Inhibitorische Neurotransmitter

Inhibitorische Neurotransmitter: Verlauf

Inhibitorische Neurotransmitter haben zunächst einmal den gleichen Weg wie exzitatorische Neurotransmitter am Neuron im Nervensystem. Dabei wirken sie an der Synapse. Sie sind in speziellen Vesikeln im Endknöpfchen der Postsynapse des Neurons enthalten.

Abbildung 1: Aufbau einer Synapse Quelle: biologie-unterricht.com.

Inhibitorische Neurotransmitter an der Präsynapse

Wenn nun ein Aktionspotential an diesem Endknöpfchen der Nervenzelle eintrifft, dann wandern die Vesikel, gefüllt mit inhibitorischen Neurotransmittern, in Richtung des synaptischen Spalts der Synapse.

Von da aus fusionieren sie mit der Membran der Nervenzelle. Dabei werden dann inhibitorischen Neurotransmitter ausgeschüttet.

Inhibitorische Neurotransmitter im synaptischen Spalt

Die in den synaptischen Spalt vom Neuron abgegebenen inhibitorischen Transmitter, beispielsweise GABA, wandern durch diesen Spalt. Dabei schaffen sie es, von der Präsynapse eines Neurons zur Postsynapse eines anderen Neurons zu diffundieren. Diese ergeben zusammen mit dem synaptischen Spalt die Synapse. Daraufhin docken sie an die Postsynapse, der zweiten Nervenzelle der Synapse, an.

Inhibitorische Neurotransmitter an der Postsynapse

Wenn nun die inhibitorischen Transmitter an der Postsynapse der Nervenzelle andocken, tun sie das nicht willkürlich, sondern an speziellen ligandengesteuerten Rezeptoren. Beim Beispiel mit GABA als Neurotransmitter der Synapse, dockt dieser dann an spezielle GABA Rezeptoren am Neuron an. Daraufhin löst dieser Transmitter-Rezeptor-Komplex meist ein IPSP an der Postsynapse aus.

Dies geschieht nur durch den GABA Rezeptor, andere Rezeptoren lösen andere Wirkungen an der Synapse aus. Die Wirkung eines Neurotransmitters ist also maßgeblich abhängig von seinem Rezeptor.

Die häufigsten inhibitorischen Neurotransmitter

Im Körper und Nervensystem gibt es ein paar inhibitorische Neurotransmitter, die an ihre Rezeptoren an der Nervenzelle andocken:

1. GABA

GABA ist der am häufigsten vorkommende Neurotransmitter im Nervensystem. GABA ist die Abkürzung für Gamma-Aminobuttersäure, welche aus der proteinogenen Aminosäure Glutamat hergestellt wird. Sie dockt an ihrem typischen GABA Rezeptor an, um seine Wirkung zu entfalten. GABA wirkt überwiegend im synaptischen Spalt und damit hemmend auf die Postsynapse der Nervenzelle.

2. Glycin

Glycin ist ebenso ein häufig vorkommender Neurotransmitter im Nervensystem. Dabei wirkt der Transmitter besonders im ZNS inhibierend. Es kann nur postysynaptisch angreifen. Dabei hemmt auch Glycin, genau wie GABA, die Erregungsweiterleitung. Der Transmitter hat dabei auch einen eigenen Rezeptor an der Nervenzelle. Glycin ist aber im Gegensatz zu GABA seltener vorhanden und gehört zu den proteinogenen Aminosäuren. GABA hingegen ist das biogene Amin der proteinogenen Aminosäure Glutamat, aber keine Aminosäure an sich.

Inhibitorische Synapsen: Inhibitorisches Postsynaptisches Potential (IPSP)

Ein inhibitorisches Postsynaptisches Potential, kurz IPSP, wird von den inhibitorischen Neurotransmittern an der Postsynapse ausgelöst. Dort sorgen spezielle Rezeptoren für dieses negative, also hemmende Membranpotential, an der Postsynapse.Der Ablauf an der Postsynapse findet wie folgt statt:

1. Der inhibitorische Neurotransmitter dockt an die Rezeptoren der postsynaptischen Membran des Neurons an.

2. Die Kanäle öffnen sich dadurch (Schlüssel-Schloss-Prinzip) und meist werden durch den Rezeptor Chloridionen in die Postsynapse aufgenommen.

3. Das Membranpotential der Postsynapse wird vom normalen Wert beim Ruhepotential (ca. -70mV) negativiert.

4. Die Erregungsweiterleitung in diesem Teil des Nervensystems wird dadurch eingeschränkt oder ganz gehemmt.

Wirkung der inhibitorischen Neurotransmitter

Das postsynaptische Potential ist essenziell für die Weiterleitung der Erregung im Nervensystem. Erst, wenn dieses Potential positiv genug ist, (oft bei ca. - 40mV), kann ein Aktionspotential am Axonhügel ausgelöst werden. Nur mit Aktionspotential kann eine Erregungsweiterleitung stattfinden.Die Positivierung oder Negativierung der postsynaptischen Membran geschieht auf zwei unterschiedliche Weisen:

1. Die räumliche Summation bei inhibitorischen Neurotransmittern

Das Soma und die Dendriten der Postsynapse ist nicht nur mit einer, sondern mit vielen Nervenzellen verknüpft. Wenn nun viele hemmende und wenig erregende Synapsen an einer Stelle des Somas der Nervenzelle anknüpfen und all diese ihre Wirkung entfalten, wird die erregende von den Hemmenden überdeckt und es kommt zum IPSP. Dies geschieht nur bei naher Distanz der Rezeptoren, da sonst der Abstand zur Summation zu groß wäre.

2. Die zeitliche Summation bei inhibitorischen Neurotransmittern

Die zweite Beeinflussung der erregenden und hemmenden Synapsen an das nächste Soma (Nervenzellkörper) ist die zeitliche Summation. Bei dieser geht es darum, wie schnell eine Synapse wie viele Impulse auf einmal an die Postsynapse sendet. Wenn die inhibitorische Synapse mehr „feuert“ als die exzitatorische Synapse, dann überlagert sie dadurch die exzitatorische. Somit kommt es dadurch wieder zum IPSP.

Summation der inhibitorische Neurotransmitter

Die räumliche und zeitliche Summation der Neurotransmitter darf man nun aber nicht getrennt sehen. Beide Faktoren, also Abstand und Intensität der Weiterleitung, haben einen wichtigen Einfluss auf die Postsynapse und damit auf die Erregungsweiterleitung. Somit werden bei jeder Erregungsübertragung im Nervensystem sowohl die räumliche als auch die zeitliche Summation berücksichtigt. Zusammen ergibt sich dann möglicherweise ein Aktionspotential, welches weitergeleitet wird.

Die räumliche (mittig) und zeitliche Summation (rechts) gegenüber einer einzelnen Erregung. Das Beispiel zeigt den Prozess für eine erregende Synapse, das gleiche Prinzip gilt aber auch bei einer inhibitorischen Synapse Quelle: eref.thieme.de.

Inhibitorische Neurotransmitter: Beispiele im Körper

Doch warum sind die inhibitorischen Neurotransmitter im Nervensystem nun so wichtig? Wenn sie die Erregungsweiterleitung hemmen, scheint es, als hätten GABA und Co. einen negativen Einfluss auf den Körper und das Nervensystem. Dem ist aber nicht so.

Filter der Neurotransmission durch inhibitorische Neurotransmitter

Inhibitorische Neurotransmitter sind elementar für das Funktionieren des Organismus'. Sie fungieren als eine Art Filter der Neurotransmission. Ohne die Inhibition wären manche Nerven dauerhaft gereizt und eine Differenzierung der Reize sowie ihre Einordnung wäre für den Körper und das Zentralnervensystem sehr belastend. Durch die inhibitorischen Neurotransmitter kann das ZNS also die Neurotransmission eindämmen.

Verhinderung der Reizüberflutung durch inhibitorische Neurotransmitter

Die inhibitorischen Neurotransmitter stellen eine Art Schutz für den Organismus dar. Damit kann der Körper die Reize besser einordnen. Zudem kann es durch die inhibitorischen Neurotransmitter nicht dazu kommen, dass der Körper überlastet wird. Wenn nämlich alle Reize im Gehirn ankommen würden und es keine Hemmung der Reizweiterleitung gäbe, wäre der Körper völlig überlastet.