Synapsengifte und ihre Wirkung auf die Nervenreizleitung

Die Neurobiologie einfach erklärt: Synapsengifte sind hochspezifische Substanzen, die gezielt in die Reizweiterleitung an den Synapsen eingreifen. Das Aktionspotential und die synaptische Übertragung können an verschiedenen Stellen gestört werden, was zu unterschiedlichen neurologischen Auswirkungen führt.

Definition: Synapsengifte sind Substanzen, die die Reizweiterleitung an den Synapsen stören, indem sie verschiedene Mechanismen der synaptischen Übertragung beeinflussen.

Die Wirkungsmechanismen der Synapsengifte lassen sich in sechs Hauptkategorien einteilen. Der erste Typ blockiert die Na+-Ionenkanäle, wodurch kein Aktionspotential mehr entstehen kann. Dies führt zur Lähmung, da die elektrische Erregungsweiterleitung unterbrochen wird. Der zweite Mechanismus bewirkt eine massive Ausschüttung von Neurotransmittern wie Acetylcholin in den synaptischen Spalt. Da diese nicht schnell genug abgebaut werden können, kommt es zu einer übermäßigen Stimulation der postsynaptischen Membran und folglich zu Krämpfen.

Ein dritter Wirkmechanismus basiert auf der irreversiblen Bindung an Rezeptoren der postsynaptischen Membran. Dadurch wird der Natrium-Einstrom verhindert und die Aktionspotential Depolarisation kann nicht stattfinden. Die vierte Kategorie verhindert die Freisetzung der Transmitter in den synaptischen Spalt oder führt zu einer Fehlleitung der Transmitter direkt in die Endknöpfchen. Die fünfte und sechste Kategorie greifen in den Stoffwechsel der Neurotransmitter ein: Entweder wird deren Synthese blockiert oder ihre Wiederaufnahme bzw. ihr Abbau verhindert.

Highlight: Die Wirkung von Synapsengiften demonstriert das Alles-oder-Nichts-Prinzip Nervenzelle, da bereits kleine Mengen dieser Substanzen ausreichen, um die neuronale Signalübertragung vollständig zu unterbrechen.

Mechanismen der synaptischen Übertragung

Die Methoden der Neurobiologie zeigen, dass die synaptische Übertragung ein komplexer Prozess ist, der präzise reguliert werden muss. Das Ruhepotential und Aktionspotential spielen dabei eine zentrale Rolle. Die Ionenverteilung, insbesondere von Ca2+ und Na+, ist entscheidend für die erfolgreiche Signalübertragung.

Vokabular: Die präsynaptische Zelle enthält Vesikel mit Neurotransmittern, die durch ein Aktionspotential zur Ausschüttung in den synaptischen Spalt angeregt werden.

Die Ruhepotential Aufrechterhaltung ist essentiell für die Funktionsfähigkeit der Synapse. Im Ruhezustand ist die Membran negativ geladen, während das Außenmilieu positiv geladen ist. Diese Ruhepotential Ionenverteilung wird durch aktive Transportmechanismen aufrechterhalten. Erreicht ein Aktionspotential die präsynaptische Endigung, öffnen sich spannungsabhängige Calcium-Kanäle. Der Calcium-Einstrom führt zur Verschmelzung der Vesikel mit der präsynaptischen Membran und zur Freisetzung der Neurotransmitter.

Die freigesetzten Transmitter diffundieren durch den synaptischen Spalt und binden an spezifische Rezeptoren der postsynaptischen Membran. Dies führt zur Öffnung von Ionenkanälen und kann - je nach Transmittertyp - eine erregende oder hemmende Wirkung haben. Die Aktionspotential Phasen in der postsynaptischen Zelle werden durch diese Rezeptoraktivierung gesteuert. Nach der Signalübertragung werden die Transmitter entweder enzymatisch abgebaut oder wieder in die präsynaptische Zelle aufgenommen.