Neurobiologie
Erregungsübertragung
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EPSP und IPSP sind Abkürzungen für Spannungen, die an der Zellmembran einer Nervenzelle entstehen. Sie beeinflussen dort die Signalweiterleitung. Was das genau bedeutet, erklären wir dir in dem Beitrag. Wenn du lieber zuhörst als selber zu lesen, schau dir doch einfach unser Video zu dem Thema an!

EPSP und IPSP einfach erklärt 

EPSP ist die Abkürzung für exzitatorisches postsynaptisches Potential (EPSP). Es beschreibt die positive Veränderung der Spannung in einer Nervenzelle. Dadurch wird die Nervenzelle erregt und die Signalweiterleitung gefördert. 

Auf der anderen Seite gibt es das IPSP, also inhibitorisches postsynaptisches Potential (IPSP). Darunter verstehst du eine Abnahme der Spannung, die eine Nervenzelle hemmt und die Weiterleitung verhindert.

Deine Nervenzellen (Neuronen) sind also für die Weiterleitung von elektrischen Signalen (Erregungen) verantwortlich. Dafür müssen die Nervenzellen Erregungen auch untereinander übertragen. Das passiert an speziellen Kontaktstellen – den Synapsen . Dort kann es dann dazu kommen, dass die Weiterleitung des Signales entweder gehemmt oder gefördert wird. Das hängt vom jeweiligen Synapsentyp ab. Du unterscheidest zwischen erregenden und hemmenden Synapsen.

Exzitatorisches postsynaptisches Potential (EPSP) 

Ein EPSP entsteht in einer exzitatorischen Synapse. Bei dem erregenden Potential steigt die Spannung in der postsynaptischen Zelle, also der Nervenzelle hinter dem synaptischen Spalt (Spalt zwischen Prä- und postsynaptischer Membran), an. Das bedeutet, die Spannung wird positiver. Bei einer Abnahme der negativen Spannung in einer Nervenzellen sprichst du auch von einer Depolarisierung.

Durch eine präsynaptische Erregung kommt es zum Einstrom von Botenstoffen (Neurotransmittern) in den synaptischen Spalt der erregenden Synapse. In der Membran des postsynaptischen Neurons befinden sich entsprechende Rezeptoren, also Andockstellen für die Botenstoffe. Wenn die Neurotransmitter nun an die Rezeptoren binden, kommt es zur Öffnung von Ionenkanälen. Im Fall des EPSPs öffnen sich Natriumionenkanäle. Daher strömen Natriumionen (Na+) in die Zelle und das Potential steigt an. Denn je mehr Natriumionen in der Zelle sind, desto höher ist dort die positive Ladung.

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EPSP

Je mehr Transmitter sich im synaptischen Spalt befinden, desto länger bleiben die Kanäle geöffnet. Daher ist dann auch die Erregung der Nervenzelle stärker. 

Inhibitorisches postsynaptisches Potential (IPSP) 

An einer hemmenden Synapse kommt es zur Entstehung eines inhibitorischen postsynaptischen Potentials (IPSP). Dabei sinkt die Spannung der postsynaptischen Nervenzelle. Den Vorgang nennst du auch Hyperpolarisation. Unter einer Hyperpolarisation verstehst du das Sinken der Spannung unter den negativen Wert des Ruhepotentials . Als Ruhepotential bezeichnest du eine Spannung von ca. -70 mV, die in der Zelle in Ruhe herrscht.

Hierfür sind Kalium- und Chloridionenkanäle in der Nervenzellmembran verantwortlich. Auch sie werden durch Neurotransmitter im synaptischen Spalt geöffnet. Durch die Kaliumionenkanäle strömen dann positiv geladene K+-Ionen aus der Zelle heraus. Gleichzeitig strömen durch die Chloridionenkanäle negativ geladene Cl-Ionen in die Zelle. Beide Effekte führen dazu, dass die Ladung innerhalb der Zelle negativer wird. Daher kann die Nervenzelle die Erregung nicht weiterleiten. Eine Nervenzelle, die keine Erregungen mehr weiterleitet, nennst du gehemmt.

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IPSP

EPSP IPSP 

EPSP und IPSP haben also gegenteilige Effekte auf die Nervenzelle. Hier haben wir dir die wichtigsten Unterschiede noch einmal in einer Tabelle gegenübergestellt: 

  EPSP IPSP
Wirkung exzitatorisch / erregend inhibitorisch / hemmend
Potentialänderung Depolarisation Hyperpolarisation
Ionen Na+-Ionen K+-, Cl-Ionen

Zusammenhang Aktionspotential 

Eine Nervenzelle ist mit ihren Dendriten (bäumchenartiger Fortsatz der Nervenzelle) jedoch nicht nur mit einer einzigen, sondern mit sehr vielen anderen Nervenzellen verbunden. Die Synapsen können dabei jeweils erregend oder hemmend sein. Das führt dazu, dass eine neuronale Verrechnung notwendig wird. 

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neuronale Verrechnung

Das bedeutet, dass es am Axonhügel des Neurons zu einer Summation aller Potentiale (alle Potentiale zusammengerechnet) kommt. Wenn dabei ein Schwellenwert von ungefähr -50 mV überschritten wird, wird ein sogenanntes Aktionspotential ausgelöst. Das ist notwendig, damit die Nervenzelle das elektrische Signal entlang ihres Axons bis zur nächsten Nervenzelle weiterleiten kann.  Schau dir unbedingt auch unser Video zum Aktionspotential an! Dort erklären wir dir, wie es zustande kommt und wie der Kurvenverlauf aussieht.

Zum Video: Aktionspotential
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