Erregungsübertragung an Synapsen

Die Signalübertragung zwischen Nervenzellen findet an speziellen Kontaktstellen, den Synapsen, statt. Eine Synapse besteht aus dem präsynaptischen Endknöpfchen, dem synaptischen Spalt und der postsynaptischen Membran.

Vocabulary: Das Endknöpfchen ist die Verdickung am Ende eines Axons, in der sich die Neurotransmitter befinden.

Der Prozess der synaptischen Übertragung läuft in mehreren Schritten ab:

1. Ein Aktionspotential erreicht das Endknöpfchen.
2. Calcium-Kanäle öffnen sich, Calcium strömt ein.
3. Synaptische Vesikel verschmelzen mit der Membran und setzen Neurotransmitter frei.
4. Die Neurotransmitter diffundieren durch den synaptischen Spalt.
5. Sie binden an Rezeptoren der postsynaptischen Membran.
6. Dies führt zur Öffnung von Ionenkanälen und löst ein postsynaptisches Potential aus.

Definition: Das postsynaptische Potential (PSP) ist die Veränderung des Membranpotentials in der postsynaptischen Zelle als Reaktion auf die Bindung von Neurotransmittern.

Es gibt erregende (EPSP) und hemmende (IPSP) postsynaptische Potentiale. EPSPs erhöhen die Wahrscheinlichkeit, dass in der postsynaptischen Zelle ein Aktionspotential ausgelöst wird, während IPSPs diese verringern.

Highlight: Eine einzelne Nervenzelle kann bis zu 10.000 synaptische Verbindungen haben, was die enorme Komplexität des Nervensystems verdeutlicht.

Die Fähigkeit von Synapsen, sich zu lösen und neu zu bilden, ist die Grundlage für Lernprozesse und die Plastizität des Nervensystems.

Bau der Nervenzelle

Der Aufbau einer Nervenzelle ist komplex und besteht aus verschiedenen Strukturen, die jeweils spezifische Funktionen erfüllen. Der Zellkörper enthält den Zellkern und andere wichtige Organellen. Vom Zellkörper gehen Fortsätze aus: die Dendriten und das Axon.

Vocabulary: Das Axon ist der lange Fortsatz der Nervenzelle, der Signale weiterleitet.

Die Zellmembran spielt eine entscheidende Rolle bei der Signalübertragung. Sie ist selektiv durchlässig für bestimmte Ionen. Im Ruhezustand besteht ein Konzentrationsgefälle zwischen dem Zellinneren und dem Außenraum. Dies führt zum sogenannten Ruhepotential von etwa -60 bis -80 mV.

Definition: Das Ruhepotential ist die elektrische Spannung, die im Ruhezustand über der Zellmembran einer Nervenzelle anliegt.

Das Aktionspotential ist die Grundlage der Signalübertragung in Nervenzellen. Es entsteht durch eine kurzzeitige Änderung der Membrandurchlässigkeit für bestimmte Ionen, insbesondere Natrium und Kalium.

Highlight: Das Aktionspotential folgt dem "Alles-oder-Nichts-Prinzip" - es wird entweder vollständig ausgelöst oder gar nicht.