Informationsübertragung an Synapsen

Über Synapsen werden Informationen zwischen Neuronen vermittelt, wobei es sich meist um chemische Synapsen handelt.

Aufbau einer Synapse

Quelle: Synapse_Illustration2_tweaked.svg: Nrets derivative work: Looie496 (talk), Synapse Illustration unlabeled, CC BY-SA 3.0

Der Neurotransmitter ist meist Acetylcholin und für die Signalübertragung über den synaptischen Spalt hinweg verantwortlich.

Ablauf der Informationsübertragung

1. Ein Aktionspotential erreicht die präsynaptische Membran, durch die Öffnung der Natriumionenkanäle kommt es zur Depolarisation
2. Je nach Anzahl der ankommenden Aktionspotentiale werden unterschiedlich viele Kalziumionenkanäle geöffnet und Kalziumionen strömen aufgrund eines Konzentrationsgefälles ein
3. Dies ist ein Signal an die Vesikel im Synapsenendknöpchen: sie verschmelzen gesteuert durch Proteinkomplexe mit der Zellmembran der präsynaptischen Endigung (Exozytose) und geben das Acetylcholin in den synaptischen Spalt
4. Das Acetylcholin diffundiert zur postsynaptischen Membran und binden an Acetylcholin-Rezeptoren
5. Dies führt zu einer Öffnung von transmittergesteuerten Natriumionenkanälen → Depolarisation an der postsynaptischen Membran (postsynaptisches Potential)
6. Wird ein gewisser Schwellenwert überschritten, so entsteht am Axonhügel des nachgeschalteten Neurons ein neues Aktionspotential

Für eine weitere Reizübertragung müssen die Ionenkanäle der postsynaptischen Membran wieder geschlossen werden.

1. Inaktivierung des Acetylcholins durch Spaltung durch das Enzym Acetylcholin-Esterase
2. Cholin diffundiert zurück zur präsynaptischen Membran
3. Eine Rückgewinnung von Acetylcholin findet statt, die Vesikel werden neu gebildet und beladen

Botox unterbindet beispielsweise durch Spaltung der die Exozytose steuernden Proteine die Signalübertragung.