ZirkelschlagArbeitsblätter / Themen A–Z / Biologie
Synapse
Biologie · Klasse 12–13 · 6 Blätter · 75 Aufgaben
LehrplanHessen: Q2.3 Neurobiologie
Wie die Erregung an einer chemischen Synapse übertragen wird und wie am Axonhügel aus vielen postsynaptischen Potentialen eine Entscheidung wird.
Worum es geht
An der Präsynapse öffnet ein ankommendes Aktionspotential spannungsgesteuerte Ca²⁺-Kanäle; Ca²⁺ löst die Exocytose der Vesikel aus. Der Transmitter diffundiert durch den Spalt und öffnet an der Postsynapse Ionenkanäle. Es entsteht ein EPSP (Depolarisation, meist Na⁺-Einstrom) oder ein IPSP (Hyperpolarisation, z. B. Cl⁻-Einstrom).
Die Regeln
| Begriff | Inhalt | Merkmal |
|---|---|---|
| cholinerge Synapse | ACh öffnet Na⁺-Kanäle; Acetylcholinesterase spaltet ACh | Cholin wird in die Präsynapse zurückgeholt |
| EPSP / IPSP | Amplitude hängt von der Transmittermenge ab | kein Alles-oder-nichts, wird mit der Entfernung schwächer |
| räumliche Summation | gleichzeitige PSPs verschiedener Synapsen addieren sich | V = Ruhepotential + ΣEPSP − ΣIPSP |
| zeitliche Summation | rasch aufeinanderfolgende PSPs einer Synapse addieren sich | nötige Zahl = Abstand zur Schwelle / EPSP, aufgerundet |
| Axonhügel | Aktionspotential, wenn die Summe die Schwelle erreicht | danach gilt Alles-oder-nichts |
Beispiel, Schritt für Schritt
Aufgabe: Ruhepotential −70 mV, Schwelle −55 mV. Gleichzeitig treffen 4 EPSP zu je +5 mV und 2 IPSP zu je −3 mV ein. Wird ein Aktionspotential ausgelöst?
| Schritt | Rechnung | Warum |
|---|---|---|
| 1 · Erregung summieren | 4 · 5 mV = +20 mV | räumliche Summation, vereinfacht linear |
| 2 · Hemmung summieren | 2 · 3 mV = −6 mV | IPSPs verschieben das Potential von der Schwelle weg |
| 3 · Membranpotential | −70 + 20 − 6 = −56 mV | Startpunkt ist das Ruhepotential |
| 4 · Vergleich | −56 mV < −55 mV | −56 ist negativer, die Schwelle ist nicht erreicht |
| 5 · Ergebnis | kein Aktionspotential | ohne die beiden IPSP wären es −50 mV gewesen |
Der typische Fehler
Ein EPSP wie ein kleines Aktionspotential behandeln. Dann müsste jedes EPSP für sich weiterlaufen und gleich groß bleiben. Postsynaptische Potentiale sind aber abgestuft und werden auf dem Weg zum Axonhügel schwächer. Erst dort entscheidet die Summe über ein Aktionspotential, und erst dieses folgt dem Alles-oder-nichts-Prinzip.
So prüfst du dein Ergebnis
Zahlenstrahl denken. Ein EPSP schiebt das Potential nach rechts (positiver), ein IPSP nach links. Die Schwelle ist erreicht, wenn das Ergebnis gleich oder positiver ist. Bei zeitlicher Summation immer aufrunden: 2,4 EPSPs gibt es nicht, es braucht 3.