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Namen:
Marie Oster, 2013
H. Hopemaster 2017-11

Erregende und hemmende Synapsen:

Aufbau einer Synapse:

Chemische Synapse (Acetlycholin führende Synapse)

 

Funktion einer acetlycholinführenden Synapse:


- präsynaptisches Aktionspotezial gelangt vom Axon zur Synapse

- AP öffnet Ca2+-Kanäle

-> Ca2+-Einstrom

-> Ca2+ führt die Vesikel an die Membran

-> Vesikel verschmilzt mit der Membran (Exocytose)

-> Transmitterfreisetzung -> Transmitter gelangen in den synaptischen Spalt

- Transmitter besetzen postsynaptische Rezeptoren der Na+-Kanäle

-> Na+-Kanäle öffnen sich

-> Na+-Einstrom

-> Depolarisation an den Dentriten -> postsynaptisches Potenzial

- Acetylcholinesterase entfernt Transmitter durch Spaltung von Acetylcholin -> durch Endozytose werden die gespaltenen Produkte wieder in die Synapse eingeführt und dort synthetisiert

- Ca2+ wird mit Hilfe vom ATP wieder nach draußen transportiert

 
Die Weiterleitung von Aktionspotentialen über eine erregende Synapse im Detail:

Kommt ein Aktionspotential durch das Axon zur Synapse, so öffnen sich durch diese Depolarisierung die spannungsabhängigen Calciumionenkanäle. Durch diesen Vorgang können nun Ca2+-Ionen in das Endknöpfchen (= Präsynapse) einströmen (außerhalb der Nervenzelle sind größere Mengen an Ca2+-Ionen, welche nun entlang des Konzentrationsgefälles eindringen, also durch den Diffusionsdruck).
Die Ca2+-Ionen bewirken eine Aktivierung der transmittergefüllten Vesikel, von denen sich nun einige wenige in Richtung präsynaptischer Zellmembran bewegen und den in ihnen befindlichen Neurotransmitter (Acetylcholin) durch Exocytose freisetzten. Der Vesikel wird dabei zu einem Bestandteil der Zellmembran.

Der Neurotransmitter Acetlycholin gelangt auf diese Weise in den synaptischen Spalt, wo er durch Diffusion sich nach und nach an die zu ihm passenden Andockstellen der transmittergesteuerten Natriumionenkänäle auf der Seite der Postsynapse bindet (nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip) und diese somit öffnet. Acetlycholin hat damit im Grunde nur die Funktion einen Kanal zu öffnen. Solange Acetlycholin an diesen Kanal bindet, solange ist er geöffnet und für Ionen durchlässig.

Diese Öffnung bewirkt und den Einstrom von Natriumionen, welche nach und nach die postsynaptische Membran depolarisieren. Je mehr von diesen Transmittergesteuerten Kanälen durch Acetylcholin geöffnet werden, desto stärker ist die Depolarisation. Die so entstehende Spannung wird EPSP (und nicht etwa Aktionspotential, wie zur Vereinfachung manchmal in Büchern steht!) genannt. EPSP steht für "erregendes (oder exitatorisches) postsynaptisces Potential".

Der Neurotransmitter wird nun relativ zügig vom abbauenden Enzym Acetylcholinesterase (in Acetly, also Essigsäureanionen und Cholin) gespalten, womit der Neurotransmitter unwirksam wird und sich auch gebundener Neurotransmitter von den Bindungsstellen der transmittergesteuerten Kanäle ablöst. Die Spaltprodukte werden in die Präsynapse aufgenommen und dort in Vesikeln wieder zu Acetylcholin vereinigt. Somit steht für weitere Impulse wieder neuer Neurotransmitter zur Verfügung.

Das EPSP breitet sich nun über das Soma passiv (ohne Verstärkung) zum Axonhügel aus, wo es, nur bei ausreichender Stärke, neue APs auslöst.

 

Das EPSP ist ein amplitudenmoduliertes Signal. Je höher seine Spannung, desto stärker war der zu übertragende Impuls. Im Vergleich dazu ist das Aktionspotential frequenzmoduliert, d.h. starke Impulse werden durch eine rasche Folge an APs (also einer hohen Frequenz) übertragen.

 

Unterschiede zur hemmenden Synapse

Im Vergleich dazu, bilden hemmende Synapsen durch Einstrom von negativen Chloridionen eine starke Hyperpolarisation, welche dann IPSP (inhibitorisches postsynaptisces Potential) genannt wird. diese negative Spannung addiert sich mit eventuell vorhandenen positiven Spannungen und hebt dies auf, so dass am Axonhügel dann keine weiteren APs ausgelöst werden.

Beachte: Eine Synapse kann immer nur einen Neurotransmitter enthalten. SIe kann auch nur hemmend oder erregend sein. Mischformen, bzw. Wechsel der Funktion sind nicht möglich!

 

Erregende Synapsen:

- Transmitter erhöht die Durchlässigkeit für Na+- Ionen

-> Depolarisation

-> Entstehung eines erregenden postsynaptischen Potenzials (EPSP) durch eindringende Na+-Ionen

 

Hemmende Synapsen:

- Transmitter erhöht die Durchlässigkeit der Cl-- Kanäle

-> kurzzeitige Hyperpolarisation der Folgezelle

-> (hemmendes) inhibitorisches postsynaptisches Potenzial (IPSP) durch eindringende Cl--Ionen

-> Aktionapotenzial (AP) wird nicht weitergeleitet

 

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