Aufbau Und Funktion Von Synapsen

Einführung in die Synapse

Synapsen sind winzige, aber lebenswichtige Verbindungen. Sie ermöglichen die Kommunikation zwischen Nervenzellen. Stell dir vor, sie sind die Brücken im Netzwerk unseres Gehirns. Sie übertragen Informationen in Form von elektrischen und chemischen Signalen.

Das Wort Synapse stammt aus dem Griechischen. Es bedeutet so viel wie "Verbindung" oder "Zusammenkunft". Dieser Begriff beschreibt treffend die Funktion: die Verbindung zweier Neuronen.

Der Aufbau einer Synapse

Eine typische Synapse besteht aus drei Hauptkomponenten. Da wäre zuerst das präsynaptische Neuron. Dieses Neuron sendet das Signal. Dann gibt es den synaptischen Spalt. Das ist ein winziger Raum zwischen den Neuronen. Und schließlich das postsynaptische Neuron, welches das Signal empfängt.

Das präsynaptische Neuron hat an seinem Ende eine spezielle Struktur. Diese wird als präsynaptische Endigung oder Axonterminal bezeichnet. Hier befinden sich kleine Bläschen, die sogenannten Vesikel. Diese Vesikel sind mit Neurotransmittern gefüllt. Das sind chemische Botenstoffe.

Der synaptische Spalt ist ein sehr schmaler Raum. Er trennt das prä- und postsynaptische Neuron. Die Neurotransmitter müssen diesen Spalt überwinden. So können sie ihre Botschaft an das nächste Neuron weitergeben.

Das postsynaptische Neuron besitzt Rezeptoren. Das sind spezielle Proteine. Diese Rezeptoren sind wie Schlösser, die nur zu bestimmten Neurotransmittern passen. Wenn ein Neurotransmitter an den passenden Rezeptor bindet, löst das eine Reaktion im postsynaptischen Neuron aus.

Die Funktion einer Synapse: Signalübertragung

Die Signalübertragung an einer Synapse ist ein komplexer Prozess. Wenn ein elektrisches Signal, ein sogenanntes Aktionspotential, das Axonterminal erreicht, öffnen sich Calciumkanäle. Calciumionen strömen in das Axonterminal ein. Das ist der Startschuss für die Neurotransmitterausschüttung.

Der Einstrom von Calciumionen führt dazu, dass die Vesikel mit der Zellmembran verschmelzen. Sie setzen die Neurotransmitter in den synaptischen Spalt frei. Dieser Vorgang wird Exozytose genannt.

Die freigesetzten Neurotransmitter diffundieren durch den synaptischen Spalt. Sie binden an die Rezeptoren auf der postsynaptischen Membran. Diese Bindung löst eine Veränderung im postsynaptischen Neuron aus. Zum Beispiel kann sich die Membran depolarisieren. Das bedeutet, das elektrische Potential der Membran verändert sich. Wenn die Depolarisation stark genug ist, kann ein neues Aktionspotential ausgelöst werden. Das Signal wird weitergeleitet.

Nachdem die Neurotransmitter ihre Aufgabe erfüllt haben, werden sie aus dem synaptischen Spalt entfernt. Dies geschieht durch verschiedene Mechanismen. Zum Beispiel können sie wieder in das präsynaptische Neuron aufgenommen werden (Wiederaufnahme). Oder sie werden durch Enzyme abgebaut. Ein Beispiel dafür ist das Enzym Acetylcholinesterase, das den Neurotransmitter Acetylcholin abbaut.

Arten von Synapsen

Es gibt verschiedene Arten von Synapsen. Die häufigsten sind chemische Synapsen. Hier werden Neurotransmitter verwendet, um das Signal zu übertragen. Daneben gibt es auch elektrische Synapsen. Bei diesen Synapsen sind die Neuronen direkt miteinander verbunden. Das Signal wird direkt durch Ionenströme übertragen. Elektrische Synapsen sind schneller als chemische Synapsen. Sie kommen aber seltener vor.

Man unterscheidet auch zwischen erregenden und hemmenden Synapsen. Erregende Synapsen erhöhen die Wahrscheinlichkeit, dass ein Aktionspotential im postsynaptischen Neuron ausgelöst wird. Hemmende Synapsen verringern diese Wahrscheinlichkeit.

Bedeutung der Synapsen für das Gehirn

Synapsen sind entscheidend für die Funktion des Gehirns. Sie ermöglichen Lernen und Gedächtnis. Die Stärke der synaptischen Verbindungen kann sich verändern. Dieser Prozess wird synaptische Plastizität genannt. Durch synaptische Plastizität können wir neue Informationen speichern und lernen. Wenn wir etwas Neues lernen, werden bestimmte synaptische Verbindungen gestärkt. Andere Verbindungen werden geschwächt oder sogar abgebaut.

Störungen der synaptischen Funktion können zu verschiedenen neurologischen Erkrankungen führen. Zum Beispiel sind bei Alzheimer die synaptischen Verbindungen im Gehirn stark reduziert. Auch bei Depressionen spielen Störungen der Neurotransmitter-Systeme eine wichtige Rolle.