Direkt zum Inhalt

Synapsen: Kontaktstellen im Rampenlicht

Im menschlichen Gehirn kommunizieren rund 100 Milliarden Nervenzellen über schätzungsweise 100 Billionen Kontakte miteinander: die so genannten Synapsen. Dieser enorme Informationsaustausch liegt sämtlichen Hirnfunktionen zu Grunde. Der Neurobiologe Nils Brose, Direktor am Max-Planck-Institut für Experimentelle Medizin in Göttingen, und sein Mitarbeiter Ludwig Kolb erläutern, wie die Signalübertragung zellbiologisch vor sich geht - und was geschieht, wenn sie gestört wird.
Synapse
Nervenzellen übermitteln Informationen in Form von elektrischen Impulsen, so genannten Aktionspotenzialen. Um diese Signale an andere Neurone weiterzugeben, nutzen sie spezialisierte Kontaktstellen, für die der briti­sche Physiologe und Nobelpreisträger Charles S. Sherrington (1857-1952) den Begriff Synapse prägte (von griechisch syn für zusammen und haptein für ergreifen, fassen). Synapsen bilden sich in der Regel zwischen dem Ende des Axons (des längsten Fortsatzes) der sendenden Nervenzelle und dem Zellkörper, einem Dendriten oder einem so genannten Dorn (einem kleinen Fortsatz auf einem Dendriten) der empfangenden Zelle.
Meist erfolgt die Signalübertragung an den Synapsen jedoch nicht über einen direkten elektrischen Kontakt, wie es etwa bei einer Steckdose der Fall ist. Vielmehr sind Sender und Empfänger durch einen schmalen Spalt voneinander getrennt. Deshalb muss jedes von einer Nervenzelle weitergegebene Aktionspotenzial vorübergehend in ein chemisches Signal umgewandelt werden: Bei elektrischer Aktivierung schüttet die Senderzelle Neurotransmitter aus, die über den synaptischen Spalt zur Empfängerzelle gelangen. Dort binden diese Botenstoffe an Rezeptorproteine, was eine Reaktionskette im Zellinneren in Gang setzt. Letztlich entsteht dadurch in der nachgeschalteten Nervenzelle erneut ein elektrisches Signal ...

Kennen Sie schon …

Gehirn&Geist – Intelligent ohne Gehirn

Ob Pflanzen, Pilze oder Einzeller – selbst einfachste Organismen lernen und lösen Probleme, um zu überleben. Und dies ist nicht an ein Gehirn oder an Nervenzellen gekoppelt! Des Weiteren erklärt der Neurophysiologe Andreas Draguhn, ob alle Lebewesen denken können und welche Voraussetzungen sie dazu unbedingt mitbringen müssen. Außerdem berichten wir, warum die Natur, und besonders ihre Geräusche, auf uns gesundheitsfördernd wirken. Was löst chronischen Juckreiz, der Menschen in den Wahnsinn treiben kann, aus? Führt die Klimakrise zur Solidarität in der Gesellschaft oder gewinnt die Abschottung die Oberhand? Wie erklärt sich das Wahlverhalten in Deutschland und anderen europäischen Ländern? Kann digitale Desinformation durch Fake News den Ausgang von freien Wahlen beeinflussen?

Spektrum - Die Woche – Wie Psychopharmaka das Gehirn verändern

Wie wirken Antidepressiva, Neuroleptika und Psychostimulanzien auf das Gehirn? Psychopharmaka bringen schnelle Linderung bei psychischen Störungen, doch die langfristigen Folgen auf unser Denkorgan sind noch nicht ausreichend erforscht. Außerdem: Süßwasser unter dem Meer. Ein Weg aus der Wassernot?

Spektrum - Die Woche – Eine Pipeline quer durch die Artenvielfalt

In einigen der artenreichsten Naturräumen Ostafrikas entsteht eine 1445 km lange Öl-Pipeline. Der daran geknüpfte erhoffte Wohlstand ist ungewiss, der gigantische Umweltschaden jedoch ohne Zweifel. Wie es dazu kam, lesen Sie in der aktuellen »Woche«. Außerdem: die Debatte um KI als öffentliches Gut.

  • Quellen
Jahn, R., Scheller, R. H.:SNAREs - Engines for Membrane Fusion. In: Nature Reviews Molecular Cell Biology 7, S. 631-643, 2006.

Südhof, T. C., Rothman, J. E.:Membrane Fusion: Grappling with SNARE and SM Proteins. In: Science 323, S. 474-477, 2009.

Wojcik, S. M., Brose, N.:Regulation of Membrane Fusion in Synaptic Excitation-Secretion Coupling: Speed and Accuracy Matter. In: Neuron 55, S. 11-24, 2007.

Schreiben Sie uns!

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.