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Synaptischer Spalt

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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.

Aufbau des synaptischen Spaltes

Synaptischer Spalt Aufbau einer Synapse Nervenzelle Synaptischer Spalt StudySmarter
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.

Der synaptische Spalt ist der Abschnitt zwischen der präsynaptischen und der postsynaptischen Membran zweier Zellen. Er befindet sich also zwischen zwei Nervenzellen oder einer Nervenzelle und einer Muskelzelle.

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.

Bedeutung des synaptischen Spaltes

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).

Bedeutung der Enzyme des synaptischen Spaltes

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.

Wirkung von Medikamenten auf den synaptischen Spalt

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.

Wirkung von Drogen auf den Synaptischen Spalt

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

Das Belohnungssystem des Menschen wird als mesocortikolimbisches Belohnungssystem bezeichnet. Bei positiven Eindrücken schüttet es hohe Mengen Dopamin aus und sorgt so für eine Konditionierung darauf, diesen positiven Reiz zu wiederholen – eine Motivation entsteht.

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.

Wirkung von Alkohol auf den synaptischen Spalt

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.

Für weitere nähere Information kannst du die StudySmarter-Originals Neurotransmitter, Neuromodulation und Neurotoxin lesen.

Synaptischer Spalt im Vergleich zu Gap Junctions

Ein synaptischer Spalt ist nur bei einer chemischen Synapse zu finden. Bei elektrischen Synapsen wird die Verbindung zwischen zwei Zellen stattdessen als Gap Junctions oder Nexus bezeichnet.

Im Gegensatz zu dem synaptischen Spalt ist eine Gap Junction nur etwa 2–3,5 nm breit. Sie leitet elektrische Signale in Form von Ionenströmen weiter, braucht aber anders als die chemische Synapse keine Transmitter, die Ionenkanäle öffnen.

Während bei chemischen Zellen durch den synaptischen Spalt eine Verzögerung von etwa 0,5 Millisekunden bei der Informationsweiterleitung auftritt, ist die Weiterleitung bei einer Gap Junction verzögerungsfrei. Außerdem kann das Signal bei Gap Junctions aus beiden Richtungen weitergeleitet werden.

Synaptischer Spalt - Das Wichtigste auf einen Blick

  • Der synaptische Spalt ist die Verbindung zwischen Neuronen.
  • In ihm diffundieren Transmitter zu Rezeptoren, damit das elektrische Signal weitergeleitet wird.
  • Enzyme im synaptischen Spalt spalten Transmitter, damit die postsynaptische Zelle nicht dauerhaft erregt wird.
  • Der Prozess im synaptischen Spalt kann durch Drogen, Gifte oder Medikamente gestört werden.
  • Der synaptische Spalt verbindet chemische Synapsen, sein Gegenstück für elektrische Synapsen sind Gap Junctions.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Synaptischer Spalt

Der synaptische Spalt ist der Abschnitt zwischen präsynaptischer Zelle und postsynaptischer Zelle, also zwischen zwei Nervenzellen oder einer Nervenzelle und einer Muskelzelle. Er ist etwa 10 - 50 nm breit, mit Extrazellulärflüssigkeit angefüllt, und für den Transport der Transmitter verantwortlich. Außerdem befinden sich in ihm Enzyme, die dafür sorgen, dass die Neurotransmitter wieder abgebaut werden.

Der synaptische Spalt ist die Verbindungsstelle von zwei Neuronen und sorgt dafür, dass das Signal, was von einer Synapse ausgesendet wird, auch an der nächsten ankommt. Gäbe es ihn nicht, so würde das Signal ins Leere laufen.

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

Die im synaptischen Spalt enthaltenden Enzyme spalten die Botenstoffe, welche die Rezeptoren aktivieren, wieder in ihre Einzelteile auf. Würden sie das nicht tun, so würden die Ionenkanäle die ganze Zeit geöffnet bleiben und dadurch die postsynaptische Zelle dauerhaft erregen. Zum Beispiel wäre so ein Muskel dauerhaft angespannt. Damit das nicht geschieht, werden die Botenstoffe vorzeitig durch die Enzyme entfernt.

Finales Synaptischer Spalt Quiz

Frage

Warum sind die Enzyme im synaptischen Spalt wichtig?

Antwort anzeigen

Antwort

Sie spalten die Neurotransmitter, damit das Aktionspotential nicht dauerhaft weitergeleitet wird.

Frage anzeigen

Frage

Wo befindet sich der synaptische Spalt?

Antwort anzeigen

Antwort

Zwischen präsynaptischer und postsynaptischer Membran.

Frage anzeigen

Frage

Wie groß ist der synaptische Spalt?

Antwort anzeigen

Antwort

10 - 50 nm.

Frage anzeigen

Frage

Welche Zelltypen verbindet der synaptische Spalt?

Antwort anzeigen

Antwort

Zwei Nervenzellen oder eine Nervenzelle und eine Muskelzelle.

Frage anzeigen

Frage

In was für eine Richtung verläuft das Signal bei einer Erregungsübertragung im synaptischen Spalt?

Antwort anzeigen

Antwort

Das Signal kann nur von der präsynaptischen Zelle zur postsynaptischen Zelle weitergeleitet werden.

Frage anzeigen

Frage

Was ist Acetylcholin?

Antwort anzeigen

Antwort

Acetylcholin ist ein Neurotransmitter, der im synaptischen Spalt zwischen einer Nervenzelle und einer Muskelzelle aktiv ist. Er bindet an Rezeptoren, durch die die Depolarisation in der postsynaptischen Zelle stattfinden kann, und sorgt so dafür, dass der Muskel kontraktiert werden kann.

Frage anzeigen

Frage

Was machen Selective Serotonin Reuptake Inhibitors?

Antwort anzeigen

Antwort

Der Botenstoff blockiert die Wiederaufnahme des Neurotransmitters Serotonin in die präsynaptische Zelle.

Frage anzeigen

Frage

Was ist der grundsätzliche Unterschied zwischen dem synaptischen Spalt und einer Gap Junction?

Antwort anzeigen

Antwort

Der synaptische Spalt ist bei einer chemischen Synapse zu finden, die Gap Junction bei einer elektrischen Synapse.

Frage anzeigen

Frage

Was sind vier Unterschiede zwischen dem synaptischen Spalt und einer Gap Junction?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Die Gap Junction ist nur 2 - 3,5 nm breit, während der synaptische Spalt 10 - 50 nm breit ist.
  • Bei Gap Junctions tritt keine Verzögerung auf, beim synaptischen Spalt ist die Weiterleitung um etwa 0,5 Millisekunden verzögert.
  • Bei Gap Junctions kann das Signal in beide Richtungen weitergeleitet werden, bei dem synaptischen Spalt nur von präsynaptischer Zelle zu postsynaptischer Zelle.
  • Der synaptische Spalt besitzt Rezeptoren, die von Neurotransmittern geöffnet werden müssen, die Gap Junction nicht.
Frage anzeigen

Frage

Was passiert mit Neurotransmittern im synaptischen Spalt?

Antwort anzeigen

Antwort

  1. Die Vesikel verschmelzen mit der präsynaptischen Membran und entlassen die in ihnen enthaltenden Neurotransmitter in den synaptischen Spalt.
  2. Die Neurotransmitter diffundieren zu den Rezeptoren an der postsynaptischen Membran.
  3. Sie binden an den Rezeptoren, damit die Ionenkanäle geöffnet werden und die postsynaptische Zelle depolarisiert werden kann.
  4. Ist das Signal weitergeleitet, werden die Neurotransmitter von Enzymen gespalten und zurück in die präsynaptische Zelle transportiert.
Frage anzeigen

Frage

Durch was kann der Prozess im synaptischen Spalt gestört werden?

Antwort anzeigen

Antwort

Drogen, Gifte oder Medikamente können den Prozess im synaptischen Spalt stören.

Frage anzeigen

Frage

Wie breit sind Gap Junctions?

Antwort anzeigen

Antwort

2 - 3,5 nm.

Frage anzeigen

Frage

Was würde passieren, wenn Acetylcholin dauerhaft im synaptischen Spalt verbliebe?

Antwort anzeigen

Antwort

Ein Muskel würde dauerhaft angespannt sein.

Frage anzeigen

Frage

Was passiert NICHT im synaptischen Spalt?

Antwort anzeigen

Antwort

Neurotransmitter binden aneinander und leiten ein Signal weiter.

Frage anzeigen

Frage

Welcher Neurotransmitter sorgt dafür, dass Rezeptoren an der postsynaptischen Membran einer Muskelzelle Ionenkanäle öffnen?

Antwort anzeigen

Antwort

Acetylcholin

Frage anzeigen
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