Kommunikation zwischen Nervenzellen – elektrische Synapsen Von Mareike Fröhling 04.10.07 SS07 Seminar, Grundmodul Neurobiologie

Definition „ Elektrische Synapsen sind Zell-Zell-Kontakte mit so geringem elektrischen Widerstand, dass bei Potenzialänderungen zwischen Zellen beträchtliche Ströme zwischen ihnen fließen und die Potenzialdifferenz teilweise ausgleichen.“ Aus „Neurowissenchaft“, Dudel,Menzel, Schmidt, 2..Auflage, Springerverlag

Vorkommen Bei Wirbeltieren in vielen neuralen Geweben, aber auch in vielen nichtneuralen epithelialen und mesenchymalen Geweben - zwischen Nervenzellen - “ glatten Muskelzellen - “ Herzmuskelzellen - “ Gliazellen des Gehirns - “ Epithelien - “ Leberzellen Verbinden die meisten Zellen in der Embryonalzeit Auch bei Invertebraten mit Nervensystemen geringer Neuronenanzahl  in spezifischen Neuronverschaltungen (zusammen mit chemischen Synapsen)

Aufbau – Gap Junctions Aufbau aus Gap Junctions (auch Nexus genannt)  zellverbindende Strukturen/ Kanäle Erscheinen im elektromikros-kopischen Bild als Verengung des Spalts zwischen den Zellmembranen auf ca. 3,5nm  Verdichtung der gegenüberliegenden Zellmembranen und des Interzellulärspalts Gap Junctions bestehen aus Connexonen

Aufbau - Connexon Ein Kanal besteht aus zwei Halbkanälen  röhrenförmig zusammengelagert Ein Halbkanal ist ein Connexon Connexon: - Transmembranprotein aus 6 gleichartigen Untereinheiten (6 Connexinen) - MW (Connexin) = 30kDa - symmetrische Anordnung der Connexine um einen zentralen Porenbereich - jedes Connexin besteht aus 4 helikalen Transmembrandomänen

Charakteristika Schnelle Signalübertragung  kaum synaptische Verzögerungszeiten dadurch, dass die Übertragungsgeschwindigkeit nur durch die elektrotonischen Eigenschaften der prä- und postsynaptischen Membran bestimmt wird Keine Signalverstärkung deshalb müssen prä- und postsynaptische Nervenfortsätze aufeinander abgestimmt sein (annähernd gleiche Größe und gleichen Durchmesser, ansonsten keine Beeinflussung) Zahlenmäßig genauso oft vertreten wie chemische Synapsen Stromquelle des postsynaptischen Potenzials ist präsynaptisch  Wird also vom elektrochemischen Potenzial der präsynaptischen Zellmembran gestellt Permeabel für Ionen und kleinere organische Moleküle (MW < 1kDa)

Potenziale Wird in der präsynaptischen Zelle durch einen Depolari- sationsimpuls ein AP ausgelöst, so erscheint in der postsynaptischen Zelle ein elektrotonisches Potenzial, das ca. 1/10 der Amplitude der präsynaptischen Potenzialänderung besitzt.

Öffnung und Schließung Durch Konformationsänderungen der Connexine  durch eine Verdrehung der Connexine in ihrer Lage in der Membran (ähnlich Schließmechanismus einer Irisblende) Schließung bei Anstieg der intrazellulären Ca2+ - Konzentration  Bsp.: verletzte Zelle Schließung bei pH-Anstieg

Nichtgleichgerichtete und gleichgerichtete Synapsen ● nichtgleichrichtende Synapsen: - elektrische Synapsen, die in ihrem Widerstandsverhalten symmetrisch sind d.h. ein Ionenstrom trifft in beiden Richtungen auf den gleichen Widerstand - können z.B. zu Aktivitätssynchronisierung von untereinander gekoppelten Neuronen beitragen ● gleichrichtende Synapsen: - elektrische Synapsen, die ihre Leitfähigkeit spannungsabhängig ändern - lassen depolarsierenden Strom, der z.B. bei einem AP auftritt, nur von der präsynaptischen in die postsynaptische Zelle fließen, aber nicht umgekehrt

Danke für die Aufmerksamkeit !!!

Quellen „Neurowissenschaft“, Dudel, Menzel, Schmidt, 2.Aufl., Springerverlag „Neurobiologie“, Reichert, 2.Aufl., Thiemeverlag Bilder von www.wikipedia.de und aus „Neurowissenschaft“