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Neurotransmitter auch kurz Transmitter genannt sind Botenstoffe die an chemischen Synapsen die Erregung von einer Nerven

Neurotransmitter

Neurotransmitter, auch kurz Transmitter genannt, sind Botenstoffe, die an chemischen Synapsen die Erregung von einer Nervenzelle auf andere Zellen übertragen (synaptische Transmission).

Die Transmittersubstanzen werden in der sendenden Nervenzelle produziert – häufig im Zellkörper und danach im Axon transportiert – sowie in deren präsynaptischen Endigungen innerhalb synaptischer Bläschen vorrätig gehalten. Bei neuronaler Erregung verschmelzen einige von diesen mit der Zellmembran des Neurons, sodass per Exocytose bestimmte Mengen an Neurotransmitter in den synaptischen Spalt freigesetzt werden und auf die postsynaptische Membran der empfangenden Zelle einwirken. Die Wirkung ist abhängig von deren Membranausstattung mit Rezeptoren und Ionenkanälen sowie der einwirkenden Menge an Neurotransmitter. Abbau oder Wiederaufnahme der Botenstoffe begrenzen die Einwirkdauer auf kurze Zeitspannen.

Der Ausdruck Neurotransmitter ist abgeleitet von altgriechisch νεῦρον neuron „Sehne, Nerv“ und lateinisch transmittere „hinüber schicken, übertragen“.

Wirkungsweise Bearbeiten

Neurotransmitter sind Botenstoffe von Nervenzellen, mit denen die (präsynaptischen) elektrischen Signale eines Neurons an einer Synapse in chemische Signale umgebildet werden, die bei der nachgeordneten Zelle wieder (postsynaptische) elektrische Signale hervorrufen können.

In die präsynaptische Membranregion des Neurons fortgeleitete elektrische Impulse, Aktionspotentiale, veranlassen über kurzzeitigen Calciumeinstrom die Ausschüttung der Botenstoffe aus Vorratsspeichern, den synaptischen Vesikeln. Dieser Vorgang ist eine Exozytose: Durch Fusion der Vesikelmembranen mit der präsynaptischen Membran wird das je enthaltene Quantum an Transmittermolekülen in den (extrazellulären) synaptischen Spalt freigesetzt und gelangt per Diffusion zu den Rezeptoren auf der postsynaptischen Membran der nachgeschalteten Zelle.

Diese Membranproteine der subsynaptischen Region erkennen den jeweiligen Transmitter spezifisch an seiner molekularen räumlichen Struktur und Ladungsverteilung durch komplementäre Strukturen. Die Bindung eines Transmittermoleküls führt zur strukturellen Veränderung des Rezeptorproteins, wodurch direkt (ionotrop) oder mittelbar (metabotrop) bestimmte Ionenkanäle in dieser Region vorübergehend geöffnet werden.

Abhängig von der Zahl an Rezeptoren mit gebundenem Transmitter entstehen so Ionenströme verschiedener Stärke mit entsprechenden postsynaptischen Potentialdifferenzen (PSP). Diese sind nun – festgelegt über die Zuordnung von Rezeptoren in der Membran zu Ionenkanälen bestimmter Ionensorte – entweder depolarisierend, so dass sie als exzitatorisches postsynaptisches Potential (EPSP) eine Erregung der nachgeschalteten Zelle fördern bzw. zur Bildung eines Aktionspotentials führen, oder aber so, dass sie als inhibitorisches postsynaptisches Potential (IPSP) jene hemmen bzw. eine Erregung verhindern. Damit wird zwischen exzitatorischen und inhibitorischen Synapsen unterschieden.

Neben dem eigentlichen Neurotransmitter werden nicht selten noch Kotransmitter ausgeschüttet (Kotransmission), welche die Erregungsübertragung auf verschiedene Weise als Neuromodulatoren beeinflussen können. Die Bindung von Transmittern an Rezeptormoleküle ist in der Regel reversibel, nach Ablösung somit erneut möglich. Begrenzt wird ihre Wirkung nicht allein durch Diffusion, sondern durch enzymatische Spaltung (z. B. Cholinesterasen), Aufnahme in Gliazellen, präsynaptische Wiederaufnahme in das Neuron oder auch eine postsynaptische Internalisation samt Rezeptor (als Endozytose). Daneben ist postsynaptisch die prompte Inaktivation von Ionenkanälen (Desensitivierung) möglich. Weiterhin können präsynaptisch gelegene Autorezeptoren für den Transmitter dessen Freisetzung negativ rückgekoppelt beschränken. Darüber hinaus sind zahlreiche weitere präsynaptische Rezeptoren bekannt, überwiegend metabotrop G-Protein-gekoppelte Rezeptoren, womit sich vielfältige Modifikationen synaptischer Übertragung ergeben.

Für die Wirkung einer synaptischen Transmission ist nicht die präsynaptisch als Transmitter ausgeschüttete chemische Substanz entscheidend, sondern die postsynaptisch ausgebildete Empfänglichkeit der nachgeordneten Zelle. Beispielsweise ruft der gleiche Transmitter Acetylcholin im Skelettmuskel – vermittelt über ionotrope nikotinische NM-Cholinozeptoren – eine Depolarisation hervor, jedoch im Herzmuskel – vermittelt über metabotrope muskarinische M2-Cholinozeptoren – eine Hyperpolarisation. In einem Fall führt dies zu einer Erregung von Skelettmuskelfasern, im anderen Fall zu einer Abnahme der Erregbarkeit von Herzmuskelzellen.

Beispiele Bearbeiten

Der wichtigste Transmitter im peripheren Nervensystem ist Acetylcholin, so nicht nur an der motorischen Endplatte von Muskelfasern, sondern auch im parasympathischen Teil des vegetativen Nervensystems sowie präganglionär im sympathischen Teil, postganglionär wird hier meist Noradrenalin ausgeschüttet (doch sind z. B. die Schweißdrüsen cholinerg innerviert).

Der wichtigste Neurotransmitter im zentralen Nervensystem (ZNS) ist Glutamat, mit erregender Wirkung; die wichtigsten Transmitter inhibitorischer Synapsen sind Gamma-Aminobuttersäure (GABA) und Glycin. Andere häufige Neurotransmitter sind Dopamin und Serotonin neben Acetylcholin und Noradrenalin, auch bei Synapsen im ZNS. Eine wichtige Rolle spielen diese Substanzen in Theorien zur Entstehung und Behandlung von psychischen Störungen (z. B. Dopaminhypothese der Schizophrenien).

Chemische Zuordnung Bearbeiten

Biochemisch betrachtet sind die meisten bekannten Neurotransmitter neben Acetylcholin (aus Cholin, cholinerge Übertragung) entweder

Daneben fungieren Phosphorsäureester von Purinen wie Adenosinmonophosphat (AMP), Adenosindiphosphat (ADP), Adenosintriphosphat (ATP) sowie Uridindiphosphat (UDP) und Uridintriphosphat (UTP) auch an Synapsen als (Ko-)Transmitter.

Einteilung Bearbeiten

Neurotransmitter können zunächst nach Stoffklassen eingeteilt werden.

Lösliche Gase Bearbeiten

Amine Bearbeiten

Aminosäuren Bearbeiten

  • Inhibitorische Aminosäuretransmitter
  • Exzitatorische Aminosäuretransmitter

Neuropeptide Bearbeiten

Endocannabinoide Bearbeiten

Siehe auch Bearbeiten

Weblinks Bearbeiten

Commons: Neurotransmitters – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wikibooks: Elementarwissen medizinische Psychologie und medizinische Soziologie – Lern- und Lehrmaterialien

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Stefan Silbernagl, Agamemnon Despopoulos: Taschenatlas Physiologie. 8. Auflage. Thieme, Stuttgart 2012, ISBN 978-3-13-567708-8, S. 58 und andere (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  2. Stefan Silbernagl, Agamemnon Despopoulos: Taschenatlas Physiologie. S. 86 f. (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  3. Hans C. Bangen: Geschichte der medikamentösen Therapie der Schizophrenie. VWB, Berlin 1992, ISBN 3-927408-82-4, S. 90–94 Neuroleptika und psychiatrische Theorienbildung
  4. Stefan Silbernagl, Agamemnon Despopoulos: Taschenatlas Physiologie. S. 90 f. (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  5. N. M. Page: Hemokinins and Endokinins. (Review) In: Cellular and Molecular Life Science. Band 61, Nr. 13, Juli 2004, S. 1652–1663.
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Neurotransmitter auch kurz Transmitter genannt sind Botenstoffe die an chemischen Synapsen die Erregung von einer Nervenzelle auf andere Zellen ubertragen synaptische Transmission Aufbau einer chemischen SynapseZytoplasma mitZellskelett spannungs aktivierterCalciumkanal synaptischesBlaschen Ionenpumpe Bindung anRezeptoraktiviertIonenkanal Neurotransmitter Prasynapt Endigung Axon Spalt Postsynapt Region Dendrit Die Transmittersubstanzen werden in der sendenden Nervenzelle produziert haufig im Zellkorper und danach im Axon transportiert sowie in deren prasynaptischen Endigungen innerhalb synaptischer Blaschen vorratig gehalten Bei neuronaler Erregung verschmelzen einige von diesen mit der Zellmembran des Neurons sodass per Exocytose bestimmte Mengen an Neurotransmitter in den synaptischen Spalt freigesetzt werden und auf die postsynaptische Membran der empfangenden Zelle einwirken Die Wirkung ist abhangig von deren Membranausstattung mit Rezeptoren und Ionenkanalen sowie der einwirkenden Menge an Neurotransmitter Abbau oder Wiederaufnahme der Botenstoffe begrenzen die Einwirkdauer auf kurze Zeitspannen Der Ausdruck Neurotransmitter ist abgeleitet von altgriechisch neῦron neuron Sehne Nerv und lateinisch transmittere hinuber schicken ubertragen Inhaltsverzeichnis 1 Wirkungsweise 2 Beispiele 3 Chemische Zuordnung 4 Einteilung 4 1 Losliche Gase 4 2 Amine 4 3 Aminosauren 4 4 Neuropeptide 4 5 Endocannabinoide 5 Siehe auch 6 Weblinks 7 EinzelnachweiseWirkungsweise BearbeitenNeurotransmitter sind Botenstoffe von Nervenzellen mit denen die prasynaptischen elektrischen Signale eines Neurons an einer Synapse in chemische Signale umgebildet werden die bei der nachgeordneten Zelle wieder postsynaptische elektrische Signale hervorrufen konnen In die prasynaptische Membranregion des Neurons fortgeleitete elektrische Impulse Aktionspotentiale veranlassen uber kurzzeitigen Calciumeinstrom die Ausschuttung der Botenstoffe aus Vorratsspeichern den synaptischen Vesikeln Dieser Vorgang ist eine Exozytose Durch Fusion der Vesikelmembranen mit der prasynaptischen Membran wird das je enthaltene Quantum an Transmittermolekulen in den extrazellularen synaptischen Spalt freigesetzt und gelangt per Diffusion zu den Rezeptoren auf der postsynaptischen Membran der nachgeschalteten Zelle Diese Membranproteine der subsynaptischen Region erkennen den jeweiligen Transmitter spezifisch an seiner molekularen raumlichen Struktur und Ladungsverteilung durch komplementare Strukturen Die Bindung eines Transmittermolekuls fuhrt zur strukturellen Veranderung des Rezeptorproteins wodurch direkt ionotrop oder mittelbar metabotrop bestimmte Ionenkanale in dieser Region vorubergehend geoffnet werden Abhangig von der Zahl an Rezeptoren mit gebundenem Transmitter entstehen so Ionenstrome verschiedener Starke mit entsprechenden postsynaptischen Potentialdifferenzen PSP Diese sind nun festgelegt uber die Zuordnung von Rezeptoren in der Membran zu Ionenkanalen bestimmter Ionensorte entweder depolarisierend so dass sie als exzitatorisches postsynaptisches Potential EPSP eine Erregung der nachgeschalteten Zelle fordern bzw zur Bildung eines Aktionspotentials fuhren oder aber so dass sie als inhibitorisches postsynaptisches Potential IPSP jene hemmen bzw eine Erregung verhindern Damit wird zwischen exzitatorischen und inhibitorischen Synapsen unterschieden Neben dem eigentlichen Neurotransmitter werden nicht selten noch Kotransmitter ausgeschuttet Kotransmission welche die Erregungsubertragung auf verschiedene Weise als Neuromodulatoren beeinflussen konnen Die Bindung von Transmittern an Rezeptormolekule ist in der Regel reversibel nach Ablosung somit erneut moglich Begrenzt wird ihre Wirkung nicht allein durch Diffusion sondern durch enzymatische Spaltung z B Cholinesterasen Aufnahme in Gliazellen prasynaptische Wiederaufnahme in das Neuron oder auch eine postsynaptische Internalisation samt Rezeptor als Endozytose Daneben ist postsynaptisch die prompte Inaktivation von Ionenkanalen Desensitivierung moglich Weiterhin konnen prasynaptisch gelegene Autorezeptoren fur den Transmitter dessen Freisetzung negativ ruckgekoppelt beschranken Daruber hinaus sind zahlreiche weitere prasynaptische Rezeptoren bekannt uberwiegend metabotrop G Protein gekoppelte Rezeptoren womit sich vielfaltige Modifikationen synaptischer Ubertragung ergeben 1 Fur die Wirkung einer synaptischen Transmission ist nicht die prasynaptisch als Transmitter ausgeschuttete chemische Substanz entscheidend sondern die postsynaptisch ausgebildete Empfanglichkeit der nachgeordneten Zelle Beispielsweise ruft der gleiche Transmitter Acetylcholin im Skelettmuskel vermittelt uber ionotrope nikotinische NM Cholinozeptoren eine Depolarisation hervor jedoch im Herzmuskel vermittelt uber metabotrope muskarinische M2 Cholinozeptoren eine Hyperpolarisation In einem Fall fuhrt dies zu einer Erregung von Skelettmuskelfasern im anderen Fall zu einer Abnahme der Erregbarkeit von Herzmuskelzellen 2 Beispiele BearbeitenDer wichtigste Transmitter im peripheren Nervensystem ist Acetylcholin so nicht nur an der motorischen Endplatte von Muskelfasern sondern auch im parasympathischen Teil des vegetativen Nervensystems sowie praganglionar im sympathischen Teil postganglionar wird hier meist Noradrenalin ausgeschuttet doch sind z B die Schweissdrusen cholinerg innerviert Der wichtigste Neurotransmitter im zentralen Nervensystem ZNS ist Glutamat mit erregender Wirkung die wichtigsten Transmitter inhibitorischer Synapsen sind Gamma Aminobuttersaure GABA und Glycin Andere haufige Neurotransmitter sind Dopamin und Serotonin neben Acetylcholin und Noradrenalin auch bei Synapsen im ZNS Eine wichtige Rolle spielen diese Substanzen in Theorien zur Entstehung und Behandlung von psychischen Storungen z B Dopaminhypothese der Schizophrenien 3 Chemische Zuordnung BearbeitenBiochemisch betrachtet sind die meisten bekannten Neurotransmitter neben Acetylcholin aus Cholin cholinerge Ubertragung entweder Derivate von Aminosauren durch bzw nach Decarboxylierung wie Dopamin bzw Noradrenalin und Adrenalin aus Tyrosin katechol aminerge oder Histamin aus Histidin histaminerge oder g Aminobuttersaure GABA aus Glutamat GABAerge bzw Serotonin aus Tryptophan serotoninerge oder es sind a Aminosauren wie Glycin glycinerge oder Glutamat glutamaterge oder es sind Oligopeptide also kurze Ketten zusammengesetzter Aminosauren peptiderge so etwa Oxytocin Vasopressin ADH Somatostatin SIH Tachykinin Cholecystokinin Neurotensin und auch die opioid wirkenden Neuropeptide Opioidpeptide wie beispielsweise die Endorphine Daneben fungieren Phosphorsaureester von Purinen wie Adenosinmonophosphat AMP Adenosindiphosphat ADP Adenosintriphosphat ATP sowie Uridindiphosphat UDP und Uridintriphosphat UTP auch an Synapsen als Ko Transmitter 4 Einteilung BearbeitenNeurotransmitter konnen zunachst nach Stoffklassen eingeteilt werden Losliche Gase Bearbeiten Stickstoffmonoxid Kohlenstoffmonoxid SchwefelwasserstoffAmine Bearbeiten quartare Amine Acetylcholin Biogene Amine Klassische Monoamine Katecholamine Noradrenalin Adrenalin Dopamin Indolamine Serotonin Melatonin Imidazolamine Histamin biochemische Struktur jedoch von anderen biogenen Aminen verschieden Spurenamine Phenethylamine Phenethylamin PEA Tyramin Indolamine TryptaminAminosauren Bearbeiten Inhibitorische Aminosauretransmitterg Aminobuttersaure GABA 4 Aminobuttersaure Glycin b Alanin TaurinExzitatorische AminosauretransmitterGlutaminsaure Asparaginsaure Cystein HomocysteinNeuropeptide Bearbeiten Endorphine und Enkephaline Somatostatin Insulin Glucagon a Endopsychosin Tachykinine Substanz P Neurokinin A Substanz K Neuropeptid K Neurokinin K Neuropeptid g Neuropeptid gamma Neurokinin B Hemokinin 1 Endokinin A B C und D 5 Endocannabinoide Bearbeiten Anandamid 2 Arachidonylglycerol O ArachidonylethanolamidSiehe auch BearbeitenHormon Monoamine Nervenwachstumsfaktor Liste von NeurotransmitternWeblinks Bearbeiten nbsp Commons Neurotransmitters Sammlung von 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