Synapsen

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Eine Synapse ist eine Verbindungsstelle zwischen zwei Zellen, die als primärer Ort der Kommunikation dient. Nervenzellen können Synapsen mit anderen Nervenzellen oder mit Zielzellen, wie Muskeln und Drüsen, bilden. Synapsen können in zwei Arten eingeteilt werden: elektrische und chemische Synapsen.

Elektrische Synapsen erleichtern die direkte Kommunikation zwischen den Zellen durch Proteinkanäle, die als Ionenkanäle bezeichnet werden und die den schnellen Austausch von Ionen zwischen Zellen ermöglichen. Diese Art von Synapse ermöglicht eine schnelle und bidirektionale Weiterleitung von Signalen.

Chemische Synapsen hingegen leiten Signale langsamer und nur in eine Richtung weiter. Sie sind durch die Freisetzung von Neurotransmittern aus Vesikeln in der präsynaptischen Nervenzelle gekennzeichnet. Erreicht ein Aktionspotential das präsynaptische Axonterminal, gelangen Natriumionen über die spannungsabhängigen Natriumkanäle in die Zelle. Dadurch wird das Membranpotential der Zelle verändert. Diese Änderung des Membranpotentials löst die Öffnung von spannungsabhängigen Calciumkanälen aus. Der Calciumeinstrom führt dazu, dass die Vesikel mit der präsynaptischen Membran verschmelzen und so die Neurotransmitter in den synaptischen Spalt zwischen der präsynaptischen und der postsynaptischen Zelle freigesetzt werden.

Neurotransmitter können entweder erregende oder hemmende Wirkungen auf das postsynaptische Neuron haben. Exzitatorische postsynaptische Potentiale (EPSPs) entstehen durch Depolarisation der postsynaptischen Membran und erhöhen die Wahrscheinlichkeit der Erzeugung eines Aktionspotentials im Neuron. Im Gegensatz dazu werden inhibitorische postsynaptische Potentiale (IPSPs) durch Hyperpolarisation erzeugt, wodurch die Wahrscheinlichkeit der Auslösung eines Aktionspotentials sinkt.

Die Rezeptoren auf der postsynaptischen Membran können ionotrop oder metabotrop sein. Ionotrope Rezeptoren sind ligandengesteuerte Ionenkanäle, die sich direkt als Reaktion auf die Bindung eines Neurotransmitters öffnen. Die folgende Reaktion ist schnell und von kurzer Dauer. Metabotrope Rezeptoren sind G-Protein-gekoppelte Rezeptoren, die indirekt Ionenkanäle mit Hilfe von Botenstoffen öffnen können. Sie ermöglichen eine langsame und lang anhaltende Reaktion.

Postsynaptische Potentiale sind modulierte Potentiale, die zur Summation fähig sind. Eine zeitliche Summation findet statt, wenn mehrere Signale von einem einzigen präsynaptischen Neuron in rascher Folge eintreffen und die Gesamtwirkung verstärken. Eine räumliche Summation findet statt, wenn Signale von mehreren präsynaptischen Neuronen auf ein einziges postsynaptisches Neuron treffen, was zu einer kumulativen Wirkung führt. Die Summation kann sowohl erregende als auch hemmende Signale umfassen, die die Gesamtreaktion des postsynaptischen Neurons bestimmen.

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Elektrische und chemische Synapsen

Die Funktionsweise von Synapsen kann elektrisch oder chemisch sein. Erfahre anhand der folgenden Übersichten mehr über ihre Unterschiede.

Aufbau einer chemischen Synapse

Synaptische Übertragung

Neuronen kommunizieren über chemische Synapsen mithilfe von Neurotransmittern. Lerne die Ereignisse, die während dieses Prozesses ablaufen, Schritt für Schritt kennen.

Postsynaptische Potentiale

Je nach Rezeptor können Neurotransmitter die postsynaptischen Neuronen erregen oder hemmen und so postsynaptische Potentiale erzeugen.

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Zusammenfassung