Chemische und elektrische Synapsen
Chemische Synapse: A: Präsynaptisches Neuron B: Postsynaptisches Neuron. Neurotransmitter werden in synaptischen Vesikeln innerhalb des präsynaptischen Neurons gespeichert (2). Nach Erhalt eines Aktionspotentials wird der Neurotransmitter in den synaptischen Spalt sezerniert (3 & 4) und bindet an die Rezeptoren auf dem postsynaptischen Neuron (5).
Es gibt zwei Arten von Synapsen: elektrische und chemische Synapsen.
In einer chemischen Synapse ist die Plasmamembran des präsynaptischen Neurons eng mit der Plasmamembran der postsynaptischen Zelle assoziiert, wobei die Lücke zwischen den Zellen als synaptischer Spalt bezeichnet wird. Die Synapse wird durch die Expression von synaptischen Adhäsionsmolekülen stabilisiert, die sowohl von den prä- als auch von den postsynaptischen Zellen ausgehen und die enge Assoziation aufrechterhalten.
Beim Eintreffen eines Aktionspotentials am präsynaptischen Axon werden Neurotransmitter über die Wirkung spannungsgesteuerter Calciumkanäle in den synaptischen Spalt freigesetzt. Dieser Neurotransmitter bindet an Rezeptoren in der Plasmamembran der postsynaptischen Zelle, die eine elektrische Reaktion oder die Aktivierung eines sekundären Botenstoffs auslösen können. Aufgrund der Komplexität der Rezeptorsignaltransduktion können chemische Synapsen komplexe Effekte auf die postsynaptische Zelle haben und Effekte wie Verstärkung oder Verstärkung induzieren, wodurch die Stärke des Signals in der postsynaptischen Zelle erhöht wird.
In einer elektrischen Synapse sind die präsynaptischen und postsynaptischen Zellmembranen verschmolzen und durch spezielle Kanäle, sogenannte Gap Junctions, verbunden, die elektrischen Strom leiten können. Diese Gap Junctions enthalten Verbindungsproteine, die es Ionen und kleinen Molekülen ermöglichen, direkt von einem Neuron zum nächsten zu fließen. Die Neuronen sind elektrisch gekoppelt und die Übertragung über diese Synapsen ist sehr schnell, was eine schnellere Signalverarbeitung als chemische Synapsen ermöglicht. Aufgrund ihrer Beschaffenheit können elektrische Synapsen jedoch keine Verstärkung der Signalstärke induzieren.
Elektrische Synapse: Die Membranen von prä- und postsynaptischen Zellen werden durch Gap-Junctions fusioniert und punktiert. Wenn sie geöffnet sind, ermöglichen sie die schnelle Diffusion von Ionen über die Plasmamembranen und ermöglichen eine schnelle, kontinuierliche Signalverarbeitung über die Synapse.