Chpt. 5 Synaptic Transmission Flashcards
Elektrische Synapse
Ionenstrom gelangt von einer Zelle in die nächste und löst dort direkt ein PSP aus -> sehr schnell & zuverlässig
Zellmembranen sind verbunden durch Proteine (Connexin)die gemeinsam ein Connexon (Kanal) bilden der die „gap junction“, den Raum zwischen den Zellen überbrückt
Chemische Synapse
im ausgereiften Hirn erfolgt die Signalübertragung überwiegend chemisch
d.h. ein präsynaptisches Aktionspotential initiiert die Freisetzung von Neurotransmittern in den synaptischen Spalt wo sie an den Rezeptoren der postsynaptischen Zelle andocken und wiederum ein elektrisches Signal auslösen
Membrandifferenzierung
erhöhte Proteindichte in der Zellmembran auf beiden Seiten des synaptischen Spalts
- „aktive Zone“ (Zone d. Freisetzung v. Neurotransmittern)
- „postsynaptische Verdichtung“ (Rezeptoren bzw. Ort an dem chemisches in elektrisches Signale verarbeitet wird)
Synapsentypen im CNS
axodendritisch - „normale“ häufigste Form
axosomatisch - Axon direkt an Soma
axoaxonisch - Verbindung von Axonen untereinander
dendrodendritisch - selten bilden Dendriten untereinander Synapsen
en-passant Synapsen - liegen im Verlauf des Axons, nicht in der Terminale
„Gray-Typ-I-Synapsen“ - Membrandifferenzierung auf der postsynaptischen Seite ist dicker (i. d. Regel exitatorisch)
„Gray-Typ-II-Synapsen“ - Membrandifferenzierung ist symmetrisch (i.d. Regel inhibitorisch)
Neuromuskuläre Endplatte
Synapsen außerhalb des Gehirns zwischen Neuron & Muskelzellen
außerordentlich zuverlässige & schnelle Signalübertragung (Aktionspotential wird immer weitergegeben)
strukturelle Spezialisierung -> subneuraler Faltenapparat d. postsynaptischen Membran (große Oberfläche, viele Rezeptoren) & viele aktive Zonen der präsynaptischen Membran die genau darauf ausgerichtet sind
Neurotransmitter
Aminosäuren, Amine (kleine Moleküle gespeichert in Vesikeln) & Peptide (große Moleküle gespeichert in dense-core Vesikeln)
Aminosäuren-Neurotransmitter
Gamma-Aminobuttersäure (GABA) -> wichtigster inhibitorischer Neurotransmitter
Glutamat (Glu) -> wichtigster exitatorischer Neurotransmitter
Glycin (Gly)
Amine-Neurotransmitter
Acetylcholin (ACh) -> Neurotransmitter an der neuromuskulären Endplatte Dopamin (DA) Serotonon (5-HT) Adrenalin Noradrenalin (NA) Histamin
Peptid-Neurotransmitter
Cholecystokinin (CCK) Dynorphin Enkephalins (Enk) N-acetylaspartylglutamate (NAAG) Neuropeptide Y Somatostatin Substance P Thyrotropin-releasing hormone Vasoactive intestinal polypeptide (VIP)
Synthese & Speicherung v. Neurotransmittern
Glutamat & Glycin sind essenzielle Aminosäuren die in allen Körperzellen vorhanden sind
GABA & die Amine werden in den Neuronen die sie ausschütten synthetisiert (in der Axonterminale aus synthetisierenden Enzymen die aus dem Soma kommen) und dann mithilfe von Transportern (Vesikelmembranproteine) in Vesikel verpackt
Peptide werden im rauen ER synthetisiert, im Golgi-Apparat aufgespalten, in sekretorische (dense-core) Vesikel verpackt und wandern mit dem axoplasmatischen Tranport in die Axonterminale
spannungsabhängige Calciumkanäle
öffnen sich bei Depolarisation der Zellmembran und geben damit das Signal zur Freisetzung der Neurotransmitter aus den Vesikeln
Exocytose
Ausschüttung von Neurotransmittern durch Fusion der Vesikelmembran mit der Zellmembran (mithilfe v. SNARE-Proteinen die eine feste Bindung der Membranen aneinander ermöglichen)
Endocytose
Rückgewinnung der Vesikelmembran, die dann wieder mit Neurotransmittern befüllt wird
Ionotrope Rezeptoren
-> transmitterabhängige Ionenkanäle
Pore öffnet sich durch Konformitätsänderung beim Andocken des passenden Neurotransmitters (geöffnete Poren sind nicht im selben Maße selektiv wie spannungsabhängige Ionenkanäle)
EPSP
exitatorisches postsynaptisches Potential
—> vorübergehende Depolarisation der postsynaptischen Membran
Aktivierung von Glutamat- & ACh-abhängigen Rezeptoren löst EPSPs aus, da sie für Na+ permeabel sind
IPSP
Inhibitorisches postsynaptisches Potential
—> vorübergehende Hyperpolarisation der postsynaptischen Membran
synaptische Aktivierung von Glycin- & GABA-abhängigen Rezeptoren führt zu IPSPs
Metabotrope Rezeptoren
G-Protein-coupled-receptors
langsamere, längere, weiter gefächerte postsynaptische Effekte
- Neurotransmitter binden an Rezeptoren
- Rezeptoren aktivieren G-Proteine die sich entlang der intrazellulären Membran frei bewegen können
- G-Proteine aktivieren Effektorproteine (z.B.: G-protein-gated-Ionenkanäle o. Enzyme die Secondmessenger aktivieren welche Enzyme synthetisieren und somit weitreichende Auswirkungen auf den Zellmechanismus haben können)
Neuropharmakologie
Untersuchung der Wirkung von Substanzen auf das Nervensystem
Inhibitoren
Wirkstoffe die die normale Funktion spezifischer Proteine im Mechanismus der synaptischen Übertragung hemmen
Rezeptorantagonisten
binden an die Rezeptoren und blockieren die normale Aktivität der Neurotransmitter (Bsp: Curare, Pfeilgift das an die ACh-Rezeptoren der Skelettmuskulatur bindet, die Aktivität von ACh blockiert und dadurch lähmend wirkt)
Rezeptoragonisten
Wirkstoffe die die Aktivität von Neurotransmittern nachahmen und dadurch aktivierend auf die Rezeptoren wirken (Bsp: Nikotin bindet an die ACh-Rezeptoren der Skelettmuskulatur (deswegen auch „nikotinische ACh-Rezeptoren, um sie z.B. von ACh-Rezeptoren des Herzens zu unterscheiden die nicht auf Nikotin reagieren))
synaptische Integration
alle präsynaptischen Signale werden in der postsynaptischen Zelle zusammengefasst und in ein Aktionspotential als Ausgangssignal umgewandelt
Quantum
nicht mehr teilbare Einheit die die Anzahl der Neurotransmittermoleküle in einem Vesikel & die Anzahl der postsynaptischen Rezeptoren an einer Synapse widerspiegelt
postsynaptisches Miniaturpotential
„Mini“
Reaktion auf die unabsichtliche Ausschüttung von Neurotransmittern aus einem Vesikel die ohne Aktionspotential passiert
Quantelungsanalyse
Vergleicht die Amplituden von „Minis“ und größeren „normalen“ postsynaptischen Potentialen um die Anzahl der Vesikel zu bestimmen die Neurotransmitter freisetzen
EPSP-Summation
Aufsummieren der EPSPs in einem Neuron um ein Aktionspotential zu erreichen (im Gegensatz zur neuromuskulären Endplatte wo ein Aktionspotential so groß ist, dass es einfach weitergeleitet wird)
- räumliche Summation (Zusammennehmen v. EPSPs die zeitgleich am selben Dendriten ankommen)
- zeitliche Summation (EPSPs die schnell hintereinander an derselben Synapse ankommen)
Autorezeptoren
meist G-Protein-gekoppelte Rezeptoren in der präsynaptischen Membran die für den von der präsynaptischen Zelle ausgeschütteten Neurotransmitter sensibel sind - stimulieren Second Messenger deren Aufgabe häufig die Regulation der Ausschüttung & (oder) Synthese des Neurotransmitters ist
Abbau von Neurotransmittern
Wiederaufnahme in die präsynaptische Zelle durch Tranporterproteine in der Membran (+ Wiedereinlagerung in Vesikel oder Recycling)
Diffusion
Aufnahme durch Gliazellen (ähnlich wie in die präsynaptische Zelle)
Enzymatischer Abbau (z.B. Acetylcholinesterase spaltet ACh)
Desentitisierung
wenn der Neurotransmitter in hoher Konzentration zu lange im synaptischen Spalt verbleibt schließen sich die transmitterabhängigen Kanäle früher oder später trotzdem und können für einige Sekunden nicht mehr aktiviert werden (Wirkweise einiger chemischer Waffen die AChE hemmen und dadurch den Abbau von ACh stoppen, was zu Desentitisierung und dem Zusammenbruch der neuromuskulären Signalübertragung führt)
