Synaptischer Spalt

Der synaptische Spalt ist der Zwischenraum zwischen zwei Neuronen. Er verbindet die präsynaptische Nervenzelle mit der postsynaptischen Nervenzelle und sorgt dafür, dass die Erregungsübertragung zwischen den beiden stattfinden kann.

Synaptischer Spalt: Aufbau

Abbildung 1: Schema der chemischen Erregungsübertragung in der Synapse

In Abbildung 1 siehst du den Aufbau einer Synapse. Der synaptische Spalt ist aber nur ein Teil davon. Betrachtet man eine ganze Nervenzelle, befindet sich der synaptische Spalt am Ende der Endknöpfchen.

Er ist etwa 10–50 nm breit und ermöglicht die Übertragung eines Aktionspotentials zwischen zwei Zellen mit Hilfe von Neurotransmittern. Außerdem befinden sich in ihm Enzyme, die benutzte Neurotransmitter wieder abbauen.

Dabei kommt es zu folgendem Ablauf:

• Die synaptischen Vesikel, in denen sich die Neurotransmitter befinden, verschmelzen mit der präsynaptischen Membran.
• Die Botenstoffe werden in den synaptischen Spalt entlassen.
• Durch den geringen Abstand können die Botenstoffe über den synaptischen Spalt zur postsynaptischen Membran diffundieren.
• Die Transmitter binden an spezifischen Rezeptormolekülen, die durch die Bindung ihre räumliche Struktur verändern (Konformationsänderung) und Ionenkanäle öffnen.
• Durch die Ionenkanäle können Natrium-Ionen einströmen und die postsynaptische Membran depolarisieren. Die postsynaptische Zelle wird durch das Signal erregt und leitet dies weiter.
• Ist das Signal weitergeleitet, werden die Botenstoffe an den Rezeptoren durch Enzyme aufgespalten und zurück in die präsynaptische Zelle transportiert.
• Ionenpumpen sorgen dafür, dass das Potential in beiden Zellen wieder auf den Ausgangszustand zurückgesetzt wird.

Synaptischer Spalt: Funkiton & Bedeutung

Der synaptische Spalt sorgt also dafür, dass ein Aktionspotentials zwischen zwei Zellen weitergeleitet werden kann. So wird zum Beispiel eine Information an die nächste Nervenzelle weitergegeben oder eine Muskelzelle zur Kontraktion angeregt.

Der Informationsfluss ist dabei gerichtet, d. h. er kann nur in eine Richtung verlaufen (von präsynaptischer Zelle zur postsynaptischen Zelle).

Synaptischer Spalt: Bedeutung der Enzyme

Die Enzyme spalten einige Neurotransmitter, welche die Rezeptoren aktivieren, wieder in ihre Einzelteile auf. Würden sie das nicht tun, so würden die Ionenkanäle geöffnet bleiben und dadurch die postsynaptische Zelle dauerhaft erregen. Zum Beispiel wäre so ein Muskel dauerhaft angespannt.

Damit das nicht geschieht, werden die Transmitter durch die Enzyme entfernt, aus dem synaptischen Spalt transportiert und in der präsynaptischen Zelle wieder in Vesikel verpackt.

Synaptischer Spalt: Auswirkungen verschiedener Stoffe

Viele verschiedene Stoffe, die Auswirkungen auf das Nervensystem haben, entfalten diese am synaptischen Spalt. Das können Drogen, Gifte oder auch Medikamente sein. Aber was genau machen diese Stoffe?Wie du gerade gelesen hast, sind Neurotransmitter wichtige Akteure im synaptischen Spalt. Nun gibt es verschiedene Arten von Transmittern, die dementsprechend unterschiedliche Auswirkungen auf das Nervensystem haben.

Zum Beispiel sorgt der Botenstoff Acetylcholin unter anderem dafür, dass die Ionenkanäle im synaptischen Spalt zwischen einer Nervenzelle und einer Muskelzelle geöffnet werden, also der Muskel kontrahiert werden kann.

Synaptischer Spalt: Wirkung von Medikamenten

Bestimmte Arten von Antidepressiva wirken in dem sie die Wiederaufnahme von Neurotransmittern behindern. Dazu zählen die selektiven Serotonin-Wiederaufnahmehemmer (engl. selective serotonin reuptake inhibitors, kurz SSRIs).

Diese Wirkstoffe sorgen dafür, dass die Wiederaufnahme von Serotonin gehemmt wird, indem sie den Transport des Transmitters zurück in die präsynaptische Zelle blockieren. Dadurch bleibt der Transmitter Serotonin länger im synaptischen Spalt und kann die Postsynapse auch mehrfach anregen.

Synaptischer Spalt: Wirkung von Drogen

Neben Acetylcholin dient unter anderem auch Dopamin als Neurotransmitter. Dopamin spielt im Belohnungssystem des Menschen eine große Rolle.

Genau dies machen sich viele berauschende Substanzen zu Nutze. Drogen wie Nikotin oder Kokain stimulieren eine vermehrte Ausschüttung von Dopamin und sorgen so für ein gewisses Glücksgefühl. Lässt die Wirkung der Droge nach sinkt auch der Dopaminspiegel und das Glücksgefühl verschwindet. Was bleibt, ist das Verlangen, diesen "Kick" zu wiederholen.

Synaptischer Spalt: Wirkung von Alkohol

Wird Alkohol konsumiert, wird die Bildung von Gamma-Aminobuttersäure, geläufig als GABA abgekürzt, angeregt. Dabei handelt es sich um einen inhibitorischen Neurotransmitter, welcher die Erregbarkeit von Nervenzellen verringert. Dadurch werden Informationsströme gehemmt und der Alkohol entfaltet seine beruhigende Wirkung.

Synaptischer Spalt im Vergleich zu Gap Junctions