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Lexikon der Neurowissenschaft: synaptische Übertragung

synaptische Übertragung [von griech. synapsis = Verbindung], synaptische Transmission, E synaptic transmission, Signalübermittlung an Synapsen ( siehe Zusatzinfo ). An elektrischen Synapsen wird das präsynaptische Aktionspotential abgeschwächt auf die postsynaptische Zelle übertragen. Diese Art der Übertragung wird dadurch möglich, daß gap junctions den Widerstand der postsynaptischen Membran so stark herabsetzen, daß ein Strom von der prä- zur postsynaptischen Seite fließen kann. Elektrische Synapsen können gleichrichtend sein, d.h. den Strom nur in eine Richtung leiten, z.B. elektrische Synapsen an Motoneuronen des Froschs. Sie ähneln dann chemischen Synapsen, jedoch erfolgt die Übertragung schneller. An chemischen Synapsen wird das präsynaptische Aktionspotential in ein chemisches Signal, die Freisetzung eines Überträgerstoffes (Neurotransmitter) durch Exocytose, umgewandelt. Auslöser der Exocytose ist der präsynaptische Calcium-Einstrom. Der Überträgerstoff bindet an Zelloberflächenproteine (Rezeptoren) im subsynaptischen Anteil der postsynaptischen Membran. Ionotrope Rezeptoren sind Membrankanäle, die sich bei Bindung des Überträgerstoffs öffnen. Der durch die Kanäle fließende Ionenstrom lädt oder entlädt die Kapazität der benachbarten postsynaptischen Membran, so daß ein depolarisierendes (erregendes postsynaptisches Potential) oder hyperpolarisierendes (hemmendes postsynaptisches Potential) postsynaptisches Potential entsteht. Im Gegensatz zum Aktionspotential folgt das postsynaptische Potential nicht dem Alles-oder-Nichts-Gesetz, sondern codiert die freigesetzte Menge des Überträgerstoffs in Amplitudengröße (Amplitudenmodulation). Chemische synaptische Übertragung erfolgt unidirektional von der prä- zur postsynaptischen Seite, kann aber durch prä- oder postsynaptisch freigesetzte Cotransmitter (Cotransmission) bzw. Neuromodulatoren modifiziert werden. Der Übertragungsvorgang wird durch Diffusion des Überträgerstoffs vom Rezeptor beendet, wobei dieser Vorgang je nach Synapse in wechselndem Ausmaß durch Abbau des Überträgerstoffs, Wiederaufnahme in das intrazelluläre Kompartiment und/oder Rezeptordesensitisierung unterstützt wird. Je nach Zeitgang spricht man von schneller (ms) und langsamer (s bis min) Übertragung. Letztere Begriffe decken sich in der Regel mit der Vermittlung durch direkt ligandengesteuerte Ionenkanäle im ersten und durch G-Protein-vermittelt gesteuerte Kanäle im zweiten Falle. Aufgrund von Untersuchungen an der motorischen Endplatte wurde die Quantenhypothese formuliert, die besagt, daß der Überträgerstoff als Gesamtinhalt einzelner synaptischer Vesikel in definierten Mengen freigesetzt wird, die in einem Vielfachen einer kleinsten Grundeinheit, des Quantums, bestehen. Variabel sind die Freisetzungswahrscheinlichkeit, die Zahl der freisetzbaren Quanten und die Größe des postsynaptischen Miniaturstroms. Ein einheitliches quantitatives Modell ließ sich für Synapsen des Zentralnervensystems bisher nicht formulieren, da diese erheblich in ihrer Geometrie, der Zahl der aktiven Zonen und der Größe der postsynaptischen Spezialisierungen variieren. Neurotransmission.

synaptische Übertragung

Die synaptische Übertragung hat eine Schlüsselfunktion in der neuronalen Informationsverarbeitung. Ihre Differenzierung betrifft vor allem
- die Entwicklung vieler Neuronentypen, die jeweils durch die Freisetzung eines oder mehrerer für sie charakteristischer Neurotransmitter gekennzeichnet sind
- die Entwicklung komplexer synaptischer Strukturen
- die Entwicklung aufeinander abgestimmter prä- und postsynaptischer Regulationssysteme, die Konstanz und Reproduzierbarkeit der synaptischen Signalübertragung gewährleisten sowie eine Änderung der Übertragungscharakteristik (Plastizität im Nervensystem) ermöglichen.

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