Neurobiologie: Erregungsweiterleitung an der Synapse

Einführung

• Thema: Molekularer Vorgang der Erregungsweiterleitung an der Synapse
• Fokus: Was passiert, wenn ein Aktionspotenzial in der synaptischen Endigung eintrifft?
• Ziel: Verständnis der Kommunikation zwischen Neuronen und anderen Zellen (Muskel-, Sinnes-, Drüsenzellen)

Arten von Synapsen

• Elektrische Synapse
  • Aktionspotenzial pflanzt sich direkt fort.
• Chemische Synapse
  • Nutzung von Neurotransmittern als Botenstoffe
  • Prä- und postsynaptische Membranen durch synaptischen Spalt getrennt

Chemische Synapse: Detaillierter Ablauf

1. Eintreffen des Aktionspotenzials
   • Öffnung von Natrium-Ionenkanälen
   • Depolarisation der Membran
2. Kalziumionen-Einstrom
   • Spannungsabhängige Kalziumkanäle öffnen sich
   • Kalziumionen strömen in die Zelle
3. Vesikelfusion
   • Acetylcholin-Vesikel fusionieren mit präsynaptischer Membran
4. Diffusion und Bindung
   • Acetylcholin diffundiert durch Spalt und bindet an postsynaptische Rezeptoren
5. Depolarisation der postsynaptischen Membran
   • Öffnung von Ionenkanälen
   • Auslösung eines neuen Aktionspotenzials
6. Abbau und Recycling
   • Acetylcholin wird abgebaut und wiederverwertet

Relevante Details

• Exozytose: Prozess der Vesikelfusion mit der Membran
• Ionenkanäle: Entscheidende Rolle bei der Erregungsweiterleitung
• motorische Endplatte: Synapse zwischen Motorneuron und Muskelzelle

Komplexität der Neurotransmitterfreisetzung

• Beteiligung hunderter Proteine
• Funktionen: Vesikelbildung, Transport, Andocken, Verschmelzen

Mechanismen der Depolarisation

• Natrium-Einstrom: Führt zur Depolarisation
• Kalziumkanäle: Spannungsabhängig, öffnen durch strukturelle Veränderungen
• elektrochemischer Gradient: Bietet Antrieb für Ionenbewegung

Rolle der Neurotransmitter

• Acetylcholin: Häufiger Neurotransmitter in motorischen Synapsen
• Ionotrope Rezeptoren: Kombinierte Rezeptor- und Kanal-Funktion

Synapsentypen und ihre Wirkung

• Erregend (exzitatorisch): Führt zur Depolarisation
• Hemmend (inhibitorisch): Führt zur Hyperpolarisation
  • Beispiel: Chloridkanäle

Anwendungsbezug und Ausblick

• Nächstes Video über Anwendungsaufgaben und Abiturklausuren
• Bedeutung der Signalübertragungswege für das Verständnis von Gifteffekten

Zusammenfassung

• Erregungsweiterleitung an Synapsen komplex, vielfältige Eingriffsmöglichkeiten