Die Synapse

Die Zellen Ihres Nervensystems empfangen und senden ständig Informationen, von der grundlegenden Körperfunktion bis zum Sinnesreiz. Neuronen kommunizieren mit elektrischen Signalen, die Aktionspotenziale genannt werden. Diese Aktionspotenziale haben ihren Ursprung im Zellkörper, und bewegen sich am Axon entlang zum Axonterminal, wo sie zur nächsten Zelle weitergeleitet werden.

Der Punkt, an dem sich zwei Neuronen treffen, heißt Synapse. Elektrische Synapsen ermöglichen eine direkte Kommunikation zwischen Zellen unter Verwendung von Lückenverbindungen, die oft an der Koordination schneller Aktivität beteiligt sind. Die meisten Synapsen sind jedoch chemische Synapsen, die einen synaptischen Spalt enthalten, einen physischen Raum, der sich zwischen dem Neuron befindet, welches ein Signal aussendet, und das als die präsynaptische Zelle bekannt ist, und dem empfangenden Neuron, das postsynaptische Zelle heißt.

Aktionspotenziale können den synaptischen Spalt nicht überqueren, so dass Neuronen das elektrische Signal an der Synapse in ein chemisches Signal umwandeln. Dies wird durch die Freisetzung von Molekülen erreicht, die als Neurotransmitter bezeichnet werden. Es gibt viele Neurotransmitter, welche jeweils verschiedene Auswirkungen auf die postsynaptischen Neuronen haben, unter anderem das anregende Glutamat und das hemmende GABA.

Wenn das Aktionspotenzial das präsynaptische Terminal erreicht, öffnen sich spannungsgesteuerte Kalziumkanäle auf der präsynaptischen Membran. Kalzium dringt in die Zelle ein, was die Fusion von Vesikeln mit der Membran und die Freisetzung von Neurotransmittern in den synaptischen Spalt hinein auslöst. Diese sind dann in der Lage, sich an Rezeptoren auf der postsynaptischen Zelle zu binden.

Die Verbindung von Neurotransmittern an die Rezeptoren kann zu einer Erhöhung oder Verminderung des postsynaptischen Membranpotentials führen, was auch die Wahrscheinlichkeit der Einleitung eines Aktionspotenzials in der postsynaptischen Zelle ändert. Neuronen können Tausende von Synapsen haben und Informationen von vielen Zellen erhalten. Diese Signale werden in der Soma des postsynaptischen Neurons kombiniert.

Dabei bestimmt die Zelle, ob diese Nachricht weitergeleitet wird oder nicht. Nach kurzer Bindung an postsynaptische Rezeptoren können sich Neurotransmitter ausbreiten, abgebaut oder recycelt werden. Die Wiederaufnahme von Proteinen in der präsynaptischen Zelle ist oft für das Recycling von Neurotransmittern verantwortlich.

Die Freisetzung und Bindung von Neurotransmittern über Synapsen hinweg ermöglicht den elektischen Signalen der Aktionspotenziale die Kommunikation mit den benachbarten Neuronen. Dieser mehrstufige Prozess ist entscheidend für die Funktion der Neuronen.