Wie funktioniert eine Synapse

Informationsübertragung an der Synapse . Bis ein Reiz vom Gehirn als solcher wahrgenommen werden kann, bedarf es einige Schritte der Informationsübertragung. Es können erregende und hemmende Informationen an der Synapse eingehen. Geht ein erregender ein, so wird er an die nächste Nervenzelle weiter geleitet. Ein hemmender „bleibt stecken“.

Gleichzeitig auftretende hemmende und errengende Signale lassen sich verrechnen. So kann ein hemmendes Signal das erregende stoppen. Bei der zwischensynaptischen Übertragung spielen Transmitter eine zentrale Rolle. Sie sind Botenstoffe, welche dabei den synaptischen Spalt bis hin zur postsynaptischen Membran überqueren und somit bei einer erregenden Information das postsynaptische Potenzial auslösen. Im Folgenden ist der Reiz wieder elektrisch.

Ein historisches Experiment

Die Funktion der Reizweiterleitung wurde erstmals an Synapsen zwischen den sogenannten motorischen Endplatten untersucht, denn diese eignen sich besonders gut wegen ihrer Größe.Der Pharmakologe Otto Loewi experimentierte 1921 mit Fröschen, indem er den Neurit eines zum Herzen führenden Nerves reizte. Er beobachtete eine Verlangsamung des Herzschlages.Nach dieser Reizung entnahm er diesen Neuriten, der sich in direkter Nähe des Nervenendes befand, etwas Flüssigkeit von der Herzaußenseite.In einem zweiten Experiment tropfte er die zuvor entnommene Flüssigkeit auf das Herz eines zweiten Frosches und beobachtete ebenfalls eine Verlangsamung des Herzschlages.Kontrolltests mit Flüssigkeit, die sich in der nähren Umgebung nicht-gereizter Froschherzen befand, zeigten keine Veränderungen des Herzschlages.Daraus folgerte Loewi, dass sich in der Flüssigkeit, die sich an der Herzaußenseite befindet, Substanzen befinden, die durch den Reiz aus dem synaptischen Endknöpfchen frei gesetzt wurden.

Erläuterung zur Übertragung

Durch das Aktionspotenzial werden in der Membran des Endknöpfchens die Calcium-Poren geöffnet. Diese Calcium-Ionen führen dazu, dass die synaptischen Vesikel an die präsynaptische Membran wandern und durch Exocytose die enthaltenen Transmitter in dem synaptischen Spalt geben. Um das Beispiel besser erläutern zu können, legen wir uns auf den Transmitter Achetylcholin (Ach) fest.Die Achetylcholin-Transmitter diffundieren durch den synaptischen Spalt und lagern sich an substratspezifische Rezeptoren. Diese öffnen sich beim Andocken des Transmitters und führt zu einer Diffusion von Natium- und Kaliumionen.Durch diese Diffusion entsteht ein postsynaptisches Potenzial.Die Trasmitter werden enzymatisch verändert, das heißt sie werden aufgespalten in Achetyl (A) und Cholin (Ch) und wandern zurück ins synaptische Endknöpfchen, wo sie wieder als ACh in die synaptischen Vesikel eingebaut werden.

Die Natrium- und Kalium-Poren schließen sich wieder.Neben erregenden Synapsen gibt es auch hemmende. Das bedeutet, dass der Transmitter die Natrium- und Kalium-Poren nicht öffnet und es somit nicht zu einem Anstieg, sondern zu einer Absenkung des postsynaptischen Potenzials kommt.Ein typisch hemmender Transmitter ist GABA, der nämlich die Chlorid-Poren öffnet, anstatt die Natrium- und Kalium-Poren.

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