Wie funktioniert eine Synapse?

Synapsen sind spezielle Verbindungen zwischen Neuronen, die die Übertragung elektrischer oder chemischer Signale von einem Neuron zum anderen ermöglichen. Hier ist ein Überblick über die Funktionsweise einer chemischen Synapse:

1. Eintreffen des Aktionspotentials :Wenn ein Aktionspotential das präsynaptische Neuron (das Neuron, das das Signal sendet) erreicht, führt es zur Öffnung spannungsgesteuerter Kalziumkanäle in der präsynaptischen Membran.

2. Kalziumeinstrom :Der Einstrom von Kalziumionen (Ca2+) in das präsynaptische Neuron erhöht die intrazelluläre Kalziumkonzentration.

3. Vesikelfusion :Die erhöhte Kalziumkonzentration löst die Verschmelzung neurotransmitterhaltiger Vesikel (winzige Säckchen) mit der präsynaptischen Membran durch einen Prozess namens Exozytose aus.

4. Neurotransmitter-Freisetzung :Die Verschmelzung von Vesikeln mit der präsynaptischen Membran führt zur Freisetzung von Neurotransmittern, das sind chemische Botenstoffe, die den synaptischen Spalt (den Raum zwischen Neuronen) passieren können.

5. Neurotransmitter-Diffusion :Die freigesetzten Neurotransmitter diffundieren über den synaptischen Spalt und binden an spezifische Rezeptoren im postsynaptischen Neuron (dem Neuron, das das Signal empfängt).

6. Postsynaptisches Potenzial :Die Bindung von Neurotransmittern an die Rezeptoren des postsynaptischen Neurons verursacht entweder ein erregendes postsynaptisches Potenzial (EPSP) oder ein hemmendes postsynaptisches Potenzial (IPSP). Ein EPSP erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass das postsynaptische Neuron ein Aktionspotential erzeugt, während ein IPSP die Wahrscheinlichkeit verringert.

7. Aktionspotenzialgenerierung :Wenn die kombinierte Wirkung von EPSPs einen bestimmten Schwellenwert überschreitet, kann sie im postsynaptischen Neuron ein Aktionspotential auslösen und so das Signal an das nächste Neuron im Schaltkreis weiterleiten.

8. Synaptische Beendigung :Nach der Freisetzung werden die Neurotransmitter im synaptischen Spalt schnell entfernt oder durch Enzyme wie Acetylcholinesterase abgebaut, um eine kontinuierliche Aktivierung des postsynaptischen Neurons zu verhindern.

Es ist erwähnenswert, dass die detaillierten Schritte der synaptischen Übertragung je nach den spezifischen Arten der beteiligten Neuronen und Neurotransmitter variieren können. Synapsen sind dynamisch und können sich im Laufe der Zeit in ihrer Stärke und Effizienz verändern. Dieses Phänomen wird als synaptische Plastizität bezeichnet und ist ein grundlegender Mechanismus, der Lernen und Gedächtnis zugrunde liegt.