1. Ankunft des Aktionspotenzials: Wenn ein Aktionspotential das präsynaptische Neuron (das Neuron, das das Signal sendet) erreicht, depolarisiert es die Membran des Neurons.
2. Kalziumioneneinstrom: Diese Depolarisation öffnet spannungsgesteuerte Kalziumkanäle auf der präsynaptischen Membran und ermöglicht den Fluss von Kalziumionen in das Neuron.
3. Neurotransmitter-Freisetzung: Der Zustrom von Kalziumionen löst die Freisetzung von Neurotransmittern aus speziellen Strukturen, den sogenannten synaptischen Vesikeln, aus. Diese Vesikel verschmelzen mit der präsynaptischen Membran und geben ihren Neurotransmitterinhalt in den synaptischen Spalt ab.
4. Neurotransmitter-Bindung: Die freigesetzten Neurotransmitter diffundieren über den synaptischen Spalt und binden an spezifische Rezeptoren im postsynaptischen Neuron (dem Neuron, das das Signal empfängt).
5. Postsynaptische Reaktion: Die Bindung von Neurotransmittern an Rezeptoren des postsynaptischen Neurons kann je nach Art des beteiligten Neurotransmitters und Rezeptors unterschiedliche Auswirkungen haben. Typischerweise führt dies entweder zur Erzeugung eines erregenden postsynaptischen Potenzials (EPSP) oder eines hemmenden postsynaptischen Potenzials (IPSP).
- Erregendes postsynaptisches Potenzial (EPSP): Wenn die Bindung des Neurotransmitters zur Öffnung von Ionenkanälen führt, die positiv geladenen Ionen (z. B. Natrium) den Eintritt in das postsynaptische Neuron ermöglichen, führt dies zu einem EPSP. Dadurch wird die postsynaptische Membran depolarisiert, wodurch es wahrscheinlicher wird, dass sie das Schwellenpotential erreicht und ein Aktionspotential erzeugt.
- Inhibitorisches postsynaptisches Potenzial (IPSP): Wenn alternativ die Bindung des Neurotransmitters zur Öffnung von Ionenkanälen führt, die es negativ geladenen Ionen (z. B. Chlorid) ermöglichen, in das postsynaptische Neuron einzudringen, oder zum Ausfluss positiv geladener Ionen (z. B. Kalium), führt dies zu einem IPSP. Dadurch wird die postsynaptische Membran hyperpolarisiert, wodurch es weniger wahrscheinlich ist, dass sie das Schwellenpotential erreicht und ein Aktionspotential erzeugt.
6. Aktionspotenzial-Erzeugung (oder Hemmung): Die kombinierte Wirkung von EPSPs und IPSPs bestimmt, ob das postsynaptische Neuron das Schwellenpotential erreicht und ein Aktionspotential erzeugt. Wenn die kumulativen EPSPs stärker sind als die IPSPs, depolarisiert das Neuron und erzeugt ein Aktionspotential, das das Signal an das nächste Neuron weiterleitet. Wenn die IPSPs dominant sind, bleibt das Neuron unter dem Schwellenpotential und verhindert so die Erzeugung eines Aktionspotentials.
Dieser Prozess der Freisetzung, Bindung und postsynaptischen Reaktion von Neurotransmittern ermöglicht die Übertragung von Signalen über den synaptischen Spalt und ermöglicht so die Kommunikation zwischen Neuronen und die Verarbeitung von Informationen im Nervensystem.
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