Der Informationsaustausch zwischen 2 Neuronen findet hauptsächlich auf stofflichem Wege statt. Zuständig für die Weiterleitung einer Erregung sind in diesem Fall sogenannte chemische Synapsen. Um die komplexen Prozesse an Synapsen verstehen zu können muss man zuallererst verstehen, wie sie aufgebaut sind. Die Einteilung in 3 Wirkungsbereiche erscheint hier sinnvoll. Der erste Bereich umfasst die präsynaptische Endigung ausgehend von der präsynaptischen Zelle. In dieser Umgebung stößt man auf unzählige synaptische Vesikel gefüllt mit jeweils ca. 4000 Transmittermolekülen ( = Neurotransmitter ) wie z.B. Acetylcholin und spannungsabhängige Calciumkanäle. Der zweite Bereich ist der synaptische Spalt - eine mikroskopisch kleine Lücke zwischen präsynaptischer Endigung und postsynaptischem Neuron. Mucopolysaccharide ( = Mehrfachzucker ) wirken als eine Art biologischer Klebstoff und halten Synapsenendknöpfchen und postsynaptische Membran zusammen. Der dritte und letzte Bereich ist die Membran des Folgeneurons, die durch eine Vielzahl von transmittergesteuerten Ionenkanälen gekennzeichnet ist.

Soweit, sogut. Für findige Biologen ergeben sich aus der oben aufgeführten, detaillierten Beschreibung des Aufbaus bereits einige Hypothesenansätze. :-) Schluss mit lustig. Schließlich geht es hier um die Abiturvorbereitung. :-)


Trifft ein Aktionspotential ( demnächst kurz AP ) im synaptischen Endknöpfchen ein, so löst die Erregungsleitung eine Vielzahl aufeinanderfolgender Ereignisse aus. Depolarisation der präsynaptischen Membran führt dazu, dass sich die spannungsabhängigen Calciumkanäle öffnen und folglich die intrazelluläre Calciumkonzentration - Menge abhängig von der Impulsfrequenz des ankommenden Signals - rapide ansteigt. Dieser Anstieg wirkt sich auf die synaptischen Vesikel aus, welche infolge des Calciumioneneinstroms den Vorgang der Exocytose einleiten. D.h. sie verschmelzen mit der präsynaptischen Membran und die in ihnen bewahrten Neurotransmitter ergießen sich in den synaptischen Spalt. Anschließend lösen sie ein sogenanntes postsynaptisches Potential an der Membran der Empfängerzelle aus, indem sie die transmittergesteuerten Ionenkanäle kurzzeitig öffnen. Kurzzeitig daher, da das Enzym Acetylcholinesterase sofort damit beginnt die Neurotransmitter zu spalten. Dadurch verhindert es eine Dauererregung der postsynaptischen Membran. Die Weiterleitung des Signals ist an der chemischen Synapse gewährleistet, da die Amplitude des postsynaptischen Potentials direkt von der ausgeschütteten Transmittermenge und somit auch von der Stärke der präsynaptischen Erregung abhängt. Ist die Depolarisation der postsynaptischen Membran nämlich stark genug, so bildet sich ein neues AP am Axonhügel der postsynaptischen Zelle aus.

Ich habe bereits vorweggenommen, dass die ausgeschütteten Transmitter durch das Enzym mit dem simplen Namen Acetylcholinesterase gespalten werden. Positiver Nebeneffekt ist, dass die Abbauprodukte weiterverwendet werden können. Cholin, welches bei der Spaltung entsteht, durchläuft einen ständigen Zyklus. Es diffundiert zurück zum Endknöpfchen und wird durch Reaktion mit Essigsäureresten wiederum zu Acetylcholin. Anschließende Lagerung in synaptischen Vesikeln erlaubt die erneute Verwendung. Biologisches Recycling in Perfektion.