Synapsen im Nervensystem

Im Zentralnervensystem ist eine Synapse eine kleine Lücke am Ende eines Neurons, die es einem Signal ermöglicht, von einem Neuron zum nächsten zu gelangen. Synapsen finden sich dort, wo sich Nervenzellen mit anderen Nervenzellen verbinden. Synapsen sind der Schlüssel zur Funktion des Gehirns, insbesondere wenn es um das Gedächtnis geht.

Was Synapsen tun

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 leiten können.
Sobald ein Nervenimpuls die Freisetzung von Neurotransmittern ausgelöst hat, überqueren diese chemischen Botenstoffe die winzige synaptische Lücke und werden von Rezeptoren auf der Oberfläche der nächsten Zelle aufgenommen. Diese Rezeptoren wirken ähnlich wie ein Schloss, während die Neurotransmitter ähnlich wie Schlüssel funktionieren. Neurotransmitter können das Neuron, an das sie binden oder das sie hemmen, anregen.
Denken Sie an das Nervensignal wie den elektrischen Strom und an die Neuronen wie Drähte. Synapsen sind die Steckdosen oder Anschlusskästen, die den Strom an eine Lampe (oder ein anderes elektrisches Gerät Ihrer Wahl) anschließen und die Lampe zum Leuchten bringen.

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 Haupttypen von Synapsen:
Chemische Synapse: Die erste ist die chemische Synapse in Verbindung mit der elektrischen Aktivität im präsynaptischen Neuron, die 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 entweder das postsynaptische Neuron an oder hemmt es. Anregung führt zum Auslösen eines Aktionspotentials, während Hemmung die Ausbreitung eines Signals verhindert.
Elektrische Synapsen: Bei diesem Typ sind zwei Neuronen durch spezielle Kanäle, sogenannte Gap Junctions, verbunden. Elektrische Synapsen ermöglichen eine schnelle Übertragung elektrischer Signale von der präsynaptischen Zelle zur postsynaptischen Zelle, wodurch die Übertragung von Signalen schnell beschleunigt wird. Die Lücke zwischen elektrischen Synapsen ist viel kleiner als die einer chemischen Synapse (etwa 3,5 Nanometer im Vergleich zu 20 Nanometern). Durch die speziellen Proteinkanäle, die die beiden Zellen verbinden, kann der positive Strom des präsynaptischen Neurons direkt in die postsynaptische Zelle fließen.
Elektrische Synapsen übertragen Signale viel schneller als chemische Synapsen. Während die Übertragungsgeschwindigkeit in chemischen Synapsen bis zu mehreren Millisekunden betragen kann, erfolgt die Übertragung an elektrischen Synapsen nahezu augenblicklich. Wo chemische Synapsen anregend oder hemmend sein können, sind elektrische Synapsen nur anregend.
Während elektrische Synapsen den Vorteil der Geschwindigkeit haben, nimmt die Stärke eines Signals auf dem Weg von einer Zelle zur nächsten ab. Aufgrund dieses Signalstärkeverlusts ist ein sehr großes präsynaptisches Neuron erforderlich, um viel kleinere postsynaptische Neuronen zu beeinflussen. Chemische Synapsen können langsamer sein, aber sie können eine Nachricht ohne Verlust an 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 leitet sich aus dem Griechischen ab Synapsen, Bedeutung "Konjunktion".