Synapsen & Neurotransmitter
Chemische Synapse, EPSP/IPSP, Neurotransmitter & neuronale Plastizität
Inhaltsverzeichnis
Synapsen & Neurotransmitter
Abb. 1: Chemische Synapse – Vesikel, synaptischer Spalt und postsynaptische Rezeptoren
Was ist eine Synapse?
Eine Synapse ist die Verbindungsstelle zwischen zwei Neuronen oder zwischen einem Neuron und einer Muskelzelle (neuromuskuläre Endplatte). Bei chemischen Synapsen wird das Signal durch Neurotransmitter übertragen. Der synaptische Spalt beträgt ca. 20 nm.
Signalübertragung an der chemischen Synapse
AP erreicht das präsynaptische Endknöpfchen → spannungsgesteuerte Ca²⁺-Kanäle öffnen
Ca²⁺ strömt ein → Vesikel mit Neurotransmitter fusionieren mit Membran (Exozytose)
Neurotransmitter diffundieren durch den synaptischen Spalt (~20 nm)
NT bindet an Rezeptoren der postsynaptischen Membran → Ionenkanäle öffnen
EPSP (erregend) oder IPSP (hemmend) entsteht → räumliche/zeitliche Summation → ggf. neues AP
NT wird abgebaut (z.B. Acetylcholinesterase) oder wiederaufgenommen (Reuptake)
EPSP vs. IPSP
- Exzitatorisches postsynaptisches Potenzial
- Depolarisation der Membran
- Na⁺ strömt ein
- Beispiel: Glutamat, Acetylcholin
- Erhöht Wahrscheinlichkeit eines APs
- Inhibitorisches postsynaptisches Potenzial
- Hyperpolarisation der Membran
- Cl⁻ strömt ein oder K⁺ strömt aus
- Beispiel: GABA, Glycin
- Verringert Wahrscheinlichkeit eines APs
Erregend an neuromuskulären Endplatten; hemmend im Herzen; abgebaut durch AChE
Belohnungssystem, Motorik; Mangel → Parkinson; Überschuss → Schizophrenie
Stimmung, Schlaf, Appetit; Mangel → Depression; Ziel von SSRIs
Wichtigster hemmender NT im ZNS; Ziel von Benzodiazepinen (Beruhigungsmittel)
Wichtigster erregender NT im ZNS; beteiligt an Lernen und Gedächtnis (LTP)
Stressreaktion, Aufmerksamkeit; Ziel von Antidepressiva (NRI)
Neuronale Plastizität & Lernen
Was ist neuronale Plastizität?
Neuronale Plastizität bezeichnet die Fähigkeit des Gehirns, sich durch Erfahrungen strukturell und funktionell zu verändern. Synapsen können verstärkt (LTP) oder geschwächt (LTD) werden. Grundlage für Lernen und Gedächtnis.
Langzeitpotenzierung (LTP) – Grundlage des Lernens
Wiederholte Aktivierung einer Synapse → präsynaptischer Neuron feuert häufig
NMDA-Rezeptoren (Glutamat) werden aktiviert → Ca²⁺ strömt ein
Ca²⁺ aktiviert Kinasen → mehr AMPA-Rezeptoren werden in Membran eingebaut
Synapse wird empfindlicher → gleicher Reiz löst stärkeres EPSP aus
Langfristig: neue Synapsen entstehen, Dendriten wachsen (strukturelle Plastizität)
'Neurons that fire together, wire together' – gleichzeitig aktive Synapsen werden verstärkt
Zentral für Gedächtnisbildung; Schäden → Amnesie (Kurzzeit- → Langzeitgedächtnis)
Fakten und Ereignisse; bewusst abrufbar; abhängig vom Hippocampus
Motorische Fähigkeiten (Fahrradfahren); unbewusst; abhängig vom Kleinhirn
Phasen erhöhter Plastizität in der Entwicklung (z.B. Spracherwerb)
Bildung neuer Neuronen (v.a. im Hippocampus); wird durch Sport gefördert