Was ist eine cholinerge Synapse?
Synapsen sind Verbindungen zwischen Zellen, die die Übertragung chemischer Botschaften ermöglichen. Die zum Senden von Nachrichten verwendeten Chemikalien sind als Neurotransmitter bekannt, und eine wichtige Art von Neurotransmitter ist Acetylcholin. Eine cholinerge Synapse ist eine Lücke, in der ein Neuron, das Acetylcholin produziert, Nachrichten an andere Neuronen oder an Skelettmuskelzellen sendet.
Nachrichten können an einer cholinergen Synapse durch zwei Arten von Rezeptoren übertragen werden: ionotrop und metabotrop. Ionotrope Rezeptoren binden in die Synapse freigesetztes Acetylcholin und öffnen Ionenkanäle in der Membran der Empfängerzelle. Die resultierende Änderung der Polarisation führt dazu, dass der Empfänger feuert oder aufhört zu feuern, je nachdem, welche Art von Ion empfangen wird.
Metabotrope Rezeptoren funktionieren mit Proteinen. Nachdem Acetylcholin an einer cholinergen Synapse einen Rezeptor bindet, wird ein anderes Protein aktiviert. Dieses als Second Messenger bezeichnete Protein kann verschiedene Auswirkungen auf die Zelle haben. Es kann dazu führen, dass sich ein Ionenkanal öffnet, oder es kann Veränderungen in der Zelle selbst hervorrufen.
Diese Art von Synapse ist für die Muskelbewegung unerlässlich. Jedes Neuron, das Nachrichten an die Muskeln sendet, sendet diese über eine cholinerge Synapse. Das freigesetzte Acetylcholin öffnet Ionenkanäle in der Muskelzelle und bewirkt eine Kontraktion. Einige bakterielle Toxine können die Freisetzung von Acetylcholin verhindern und lebensbedrohliche Auswirkungen haben, indem sie Muskelkontraktionen verhindern, die die Atmung unterstützen.
Um die kontinuierliche Aktivierung von Zellen zu verhindern, muss diese Chemikalie nach Gebrauch aus der Synapse entfernt werden. Die Empfängerzelle in der Synapse nimmt Acetylcholin in die Zellmembran auf. Enzyme wie Acetylcholinesterase bauen dann diesen Neurotransmitter ab. Neuronen produzieren kontinuierlich Acetylcholin, um sicherzustellen, dass es bei Bedarf freigesetzt werden kann.
Das Gehirn und das Zentralnervensystem enthalten auch Neuronen, die Acetylcholin freisetzen. Hier kann die cholinerge Synapse eine Vielzahl von Prozessen beeinflussen. Das Gedächtnis ist ein wichtiger Prozess, an dem diese Synapsen beteiligt sind. Das Lernen scheint die Verbindung dieser Synapsen zu stärken, indem die postsynaptische oder Empfängerzelle empfindlicher für Acetylcholin wird. Es wird angenommen, dass die Alzheimer-Krankheit Gedächtnisprobleme verursacht, indem sie Zellen, die diesen Neurotransmitter produzieren, schädigt und dadurch die synaptischen Verbindungen schwächt.
Synapsen mit Acetylcholin helfen dabei, die von anderen Neuronen gesendeten Signale zu modulieren. Viele Neuronen können chemische Botschaften von verschiedenen Synapsen empfangen. Als Modulator kann Acetylcholin verhindern, dass Zellen feuern und Nachrichten weiterleiten, anstatt das Feuern zu fördern. In diesen Fällen liefert die Aktivität an der cholinergen Synapse einen Eingang, der Signale von anderen Zellen regulieren kann. Inhibitorische Signale, die an diesen Synapsen stark genug sind, setzen andere exzitatorische Übertragungen außer Kraft.