Synapse
von altgriechisch: σύν ("syn") - zusammen; ἅπτειν ("haptein") - greifen, fassen, tasten
Englisch: synapse
Definition
Eine Synapse ist eine Kontaktstruktur zur Übertragung eines chemischen oder elektrischen Signals von einer Nervenzelle auf eine andere Nervenzelle (interneuronale Synapsen) oder eine andere Zielzelle (Muskelzelle, Drüsenzelle, Sinneszelle).
Im erweiterten Sinn wird der Begriff auch auf Zellen des Immunsystems angewendet (immunologische Synapse).
Geschichte
Der Begriff Synapse geht auf Sir Charles Sherrington (englischer Physiologe, 1857–1952) zurück.
Struktur
Eine Synapse besteht aus 3 Elementen:
- Präsynapse oder präsynaptischer Teil: Der Teil, von dem das Signal ausgeht
- Postsynapse oder postsynaptischer Teil: Der Teil, der das Signal empfängt
- Synaptischer Spalt: Der Raum, der zwischen beiden Strukturen liegt
Einteilung
Synapsen werden je nach Form der Erregungsübertragung und Art der Erregung untergliedert:
... nach Art der Erregungsübertragung
Elektrische Synapse
Die elektrische Synapse (Gap Junction) leitet die Erregung durch einen sehr engen Zellkontakt über Ionenkanäle direkt von Nervenzelle zu Nervenzelle weiter. Der synaptische Spalt misst nur rund 3,5 nm. Elektrische Synapsen arbeiten verzögerungsfrei. Die Erregungsübertragung kann in beide Richtungen laufen ("bidirektional"). Sie kommen vor allem dort vor, wo eine schnelle Reizübertragung notwendig ist (z.B. Lidreflex).
Chemische Synapse
Bei der chemischen Synapse setzt die Präsynapse Neurotransmitter aus Vesikeln frei, um das Signal, z.B. ein Aktionspotential, zu übertragen. Dieser Prozess, der ein komplexes Zusammenspiel verschiedener Proteine erfordert, wird auch als Exozytose bezeichnet. Die Neurotransmitter diffundieren durch den synaptischen Spalt und docken an passende Rezeptoren der Postsynapse. Diese Rezeptoren können ionotrop oder metabotrop sein. Der synaptische Spalt ist breiter als bei den Gap Junctions und misst etwa 20 bis 30 nm. Chemische Synapsen arbeiten mit einer geringen Zeitverzögerung (etwa 1 Millisekunde). Die Erregungsübertragung kann nur in eine Richtung laufen ("unidirektional").
Beispiele für chemische Synapsen sind:
| Synapsentyp | Neurotransmitter |
|---|---|
| Adrenerge Synapsen | Adrenalin |
| Cholinerge Synapsen | Acetylcholin |
| Dopaminerge Synapsen | Dopamin |
| Glutamaterge Synapsen | Glutamat |
| Glycinerge Synapsen | Glycin |
| GABAerge Synapsen | GABA |
| Peptiderge Synapsen | Peptide |
| Serotonerge Synapsen | Serotonin |
... nach Art der Erregung
Erregende Synapse
Erregende Synapsen oder exzitatorische Synapsen bilden in der postsynaptischen Zelle ein EPSP (exzitatorisches postsynaptisches Potential), das eine Depolarisation auslösen kann.
Hemmende Synapse
Hemmende Synapsen oder inhibitorische Synapsen führen in der postsynaptischen Zelle zu einem IPSP (inhibitorisches postsynaptisches Potential), das eine Depolarisation unterdrückt.
...nach Erfolgsorgan
- interneurale Synapse (interneuronale Synapse): Synapse zwischen zwei Nervenzellen
- neuromuskuläre Synapse (= motorische Endplatte): Synapse mit einer Muskelzelle
- neuroglanduläre Synapse: Synapse mit einer Drüsenzelle
- neurosensorische Synapse: Synapse mit einer sekundären Sinneszelle
... nach Lokalisation
Bei den interneuralen Synapsen unterscheidet man nach ihrer genauen Kontaktstelle wiederum verschiedene Typen von Synapsen:
- axo-somatische Synapsen: Verbindung zwischen Axon und Zellkörper (Soma)
- axo-dendritische Synapsen: Verbindung zwischen Axon und Dendritenbaum
- axo-axonische bzw. axo-axonale Synapsen: Verbindung zwischen zwei Axonen
- dendro-dendritische Synapsen: Verbindung zwischen Dendriten verschiedener Neurone
- dendro-somatische Synapsen: Verbindung zwischen Dendriten einer Nervenzelle und dem Körper einer anderen
- somato-somatische Synapsen: Verbindung zwischen den Zellkörpern eines Neurons und eines unmittelbar benachbarten Neurons.
- somato-dendritische Synapsen: Verbindung zwischen dem Nervenzellkörper und den Dendriten einer anderen Nervenzelle.
- somato-axonale Synapsen: Verbindung zwischen einem Nervenzellkörper mit dem Axon einer anderen Nervenzelle
... nach Morphologie
- Gray-Typ I: Asymmetrische Synapse, bei der die postsynaptische Membran deutlich dicker ausgeprägt ist als die präsynaptische Membran; meist exzitatorisch
- Gray-Typ II: Symmetrische Synapse, bei der prä- und postsynaptische Membran etwa gleich dick sind; meist inhibitorisch
... nach anderen Charakteristika
Physiologie
Im Rahmen der neuronalen Plastizität kommt es im Nervensystem fortlaufend zur Bildung neuer Synapsen. Dieser Prozess wird als Synaptogenese bezeichnet. Den umgekehrten Vorgang, nämlich den Abbau nicht benutzter Synapsen, nennt man Synapseneliminierung.
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