Neurotransmission an chemischen Synapsen: Schritt-für-Schritt-Prozess

Chemische Synapsen ermöglichen die neuron-zu-neuron-Kommunikation über Neurotransmitter-Freisetzung, Diffusion und Rezeptorbindung.

Die 11-Schritt-Sequenz

1. Synthese: Neurotransmitter werden im präsynaptischen Neuron produziert (z. B. Acetylcholin, Dopamin, GABA, Glutamat).
2. Speicherung: Verpackt in synaptische Vesikel.
3. Ankunft des Aktionspotentials: Depolarisation erreicht das präsynaptische Terminal.
4. Calcium-Instrom: Spannungsgesteuerte Ca²⁺-Kanäle öffnen sich; Ca²⁺ tritt ein.
5. Vesikelfusion: Ca²⁺ löst SNARE-vermittelte Vesikeldocking/Fusion mit der Membran aus.
6. Exozytose: Neurotransmitter wird in den synaptischen Spalt freigesetzt.
7. Diffusion: Moleküle überqueren den Spalt (~20–40 nm).
8. Rezeptorbindung: Bindet spezifische Rezeptoren auf der postsynaptischen Membran (ionotrop oder metabotrop).
9. Kanalmodulation: Ionkanäle öffnen/schließen (ionotrop) oder Second-Messenger werden aktiviert (metabotrop).
10. Postsynaptisches Potenzial: EPSP (excitatorisch) oder IPSP (inhibitorisch) wird erzeugt.
11. Integration: Räumliche/zeitliche Summation am Axonhügel bestimmt, ob die Schwelle für ein neues Aktionspotential erreicht wird.

Beendigungsmechanismen

• Reuptake (SERT, DAT, NET Transporter).
• Enzymatischer Abbau (AChE für Acetylcholin).
• Diffusion vom Spalt weg.

Diese präzise Sequenz liegt allen neuralen Verarbeitungsprozessen zugrunde – von Reflexen bis zum Bewusstsein.