Oxytocin oder Oxitozin (von ‚schnell‘ und ‚Geburt‘),Siehe Peter Karlson: Biochemie. 6. Auflage, Thieme, Stuttgart 1967, S. 308, Fußnote 2. auch Ocytocin (von ‚geburtsbeschleunigendes Mittel‘)Otto Roth: Klinische Terminologie. 10. Auflage, Thieme, Leipzig 1925, S. 372 (remedium oxytokicum). – ältere Synonyme Pitocin, Pituisan, Orasthin und α-Hypophamin –, ist ein im Gehirn produzierter Botenstoff im Körper. Es ist unter anderem als ein Hormon wirksam, das beim Geburtsprozess eine wichtige Rolle spielt, da es die Gebärmutter dazu bringt, sich zusammenzuziehen, und damit Wehen auslöst. Zudem stimuliert Oxytocin die Brustdrüsen zur Abgabe von Milch. Gleichzeitig beeinflusst es nicht nur das Verhalten zwischen Mutter und Kind sowie zwischen Geschlechtspartnern, sondern auch ganz allgemein soziale Interaktionen.
Oxytocin ist ein Neuropeptid aus der Gruppe der Proteohormone. Es wird im Nucleus paraventricularis und zu einem geringen Teil im Nucleus supraopticus (beides Kerngebiete im Hypothalamus) gebildet. Von hier wird Oxytocin über Axone zum Hinterlappen (Neurohypophyse) der Hypophyse (deutsch: Hirnanhangdrüse) transportiert, zwischengespeichert und bei Bedarf abgegeben.
Geschichte und Herstellung Henry Dale entdeckte Oxytocin 1906 in der Hypophyse. Er beschrieb die Wirkungen des Oxytocins zuerst in Verbindung mit dem Geburtsbeginn und der Geschwindigkeit der Geburt. Kurz darauf kam er zu Forschungsergebnissen, die ihm den Zusammenhang zwischen Oxytocin und der Sekretion von Muttermilch beim Stillen nahelegten. Oxytocin wurde zusammen mit Vasopressin erstmals 1953 von Vincent du Vigneaud isoliert und synthetisiert, wofür er 1955 den Nobelpreis für Chemie erhielt..
Seit den 1960ern wird Oxytocin in der Geburtshilfe zur Wehenförderung eingesetzt.
Heute ist bekannt, dass Oxytocin sowohl als Hormon als auch als Neurotransmitter wirkt. Die Bandbreite seiner Wirkung ist daher größer als ursprünglich angenommen.
Struktur Die Primärstruktur des humanen Peptids Oxytocin besteht aus neun Aminosäuren mit der Sequenz CYIQNCPLG.. Die beiden Cystein-Reste (C) bilden eine Disulfidbrücke. Die Struktur von Oxytocin ist sehr ähnlich dem Vasopressin, ebenfalls ein Nonapeptid (CYFQNCPRG) mit einer Disulfidbrücke, dessen Sequenz sich in zwei Aminosäuren unterscheidet. Das C-terminale Glycin liegt in seiner amidierten Form vor.
Physiologie Oxytocin entsteht aus dem Präkursor-Protein Oxytocin-Neurophysin (106 Aminosäuren) durch Trennung von Peptidbindungen mittels der Proprotein-Convertase 1, wobei neben dem Oxytocin und dem Neurophysin (94 Aminosäuren) ein Tripeptid entsteht. Abgebaut wird Oxytocin wie auch Vasopressin, Angiotensin III und mehrere Enkephaline durch das Enzym Leucyl-Cystinyl-Aminopeptidase..
Auch die Aktivität neuronaler Netzwerke des Gehirns, v. a. des Stammhirns regt diese Ausschüttung an. Die Vorgänge im Stammhirn haben die Aufgaben, Angst- und Fluchtverhalten zu steuern. Hier ist z. B. die Amygdala zu nennen, aber auch andere Neuronenverbände im Stammhirn, die den Herzkreislauf kontrollieren. Das Oxytocin spielt so eine wichtige Rolle bei der Stressregulierung.
Der Oxytocin-Spiegel ist unter MDMA-Einfluss erhöht, womit die verstärkte Wahrnehmung positiver Emotionen in anderen Menschen im MDMA-Rausch erklärbar ist.
Zur Bestimmung des Oxytocinspiegels ist vor allem die Analyse aus Blutplasma üblich; allgemeiner kann Oxytocin im Blut, Speichel, Liquor oder Urin nachgewiesen werden. Kurzfassung, S. xv. Beispielsweise ist der Verlauf des Oxytocinspiegels bei der Interaktion mit Neugeborenen noninvasiv im mütterlichen Speichel nachgewiesen worden.
Oxytocin ist ein positiver allosterischer Modulator an μ-Opioidrezeptoren (MOR), verstärkt also die Wirkung orthosterischer MOR-Agonisten. Erhöht wird dabei deren Efficacy (Emax), nicht ihre Affinität.
Oxytocin-Rezeptoren Oxytocin-Rezeptoren (OXTR) befinden sich in verschiedenen Körpergewebearten, unter anderem in den Myoepithelzellen der Milchdrüsen, den Geweben der Geschlechtsorgane, der Nieren, des Herzens, des Thymus, der Bauchspeicheldrüse und in Fettzellen.G. Gimpl, F. Fahrenholz: The oxytocin receptor system: structure, function, and regulation. In: Physiological Reviews. Band 81, Nr. 2, April 2001, S. 629–683, PMID 11274341. Es ist nur eine OXTR-Isoform bekannt, da der Rezeptor jedoch G-Protein-gekoppelt ist, können zelluläre Effekte sehr unterschiedlich sein. Im präfrontalen Cortex beispielsweise führt die Gabe von Oxytocin zu spontanen, rhythmischen Aktionspotentialen in Interneuronen.M. Nakajima, A. Görlich, N. Heintz: Oxytocin Modulates Female Sociosexual Behavior through a Specific Class of Prefrontal Cortical Interneurons. In: Cell. Band 159, Nr. 2, 9. Oktober 2014, S. 295–305, PMID 25303526.
Physiologische Wirkungen Oxytocin bewirkt eine Kontraktion der Gebärmuttermuskulatur (Myometrium) und löst damit die Wehen während der Geburt aus. Es wird im Rahmen der klinischen Geburtshilfe als Medikament in Tablettenform, als Nasenspray oder intravenös (sog. „Wehentropf“) eingesetzt. Weiterhin löst Oxytocin Nachwehen aus – Kontraktionen der Gebärmuttermuskulatur, die unmittelbar nach der Geburt der Blutstillung und später der Rückbildung (Involution) des Uterus dienen. Hieraus leitet sich auch dessen Verwendung insbesondere als Notfallarzneimittel im Falle einer nachgeburtlichen (postpartalen) Blutung.
Darüber hinaus verursacht es die Milchejektion (Entleerung der Drüsenbläschen) durch Stimulation der sogenannten myoepithelialen Zellen der Milchdrüse.
Oxytocin verringert den Blutdruck und den Cortisolspiegel, wirkt sedierend sowie schmerzstillend und kann zu verbesserter Wundheilung führen.K. Uvnäs-Moberg: Oxytocin may mediate the benefits of positive social interaction and emotions. In: Psychoneuroendocrinology. Band 23, Nr. 8, November 1998, S. 819–835, PMID 9924739. Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass Oxytocin durch Einwirkung auf die sogenannte HPA-Achse (hypothalamic-pituitary-adrenocortical axis) die Auswirkung von Stress verringert.Courtney E. Detillion u. a.: Social facilitation of wound healing. In: Psychoneuroendocrinology. Band 29, Nr. 8, September 2004, S. 1004–1011, doi:10.1016/j.psyneuen.2003.10.003.
Studien an Tiermodellen und am Menschen zeigen, dass Oxytocin Einfluss auf das Körpergewicht hat. Wiederholte zentrale Injektionen von Oxytocin in das Gehirn von Ratten, welche eine stark fetthaltige Diät erhielten, führten bei gleicher Ernährung zu geringerer Gewichtszunahme als bei Ratten, welchen Kochsalzlösung injiziert wurde. Dieser Effekt beruht auf einem gesteigerten Fettstoffwechsel durch verstärkte Betaoxidation freier Fettsäuren. Bei einer Studie an Menschen mit Adipositas führte die Behandlung mit oxytocinhaltigem Nasenspray zu Gewichtsabnahme und verbesserten Cholesterinwerten.
Aufgrund seiner weitgehend homologen Struktur zu Adiuretin kann Oxytocin in hohen Dosen dessen Wirkung haben.
Es bestehen Hinweise, dass Oxytocin regulierend auf das Wachstum neoplastischer Zellen einwirkt.P. Cassoni u. a.: Oxytocin and Oxytocin Receptors in Cancer Cells and Proliferation. In: Journal of Neuroendocrinology. Band 16, Nr. 4, April 2004, S. 362–364, doi:10.1111/j.0953-8194.2004.01165.xMattie Tops, Jacobien M. van Peer, Jakob Korr: Individual differences in emotional expressivity predict oxytocin responses to cortisol administration: Relevance to breast cancer? In: Biological Psychology. Band 75, Nr. 2, Mai 2007, S. 119–123. doi:10.1016/j.biopsycho.2007.01.001. PMID 15089975.
Oxytocin wird zu den Glückshormonen gezählt.
Auslöser und Kontextfaktoren der Oxytocinausschüttung Die Ausschüttung von Oxytocin wird durch jede Art angenehmen Hautkontakts mitveranlasst, beispielsweise beim Stillen durch den Saugimpuls des Säuglings, durch Umarmungen, Wärme oder Massagen. Diese Reize aktivieren sensorische Bahnen, die auf beruhigende und bindungsfördernde soziale Signale reagieren und so die Oxytocinfreisetzung anregen.
Aber auch soziale Interaktionen und kommunikative Reize ohne physischen Kontakt können die Ausschüttung von Oxytocin fördern. Emotionale Gespräche, vertraute Stimmen, Blickkontakt oder wechselseitige Mimik können – besonders in vertrauten Beziehungen – eine ähnliche neurobiologische Reaktion hervorrufen. Dabei werden Areale des sogenannten sozialen Gehirns aktiviert, die mit Vertrauen, Empathie und emotionaler Resonanz verknüpft sind. Entscheidend ist nicht allein der Reiz selbst, sondern seine subjektive Bedeutung und der Grad emotionaler Verbundenheit zwischen den Beteiligten.
Solche kommunikativen Auslöser führen in der Regel zu milderen, aber dennoch messbaren Anstiegen des Oxytocinspiegels, die mit Gefühlen von Nähe, Vertrauen und sozialer Zugehörigkeit einhergehen können. Sie verdeutlichen, dass Oxytocin nicht ausschließlich durch Berührung, sondern generell durch emotional bedeutsame soziale Signale aktiviert wird. Der Zusammenhang zwischen peripher gemessenen und zentralen Oxytocinwerten ist allerdings noch Gegenstand aktueller Forschung.
Verhaltenssteuerung Neben diesen physiologischen Wirkungen nimmt Oxytocin auch Einfluss auf das Verhalten.
Bei Tieren Bei der Milchkuh muss zur Entleerung des Euters durch das Saugen des Kalbs oder durch andere Reize, auf welche die Kuh konditioniert ist, das in ihrer Hirnanhangdrüse gespeicherte Oxytocin freigesetzt werden. Das Oxytocin bewirkt für fünf bis acht Minuten das Einschießen der Milch in die Milchzisterne des Euters, von wo sie durch die Melkmaschine abgesaugt oder beim Melken von Hand durch die Finger ausgepresst werden kann.Glinde Tetra Pak Processing GmbH (Hrsg.): Handbuch der Milch- und Molkereitechnik. Mann, Gelsenkirchen 2003, ISBN 3-7862-0146-3.
Untersuchungen bei monogamen Präriewühlmäusen (Microtus ochrogaster) lassen vermuten, dass Oxytocin auch bei der Paarbindung eine Rolle spielt.Gene switches make prairie voles fall in love. Auf: nature.com vom 2. Juni 2013; Brandon J. Aragona, Zuoxin Wang: The Prairie Vole (Microtus ochrogaster): An Animal Model for Behavioral Neuroendocrine Research on Pair Bonding. In: ILAR Journal. Band 45, Nr. 1, 2004, S. 35–45, doi:10.1093/ilar.45.1.35. Im Gegensatz zu polygamen Rocky-Mountains-Wühlmäusen zeigen Präriewühlmäuse eine ausgeprägte, langzeitige und paarweise Partnerbindung. Verschiedene Untersuchungen fanden eine kritische Rolle von Oxytocin bei der Ausprägung dieser Partnerpräferenz: Injizierte man Präriewühlmäusen einen Oxytocin-Antagonisten, so verhielten sich diese im Partnerverhalten ähnlich den polygamen Bergwühlmäusen und zeigten keine längerzeitigen sozialen Bindungen mehr. Die Untersuchungen ergaben, dass Oxytocin notwendig und hinreichend zur Ausprägung der Partnerpräferenz ist.
Interessanterweise scheint es jedoch nicht die Menge an endogen ausgeschüttetem Oxytocin an sich zu sein, welche das soziale Bindungsverhalten beeinflusst, sondern die spezifische Ausbildung von Oxytocin-Rezeptoren im Gehirn. So unterscheiden sich die Rezeptorverteilungen im Gehirn von Prärie- und Bergwühlmäusen in charakteristischer Weise. Zudem zeigen Präriewühlmäuse ähnliche Rezeptorverteilungen wie eine andere monogame Spezies (Wiesenwühlmäuse). Weibliche Bergwühlmäuse, die nur in der Zeit unmittelbar nach der Geburt des Nachwuchses ein längerzeitiges Bindungsverhalten zu ihren Nachkommen zeigen, weisen exakt in dieser Zeit eine Veränderung in ihrer Oxytocinrezeptorverteilung auf.
Eine 2016 publizierte Studie belegte ferner, dass Präriewühlmäusen, die in Experimenten aversiven Reizen ausgesetzt worden waren, danach von ihnen bereits länger bekannten Artgenossen besonders intensiv das Fell gepflegt wurde; auch dieses Verhalten wurde auf das Hormon Oxytocin zurückgeführt.James P. Burkett u. a.: Oxytocin-dependent consolation behavior in rodents. In: Science. Band 351, Nr. 6271, 2016, S. 375–378 (doi:10.1126/science.aac4785); Präriewühlmäuse kuscheln gegen den Stress. In: sueddeutsche.de vom 22. Januar 2016.