Erregungsübertragung an der Synapse
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Die Übertragung an der Synapse vollzieht sich chemisch, das bedeutet Ionen sind massiv an der Weiterleitung beteiligt. Diese Erregungsleitung ist elementar wichtig, das Wissen, wie dieser Übertragungsprozess abläuft ist Grundlage für alle weiteren Aspekte der Neurobiologie.
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Ablauf einer Erregung
Der Ablauf einer solchen Erregungsübertragung kann vereinfacht in 7 schritten dargestellt werden. Die jeweiligen Schritte werden im folgenden ausführlich erklärt, zudem fügen wir eine Grafik aus dem Unterricht ein.
Schritt 1
Zunächst öffnen sich die Spannungsabhängigen Ca2+ Kanäle durch das ankommende Aktionspotenzial. Daraufhin strömen Ca2+ Ionen in das Endknöpfchen, wodurch die Ladung innerhalb des Endknöpfchens kippt. Die Neurotransmitter (hier Acetylcholin ACh) strömen durch die erhöhte Ca2+ Ionenkonzentration in Richtung der Präsynptischen Membran, oder auch Axomembran.
Schritt 2
Nachdem die Neurotransmitter (hier Acetylcholin ACh) durch die erhöhte Ca2+ Ionenkonzentration in Richtung Axomembran strömten erkennt man, das die Visikelmembran der Neurotransmitter mit der Axomembran verschmilzt. Auf der gegenüberliegenden Seite, im Präsynaptischem Spalt wird nun Acetylcholin ACh frei.
Schritt 3
Das Acetylcholin ACh im Postsynaptischem Spalt bindet nun an freie Rezeptoren des Transmitter gesteuerten Ionenkanals, an der Postsynaptischen Membran, wodurch sich dieser Ionenkanal öffnet und Na+ Ionen vom Postsynaptischem Spalt in die nächste Zelle strömen.
Schritt 4
die Na+ Ionen strömen solange weiter durch den Transmitter gesteuerten Ionenkanal, bis auf der anderen Seite ein postsynaptisches Potenzial ausgelöst wird.
Schritt 5
Nachdem das postsynaptische Potenzial ausgelöst wurde spaltet das Enzym Cholinesterase das Acetylcholin, welches an den Rezeptoren gebunden ist wieder in Acetyl und Cholin auf. Durch die Aufteilung können weder Cholin noch Acetyl weiter an den Rezeptoren der Transmitter gesteuerten Ionenkanäle binden. Sie schwimmen wieder frei im Postsynaptischem Spalt.
Schritt 6
Die freien Cholin Teilchen und Acetat-Ione diffundieren durch die Axomembran des Endknöpfchens in das Endköpfchen. Für diese diffusion werden jedoch keine Kanäle benötigt.
Schritt 7
Im letzten Schritt verbinden sich Cholin und Acetat-Ion wieder zu einem Neurotransmitter miteinander und die Prozedur beginnt erneut, sofern ein Aktionspotenzial dieses auslöst.
Beschriftungsabgleich
Für den Fall das ihr die einzelnen Beschriftungen der jeweiligen Buchstaben nicht mehr im Kopf habt, gibt es hier die Auflösung. a)Spannungsabhängiger Ca2+ Ionenkanal b) Transmitter gesteuerte Ionenkanäle c) Cholinesterse (Enzym spaltet ACh) d) Postsynaptische Membran e) Postsynaptischer Spalt f) Präsynaptische Endigung/Endknöpfchen g) Transmitter gefüllte Vesikel h) Präsynaptische Membran mit Übergang zur Axomembran.
Sonstiges Wichtiges
Innerhalb der postsynaptischen Membran befinden sich neben den Vesikeln, die die Neurotransmitter enthalten auch noch Mitochondrien (Die kleinen Zellkraftwärke) sie liefern die Energie (Inform von ATP) für die Na+K+ Ionenpumpe, die das Ruhepotenzial der postsynaptischen Membran wiederherstellen.
