Synapse – Definition, Aufbau, Funktion und Biologie einfach erklärt

Eine Synapse ist die Verbindung zwischen Nervenzellen oder Nervenzellen und anderen Zelltypen. Erfahre, wie Reize übertragen werden und entdecke verschiedene Synapsentypen. Dies und viele weitere Fragen zu Synapsen werden im folgenden Text beantwortet.

Inhaltsverzeichnis zum Thema Synapse

Synapse im Überblick

  • Eine Synapse ist die Verbindung zwischen zwei Nervenzellen oder zwischen einer Nervenzelle und Sinnes-, Muskel- oder Drüsenzelle.
  • Die Aufgabe der Synapsen ist die Reizübertragung bzw. Informationsübertragung.
  • In der Regel erfolgt die Reizweiterleitung an Synapsen chemisch über sogenannte Neurotransmitter, sehr selten gibt es auch elektrische Synapsen.
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Quelle sofatutor.com

Bau einer Synapse

Eine Synapse lässt sich in drei Abschnitte gliedern: Präsynapse, synaptischer Spalt und Postsynapse. Die präsynaptische Zelle ist das Neuron, von dem die Information kommt. Die postsynaptische Zelle ist die Empfängerin der Informationsübertragung in einer Synapse. Der synaptische Spalt ist der Raum zwischen der präsynaptischen und der postsynaptischen Membran. Die folgende Abbildung zeigt den Aufbau einer chemischen Synapse:

Nervenzelle

Vorgänge an der Synapse

Die Synapse dient der Reizweiterleitung bzw. Signalübertragung zwischen zwei Nervenzellen oder zwischen einer Nervenzelle und Sinnes-, Muskel- oder Drüsenzellen. In diesem Abschnitt betrachten wir den Ablauf an einer chemischen Synapse.
Wird eine Nervenzelle erregt, wird diese Erregung innerhalb des Neurons als Aktionspotenzial elektrisch vom Zellkörper über das Axon bis zum synaptischen Endknöpfchen weitergeleitet. An der Synapse wird das Aktionspotenzial auf benachbarte Zellen übertragen. Im Endknöpfchen befinden sich Vesikel mit Botenstoffen, den Neurotransmittern. Erreicht ein Aktionspotenzial das Endknöpfchen, öffnen sich Ionenkanäle in der Zellmembran. Der Anstieg der Ionenkonzentration in den Nervenzellen bewirkt, dass die Vesikel mit der präsynaptischen Membran verschmelzen. Die Neurotransmitter gelangen daraufhin in den synaptischen Spalt und binden an Rezeptoren in der postsynaptischen Membran. Diese Bindung hat zur Folge, dass sich in der postsynaptischen Zelle Ionenkanäle öffnen und ein Aktionspotenzial ausgelöst wird. Die Neurotransmitter lösen sich von den Rezeptoren, werden enzymatisch zerlegt und wieder von der präsynaptischen Zelle aufgenommen. Dort werden sie wieder zu funktionsfähigen Neurotransmittern zusammengesetzt.

Synapsentypen

Es können verschiedene Arten von Synapsen unterschieden werden. Es gibt chemische und elektrische Synapsen sowie hemmende und erregende Synapsen.

Chemische und elektrische Synapsen

Der Unterschied zwischen chemischen und elektrischen Synapsen ist in der folgenden Tabelle gegenübergestellt:

Chemische Synapse Elektrische Synapse
Die Signalübertragung erfolgt über Neurotransmitter. Der größte Teil der Synapsen sind chemische Synapsen. Die Erregung wird direkt von Nervenzelle zu Nervenzelle durch elektrische Signale übermittelt. Elektrische Synapsen sind im Auge oder im Herzmuskel zu finden.

Hemmende und erregende Synapsen

Der Unterschied zwischen hemmenden und erregenden Synapsen ist in der folgenden Tabelle gegenübergestellt:

Erregende Synapse Hemmende Synapse
Die Bindung des Neurotransmitters bewirkt eine Hyperpolarisation der Postsynapse. Dadurch erhöht sich die Wahrscheinlichkeit zur Ausbildung eines Aktionspotenzials. Die Bindung des Neurotransmitters führt zu einer Hyperpolarisation der Postsynapse. Die Ausbildung eines Aktionspotenzials wird erschwert.

Synapse – Gifte und Krankheiten

Viele Krankheiten des Gehirns haben ihre Ursache in der Störung der synaptischen Übertragung, z. B. Depressionen oder andere mentale Erkrankungen. Medikamente können die Abläufe an den Synapsen wieder ins Gleichgewicht bringen. Auch bei Lernprozessen spielen die Vorgänge an den Synapsen eine wichtige Rolle.
Die Wirkung von einigen Giften beruht darauf, dass die Substanzen die normalen Prozesse an der Synapse stören. Beispielsweise verhindert das Botulinumtoxin (Botox), dass die Vesikel mit den Neurotransmittern mit der präsynaptischen Membran verschmelzen können. Das Botulinumtoxin wird von Bakterien produziert, die Lebensmittelvergiftungen hervorrufen.
Ein anderes Beispiel ist Curare. Dieses Gift wurde von Ureinwohnern Südamerikas zum Jagen verwendet. Curare blockiert an Synapsen zwischen Nerven- und Muskelzellen die Rezeptoren auf der postsynaptischen Seite, sodass die Neurotransmitter nicht mehr binden können. Das hat die Lähmung der Atemmuskulatur zur Folge.
Auch die Wirkung vieler Drogen beruht darauf, dass diese Substanzen die chemischen Vorgänge an den Synapsen durcheinanderbringen.

Häufig gestellte Fragen zum Thema Synapse

Synapsen sind Verbindungen zwischen zwei Nervenzellen oder zwischen einer Nervenzelle und Sinnes-, Muskel- oder Drüsenzellen und übertragen Informationen.

An der Synapse wird das Aktionspotenzial auf benachbarte Zellen übertragen. Im Endknöpfchen befinden sich Vesikel mit Neurotransmittern. Erreicht ein Aktionspotenzial das Endknöpfchen, verschmelzen die Vesikel mit der präsynaptischen Membran und entlassen die Neurotransmitter in den synaptischen Spalt. Diese binden an Rezeptoren in der postsynaptischen Membran. Diese Bindung hat zur Folge, dass sich in der postsynaptischen Zelle Ionenkanäle öffnen und ein Aktionspotenzial ausgelöst wird.

Eine Synapse ist in drei Abschnitte gegliedert: Präsynapse, synaptischer Spalt und Postsynapse.

Die Aufgabe der Synapsen ist die Reizübertragung bzw. Informationsübertragung.

Zwischen zwei Nervenzellen oder zwischen Nervenzellen und Muskel-, Sinnes- oder Drüsenzellen.

Bei einer elektrischen Synapse erfolgt die Informationsübertragung durch elektrische Signale.

Der Raum zwischen der übertragenden (präsynaptischen) Zelle und der empfangenden (postsynaptischen) Zelle.

Die Endknöpfchen enthalten die Vesikel mit dem Neurotransmitter.

Eine erregende Synapse löst in der postsynaptischen Zelle eine Depolarisation aus.

Das Aktionspotenzial wandert immer vom Axonhügel über das Axon bis zum Endknöpfchen. Kurz nach einem Aktionspotenzial sind die Ionenkanäle nicht erregbar (Refraktärzeit), sodass das Aktionspotenzial nur in eine Richtung wandern kann.

Eine hemmende Synapse löst in der postsynaptischen Zelle eine Hyperpolarisation aus.

Nein. Eine Synapse ist entweder hemmend oder erregend.

Auch im Gehirn sind Synapsen für die Informationsübertragung zwischen zwei Nervenzellen zuständig.

Eine Synapse ist in drei Abschnitte gegliedert: Präsynapse, synaptischer Spalt und Postsynapse.

Auch im Gehirn sind Synapsen für die Informationsübertragung zwischen zwei Nervenzellen zuständig.

Synapsen unterliegen ständigen Veränderungen. Sie können verstärkt, neu gebildet oder umgebaut werden (synaptische Plastizität). Dementsprechend schwankt die Anzahl der Synapsen im menschlichen Körper. Schätzungen zufolge hat ein erwachsener Mensch mehrere Billionen Synapsen.

Neue Synapsen entstehen, wenn zwischen dem Endknöpfchen der einen Nervenzelle und dem Dendriten einer anderen Nervenzelle eine Verbindung über Neurotransmitter aufgebaut wird.

Wenn Synapsen nicht richtig funktionieren, ist die Informationsübertragung gestört. Das kann zu Erkrankungen, z. B. Depressionen, führen.

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