Neuroligische Steuerung

Das synaptische Signal

Wenn das aktionspotenzial  die Endigung am Axon erreicht hat, löst die Veränderung des Membranpotenzials die Aktivierung der Calciumkanäle aus, was wiederum zu einer Konzentrationserhöhung der Calciumionen im präsynaptischen Neuron führt. Infolge dieses Anstiegs an intrazellulärem Calcium fusionieren die synaptischen Vesikel mit der präsynaptischen Membran, wodurch ein oder mehrere Neurotransmitter  in den synaptischen Spalt ausgeschüttet werden. Neurotransmitter werden in einem Neuron produziert und gespeichert und nur nach neuronaler Depolarisierung ausgeschüttet. Dann diffundieren sie durch den synaptischen Spalt und binden an spezifische Rezeptoren auf der Membran des postsynaptischen Neurons oder an einen Autorezeptor.

Häufig wird anhand der "Schloss und Schlüssel"-Hypothese die Interaktion zwischen einem Neurotransmitter und seinem Rezeptor  veranschaulicht. Der Schlüssel (Neurotransmitter) kann ein Schloss (Rezeptor) nur dann aufschließen (aktivieren), wenn er exakt ins Schlüsselloch (Neurotransmitter-Bindungsstelle) des Schlosses passt.

Rezeptoren und Autorezeptoren reagieren sensibel auf den Neurotransmittergehalt im synaptischen Spalt. Autorezeptoren regulieren die Ausschüttung des Neurotransmitters aus dem präsynaptischen Neuron. Wenn diese präsynaptischen Rezeptoren ausgelastet sind, wird die Neurotransmitter-Produktion angehalten. Bei der Entstehung einer Depression könnte möglicherweise eine Überempfindlichkeit der Autorezeptoren vorliegen.

Fast alle Neutrotransmitter können an mehr als eine Rezeptorart binden und jeder Neurotransmitter kann am postsynaptischen Neuron bestimmte Signale auslösen. Dies alles erhöht die Komplexität der chemischen Signalweiterleitung noch mehr. Durch die Bindung eines Neurotransmitters an seinen Rezeptor auf der postsynaptischen Membran werden Kanäle im postsynaptischen Neuron aktiviert, wodurch dessen Membranpotenzial verändert wird. Das somit erzeugte exzitatorische oder inhibitorische postsynaptische Potenzial verändert die Erregbarkeit des postsynaptischen Neurons und erzeugt ein weiteres Aktionspotenzial. So wird der elektrische Impuls bzw. das Signal über die Nervenbahn weitergeleitet. Sobald das Aktionspotenzial erzeugt ist, muss der Transmitter schnellstmöglich aus dem synaptischen Spalt entfernt werden, damit die postsynaptische Zelle am nächsten Weiterleitungszyklus teilnehmen kann.

Die Rolle der Rezeptorreaktionen

Viele psychische Störungen wie Depression werden entweder mit einer Überschuss oder einem Mangel an Neurotransmittern wie Serotonin, Noradrenalin und Glutamat in Verbindung gebracht. Inzwischen nimmt aber auch das Interesse an einer möglichen Rolle von Reaktionsveränderungen an Rezeptoren auf Neurotransmitter bei psychischen Erkrankungen immer weiter zu.

Die Monoamin-Hypothese der Depression besagt, dass in den Gehirnen von depressiven Patienten der Monoaminspiegel unterdurchschnittlich niedrig ist. Heute ist man jedoch der Auffassung, dass bei einer Depression die Zahl postsynaptischer Rezeptoren insgesamt ansteigt und nicht die Zahl der Monoaminmoleküle sinkt. Diese "Upregulation" von Rezeptoren würde dazu führen, dass mehr Monoamine für die Erzeugung einer Reaktion benötigt werden würden.

Das Auftreten dieser Upregulation ist bei depressiven Patienten nur schwer nachzuweisen, es liegen aber Beweise vor, dass eine antidepressive Behandlung zu einer Reduzierung der Rezeptoranzahl führt. Dieser Effekt von Antidepressiva ist auch als "Downregulation" von Rezeptoren bekannt. Das Phänomen ist inzwischen relativ gut für selektive Serotonin-Wiederaufnahmehemmer, trizyklische Antidepressiva und Monoaminoxidase-Hemmer sowie für die Elektrokonvulsionstherapie dokumentiert.

Eine andere Vermutung geht dahin, dass Antidepressiva die Empfindlichkeit von postsynaptischen Rezeptoren erhöhen, so dass eine entsprechende Reaktion von einer geringeren Neurotransmitterkonzentration erzeugt werden kann. Eine weitere Theorie besagt, dass eine Depression die Empfindlichkeit der präsynaptischen Autorezeptoren erhöht, die die Monoaminfreisetzung über einen Feedback-Mechanismus modulieren. Als Folge müssen weniger Neurotransmitter freigesetzt werden, ehe die Produktion "abgeschaltet" wird.