem Outcome). Auf der anderen Seite hatten Patienten mit dem 10/10-Genotyp ein besseres Behandlungsergebnis. Die Studie schließt mit der Feststellung, dass der funktionelle Polymorphismus des SLC6A4-Gens einen Einfluss auf das Behandlungsergebnis bei AD-Patienten haben kann.

Eine nachfolgende Studie von[61] fand jedoch keine Rolle des STin2-VNTR-Polymorphismus bei AD. In der Studie wurden 165 AD-Patienten, 113 heroinabhängige Patienten und 420 gesunde Kontrollpersonen aus einer homogenen spanisch-kaukasischen Bevölkerung mit Standardmethoden genotypisiert. The study found that genotypic frequencies of STin2 VNTR polymorphism did not differ significantly across the three groups. The study concludes by stating that their data does not support a role of serotonergic polymorphisms in AD.

GABA pathway

GABA or GABA is the third neurotransmitter whose functioning is critical in understanding the genetics of alcohol addiction. GABA as a neurotransmitter has been long known to be affected by alcohol consumption. Recently, two sub types of the GABAA receptor have come into the spotlight for showing what can possibly be a genetic predisposition to alcohol addiction. These two subtypes are namely GABA A receptor 㬑 (GABRA1) and GABA A receptor 㬖 (GABRA6). The gene encoding GABRA1 is located on chromosome 5 at 5q34-35 while the gene encoding GABRA6 is located on the same chromosome at 5q34. According to a study by,[62] a significant correlation was found with the GABRA1 genotype and Collaborative Study of the Genetics of Alcoholism (COGA) AD, history of blackouts, age at first drunkenness as well as the level of response to alcohol. The study concludes by stating that the efforts to characterize genetic contributions to AD may benefit by examining alcohol-related behaviors in addition to clinical AD.

Furthermore, a study on Korean population by[63] found a positive association between alcoholism and the GABRA1 and GABRA6 receptors. According to the researchers, genetic polymorphisms of the GABAA 㬑 and GABAA 㬖 receptor gene may be associated with the development of alcoholism and that the GG genotype of the GABAA 㬑 receptor gene play a vital role in the development of the early onset and the severe type of alcoholism.

Another study on Taiwanese Han population found similar results. In the study conducted by[64] it was found that GABRA6 and GABRA1 genes account for alcohol susceptibility in Han and exert their genetic influences in a somewhat dominant and synergistic fashion.

However, not all studies have produced favorable results. In a study conducted by,[65] which looked at the data collected from a large number of multiplex, alcoholic families under the COGA, no association was found between the GABRA1 and GABRA6 markers and AD. Similarly, another study conducted by[66] found no association between the genes encoding GABRA1 and GABRA6 with alcoholism.

Glutamate pathway

The fourth pathway which interests us and is of note for alcohol addiction is the pathway of glutamate. There have been some studies conducted into the involvement of this pathway in the process of alcohol addiction. According to one study published by[67] physical dependence, which refers to the pharmacological tolerance induced by chronic alcohol intake, results in AWS and is neurobiologically supported by the imbalance between GABA and glutamate-NMDA neurotransmission.

In addition, one of the latest studies on this pathway found an association between a polymorphism in the promoter of a glutamate receptor subunit gene and alcoholism. The study was conducted by[68] and the study found that short alleles were significantly less frequent among AD subjects. The study concludes by stating that it was the 1 st time that such an association was found with the stated polymorphism and AD.


SOCIAL ANXIETY DISORDER

Anatomical and Neuroimaging Findings in Social Anxiety Disorder

As with PD and PTSD, amygdala activation has been implicated in symptoms of SAD. Social-cue tasks, such as the viewing of harsh faces, were associated with hyperreactivity in the amygdala and other limbic areas in patients who had SAD. Similarly, in response to viewing negative (but not neutral or positive) affective faces, patients who have SAD exhibited bilateral amygdala activation, which positively correlated with symptom severity and which reversed upon successful treatment. In anticipation of public speaking, subcortical, limbic, and lateral paralimbic activity is increased in patients who have SAD, suggesting elevations in automatic emotional processing. Decreased activity in the ACC and PFC in these subjects suggests a decreased ability for cognitive processing (reviewed in 23 ).

In contrast to the social-cue studies, activity in the left hippocampus and right amygdala was decreased during script-guided mental imagery tasks that provoke social anxiety. This decrease may reflect active blunting of the emotional and autonomic response to improve overall functioning during social situations that provoke anxiety. 106 Furthermore, anxiety-provoking imagery (compared with neutral imagery) was associated with increased activation in the left postcentral gyrus and putamen and in the right inferior frontal and middle temporal gyri. Relative decreased activity was observed in the right middle temporal gyrus, left precuneus, and posterior cingulate gyrus. After 8 weeks of treatment with nefazodone, both remitted and partially improved social anxiety was associated with decreased regional CBF (rCBF) in the lingual gyrus, left superior temporal gyrus, and right vlFC and with increased rCBF in the left middle occipital gyrus and inferior parietal cortex. In subjects who achieved remission following nefazodone treatment, posttreatment testing revealed decreased rCBF in the ventral and dorsal ACC, left vlPFC, dorsolateral PFC, and brainstem and increased rCBF in the middle cingulate cortex, left hippocampus, parahippocampal gyrus, subcallosal orbital, and superior frontal gyri. 106

The combined results of imaging analysis in subjects who have SAD suggest dysfunction of a cortico-striato-thalamic network: hyperactivity in the right PFC, striatal dysfunction, and increased hippocampal and amygdala activity with left lateralization. It has been suggested that hyperactivity in the frontolimbic system, including the ACC, which processes negative emotional information and anticipation of aversive stimuli, could result in misinterpretation of social cues (reviewed in 23,107 ).

Neurotransmitter and Neuroendocrine Signaling in Social Anxiety Disorder

Amino acid neurotransmitters

Increased excitatory glutamatergic activity has been reported in patients who have SAD. Compared with matched control subjects, patients who had SAD had a 13.2% higher glutamate/creatine ratio in the ACC as measured by MRS. The glutamate/creatine ratio correlated with symptom severity, suggesting a causal role between excitatory signaling in the ACC and psychopathology (reviewed in 37 ).

Monoamines

The Neurobiology of Anxiety Disorders In addition to benzodiazepines, SSRIs, SNRIs, and monoamine oxidase inhibitors are effective in the treatment of SAD. That SSRI treatment is successful in treating SAD symptoms and reversing some brain abnormalities (eg, elevated amygdala activity) has been cited as evidence for a serotonergic role in the etiology of SAD. 107 Data supporting the hypothesis of disrupted monoaminergic signaling in patients who have SAD include decreased 5HT1A receptor binding in the amygdala, ACC, insula, and dorsal raphe nucleus (DRN). Moreover, trait and state anxiety is elevated in patients who have SAD who have one or two copies of the short SERT allele, and this patient population exhibits amygdala hyperactivity in anxiety-provocation paradigms. Neuroimaging analyses also have revealed decreased density of the dopamine transporter and decreased binding capacity for the D2 receptor (reviewed in 23 ). A role for DA in SAD is supported by the finding that patients who have Parkinson’s disease have high rates of comorbid SAD (reviewed in 107 ). This co-morbidity, however, could result from insecurity regarding display of the physical symptoms of this movement disorder rather than a common etiology of DA malfunction.

A recent study assessed whether a DA agonist (pramipexole, 0.5 mg) or antagonist (sulpiride, 400 mg) influenced response to anxiogenic challenge such as verbal tasks and autobiographical scripts in patients who had SAD. The anxiogenic effect of the behavioral challenges was significantly increased in patients who had untreated SAD following administration of either drug. After successful treatment with SSRIs, however, administration of pramipexole seemed to dampen the behavioral provocation-induced anxiety, whereas sulpiride administration continued to enhance the anxiogenic effects of these tasks. These authors suggested that instability in the dopaminergic response to social stress contributes to anxiety severity and is normalized only partly by successful treatment, perhaps via SSRI-induced desensitization of postsynaptic D3 receptors. 108

Neuropeptides

As key effectors of social behavior, the neuropeptides oxytocin and vasopressin are of particular interest in SAD and autistic spectrum disorders. Recently direct oxytocin administration to the amygdala in laboratory animals was shown to decrease activation in this region and to dampen amygdala𠄻rainstem communications, which are known to play a role in the autonomic and behavioral components of fear. Furthermore, preliminary data have shown that genetic variants in the central vasopressin and oxytocin receptors (AVP1A und OXTR, respectively) influence amygdalar activity. These data support the hypothesis of amygdala hyperactivity in SAD. Future research in this area may elucidate neural underpinning of human social behavior and the genetic risk for disorders including SAD and autism. 18

Corticotropin-releasing factor and the hypothalamic-pituitary-adrenal axis

Some evidence indicates sensitization of the HPA axis in patients who have SAD. Psychosocial stress produces a greater increase in plasma cortisol, but not ACTH, in patients who have SAD than in control patients despite similar baseline cortisol concentrations. 109 Compared with healthy control subjects or patients who have PTSD, subjects who have SAD tend toward an elevated cortisol response in the Trier Social Stress Test (TSST). The degree of cortisol elevation was correlated with increased avoidance behavior in the approach𠄺voidance task and the predicted stress-induced increased social avoidance above and beyond effects of blood pressure and subjective anxiety. 110 Negative findings also have been reported, however (eg, 111,112 ). For example, an earlier study found that adolescent girls who had social phobia and control subjects exhibited an equal elevation in salivary cortisol following the TSST. To the authors’ knowledge, there are no endocrine-challenge studies (Dex-Suppression, CRF-Stimulation, or Dex/CRF) in patients who have SAD.

Genetic Contribution to Social Anxiety Disorder

The Neurobiology of Anxiety Disorders Unfortunately, there are very few studies specifically examining the genetic underpinnings of SAD. Available data suggest that SAD has a high degree of familial aggregation. In a recent meta-analysis in which SAD was grouped with specific phobia and agoraphobia, an association between phobia in probands and their first-degree relatives was identified. 43

Twin studies in social phobics suggest that additive genetics is responsible for increased incidence of SAD in monozygotic compared with dizigotic twins and suggest no role for common environmental experiences. Adult twin studies of combined phobia diagnoses (including social phobics) suggest that the additive genetics accounts for 20% to 40% of the variance in diagnosis. This result corresponds with a population-based twin study of adolescents diagnosed with social phobia, MDD, and alcoholism, in which genetics accounted for 28% of the risk variance for SAD. Again, the remaining risk was derived from non-shared environmental experiences. Unlike MDD and PTSD, there is little evidence that early-life trauma influences the risk for developing SAD in adulthood. 43

The one genome-wide linkage analysis of SAD implicated a region on chromosome 16 near the gene encoding the norepinephrine transporter. Other genes associated with SAD include (1) a functional variant in ADRB1, the gene encoding the 㬡-adrenergic receptor, and (2) two SNPs and a 3-SNP haplotype in the gene for COMT in female patients who have SAD (reviewed in 107 ). Because SAD is such a complex phenotype, it has been suggested that it may be more fruitful to search for susceptibility genes by examining intermediate phenotypes, quantitative traits, and comorbidity with other illnesses. In fact, SAD heritability includes disorder-specific but also nonspecific genetic factors. SAD is associated with behavioral inhibition in childhood, low extroversion, and high neuroticism. These personality traits are not SAD specific but are hypothesized to contribute to a spectrum of psychopathology inclusive of mood and anxiety disorders. Furthermore, behavioral inhibition, low extroversion, and high neuroticism are each known to be highly heritable and may largely account for the genetic contribution to SAD.

Genes associated with high behavioral inhibition include CRF und SERT. Internalizing neuroticism is associated with the gene encoding glutamic acid decarboxylase, the rate-limiting enzyme in the synthesis of GABA from glutamate (reviewed in 107 ).


Impact of Neurotransmitters on Physical and Mental Behavior

For this assignment, you will identify four major neurotransmitters and:
Analyze the function of each of the four neurotransmitters.
Evaluate the impact of each of the four neurotransmitters on physical and mental behavior.

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Solution Preview

The Impact of Neurotransmitters on Physical and Mental Behavior:

Neurotransmitters are chemicals found at the end of the motor neurons which allows for the signals transmission over synapses to other available neurons in the brain. Through this form of transmission, the muscles fibers are stimulated which in turn controls an individual's physical and mental behavior. The neurotransmitters are produced by the pituitary and the adrenal glands (Pacheco, Riquelme & Kalergis, 2010). There are several neurotransmitters however this document will identify four major neurotransmitters and at the same time analyze their functions and the impact they have on the mental and physical behavior of the individual.

Functions of the Neurotransmitters:

According to Boeree (2009), there are various major neurotransmitters such as acetylcholine, norepinephrine, dopamine, and serotonin. These neurotransmitters have the capability of influencing the physical and mental behavior of humans in one way or the other. The acetylcholine .

Lösungszusammenfassung

The impact of neurotransmitters on physical and mental behaviors are determined.


Stress and the Function of the Cardiovascular System

The existence of a positive association between stress and cardiovascular disease has been verified (Rozanski et al., 1999[93]). Stress, whether acute or chronic, has a deleterious effect on the function of the cardiovascular system (Rozanski et al., 1999[93] Kario et al., 2003[48] Herd, 1991[40]). The effects of stress on the cardiovascular system are not only stimulatory, but also inhibitory in nature (Engler and Engler, 1995[29]). It can be postulated that stress causes autonomic nervous system activation and indirectly affects the function of the cardiovascular system (Lazarus et al., 1963[59] Vrijkotte et al., 2000[120]). If these effects occur upon activation of the sympathetic nervous system, then it mainly results in an increase in heart rate, strength of contraction, vasodilation in the arteries of skeletal muscles, a narrowing of the veins, contraction of the arteries in the spleen and kidneys, and decreased sodium excretion by the kidneys (Herd, 1991[40]). Sometimes, stress activates the parasympathetic nervous system (Pagani et al., 1991[82]). Specifically, if it leads to stimulation of the limbic system, it results in a decrease, or even a total stopping of the heart-beat, decreased contractility, reduction in the guidance of impulses by the heart stimulus-transmission network, peripheral vasodilatation, and a decline in blood pressure (Cohen et al., 2000[17]). Finally, stress can modulate vascular endothelial cell function and increase the risk of thrombosis and ischemia, as well as increase platelet aggregation (Rozanski et al., 1999[93]).

The initial effect of stress on heart function is usually on the heart rate (Vrijkotte et al., 2000[120]). Depending upon the direction of the shift in the sympatho-vagal response, the heart beat will either increase or decrease (Hall et al., 2004[38]). The next significant effect of stress on cardiovascular function is blood pressure (Laitinen et al., 1999[56]). Stress can stimulate the autonomic sympathetic nervous system to increase vasoconstriction, which can mediate an increase in blood pressure, an increase in blood lipids, disorders in blood clotting, vascular changes, atherogenesis all, of which, can cause cardiac arrhythmias and subsequent myocardial infarction (Rozanski et al., 1999[93] Vrijkotte et al., 2000[120] Sgoifo et al., 1998[111]). These effects from stress are observed clinically with atherosclerosis and leads to an increase in coronary vasoconstriction (Rozanski et al., 1999[93]). Of course, there are individual differences in terms of the level of autonomic-based responses due to stress, which depends on the personal characteristics of a given individual (Rozanski et al., 1999[93]). Thus, training programs for stress management are aimed at reducing the consequences of stress and death resulting from heart disease (Engler and Engler, 1995[29]). In addition, there are gender-dependent differences in the cardiovascular response to stress and, accordingly, it has been estimated that women begin to exhibit heart disease ten years later that men, which has been attributed to the protective effects of the estrogen hormone (Rozanski et al., 1999[93]).

Studies have shown that psychological stress can cause alpha-adrenergic stimulation and, consequently, increase heart rate and oxygen demand (Rozanski et al., 1998[92], 1999[93] Jiang et al., 1996[46]). As a result, coronary vasoconstriction is enhanced, which may increase the risk of myocardial infarction (Yeung et al., 1991[124] Boltwood et al., 1993[8] Dakak et al., 1995[20]). Several studies have demonstrated that psychological stress decreases the microcirculation in the coronary arteries by an endothelium-dependent mechanism and increases the risk of myocardial infarction (Dakak et al., 1995[20]). On the other hand, mental stress indirectly leads to potential engagement in risky behaviors for the heart, such as smoking, and directly leads to stimulation of the neuroendocrine system as part of the autonomic nervous system (Hornstein, 2004[43]). It has been suggested that severe mental stress can result in sudden death (Pignalberi et al., 2002[84]). Generally, stress-mediated risky behaviors that impact cardiovascular health can be summarized into five categories: an increase in the stimulation of the sympathetic nervous system, initiation and progression of myocardial ischemia, development of cardiac arrhythmias, stimulation of platelet aggregation, and endothelial dysfunction (Wu, 2001[123]).


Option E.4 – Neurotransmitters and Synapses

Action potentials are passed between neurons across the synapse using chemical transmission in the form of Neurotransmitter. These are stored at the end of the axon.

When the action potential arrives, the ion channels open to allow Ca2+ to enter, activating the enzymes that act on presynaptic proteins. These proteins cause the release of the neurotransmitters from the vesicles and across the membrane of the nerve ending. Neurotransmitters are constantly recycled.

It then diffuses across the synaptischer Spalt and interacts with the receptors of the next neuron. Glial cells around the synaptic cleft contain transporters to remove any remaining neurotransmitters.

E.4.1 – State that some presynaptic neurons excite postsynaptic transmission and others inhibit postsynaptic transmission

Each neurotransmitter must bind to its matching receptor, which then stimulates the opening of the ion channels, exciting the neuron. If it reaches the threshold, an action potential will form and be passed along the post-synaptic neuron. When the process occurs this way, it is called an excitatory synapse.

On the other hand, there are also inhibitory synapses. Instead of triggering the release of Ca2+, the neurotransmitters cause the ion channels to open to allow the entry of Cl- ion or the exit of K+. The gradient changes in the opposite direction, making the overall charge of the neuron more negative or hyperpolarised. An action potential cannot be initiated.

An action potential may be formed from a number of impulses reaching the synapse in quick
succession, or from the combined effected of impulses from different axons.

E.4.2 – Explain how decision-making in the CNS can result from the interaction between the activities of excitatory and inhibitory presynaptic neurons at synapses

The brain coordinates and controls our body’s functions, as well as storing memories. It can also initiate activity, and allows us to perform abstract reasoning.

Each area of the brain performs a different function, and they are all connected. Verwenden von fMRT, these areas can be identified.

Integration is the process of data being taken into the centres and compiled with the existing data, or memories. This is then used in decision making. Each neuron has many synaptic knobs, forming different types of connections.

Decision making is also dependent on the interaction between excitatory and inhibitory synapses and the different connection pathways between neurons to produce a different result.

Divergent connections are when information from one pathway branches out and is passed to a number of others, forming the basis of a variety of responses.

Convergent connections are when information from multiple pathways focuses onto fewer pathways. This leads to stronger excitation or inhibition, and can trigger a response to multiple stimuli.

Kreisförmig oder Reverbatory connections are when the information returns to its source to reinforce a message or make it last longer

Parallel oder After-Discharge connections are when the post synaptic neuron sends out a number of impulses without any feedback, resulting in a precise, strong response.

E.4.3 – Explain how psychoactive drugs affect the brain and personality by either increasing or decreasing postsynaptic transmission

Psychoactive drugs affect the mind by altering the performance of synapses. Some drugs amplify their processes to increase post-synaptic transmission, such as nicotine and atropine. Some inhibit the process of synaptic transmission to decrease transmission, such as amphetamines and beta blocker drugs.

Synaptic transmission is significant in Gehirnfunktion. The brain in integral for the coordination of body functions, storing information, maintaining our memory bank, imagination, create, plan, calculate, predict and for abstract reasoning, but excluding reflexes.

Psychoactive drugs affect behaviour and possibly personality. Many of these drugs are used in medicine as tranquilisers and painkillers to make the brain neurons resistant to excitation. They are also used in horticulture as insecticides, to inhibit enzymic breakdown of transmitter substances after attachment to the post-synaptic membrane. It disrupts the nervous system to the point of death. Nerve gases can be used as weapons.

These are also used in a social and recreational context, but often have dangerous or tragic consequences.

E.4.4 – List three examples of excitatory and three examples of inhibitory psychoactive drugs

E.4.5 – Explain the effects of THC and cocaine in terms of their action at synapses in the Gehirn

This is also called marijuana, pot, grass or weed and is usually smoked. The chief mind altering chemical in it is THC (delta-9-tetrahydrocannabinol), which is typically present in concentration of 1-4%.

It is a mild Halluzinogen, showing similar disinhibiting properties to ethanol. It induces a sense of well-being and a dreamy state of relaxation. Ebenfalls:

  • Encourages fantasies
  • User becomes suggestible and vulnerable
  • Possible paranoia

Emotions peak after 10-30 minutes, and wear off after 2-3 hours.

Affects ability to absorb and retain information, maturity, leads to inappropriate lifestyle choices, gateway to cocaine. Also increases risk of car crashes, STI’s and unwanted pregnancy.

It is a highly addictive Stimulans, and is usually ingested, snorted or injected. Crack cocaine is heated to evaporate the water and inhaled from a heated pipe for faster absorption. it affects neurons containing Dopamin, which affects pleasure. It has euphoric effects, interfering the reabsorption of dopamine and prolonging stimulation for extended pleasure response.

It induces euphoria and hyperstimulation, reducing fatigue and increasing mental clarity. It causes intense pleasure beyond the normal range of human experience. Faster absorption leads to more intense sensations.

Use of cocaine is then followed by a crash, where the user become restless, irritable and anxious. Some people will binge, and suffer auditory hallucinations, paranoid psychosis and lose contact with reality

Users can quickly become addicted, and the cravings lead to repetitive and compulsive behaviours. It gives sensations of insects crawling under skin, severe depression, agitated delirium and paranoid psychosis. It has destructive social consequences, causing the user’s family to become alienated, with the user becoming isolated and suspicious. They will spend all their time and money obtaining more.

  • Spend time and money obtaining more
  • Often resort to crime
  • Put aside loved ones

E.4.6 – Discuss the causes of addiction, including genetic predisposition, social factors and dopamine secretion

Sucht – State of taking a mood-altering drug habitually, and being unable to give it up without experience unpleasant side-effects. The user is unable to control or abandon their drug use.

Drug addiction is characterised by a pathological desire for drugs. It occupies their thoughts and they can only think of obtaining more. They will spend time seeking drugs, with use occurring at the expense of other activities such as study, work and social activity. They cannot control the frequency of use or stop altogether, even if they want to.

The initial motivation for taking the drug affects the likelihood of addiction. If it is taken for medical purposes, then it rarely leads to addiction. However, if it is taken for pleasure, then they are more likely to get addicted.

Some people are predisposed to addiction because their brain is changed in complex ways. This specifically happens in the regions including the reward system and areas involved in executive functions and judgement. Ihr decision-making Fähigkeit is also affected.

Other personality types are more likely to become addicted, including those who are inclined to risk-taking oder hedonistic.

They might also have a metabolic state that makes drugs more effective, such as the absence of an enzyme to dispose of the drug. These conditions may be inherited.

Environmental factors, such as betonen, affect people’s response to the drug. Arm Diät, high unemployment and limited access to Ausbildung and training are also contributing factors to susceptibility. Little opportunity for personal fulfilment leads to a sense of hopelessness, so that the drugs become an escape.

Drug abuse can eventually alter the structure and chemical makeup of the brain. Since they affect the reward system, they can produce please, or remove stress and pain. This area is involved in learning, natural rewards, and causes the body to expect more or repeat the action.

Some drugs mimic dopamine, causing them to want to repeat use. However, they will eventually become less sensitive to or more tolerant of it, and they will need higher doses to get the same effect. Eventually, they may become dependent and feel like they can’t function without it. If they try to stop use, they will suffer from withdrawal symptoms.

Drugs interfere with the dopamine metabolism to produce a state of dependence. This often starts with gateway drugs, then later experimentation with more harmful ones, as more is required to produce the same effect. This drug use is habit-forming and users feel that they cannot live without it.


10 types of neurotransmitters and functions

Although nowadays, we know about more than 100 types of neurotransmitters with different functions, in this article we are only going to mention some of the most significant ones: dopamine, adrenaline, noradrenaline, serotonin, acetylcholine, glutamic acid, glycine, GABA (or Gamma-aminobutyric acid), histamine, and endogenous opioid peptide.

1. Dopamine

One of the most popular neurotransmitters is dopamine, which is involved in brain networks related to motivation and reward-driven behavior. In this sense, many people associate dopamine with pleasure, although it would be better to say that its activity depends on salience or the degree of surprise caused by specific stimuli.

This neurotransmitter is also essential for movement: lesions in dopaminergic pathways, which are produced for example in Parkinson's disease (PD), cause motor-type symptoms such as resting tremors, muscle stiffness, slowness of movement, and difficulty walking or even keeping balance.

Dopamine is a catecholamine, like epinephrine and norepinephrine, which we are going to talk about next. These types of neurotransmitters have the precursor in common from which they are synthesized: tyrosine, a non-essential amino acid (because the body produces it from phenylalanine, an essential amino acid we get from our diet).

2. Epinephrine (or adrenaline)

Epinephrine or adrenaline is considered a neurotransmitter when it works in the nervous system, but it is probably more relevant as a hormone -this is, the effects it has when it is secreted in the bloodstream by adrenal glands.

Epinephrine depends on the fight-or-flight response of our organism, which is activated in front of situations that we perceive as a threat to our physical or psychological integrity. It depends on the sympathetic nervous system, it is closely related to stress, and it implies physiological changes such as the increase of breathing and heart rate, subordination and the contraction of blood vessels.

3. Norepinephrine (or noradrenaline)

Norepinephrine can also be conceptualized as a neurotransmitter or as a hormone depending on whether it works inside or outside of the nervous system. Aber, what is the difference between epinephrine and norepinephrine? In this case, the function of the neurotransmitter is more relevant than the one of the hormone.

Both adrenaline and noradrenaline are synthesized from dopamine. Tyrosine, the amino acid that is used as the precursor for all the catecholamines, is transformed into DOPA due to the effects of the tyrosine hydroxylase enzyme. When decarboxylated, DOPA becomes dopamine if it oxidizes it becomes noradrenaline, and finally, adrenaline is obtained from the methylation of noradrenaline.

4. Serotonin (5-HT)

Serotonin is also called "5-hydroxytryptamine" (5-HT). In this case, the amino acid used as a precursor is not tyrosine (and in consequence serotonin doesn't belong to the group of catecholamines) but the tryptophan, which can be obtained from food such as eggs, milk, whole grains or chocolate, among others.

Serotonin is in charge of the regulation of other neurotransmitters' activities. Nowadays, it is known that it is involved in several processes such as the decrease of the levels of anxiety and physiological stress, the feeling of increased tiredness and appetite, the improvement of the mood or cell division.

5. Acetylcholine (ACh)

Acetylcholine comes from the glucose we obtain from food. Among the functions of the organism in which this neurotransmitter participates, we can highlight the stimulation (the contraction) of muscle cells in general and the brain, the production of saliva, urination, erection or the decrease of the heart rate frequency.

6. Glutamic acid (Glu)

Glutamic acid is the primary excitatory neurotransmitters of the human brain. It is widespread throughout this organ but, despite the importance of its excitatory effects, the neurons that use it as a neurotransmitter are relatively few they usually use it for other purposes, such as transamination or protein synthesis.

7. Gamma-aminobutyric acid (GABA)

The GABA neurotransmitter or gamma-aminobutyric acid is the most important neurotransmitter for the neuronal inhibition in the central nervous system, and particularly in the brain. The muscle tone depends on the GABA -so the deficits of this neurotransmitter are related to hypertonia and rigidity.

8. Glycine (Gly)

The eighth neurotransmitter that we have included in this list is glycine, which also has inhibitory effects in the central nervous system but, contrary to GABA, its activity is more important in the spine than in the brain. Glycine is also very important for the synthesis of collagen, present in the skin and bones.

9. Histamine

When it acts as a neurotransmitter in the nervous system, histamine is in charge of the regulation of tiredness and alertness, as well as the secretion of hormones by the hypothalamic system.

Histamine is especially known by its role in the immunity system responses. Among other body processes, this type of neurotransmitters is associated with inflammation and itching.

10. Endogenous opioid peptide

There are a lot of opioid peptides that the brain produces and that are considered neurotransmitters due to the way they fulfill their functions.

Within this type of neurotransmitters, encephalins, endorphins, and dynorphins stand out. Their functions have to do with the regulation of sensations of pain and hunger, body temperature or reproduction, among other aspects.


What are neurotransmitters?

Neurotransmitters are chemical messengers in the body. Their job is to transmit signals from nerve cells to target cells. These target cells may be in muscles, glands, or other nerves.

The brain needs neurotransmitters to regulate many necessary functions, including:

  • Pulsschlag
  • Atmung
  • sleep cycles
  • Verdauung
  • Stimmung
  • Konzentration
  • appetite
  • Muskelbewegung

The nervous system controls the body’s organs, psychological functions, and physical functions. Nerve cells, also known as neurons, and their neurotransmitters play important roles in this system.

Nerve cells fire nerve impulses. They do this by releasing neurotransmitters, which are chemicals that carry signals to other cells.

Neurotransmitters relay their messages by traveling between cells and attaching to specific receptors on target cells.

Each neurotransmitter attaches to a different receptor — for example, dopamine molecules attach to dopamine receptors. When they attach, this triggers action in the target cells.

After neurotransmitters deliver their messages, the body breaks down or recycles them.

Share on Pinterest Many bodily functions need neurotransmitters to help communicate with the brain.

Experts have identified more than 100 neurotransmitters to date.

Neurotransmitters have different types of action:

  • Excitatory neurotransmitters encourage a target cell to take action.
  • Inhibitory neurotransmitters decrease the chances of the target cell taking action. In some cases, these neurotransmitters have a relaxation-like effect.
  • Modulatory neurotransmitters can send messages to many neurons at the same time. They also communicate with other neurotransmitters.

Some neurotransmitters can carry out various functions, depending on the type of receptor that they are connecting to.

The following sections describe some of the best-known neurotransmitters.

Acetylcholine triggers muscle contractions, stimulates some hormones, and controls the heartbeat. It also plays an important role in brain function and memory. It is an excitatory neurotransmitter.

Low levels of acetylcholine are linked with issues with memory and thinking, such as those that affect people with Alzheimer’s disease. Some Alzheimer’s medications help slow the breakdown of acetylcholine in the body, and this can help control some symptoms, such as memory loss.

Having high levels of acetylcholine can cause too much muscle contraction. This can lead to seizures, spasms, and other health issues.

The nutrient choline, which is present in many foods, is a building block of acetylcholine. People must get enough choline from their diets to produce adequate levels of acetylcholine. However, it is not clear whether consuming more choline can help boost levels of this neurotransmitter.

Choline is available as a supplement, and taking high doses can lead to serious side effects, such as liver damage and seizures. Generally, only people with certain health conditions need choline supplements.

Dopamine is important for memory, learning, behavior, and movement coordination. Many people know dopamine as a pleasure or reward neurotransmitter. The brain releases dopamine during pleasurable activities.

Dopamine is also responsible for muscle movement. A dopamine deficiency can cause Parkinson’s disease.

A healthful diet may help balance dopamine levels. The body needs certain amino acids to produce dopamine, and amino acids are found in protein-rich foods.

Meanwhile, eating high amounts of saturated fat can lead to lower dopamine activity, according to research from 2015 . Also, certain studies suggest that a deficiency in vitamin D can lead to low dopamine activity.

While there are no dopamine supplements, exercise may help boost levels naturally. Some research has shown that regular exercise improves dopamine signaling in people who have early stage Parkinson’s disease.

Endorphins inhibit pain signals and create an energized, euphoric feeling. They are also the body’s natural pain relievers.

One of the best-known ways to boost levels of feel-good endorphins is through aerobic exercise. A “runner’s high,” for example, is a release of endorphins. Also, research indicates that laughter releases endorphins.

Endorphins may help fight pain. The National Headache Foundation say that low levels of endorphins may play a role in some headache disorders.

A deficiency in endorphins may also play a role in fibromyalgia. The Arthritis Foundation recommend exercise as a natural treatment for fibromyalgia, due to its ability to boost endorphins.

Also known as adrenaline, epinephrine is involved in the body’s “fight or flight” response. It is both a hormone and a neurotransmitter.

When a person is stressed or scared, their body may release epinephrine. Epinephrine increases heart rate and breathing and gives the muscles a jolt of energy. It also helps the brain make quick decisions in the face of danger.

While epinephrine is useful if a person is threatened, chronic stress can cause the body to release too much of this hormone. Over time, chronic stress can lead to health problems, such as decreased immunity, high blood pressure, diabetes, and heart disease.

People who are dealing with ongoing high levels of stress may wish to try techniques such as meditation, deep breathing, and exercise.

Anyone who thinks that their levels of stress could be dangerously high or that they may have anxiety or depression should speak with a healthcare provider.

Meanwhile, doctors can use epinephrine to treat many life threatening conditions, including:

Epinephrine’s ability to constrict blood vessels can decrease swelling that results from allergic reactions and asthma attacks. In addition, epinephrine helps the heart contract again if it has stopped during cardiac arrest.

Gamma-aminobutyric acid (GABA) is a mood regulator. It has an inhibitory action, which stops neurons from becoming overexcited. This is why low levels of GABA can cause anxiety, irritability, and restlessness.

Benzodiazepines, or “benzos,” are drugs that can treat anxiety. They work by increasing the action of GABA. This has a calming effect that can treat anxiety attacks.

GABA is available in supplement form, but it is unclear whether these supplements help boost GABA levels in the body, according to some research .

Serotonin is an inhibitory neurotransmitter. It helps regulate mood, appetite, blood clotting, sleep, and the body’s circadian rhythm.

Serotonin plays a role in depression and anxiety. Selective serotonin reuptake inhibitors, or SSRIs, can relieve depression by increasing serotonin levels in the brain.

Seasonal affective disorder (SAD) causes symptoms of depression in the fall and winter, when daylight is less abundant. Research indicates that SAD is linked to lower levels of serotonin.

Serotonin-norepinephrine reuptake inhibitors (SNRIs) increase serotonin and norepinephrine, which is another neurotransmitter. People take SNRIs to relieve symptoms of depression, anxiety, chronic pain, and fibromyalgia.

Some evidence indicates that people can increase serotonin naturally through:

A precursor to serotonin, called 5-hydroxytryptophan (5-HTP), is available as a supplement. However, some research has found that 5-HTP is not a safe or effective treatment for depression and can possibly make the condition worse.

Neurotransmitters play a role in nearly every function in the human body.

A balance of neurotransmitters is necessary to prevent certain health conditions, such as depression, anxiety, Alzheimer’s disease, and Parkinson’s disease.

There is no proven way to ensure that neurotransmitters are balanced and working correctly. However, having a healthful lifestyle that includes regular exercise and stress management can help, in some cases.

Before trying a supplement, ask a healthcare provider. Supplements can interact with medications and may be otherwise unsafe, especially for people with certain health conditions.

Health conditions that result from an imbalance of neurotransmitters often require treatment from a professional. See a doctor regularly to discuss physical and mental health concerns.


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