Überblick über das Nervensystem

Neuronen

• Fundamentale Zellen des Nervensystems.
• Leiten elektrische Signale (Aktionspotenziale) entlang der Zellmembranen.
• Aktionspotenziale wandern vom Axon zum Endpunkt, wo Synapsen gebildet werden.

Synapsenstruktur

• Zusammengesetzt aus:
  • Präsynaptische Zellmembran.
  • Synaptischer Spalt.
  • Postsynaptische Zellmembran.

Signalübertragung

• Aktionspotenziale können Synapsen nicht direkt überqueren.
• Neurotransmitter überbrücken die Lücke:
  • Von der präsynaptischen Zelle in den synaptischen Spalt freigesetzt.
  • Binden an Rezeptorproteine auf der postsynaptischen Zellmembran.

Prozess der Neurotransmitterfreisetzung

1. Ankunft eines Aktionspotenzials an der Synapse öffnet spannungsgesteuerte Calciumkanäle.
2. Calciumeinstrom in die präsynaptische Zelle.
3. Calcium bindet an die Vesikelmembran und fördert die Verschmelzung der Vesikel mit der präsynaptischen Membran.
4. Neurotransmitter werden in den synaptischen Spalt freigesetzt.
5. Neurotransmitter diffundieren und binden an postsynaptische Rezeptoren.

Effekte auf die postsynaptische Zelle

• Exzitatorisches postsynaptisches Potenzial (EPSP):
  • Wird generiert, wenn der Neurotransmitter die postsynaptische Membran erregt.
  • Verursacht ein depolarisierendes Signal, das zu Aktionspotenzialen führt.
• Inhibitorisches postsynaptisches Potenzial (IPSP):
  • Wird generiert, wenn der Neurotransmitter die postsynaptische Membran hemmt.
  • Verursacht eine Hyperpolarisation, die Aktionspotenziale verhindert.

Entfernung von Neurotransmittern

• Diffusion:
  • Einige Neurotransmitter diffundieren von den Rezeptoren weg.
• Enzymatischer Abbau:
  • Einige werden durch Enzyme abgebaut.
• Recycling:
  • Einige werden von der präsynaptischen Zelle wieder aufgenommen und wiederverwendet.

Beispiele von Neurotransmittern

Serotonin

• Bindet an spezifische Serotonin-Rezeptoren auf der postsynaptischen Zelle.
• Nach dem Ablösen kann Serotonin:
  • Wegdiffundieren.
  • Durch den Serotonin-Wiederaufnahme-Transporter zum Recycling aufgenommen werden.

Acetylcholin

• Bindet an spezifische Rezeptoren auf der postsynaptischen Zelle.
• Wird durch das Enzym Acetylcholinesterase beeinflusst, das es in Acetat und Cholin abbaut.
  • Acetat diffundiert weg.
  • Cholin wird recycelt, um neues Acetylcholin zu bilden.
• Anders als bei Serotonin ist die Neusynthese von Acetylcholin unter Verwendung des recycelten Cholins erforderlich.