Nerven regulieren Exozytose – die Fusion von Sekretionsvesikeln mit der Zellmembran zur Freisetzung von Inhalten extrazellulär – durch die präzise Abfolge der Neurotransmission.
- Aktionspotential-Fortpflanzung: Depolarisierungswelle reist entlang des Axons über spannungsgesteuerte Na⁺/K⁺-Kanäle. Ankunft am präsynaptischen Endknöpfchen depolarisiert die Membran.
- Spannungsgesteuerter Calciumeinstrom: Depolarisierung öffnet VGCCs (Caᵥ2.1/P/Q-Typ, Caᵥ2.2/N-Typ) an der aktiven Zone; Ca²⁺ strömt sein steiles elektrochemisches Gradient entlang ein.
- Vesikel-Fusion (Exozytose): Ca²⁺ bindet an Synaptotagmin (Calcium-Sensor auf synaptischen Vesikeln) → löst SNARE-Komplex-Assembly aus (Synaptobrevin/VAMP, Syntaxin, SNAP-25) → Vesikelmembran verschmilzt mit präsynaptischer Membran → Neurotransmitter wird in den synaptischen Spalt freigesetzt.
- Postsynaptische Aktivierung: Neurotransmitter diffundieren über den Spalt, binden an Rezeptoren (ionotrop: schnell, metabotrop: langsam/modulatorisch) → Ionenflux oder Second-Messenger-Kaskaden.
- Zielzell-Exozytose (falls sekretorisch): Bei neuroendokrinen/neurosekretorischen Zellen löst postsynaptische Depolarisation/Ca²⁺-Eintritt ihre Vesikel-Fusion aus (z. B. Nebennierenmarkzellen, die Adrenalin freisetzen; Hypophyse hinterer Lappen, die Oxytocin/Vasopressin freisetzen).
Zusammenfassung: Nerven treiben Exozytose über die kanonische Sequenz an: Aktionspotential → Ca²⁺-Einstrom → SNARE-vermittelte Vesikel-Fusion → Neurotransmitter-Freisetzung → Rezeptoraktivierung → nachgeschaltete Signalgebung (inklusive weiterer Exozytose in Effektorzellen). Dies ermöglicht schnelle, präzise, aktivitätsabhängige sekretorische Antworten.
