Was ist die Verbindung zwischen Synapsen und Neurotransmittern?

Synapsen und Neurotransmitter sind beide Schlüsselkomponenten des chemischen Kommunikationsnetzwerks des Zentralnervensystems, das für die Weiterleitung von Nachrichten zwischen Nervenzellen oder Neuronen verantwortlich ist. Bildlich gesprochen ist der Neurotransmitter der Bote und die Synapse der Weg, den der Bote zurücklegt. Physikalisch befinden sich sowohl Synapsen als auch Neurotransmitter in der synaptischen Spalte, dh dem Abstand zwischen dem Ende des Neurons, das eine Nachricht sendet, und dem Anfang des Neurons, das die Kommunikation empfängt.

Wenn ein Tier oder eine Person Informationen von einem Sinnesorgan oder einem Gehirnimpuls erhält, werden diese Informationen mithilfe von Synapsen und Neurotransmittern an mehrere Nervenzellen weitergegeben, die dann Befehle an die Muskeln senden und dem physischen Körper ermöglichen, darauf zu reagieren was gesehen, gehört oder gedacht wird. Der gesamte Vorgang kann weniger als eine Millionstel Sekunde dauern. Jedes Neuron hat Zugang zu mindestens 1.000 Signalwegen oder Synapsen.

Sobald Daten vom Gehirn oder von den Sinnen an eine Nervenzelle gesendet werden, setzt diese Nervenzelle Neurotransmitter von ihrem terminalen Ende frei, das formal als Endfuß bezeichnet wird. Ein Endfuß setzt möglicherweise 2.000 bis 5.000 Moleküle Neurotransmitter gleichzeitig frei, je nachdem, wie viel Calcium vorhanden ist. Bis zur Freisetzung werden Neurotransmitter in kreisförmigen membranartigen Umhüllungen, sogenannten Vesikeln, am Endfuß gespeichert. Nach der Freisetzung wandern Neurotransmitter mittels Diffusion durch die Synapsen, um die Membran der nächsten Nervenzelle zu erreichen, wo sie wiederverwendet und an andere Neuronen weitergeleitet werden oder sich auflösen können.

Synapsen sind sowohl an der elektrischen als auch an der chemischen Kommunikation im Nervensystem beteiligt. Während Synapsen und Neurotransmitter für die chemische Nachrichtenübermittlung zusammenarbeiten, ist die elektrische Kommunikation nicht auf Neurotransmitter angewiesen. Während elektrischer Nachrichten, die im Allgemeinen ausschließlich für Gehirn- oder Augenaktivitäten verwendet werden, senden Nervenzellen Ionenströme über Synapsen hinweg zueinander. In solchen Fällen werden diese Ionenströme zu Botenstoffen und ersetzen so die als Neurotransmitter bekannten Chemikalien. Neurotransmitter werden in der Kommunikation überall im Körper eingesetzt.

Es gibt zwei Arten von Synapsen und Neurotransmittern. Synapsen können symmetrisch oder asymmetrisch sein, während Neurotransmitter wie Glutamat anregend oder wie Gamma-Aminobuttersäure (GABA) hemmend wirken können. Einige seltene Neurotransmitter wie Dopamin wirken sowohl erregend als auch hemmend.

Erregende Neurotransmitter werden aus runden Vesikeln freigesetzt und wandern entlang asymmetrischer Synapsen. Inhibitorische Neurotransmitter werden aus flachen Vesikeln freigesetzt und wandern symmetrische Synapsen. Beispiele für Neurotransmitter sind Acetylcholin, das die Muskelaktivität beeinflusst, und Dopamin, das die sensorische Wahrnehmung, den mentalen Fokus und die Stimmung beeinflusst. Andere Neurotransmitter sind Noradrenalin, das die Schlafmuster unterstützt, und Serotonin, das die Wahrnehmung, den Appetit und die Träume unterstützt.