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Transkript Synapse – Aufbau und Funktion

Hallo, mein Name ist Sabine und in diesem Film schauen wir uns näher die Vorgänge an den Synapsen an.

Doch zunächst musst du wissen, was eine Synapse überhaupt ist. Zuerst gäbe es da das Axonendknöpfchen. Das ist die Endstelle der Nervenzelle. Dann kann dieses Axonendknöpfchen an eine weitere Zelle angrenzen. Diese kann z. B. der Zellkörper eines Folgeneurons sein, das Soma, ein Dendrit eines Folgeneurons oder eine Muskel- oder Drüsenzelle. Den Abstand zwischen diesen beiden Zellen nennt man synaptischen Spalt und diese 3 Teile zusammen, das ergibt dann eine Synapse. Eine Synapse ist also die Kontaktstelle von einem Neuron zum nächsten Neuron oder von einem Neuron zu einer Muskel- oder Drüsenzelle.

Am einfachsten lassen sich die Vorgänge an den Synapsen an den neuromuskulären Synapsen erklären. Das ist eine Verbindungsstelle zwischen einem Axon und einer Muskelfaser, deswegen heißen neuromuskuläre Synapsen auch motorische Endplatten. Das Axonendknöpfchen enthält kleine Bläschen, die synaptischen Bläschen. Das sind kleine membranumgrenzte Räume, sogenannte Vesikel. Die grünen Kästchen sollen Acetylcholin darstellen, der Neurotransmitter in neuromuskulären Synapsen. Neurotransmitter sind Informationsstoffe, die über den synaptischen Spalt wandern und an der nächsten Zelle eine Reaktion auslösen.

Wenn jetzt ein Aktionspotenzial im Axonendknöpfchen ankommt, werden spannungsgesteuerte Kalziumkanäle geöffnet. Nun strömen Kalziumionen, das sind die kleinen blauen Kästchen in das Innere des Axonendknöpfchens. Die Kalziumionen sorgen dafür, dass die synaptischen Bläschen sich Richtung präsynaptischer Membran bewegen und mit ihr verschmelzen. Nun kann unser Neurotransmitter Acetylcholin in den synaptischen Spalt gegeben werden. Die Kalziumionen werden wieder aus dem Zytoplasma gepumpt, damit nicht zu viele Bläschen ihr Acetylcholin abgeben können.

Auf der anderen Seite, der postsynaptischen Membran, befinden sich Rezeptoren für das Acetylcholin. Das sind die gelben Kästchen. Acetylcholin bindet nach Schlüssel-Schloss-Prinzip, ganz wichtig immer in der Klausur schreiben, an den Rezeptor an. An der postsynaptischen Membran besteht ein Ruhepotenzial. Wenn du nicht weißt, was das ist, dann schau dir bitte noch einmal das gleichnamige Video von mir an. Wenn das Acetylcholin an den Rezeptor bindet, werden Natriumkanäle und Kaliumkanäle in der postsynaptischen Membran geöffnet. Die Natriumionen sind außerhalb der postsynaptischen Membran und die Kaliumionen innerhalb. Durch das Andocken des Acetylcholins strömen nun ganz viele Natriumionen in das Zellinere, und nur sehr weniger Kaliuminionen nach außen. Das heißt, die postsynaptische Membran wird umgepolt. Das heißt, sie ist außen nun negativ geladen und innnen nun positiv.

Unsere postsynaptische Membran gehört ja zu einem Muskel. Das Ruhepotenzial des Muskels wurde nun umgepolt und ist jetzt ein Endplattenpotenzial. Wenn dieses Endplattenpotenzial den Schwellenwert überschreitet, gibt es ein Aktionspotenzial, das sich über die ganze Muskelfaser ausbreitet und der Muskel kann kontrahieren.

Doch nun zurück zu unserer Synapse. Neben den Rezeptoren gibt es auf der postsynaptischen Membran auch ein Enzym, welches Cholinesterase heißt. An der Endung -ase erkennst du, dass es ein Enzym ist. Wenn Acetylcholin nun an das Cholinesterase andockt, geschieht Folgendes: Das Enzym spaltet den Transmitter in Acetat und in Cholin. Acetat kann sehr leicht vom Körper selbst hergestellt werden und deswegen wird es ins Blut abgegeben. Cholin ist schon etwas seltener und wird deswegen zurück in das Axonendknöpfchen transportiert. Nach dieser Reaktion liegt das Enzym unverändert vor, das ist ja ganz normal und das solltest du aus den Enzymreaktionen schon wissen.

Zum Schluss betrachten wir noch einmal kurz die Synapsen im Zentralnervensystem. Diese verbinden grundsätzlich Nervenzellen und funktionieren ähnlich wie die neuromuskulären Synapsen. Neben Acetylcholin gibt es aber auch noch andere Transmitter, z. B. Glutamat, Aminobuttersäure, Serotonin, Dopamin und Noradrenalin. Eine Nervenzelle kann gleichzeitig mehrere Transmitter besitzen, d. h. es gibt sehr viele Möglichkeiten, wie Informationen übertragen werden können. Unterschiedlich sind auch die Rezeptoren. Es gibt welche, die, wie bei den neuromuskulären Synapsen, direkt Ionenkanäle öffnen. Dann gibt es aber auch Rezeptoren, die eine Signalkette auslösen, d. h. ein Signalmolekül wird aktiviert, z. B. das zyklische Adenosinmonophosphat, kurz cAMP. Dieses kann dann verschiedene Funktionen ausführen. Es kann z.B. die Durchlässigkeit der Membran erhöhen oder Ionenkanäle öffnen.

Damit dieses Video nicht zu lang wird, gebe ich dir hier schon mal eine Vorschau auf die Themen, die noch fehlen und die dann noch behandelt werden. Und zwar werde ich dir bald den Unterschied zwischen hemmenden und erregenden Synapsen erklären und somit auch die Informationsverarbeitung im Soma.

Ich hoffe dir hat dieser Film gefallen und konnte dir beim Lernen helfen. Vielen Dank für deine Aufmerksamkeit und fürs Zusehen. Hoffentlich bis bald. Sabine.

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18 Kommentare
  1. Serpil

    Hallo,
    ja, du hast recht.Kalium- und Natriumionen sind positiv geladen. Die Kaliumionen sind im Inneren der Zelle im Überschuss, also ist die Konzentration der Kaliumionen innerhalb der Zelle viel höher als außen, weswegen sie aufgrund der Ungleichverteilung nach außen diffundieren. Das ist nur möglich, weil die Biomembran für Kaliumionen permeabel ist. Da die negativen Ionen in der Zelle zurückbleiben und nicht hinausdiffundieren können, ist das innere der Membran negativ.
    Zu deiner ersten Frage: Die Konzentration von Natriumionen innerhalb der Zelle ist sehr gering und die spannungsabhängigen Natriumkanäle im Ruhezustand geschlossen. Wenn eine Zelle erregt wird, öffnen sich diese Natriumkanäle, sodass das Innere der Zelle zunehmend positiver wird.
    Ich hoffe, die Antwort hilft dir weiter!
    LG

    Von Serpil Kilic, vor 13 Tagen
  2. Default

    Warum bewirkt NA+ einen Spannungsunterschied?
    Es wird gesagt, dass der Innenraum voll mit K+ ionen ist. Aber der Innenraum ist negativ. WIE KANN DAS SEIN wenn K+ Ionen doch positiv sind! Da ist doch ein "plus" hinter dem K, also muss es positiv sein... klar sind da auch noch Cl- ionen...

    eigentlich sind Natrium und Kalium doch positiv, nur Chlorid ist negativ...damit die ladung positiv wird, müssten doch negative chlourid ionen rausströmen... bitte klärt mich auf...

    gute videos, angenehme stimme, danke danke danke

    Von L Bond, vor 19 Tagen
  3. 12510333_960452244041620_5811053790551452735_n

    Das ist ein sehr gutes Video, um nocheinmal kurz alles vor einem Test durchzugehen.
    Vielen Dank dafür!

    Von Dominik K., vor 30 Tagen
  4. Default

    Wirkliche tolle Videos die Sie gemacht haben. Endlich verstehe ich das Alles. In der Schule war ich zwischenzeitlich echt verzweifelt.
    Danke :)

    Von Johannphilipperobert, vor 5 Monaten
  5. Marcel

    Hallo :)
    Zunächst zersetzt das Enzym Acetylcholinesterase den Transmitter wieder in Cholin und Acetat (im Synaptischen Spalt). Dieses werden dann wieder in die Endknöpfchen transportiert (Das ist etwas komplizierter. Wenn du dazu fragen hast helfe ich dir gern weiter, Stichworte sind Stofftransport, und Protonengradient). Im Endknöpfchen werden die Bausteine dann wieder mit Hilfe des Enzyms Cholinacetyltransferase zusammengesetzt.

    Von Marcel Schenke, vor 12 Monaten
  1. Default

    Wie kommt das Cholin wieder ins Endknöpchen zurück?

    Von Delongchen, vor 12 Monaten
  2. Default

    Hallo Frau Basine,

    Ich möchte mich bei Ihnen für Ihre super Arbeit bedanken! Dank Ihnen bin ich von einem mündlichen Unterkurs im Biologie LK auf eine zweistellige mündliche Note gesprungen. Immer weiter so! :) (Y)

    Von Maikwiegand, vor etwa einem Jahr
  3. Jan

    Hallo Jannis,
    um die Calcium-Ionen wieder aus dem Cytoplasma des Endknöpfchens herauszutransportieren, gibt es ATP-betriebene Calcium-Pumpen. Dies ist v.a. auch wichtig, um den Konzentrationsunterschied an Calcium-Ionen innen und außen konstant zu halten.

    Von Jan Ruppe, vor mehr als einem Jahr
  4. Default

    Bei 2:01 wird davon gesprochen, dass die Calcium Ionen wieder aus der präsynaptischen Membran gepumpt werden. In welcher Weise passiert das? Durch eine Calcium Pumpe unter ATP-Verbrauch, oder wie kann man sich das vorstellen?

    Von Jannis Burkardt, vor mehr als einem Jahr
  5. Marcel

    Hallo :)

    es heißt natürlich Vesikel :)

    Von Marcel Schenke, vor mehr als einem Jahr
  6. Default

    Versikel oder Vesikel? :D

    Von Ruben1993, vor mehr als einem Jahr
  7. Default

    Fantastisches und lehrreiches Video, vielen Dank Sabine!

    Von Tommynatorium, vor mehr als 2 Jahren
  8. Marcel

    Vollkommen richtig! Der Fehler wurde sofort behoben

    Von Marcel Schenke, vor fast 3 Jahren
  9. Default

    Zur Testfrage nach dem Video:
    Die Acetylcholinesterase synthetisiert doch kein Acetylcholin, sondern baut es ab, oder?

    Von Sonstewer, vor fast 3 Jahren
  10. Default

    vielen Dank :)

    Von Oksana B, vor mehr als 3 Jahren
  11. Default

    total super :D sehr hilfreich ;)

    Von Kafkaesk, vor fast 4 Jahren
  12. Img_1532

    Sehr gut und einfach erklärt ;)

    Von Aileen S., vor etwa 4 Jahren
  13. Default

    Super einfach erklärt. Danke Sabine!!

    Von Sonja 2010, vor fast 5 Jahren
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