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18.6: Die Synapse
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Die Synapse
 

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18.6: Die Synapse

Neuronen kommunizieren miteinander, indem sie ihre elektrischen Signale an andere Neuronen weitergeben. Eine Synapse ist der Ort, an dem sich zwei Neuronen treffen, um Signale auszutauschen. An der Synapse wird das Neuron, welches das Signal sendet, als präsynaptische Zelle bezeichnet. Dagegen wird das Neuron, welches die Nachricht empfängt, die postsynaptische Zelle genannt. Man beachte, dass die meisten Neuronen sowohl präsynaptisch als auch postsynaptisch sein können, da sie sowohl Informationen senden und empfangen.

Eine elektrische Synapse ist ein Typ von Synapsen, bei dem die prä -und postsynaptischen Zellen durch Proteine, sogenannte Gap Junctions, physikalisch miteinander gekoppelt sind. Dadurch können elektrische Signale direkt an die postsynaptische Zelle übertragen werden. Eine Eigenschaft dieser Synapsen ist, dass sie elektrische Signale extrem schnell übertragen können und dazu keine Energiezufuhr benötigen. Dies geschieht teilweise schon im Bruchteil einer Millisekunde. Dies ist oft nützlich in Schaltkreisen, die Teil des Fluchtverhaltens sind. Ein Beispiel sind Krebse, welche die Wahrnehmung eines Raubtieres mit der Aktivierung der motorischen Reaktion koppeln.

Im Gegensatz dazu ist die Übertragung bei chemischen Synapsen ein schrittweiser Prozess. Wenn ein Aktionspotential das Ende des Axon-Terminus erreicht, öffnen sich spannungsgesteuerte Kalziumkanäle und lassen Kalziumionen eindringen. Diese Ionen lösen die Verschmelzung von Neurotransmitter enthaltenden Vesikeln mit der Zellmembran aus, wodurch Neurotransmitter in den kleinen Raum zwischen den beiden Neuronen, den so genannten synaptischen Spalt, freigesetzt werden. Diese Neurotransmitter wie Glutamat, GABA, Dopamin und Serotonin stehen dann zur Verfügung, um an spezifische Rezeptoren auf der postsynaptischen Zellmembran zu binden. Nach der Bindung an die Rezeptoren können die Neurotransmitter recycelt, abgebaut oder vom synaptischen Spalt weg diffundiert werden.

Chemische Synapsen überwiegen im menschlichen Gehirn und haben aufgrund der mit der Neurotransmitterfreisetzung verbundenen Verzögerung Vorteile gegenüber elektrischen Synapsen. Erstens können einige oder viele Vesikel freigesetzt werden, was zu einer Vielzahl von postsynaptischen Reaktionen führt. Zweitens kann die Bindung an verschiedene Rezeptoren zu einer Erhöhung oder Verringerung des Membranpotentials in der postsynaptischen Zelle führen. Zusätzlich wird die Verfügbarkeit von Neurotransmittern im synaptischen Spalt durch Recycling und Diffusion reguliert. Auf diese Weise erreichen chemische Synapsen neuronale Signale, die hochgradig reguliert und fein abgestimmt werden können.


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