Synapse

von altgriechisch: σύν ("syn") - zusammen; ἅπτειν ("haptein") - greifen, fassen, tasten
Englisch: synapse

1 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). Der Begriff Synapse geht auf Sir Charles Sherrington (englischer Physiologe, 1857-1952) zurück.

Im erweiterten Sinn wird der Begriff auch auf Zellen des Immunsystems angewendet (immunologische Synapse).

2 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

Prototypischer Aufbau einer Synapse

3 Einteilung

Synapsen werden je nach Form der Erregungsübertragung und Art der Erregung untergliedert:

3.1 ...nach Art der Erregungsübertragung

3.1.1 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).

3.1.2 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:

Erregungsübertragung bei elektrischen (links) und chemischen (rechts) Synapsen

3.2 ...nach Art der Erregung

3.2.1 Erregende Synapse

Erregende Synapsen oder exzitatorische Synapsen bilden in der postsynaptischen Zelle ein EPSP (exzitatorisches postsynaptisches Potential), das eine Depolarisation auslösen kann.

3.2.2 Hemmende Synapse

Hemmende Synapsen oder inhibitorische Synapsen führen in der postsynaptischen Zelle zu einem IPSP (inhibitorisches postsynaptisches Potential), das eine Depolarisation unterdrückt.

3.3 ...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

3.4 ...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

3.5 ...nach anderen Charakteristika

• Synapse en passant
• Synapse par distance
• Schaftsynapsen
• Dornensynapsen