Synapsen im Nervensystem

Im zentralen Nervensystem ist eine Synapse eine kleine Lücke am Ende eines Neurons, durch die ein Signal von einem Neuron zum nächsten gelangen kann. Synapsen werden dort gefunden, wo sich Nervenzellen mit anderen Nervenzellen verbinden. Synapsen sind der Schlüssel für die Funktion des Gehirns, insbesondere wenn es um das Gedächtnis geht.

Was machen Synapsen?

Wenn ein Nervensignal das Ende des Neurons erreicht, kann es nicht einfach zur nächsten Zelle weitergehen. Stattdessen muss es die Freisetzung von Neurotransmittern auslösen, die dann den Impuls über die Synapse zum nächsten Neuron übertragen können.

Sobald ein Nervenimpuls die Freisetzung von Neurotransmittern ausgelöst hat, durchqueren diese chemischen Botenstoffe die winzige synaptische Lücke und werden von Rezeptoren auf der Oberfläche der nächsten Zelle aufgenommen. Diese Rezeptoren wirken wie eine Sperre, während die Neurotransmitter ähnlich wie Schlüssel funktionieren. Neurotransmitter können das Neuron, an das sie binden, anregen oder hemmen.

Denken Sie an das Nervensignal wie den elektrischen Strom und die Neuronen wie Drähte. Synapsen sind die Steckdosen oder Anschlussdosen, die den Strom mit einer Lampe (oder einem anderen elektrischen Gerät Ihrer Wahl) verbinden, wodurch die Lampe leuchten kann.

Die Teile der Synapse

Synapsen bestehen aus drei Hauptteilen:

• Das präsynaptische Ende, das Neurotransmitter enthält
• Der synaptische Spalt zwischen den beiden Nervenzellen
• Das postsynaptische Ende, das Rezeptorstellen enthält

Ein elektrischer Impuls wandert durch das Axon eines Neurons und löst dann die Freisetzung winziger Vesikel aus, die Neurotransmitter enthalten. Diese Vesikel binden dann an die Membran der präsynaptischen Zelle und setzen die Neurotransmitter in die Synapse frei. Diese chemischen Botenstoffe durchqueren den synaptischen Spalt und verbinden sich mit Rezeptorstellen in der nächsten Nervenzelle, wodurch ein elektrischer Impuls ausgelöst wird, der als Aktionspotential bekannt ist.

Typen

Es gibt zwei Hauptarten von Synapsen:

Chemische Synapse: Die erste ist die chemische Synapse, bei der die elektrische Aktivität im präsynaptischen Neuron die Freisetzung von chemischen Botenstoffen, den Neurotransmittern, auslöst. Die Neurotransmitter diffundieren über die Synapse und binden an die spezialisierten Rezeptoren der postsynaptischen Zelle. Der Neurotransmitter regt dann das postsynaptische Neuron an oder hemmt es. Die Erregung führt zum Auslösen eines Aktionspotentials, während die Inhibierung die Ausbreitung eines Signals verhindert.

Elektrische Synapsen: Bei diesem Typ sind zwei Neuronen durch spezialisierte Kanäle verbunden, die als Gap Junctions bezeichnet werden. Elektrische Synapsen ermöglichen die schnelle Weiterleitung elektrischer Signale von der präsynaptischen Zelle zur postsynaptischen Zelle, wodurch die Signalübertragung schnell beschleunigt wird. Die Lücke zwischen elektrischen Synapsen ist viel kleiner als die einer chemischen Synapse (etwa 3,5 Nanometer im Vergleich zu 20 Nanometer). Durch die speziellen Proteinkanäle, die die beiden Zellen verbinden, kann der positive Strom aus dem präsynaptischen Neuron direkt in die postsynaptische Zelle fließen.

Elektrische Synapsen übertragen Signale viel schneller als chemische Synapsen. Während die Übertragungsgeschwindigkeit in chemischen Synapsen mehrere Millisekunden dauern kann, erfolgt die Übertragung bei elektrischen Synapsen nahezu augenblicklich. Wo chemische Synapsen erregend oder hemmend sein können, sind elektrische Synapsen nur erregend.

Während elektrische Synapsen den Vorteil der Geschwindigkeit haben, nimmt die Stärke eines Signals ab, wenn es sich von einer Zelle zur nächsten bewegt. Aufgrund dieses Verlusts der Signalstärke ist ein sehr großes präsynaptisches Neuron erforderlich, um auf viel kleinere postsynaptische Neuronen Einfluss zu nehmen. Chemische Synapsen sind möglicherweise langsamer, sie können jedoch eine Nachricht ohne Verlust der Signalstärke übertragen. Sehr kleine präsynaptische Neuronen können auch sehr große postsynaptische Zellen beeinflussen.

Geschichte

Der Begriff Synapse wurde erstmals 1897 vom Physiologen Michael Foster in seinem "Lehrbuch der Physiologie" eingeführt und stammt aus dem Griechischen Synapse bedeutet "Konjunktion".