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Im Zentralnervensystem ist eine Synapse eine kleine Lücke am Ende eines Neurons, durch die ein Signal von einem Neuron zum nächsten übertragen werden kann. Synapsen werden dort gefunden, wo Nervenzellen sich mit anderen Nervenzellen verbinden. Synapsen sind der Schlüssel zur Funktion des Gehirns, insbesondere wenn es um das Gedächtnis geht.Geschichte
Der Begriff Synapse wurde erstmals 1897 vom Physiologen Michael Foster in seinem "Lehrbuch der Physiologie" eingeführt und leitet sich vom Griechischen abSynapse, was "Konjunktion" bedeutet.
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 übertragen 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, anregen oder hemmen.
Stellen Sie sich das Nervensignal wie den elektrischen Strom und die Neuronen wie Drähte vor. 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
- Die synaptische Spalte 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 der Synapse frei. Diese chemischen Botenstoffe durchqueren die synaptische Spalte 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 mit der elektrischen Aktivität im präsynaptischen Neuron, die die Freisetzung chemischer Botenstoffe, der Neurotransmitter, auslöst. Die Neurotransmitter diffundieren über die Synapse und binden an die spezialisierten Rezeptoren der postsynaptischen Zelle. Der Neurotransmitter regt dann das postsynaptische Neuron entweder an oder hemmt es. Die Anregung führt zum Auslösen eines Aktionspotentials, während die Hemmung die Ausbreitung eines Signals verhindert.
Elektrische Synapsen: Bei diesem Typ sind zwei Neuronen durch spezielle Kanäle verbunden, die als Gap Junctions bekannt sind. Durch elektrische Synapsen können elektrische Signale schnell von der präsynaptischen Zelle zur postsynaptischen Zelle übertragen werden, wodurch die Signalübertragung schnell beschleunigt wird. Der Abstand zwischen elektrischen Synapsen ist viel kleiner als der einer chemischen Synapse (etwa 3,5 Nanometer im Vergleich zu 20 Nanometern). Die speziellen Proteinkanäle, die die beiden Zellen verbinden, ermöglichen es, dass der positive Strom vom präsynaptischen Neuron direkt in die postsynaptische Zelle fließt.
Elektrische Synapsen übertragen Signale viel schneller als chemische Synapsen. Während die Übertragungsgeschwindigkeit in chemischen Synapsen bis zu mehreren Millisekunden dauern kann, erfolgt die Übertragung in 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 ab, wenn es von einer Zelle zur nächsten wandert. Aufgrund dieses Verlustes an Signalstärke 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 der Signalstärke übertragen. Sehr kleine präsynaptische Neuronen können auch sehr große postsynaptische Zellen beeinflussen.
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