Pflanzenstoffe und Hirnfunktion

Größte Bedeutung für die Wirkung von Pflanzen auf die Funktion des menschlichen Gehirns hat interessanterweise das Zusammenleben der beiden wichtigsten Lebensformen auf der Erde außerhalb des Wassers: Pflanzen und Insekten. Diese haben sich miteinander entwickelt und ihre Evolution wechselseitig beeinflusst. Pflanzen haben im Laufe ihrer Entwicklung zahlreiche Substanzen – sog. sekundäre Metaboliten oder auch sekundäre Pflanzenstoffe – entwickelt, mit denen sie sich einerseits gegen Insektenfraß schützen, andererseits aber andere Insektenarten als Bestäuber auch anlocken, da sie auf diese für ihre Fortpflanzung angewiesen sind. Daneben erfüllen diese Pflanzenstoffe zahlreiche andere Funktionen, die der Interaktion der Pflanze mit ihrer Umgebung dienen: Sie werden im Rahmen von Stressreaktionen der Pflanze auf Umweltreize produziert, dienen der Kommunikation mit anderen Pflanzen oder symbiotisch mit der Pflanze lebenden Organismen wie Bakterien oder Pilzen oder sie wirken als antimikrobielle Wirkstoffe. Sekundäre Pflanzenstoffe haben primär keine Funktion für die Interaktion von Pflanzen mit dem Menschen. Die gemeinsame Evolution von Pflanzen und Mensch ist nahezu bedeutungslos im Vergleich zu der nahezu 400 Millionen Jahre währenden Koevolution von Pflanzen und Insekten. Dennoch spielt die gemeinsame Entwicklung von Pflanzen und Insekten wahrscheinlich eine bedeutende Rolle für die psychotropen Wirkungen vieler Pflanzen beim Menschen.

Sekundäre Pflanzenstoffe dienen zunächst der Abwehr der Insekten, die sich von Pflanzen ernähren, das sind 50% aller etwa eine 1 Million umfassenden Insektenspezies. Zudem sollen sie die Insekten, auf die sie für die Fortpflanzung angewiesen sind – das sind etwa 70% aller Pflanzen – attrahieren. Viele dieser Wirkungen entfalten sich an Angriffspunkten des Insektennervensystems. Biochemie und Architektur des Nervensystems sind aber evolutionär hochgradig konserviert, d.h., viele der Funktionen und Moleküle des Insektennervensystems finden sich auch beim Menschen. Das gilt z.B. für viele der Neurotransmitter (Botenstoffe, die der Kommunikation zwischen Nervenzellen dienen), die beim Menschen eine zentrale Rolle spielen. So findet sich z.B. der Neurotransmitter Acetylcholin, der eine wichtige Funktion für kognitive (geistige) Leistungen (Aufmerksamkeit, Konzentration, Gedächtnis) des Menschen spielt, auch bei Insekten. In der Tat sind viele Pflanzenstoffe bekannt, die – zum Teil sehr erhebliche – Wirkungen auf die Signalübertragung durch Acetylcholin haben. Diese können positiv wie negativ sein.

Eine weitere Ursache für die Wirkungen von sekundären Pflanzenstoffen auf das menschliche Gehirn und die Psyche mögen auch die Ähnlichkeiten zwischen Pflanzen und Mensch hinsichtlich ihrer zellulären, biochemischen und molekularen Prozesse sein. Wie oben angedeutet, synthetisieren Pflanzen vielerlei sekundäre Metaboliten, die der Kommunikation mit der Umwelt dienen. Die molekularen und hormonellen Prozesse, die dieser Kommunikation zugrunde liegen, finden sich auch beim Menschen wieder. Auch die wichtigsten beim Menschen bekannten Neurotransmitter finden sich bei Pflanzen: Acetylcholin, γ-Aminobuttersäure (GABA), Glutamat, Serotonin, Dopamin, Adrenalin, Noradrenalin, Melatonin und viele andere Moleküle dienen bei Mensch wie Pflanze der Signalübertragung. Es ist naheliegend, dass der Verzehr bestimmter Pflanzen profunde Wirkungen auf den Menschen haben kann.

Weiterführende Literatur:

David O. Kennedy. Plants and the human brain. Oxford University Press, Oxford and New York, 2014