Neurobiologie
Erregungsübertragung
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Neurotransmitter leiten Reize in den Nervenzellen weiter. Wie das genau funktioniert, welche Arten von Neurotransmittern es gibt und die bekanntesten Beispiele, zeigen wir dir hier und in unserem Video

Was sind Neurotransmitter?

Neurotransmitter sind biochemische Botenstoffe. Sie befinden sich in der Verbindungsstelle zwischen den Nervenzellen , also den Synapsen . Dort sind sie für die Signalübertragung zuständig. Das bedeutet, dass sie Informationen von einer Nervenzelle zur nächsten übertragen.

Bekannte Beispiele für Transmitter sind Acetylcholin, Noradrenalin, Dopamin und GABA.

Die Signalübertragung funktioniert so: Kommt ein Signal (Reiz) am Ende der ersten Nervenzelle an, werden die Neurotransmitter in den Raum zwischen die beiden Nervenzellen (Synaptischer Spalt) freigesetzt. Sie können nun zur zweiten Nervenzelle vordringen und somit das Signal an sie weitergeben. Die Nervenzellen (Neuronen) stehen also durch die Neurotransmitter in Kontakt und können miteinander kommunizieren.

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Neurotransmitter
Neurotransmitter Definition

Neurotransmitter (engl. neurotransmitters) oder kurz Transmitter sind heterogene, biochemische Moleküle. Sie übertragen die Signale an Synapsen von einer Nervenzelle auf die andere und leiten so Informationen weiter.

Neurotransmitter Wirkungsweise

Ein Neurotransmitter übermittelt ein Signal von der Nervenzelle vor der Synapse (präsynaptisch) an die Nervenzelle hinter der Synapse (postsynaptisch). 

Dazu wird ein ankommendes elektrisches Signal in ein chemisches Signal umgewandelt, das dann wiederum ein weiteres elektrisches Signal auslöst.%<img class="" src="https://blog.studyflix.de/wp-content/uploads/2021/12/Neurotransmitter_Synapse_%C3%9Cbersicht.png" alt="Dieses Bild hat ein leeres Alt-Attribut. Der Dateiname ist Neurotransmitter_Synapse_Übersicht.png" width="577" height="324" />Das Bild müsste Geändert werden, sodass es so wie hier aussieht. Die untere Synapse muss weitergehen. + Statt "Rezeptoren" bitte "Rezeptor", weil der Pfeil nur auf einem Rezeptor liegt. <strong>Bildüberschrift</strong>: Signalübertragung an der Synapse; <strong>Bildunterschrift</strong>: Signalübertragung an der Synapse: Der Weg der Neurotransmitter; Im <strong>Alltext</strong> bitte folgendes ergänzen: synapse, neurotransmitter, rezeptoren, erregende neurotransmitter, exzitatorische neurotransmitter, glutamat synapse, hemmende neurotransmitter, inhibitorische neurotransmitter, neurotransmitter beispiele, neurotransmitter definition, neurotransmitter einfach erklärt, neurotransmitter funktion, neurotransmitter übersicht, neurotransmitter wirkung, neurotransmittern, neurotransmitters, neurotransmittersystem, neurotransmittersysteme, serotonin synapse, transmitter biologie, transmitter nervenzelle, was sind neurotransmitter, welche neurotransmitter gibt es, wichtige neurotransmitter

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Signalübertragung an der Synapse: Der Weg der Neurotransmitter

Die Signalübertragung zwischen zwei Nervenzellen funktioniert Schritt für Schritt so: 

  1. Ein elektrisches Signal (Aktionspotential ) erreicht die präsynaptische Nervenzelle. Dort sind die Neurotransmitter in membranumhüllten Bläschen (Vesikeln ) gespeichert. 
  2. Die Vesikel verschmelzen mit der präsynaptischen Membran (Fusion). Dadurch setzt die Zelle die Botenstoffe (Neurotransmitter) in den synaptischen Spalt frei (= Exozytose ). 
  3. Die Neurotransmitter diffundieren durch den Spalt zur postsynaptischen Membran. Da befinden sich spezielle Andockstellen (Rezeptoren) für die Moleküle. An jeden Rezeptor kann nur ein bestimmtes Molekül binden. 
  4. Für jeden Neurotransmitter gibt es also spezifische Rezeptoren. Daran bindet das Molekül und führt so zur Öffnung von Ionenkanälen. 
  5. Ionen (geladene Teilchen) können nun durch den Ionenkanal ein- oder ausströmen. Dadurch entsteht in der postsynaptischen Nervenzelle wieder ein elektrisches Signal. Das kann entweder aktivierend (EPSP ) oder hemmend (IPSP ) auf die Zelle wirken. 
  6. Die Neurotransmitter im synaptischen Spalt werden durch spezielle Enzyme abgebaut. Dann kann die Präsynapse die Transmitter wieder aufnehmen und erneut verwenden.

Wenn du noch genauer wissen willst, wie Synapsen aufgebaut sind und wie die Signalübertragung funktioniert, dann gibt es hier ein extra Video dazu!

Zum Video: Synapse
Zum Video: Synapse

Neurotransmitter Rezeptoren

Für jeden Neurotransmitter gibt es an der postsynaptischen Membran spezifische Rezeptoren. Sie legen fest, ob ein Neurotransmitter aktivierend oder hemmend wirkt. Folglich hat die Art des Transmitters keinen Einfluss darauf, ob du eine erregende Synapse (exzitatorisch) oder eine hemmende Synapse (inhibitorisch) vorfindest. Das hängt nur vom Rezeptor ab. So kann das gleiche Molekül zwei gegensätzliche Effekte erzielen. 

Du kannst zwei verschiedene Arten von Rezeptoren nach ihrer Funktionsweise unterscheiden:

  • ionotrope Rezeptoren (= ligandengesteuerte Ionenkanäle): Sie sind gleichzeitig Rezeptor und Ionenkanal. 
  • metabotrope Rezeptoren (= G-Protein gekoppelte Rezeptoren): Sie steuern die Öffnung von Ionenkanälen indirekt. Die Öffnung wird durch eine nachgeschaltete Signalkaskade, also eine Verkettung mehrerer Schritte, ausgelöst. 
ionotroper Rezeptor, metabotroper Rezeptor, Ionenkanal
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Ionotrope und metabotrope Rezeptoren

Neurotransmitter Einteilung

Du kannst die Transmitter in drei verschiedene Gruppen einteilen: Aminosäuren, Amine und Neuropeptide . Sie unterscheiden sich in ihren chemischen Eigenschaften. Eine Übersicht der drei Arten mit dazugehörigen Beispielen von Neurotransmittern findest du in der Tabelle:

Stoffklasse Beispiele
Aminosäuren Glutaminsäure (Glutamat), Glycin, γ-Aminobuttersäure (GABA)
Amine Acetylcholin, Serotonin, Katecholamine (Adrenalin, Noradrenalin, Dopamin)
Neuropeptide Endorphine, Oxytocin

Neurotransmitter Beispiele

Es gibt sehr viele verschiedene neuronale Botenstoffe, die Signale in deinem Körper übermitteln. Eine Übersicht über wichtige Neurotransmitter – nämlich Acetylcholin, Glutamat, GABA, Serotonin und Dopamin – geben wir dir hier. 

Acetylcholin Neurotransmitter

Der Neurotransmitter Acetylcholin (ACh) spielt beim Menschen sowohl im peripheren , als auch im zentralen Nervensystem eine wichtige Rolle. Beispielsweise vermittelt ACh die Signale zwischen Nerven- und Muskelzellen an der sogenannten motorischen Endplatte . Es sorgt also dafür, dass Informationen für Bewegungen in deinen Muskeln ankommen.

Außerdem gehören Acetylcholine zu den Botenstoffen, die im Gehirn (Zentrales Nervensystem, ZNS) mit am häufigsten vorkommen.

Im vegetativen Nervensystem  dient Acetylcholin als Überträgersubstanz in Neuronen von Sympathikus und Parasympathikus . Es ist also an der Steuerung von Körperfunktionen, wie der Atmung und dem Herzschlag, beteiligt.

Acetylcholin, Acetylcholine
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Acetylcholin Strukturformel

Es gibt zwei verschiedene Acetylcholin-Rezeptoren (cholinerge Rezeptoren), die die Acetylcholin-Wirkung beeinflussen: der nikotinische Acetylcholin-Rezeptor und der muskarinische Acetylcholin-Rezeptor. Nikotinische Rezeptoren sind ionotrope Rezeptoren, bilden also selber Ionenkanäle. Der muskarinische Rezeptor ist hingegen ein metabotroper Rezeptor, der Ionenkanäle indirekt öffnet.

Glutamat Neurotransmitter

Der Neurotransmitter Glutamat (Salz der Glutaminsäure) ist eine Aminosäure. Glutamat hat im Gehirn (ZNS) eine erregende Wirkung und ist dort der am häufigsten vorkommende erregende Transmitter. Der Transmitter ist an Vorgängen, wie der Schmerzübertragung oder auch der Steuerung von Appetit, beteiligt.

Glutaminsäure
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Glutamat Strukturformel

Es ist außerdem der Vorläufer des Transmitters γ-Aminobuttersäure (GABA). Die GABA-Synthese erfolgt durch die Decarboxylierung (Entfernung der Carboxylgruppe ) der Glutaminsäure.

Der Wirkung von Glutamin steht die Wirkung des Neurotransmitters GABA gegenüber.

GABA Neurotransmitter

GABA ist der am häufigsten vorkommende hemmende Botenstoff im Zentralen Nervensystem. Er ist unter anderem am Schlaf beteiligt. Auch in der Bauchspeicheldrüse kommt GABA in größeren Mengen vor. Hier reguliert es den Blutzuckerspiegel.

Als hemmender Neurotransmitter steht die GABA-Wirkung der Glutamat-Wirkung gegenüber, sie wirken also gegensätzlich.

Gammaaminobuttersäure, Decarboxylierung
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GABA Strukturformel

Auch das GABA-System funktioniert über ionotrope (GABAA-Rezeptor) und metabotrope (GABAB-Rezeptor) Rezeptoren.

Serotonin Neurotransmitter

Der Neurotransmitter Serotonin ist wichtig für die Signalübertragung im zentralen Nervensystem . Dort hat Serotonin eine Wirkung auf Schlaf, Schmerzempfinden, Ess-, Sexualverhalten und Emotionen. Es sorgt für eine gute Stimmung und Gelassenheit. Du kennst es deswegen auch vielleicht als „Glückshormon„.

Dopamin Serotonin
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Serotonin Strukturformel

Neben dem zentralen Nervensystem findest du Serotonin ebenfalls im Magen-Darm-Trakt. Das ist auch der Grund dafür, dass der Konsum einiger Lebensmittel besonders glücklich zu machen scheint. In Früchten, wie Ananas, Bananen und Pflaumen, befindet sich nämlich besonders viel Tryptophan, also eine Aminosäure, die an der Bildung von Serotonin beteiligt ist.

Dopamin Neurotransmitter

Der Neurotransmitter Dopamin gehört neben Adrenalin und Noradrenalin zu den sogenannten Katecholaminen. Es wird vor allem im Nebennierenmark und im Hypothalamus im Gehirn gebildet. Dort ist es an der Funktion des Belohnungssystems und an der Bewegungssteuerung beteiligt.

Parkinson, Dopamin Serotonin, Noradrenalin, Adrenalin
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Dopamin Strukturformel

Bei Patienten mit Parkinson ist ein Absterben von Nervenzellen, die Dopamin herstellen (dopaminergen Neuronen), verantwortlich. Das kann zur Bewegungsarmut oder sogar Bewegungslosigkeit führen. Um dem entgegenzuwirken werden Dopamin-Medikamente eingesetzt. Da der Neurotransmitter die Blut-Hirn-Schranke allerdings nicht passieren kann, müssen Vorläufer von Dopamin verwendet werden.

Dopamin ist ein Zwischenprodukt bei der Herstellung von Noradrenalin und Adrenalin aus der Aminosäure Tyrosin.

Neurotransmitter Sympathikus

Dopamin kann außerdem die Wirkung des Sympathikus steigern. Der Sympathikus ist ein Teil des vegetativen Nervensystems, das die Aktivität vieler Organe steuert.

Schau dir auch gleich noch unser Video zum Thema Sympathikus an. Dann erfährst du, welche Reaktionen in deinem Körper ablaufen, falls du einmal einem Tiger gegenüber stehen solltest!

Zum Video: Sympathikus
Zum Video: Sympathikus

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