9.1 Informationsleitung und Transmitter der chemischen Synapse

• Die Informationsübertragung zwischen Zellen geschieht an sogenannten Synapsen:

  • Elektrische Synapsen kommen im Herzmuskel und im Hippocampus des Gehirns vor

  • chemische Synapsen spielen eine wesentliche Rolle bei der Informationsleitung im zentralen und peripheren Nervensystem

• Die Neurotransmitter und ihre Rezeptoren zur chemischen Signalübertragung an der Synapse bilden sogenannte Transmitter-Rezeptor-Systeme, welche die Homöostase des Organismus und das Verhalten beeinflussen

Dysregulation und Defekte in den neurochemischen Vorgängen bei der Signalübertragung zwischen Nervenzellen sind die Ursache vieler psychischer Veränderungen und Störungen

Die stetig wachsenden Erkenntnisse zu den neurobiologischen Grundlagen werden für die Entwicklung von Psychopharmaka genutzt

• Chemische Synapsen wirken über chemische Botenstoffe (Transmitter), die in den synaptischen Spalt abgegeben werden und auf einen Rezeptor auf der postsynaptischen Seite wirken

• Als Rezeptor fungieren ionotrope Rezeptoren (ligandengesteuerte Ionenkanäle) und metabotrope Rezeptoren (über Second-Messenger-Systeme vermittelnde Rezeptoren)

• Zum Beenden des Signals werden die frei im synaptischen Spalt vorliegenden Transmitter von der präsynaptischen Endigung wieder aufgenommen (Reuptake) oder durch spezifische Enzyme abgebaut

Als Rezeptor fungieren ionotrope Rezeptoren (ligandengesteuerte Ionenkanäle) und metabotrope Rezeptoren (über Second-Messenger-Systeme vermittelnde Rezeptoren)

Bei den Transmittern der neurochemischen Synapse vermitteln

• Neurotransmitter die Hauptwirkung, und

• Ko-Transmitter (Neuromodulatoren, Neuropeptide) modulieren diese

• Biologisch aktive Amine, wie Adrenalin, Dopamin und Serotonin, werden als biogene Amine bezeichnet

• Verschiedene biogene Amine (Monoamine), Aminosäuren, Peptide und andere kleine chemische Moleküle fungieren als klassische Neurotransmitter

Die Wirkung eines Transmitters ist vom angesteuerten Rezeptor sowie der Funktion des Neurons abhängig und kann zur…führen

• Depolarisation (exzitatorischer/erregender Transmitter) oder

• zur Hyperpolarisation (inhibitorischer Transmitter) führen

• Neuromodulatoren (Ko-Transmitter) sind kleine und größere Moleküle verschiedenster Klassen, die die Wirkung der Neurotransmitter hinsichtlich Dauer und Intensität modulieren

• Handelt es sich bei ihnen um Peptide, werden diese auch als Neuropeptide bezeichnet

• Zu den Neuromodulatoren zählen u. a.

  • die körpereigenen Opioide Endorphine und Enkephaline, die auch bei der Schmerzübertragung eine wesentliche Rolle spielen

• Das Kortikotropin-Releasing-Hormon (CRH) ist Teil der Stressreaktion und steigert die Ausschüttung des Neurotransmitters Adrenalin, der auch als Hormon wirken kann

• Auch das Hormon Oxytocin wirkt zusätzlich als Neuromodulator und beeinflusst das Sexualverhalten

• Das Neuropeptid Y wird mit der Regulation des Essverhaltens in Zusammenhang gebracht, und auch das Gas Stickstoffmonoxid (NO) kann als Neuromodulator fungieren

• Die Neurotransmitter und ihre Rezeptoren zur chemischen Signalübertragung an der Synapse bilden sogenannte Transmitter-Rezeptor-Systeme; sie regeln die Homöostase des Organismus und beeinflussen so das Verhalten

• Die Wirkung eines Neurotransmitters im Gehirn wird von einer Vielzahl von Einflussfaktoren moduliert

• Die bekanntesten Transmitter-Rezeptor-Systeme sind

  • das cholinerge System des zentralen und peripheren Nervensystems, bei dem Acetylcholin-(ACh) über ACh-Rezeptoren wirkt

  • das adrenerge System des vegetativen Nervensystems mit den Transmittern Adrenalin/Noradrenalin, die an alpha- und beta-Rezeptoren binden und an der Steuerung des Sympathikus und Parasympathikus des vegetativen Nervensystems beteiligt sind

• Darüber hinaus gibt es eine ganze Reihe weiterer Transmittersysteme, die auf Körper und Psyche Einfluss nehmen, wie Dopamin, Serotonin u. v. m.

Transmitter wirken

• erregend (exzitatorisch, Depolarisation des Aktionspotenzials) oder

• hemmend (inhibitorisch, Hyperpolarisation

• Zu den erregenden Transmittern zählen u. a. Glutamat, Dopamin, Serotonin, Adrenalin und Noradrenalin sowie Acetylcholin (ACh über M1-Rezeptoren)

• Zu den hemmenden Transmittern zählen u. a. GABA (Gamma-Aminobuttersäure) und Glycin sowie ACh, wenn dieses über M2- oder M-3-Rezeptoren an M-cholinergen Synapsen wirkt

• Erregende Transmitter werden häufig zusammen mit Neuropeptiden (Ko-Transmittern) ausgeschüttet, die ihre Reaktion modulieren

• So kann

  • Substanz P, Vasoaktives intestinales Peptid (VIP) oder Galanin modulierend auf das Signal von Acetylcholin wirken

  • Substanz P oder Enkephalin auf das Signal von Glutamat