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Fragen zur Presynapse
 
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vogelstrauss



Anmeldungsdatum: 22.04.2009
Beiträge: 7

BeitragVerfasst am: 06. Okt 2010 15:20    Titel: Fragen zur Presynapse Antworten mit Zitat

Hallo, ich habe ein paar Fragen zum presynaptischen Teil einer Synapse, ich hoffe, jemand kann mir helfen...

1) Ein Neuron hat fast immer mehrere (exzitatorische) Synapsen. Wenn Ein Neuron nun mit beispielsweise 5 Hertz feuert, muessen nicht unbedingt alle Synapsen mit der Frequenz 5 Hertz Transmitter freisetzen. Wie sieht es aber mit dem Kalziumeinstrom in den Presynapsen aus? Gibt es einen Kalzium-Einstrom in jeder Synapse, wenn das Neuron feuert, oder nur, wenn auch Transmitter freigesetzt wird?

2) Wie viele Vesikel (z.B. Glutamat-vesikel) werden freigesetzt, wenn die Presynapse aktiviert ist? Wie viele waeren das fuer eine bestimmte Frequenz, mit der das Neuron feuert?

3) Wie gross sind durchschnittlichs Volumen und Oberflaeche einer (glutaminergen) exzitatorischen Presynapse?

Ich hoffe, meine Fragen sind verstaendlich, jeder Rat ist willkommen, auch Empfehlungen bestimmter Buecher oder anderer Publikationen...

Vielen Dank im Voraus!
elementum
Ehrenmitglied


Anmeldungsdatum: 30.04.2006
Beiträge: 485
Wohnort: HD

BeitragVerfasst am: 07. Okt 2010 16:51    Titel: Antworten mit Zitat

meinst du wirklich die PRÄsynaptische membran, nicht die postsynaptische?

jedes neuron hat nur ein einziges axon und daher auch nur eine präsynaptische membran. allerdings findet man an vielen neuronen mehrere dendrite und somit auch mehrere postsynaptische membranen...

sobald ein AP an der präsynaptischen membran ankommt führt es zum öffnen der Ca2+ kanäle. der Ca+ einstrom führt zur transmitterfreisetzung.
dieser mechanismus funktioniert nur nicht, wenn sich das neuron in der refraktärzeit befindet, oder wenn das neuron keine transmitter mehr bereitstellen kann. wenn wir das ganze an der postsynaptischen membran betrachten, werden natürlich nur an einer synapse ionenkanäle geöffnet, an der0 auch transmitter freigesetzt wurden.

zu 2): kann ich dir bei glu nicht sagen, bei acetylcholin (ACh) weiß ich, dass pro ankommendem AP ca 1000 ACh-vesicle entlassen werden und jedes ca 30 000 ACh-moleküle enthält. allerdings werden diese sofort wieder in die zelle gepumpt/endocytiert. also kannst du nicht von ausgehen "1 AP entspricht 30 mil ACh's, also entsprechen zwei APs 60 mil".

über volumen und fläche kann ich dir nichts sagen, sollte aber auf wikipedia oder pubmed zu finden sein.

MfG,
elementum

_________________
"Allwissend bin ich nicht; doch viel ist mir bewusst" (Faust, V.1582)
vogelstrauss



Anmeldungsdatum: 22.04.2009
Beiträge: 7

BeitragVerfasst am: 07. Okt 2010 17:25    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo, Danke fuer Deine Antwort...

Zitat:

meinst du wirklich die PRÄsynaptische membran, nicht die postsynaptische?


Ich meine die praesynaptische Membran.

Zitat:

jedes neuron hat nur ein einziges axon und daher auch nur eine präsynaptische membran. allerdings findet man an vielen neuronen mehrere dendrite und somit auch mehrere postsynaptische membranen...


Dann kommt also die Depolarisation (AP) an jeder Praesynapse an, deshalb sollte auch in jede Praesynapse Ca2+ einfliessen.

Zitat:

sobald ein AP an der präsynaptischen membran ankommt führt es zum öffnen der Ca2+ kanäle. der Ca+ einstrom führt zur transmitterfreisetzung.
dieser mechanismus funktioniert nur nicht, wenn sich das neuron in der refraktärzeit befindet, oder wenn das neuron keine transmitter mehr bereitstellen kann. wenn wir das ganze an der postsynaptischen membran betrachten, werden natürlich nur an einer synapse ionenkanäle geöffnet, an der0 auch transmitter freigesetzt wurden.


Aber es kann doch auch passieren (es passiert sogar oft), dass nicht alle Praesynapsen des Neurons dann auch Transmitter freisetzen, sobald das Neuron feuert, sondern n ur einige.
Die Synapsen haben dann wohl eine unterschiedliche Refraktaerzeit, was verschiedene Gruende haben kann (sie sind verschieden gross, haben eine unterschiedliche Anzahl von Transmittern, unterschiedliche Kalzium-Puffer...).

Ich habe ein Paper gefunden, wo gesagt wird, dass in mehreren Praesynapsen eines feuernden Neurons der Ca2+-Einfluss verschieden sein kann (vielleicht ist der Einfluss kleiner wenn schon mehr Ca2+ in der Praesynapse drin ist??) (Brenowitz und Regehr, Journal of Neuroscience, 2007).

Das wirft eine neue Frage auf: Angenommen, das Neuron feuert, und Ca2+ fliesst in eine Praesynapse, aber nicht genug, um Transmitter freizusetzen. Ist es so, dass wenn das Neuron nach sehr kurzer Zeit nochmal feuert, das Ca2+ noch nicht ganz zurueckgepumpt ist und die Wahrscheinlichkeit, dass Transmitter freigesetzt wird, hoeher ist als wenn das Neuron nach einiger Zeit ein zweites Mal feuern wuerde? Koennen sich also die Signale an einer Praesynapse sozusagen 'aufaddieren' (was sich in der Ca2+-Konzentration in der Synapse niederschlaegt)??
Oder wird das Ca2+ in jeder Praesynapse nach jedem ankommenden AP wieder zurueckgepumpt? (Das waere Verschwendung von Energie, wenn in die Praesynapse jedes Mal Calzium einfliesst und weggepumpt werden muss, auch wenn die Praesynapse gar keinen Transmitter freisetzt!)

Dass Ca2+ in alle Praesynapsen einfliesst macht schon Sinn, aber der komplette Mechanismus ist mir noch nicht ganz klar...

Gruesse
elementum
Ehrenmitglied


Anmeldungsdatum: 30.04.2006
Beiträge: 485
Wohnort: HD

BeitragVerfasst am: 07. Okt 2010 18:56    Titel: Antworten mit Zitat

vogelstrauss hat Folgendes geschrieben:
Aber es kann doch auch passieren (es passiert sogar oft), dass nicht alle Praesynapsen des Neurons dann auch Transmitter freisetzen, sobald das Neuron feuert, sondern n ur einige.
Die Synapsen haben dann wohl eine unterschiedliche Refraktaerzeit, was verschiedene Gruende haben kann (sie sind verschieden gross, haben eine unterschiedliche Anzahl von Transmittern, unterschiedliche Kalzium-Puffer...).

Ich habe ein Paper gefunden, wo gesagt wird, dass in mehreren Praesynapsen eines feuernden Neurons der Ca2+-Einfluss verschieden sein kann (vielleicht ist der Einfluss kleiner wenn schon mehr Ca2+ in der Praesynapse drin ist??) (Brenowitz und Regehr, Journal of Neuroscience, 2007).


kann dir leider keine genaue auskunft darüber geben, da ich leider grad keine zeit hab das paper anzuschauen und neurophysiologie auch nicht in meinem fachgebiet liegt^^ aber der Ca2+- einfluss (also delta(mol/min)) hängt vorallem mit der anzahl der Ca2+-kanäle und mit dem konzentrationsgefälle zusammen. also müsste in eine vom durchmesser her größere synapse (bei gleicher ionenkanal-dichte) mehr ioneneinstrom zu erkennen sein als bei einer "schmaleren" synapse.

Zitat:
Das wirft eine neue Frage auf: Angenommen, das Neuron feuert, und Ca2+ fliesst in eine Praesynapse, aber nicht genug, um Transmitter freizusetzen. Ist es so, dass wenn das Neuron nach sehr kurzer Zeit nochmal feuert, das Ca2+ noch nicht ganz zurueckgepumpt ist und die Wahrscheinlichkeit, dass Transmitter freigesetzt wird, hoeher ist als wenn das Neuron nach einiger Zeit ein zweites Mal feuern wuerde? Koennen sich also die Signale an einer Praesynapse sozusagen 'aufaddieren' (was sich in der Ca2+-Konzentration in der Synapse niederschlaegt)??
Oder wird das Ca2+ in jeder Praesynapse nach jedem ankommenden AP wieder zurueckgepumpt? (Das waere Verschwendung von Energie, wenn in die Praesynapse jedes Mal Calzium einfliesst und weggepumpt werden muss, auch wenn die Praesynapse gar keinen Transmitter freisetzt!)

Dass Ca2+ in alle Praesynapsen einfliesst macht schon Sinn, aber der komplette Mechanismus ist mir noch nicht ganz klar...


sobald das AP müssen meines wissens nach immer transmitter ausgeschüttet werden, es sei denn, es sind nicht mehr genug vorhanden.

das Ca2+ muss ja prinzipiell aus dem inneren der synapse gepumpt werden. die vesicle entlassen ihren inhalt durch konformationsänderungen Ca2+ bindender proteine; d.h. sobald Ca2+ in ausreichender konzentration vorhanden ist werden die transmitter entlassen. bliebe die Ca2+ konzentration konstant, würde dies ja dauerhaft geschehen, auch ohne eintreffendes AP.

_________________
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