Physiologie (Subject) / F03/04/05 - Kommunikation im Nervensystem (Lesson)

Die Grundlagen der Erregungsübertragung an der chemischen Synapse

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• Synapse Verbindungsstelle zwischen zwei Neuronen oder einem Neuron und einer Zelle des Erfolgsorgans, an der Information weitergegeben wird
• elektrische Synapse (Gap Junction) Membranen beider Zellen sind extrem angenähert und durch den Kontakt von jeweils zwei Porenmolekülen überbrückt geladene Teilchen können schnell und ungehindert in beide Richtungen wandern
• chemische Synapse synaptischer Spalt wird mittels chemischer Botenstoffe überbrückt Information kann nur in eine Richtung weitergegeben werden langsamer, dafür aber komplexere Prozesse
• grober Aufbau der chemischen Synapse präsynaptische Endigung (gehört zum informationssendenden Neuron) synaptischer Spalt subsynaptische Membran (Teil der postsynaptischen Membran)
• grober Ablauf der Erregungsübertragung an der chemischen Synapse Membranerregung läuft in die präsynaptische Endigung ein (z.B. AP) Ausschüttung des Neurotransmitters in den synaptischen Spalt Rezeptoren an der subsynaptischen Membran empfangen Transmitterstoff Transmitterstoff entfaltet seine Wirkung (z.B. öffnen der Ionenkanäle -> Potenzialverschiebung)
• exzitatorisches postsynaptisches Potenzial Transmitterstoff bewirkt Depolarisation
• inhibitorisches postsynaptisches Potenzial Transmitterstoff bewirkt Hyperpolarisation
• Rolle der Vesikel Speicherort der Neurotransmitter verschmelzen mit der präsynaptischen Membran und schütten die Transmitter in den Extrazellulärraum aus
• Kotransmitter wirken modulierend, i. Allg. verstärkend auf die Wirkung des Haupttransmitters
• Funktion der Kalziumionen nicht mit Kalium verwechseln! AP läuft ein, Kalziumkanäle öffnen sich, Kalzium strömt in präsynaptische Endigung notwendig, damit Vesikel mit der Zellmembran verschmelzen
• Exozytose Vorgang des Autritts eines Stoffs aus der Zelle durch Verschmelzung einer Vesikelmembran mit der Zellmembran -> aktiver Membranbereich
• Schlüssel-Schloss-Prinzip Rezeptoren reagieren mit einem für sie spezifischen Transmitterstoff, indem sie die Transmittermoleküle binden nur wenn das Transmittermolekül aufgrund seiner räumlichen Gestalt and die Bindungsstelle des Rezeptorproteins passt, kann es eine chemische Bindung geben
• Ligand Substanz, die an ein Protein bindet
• Was entscheidet über Erregung oder Hemmung an der subsynaptischen Zelle? da meist gleichzeitig verschiedene Prozesse auf einen Membranbereich wirken, entscheidet die Summe der Transmitter-Rezeptor-Komplexe
• ionotrope Rezeptoren können selbst Ionenkanäle bilden
• metabotrope Rezeptoren wirken über Zwischenschritte auf Ionenkanäle in ihrer Umgebung ein, können z.B. deren Öffnung anregen
• ligandengesteuerter Ionenkanal der ionotrope Rezeptor verändert bei Anlagerung eines bestimmten Neurotransmitters seine Struktur so, dass er zum Ionenkanal wird
• G-Protein-gekoppelter Ionenkanal bei der Aktivierung eines metabotropen Rezeptors durch einen Liganden kann sich ein G-Protein an diesen Rezeptor anlagern dieses G-Protein wird aufgespalten und dockt dann entweder an einen Ionenkanal an und öffnet diesen durch Konformationsänderung oder es aktiviert einen Second Messenger, der ebenfalls einen Ionenkanal öffnet
• Autorezeptoren befinden sich an der präsynaptischen Membran selber und geben Rückmeldung, wie hoch die aktuelle Neurotransmitterkonzentration im synaptischen Spalt ist als Konsequenz kann der Rezeptor seine eigene Ausschüttung hemmen oder stimulieren
• nicht-synaptische chemische Kommunikation in der Membran befinden sich eine Vielzahl von Rezeptoren für chemische Verbindungen, z.B. für Hormone oder Neuromodulatoren, welche wiederum frei durch den Extrazellulärraum diffundieren und so mit vielen Nueronen in Kontakt treten

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