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NMDA-Rezeptoren

cigouri

Säugetier: Eutheria
NMDA-Rezeptoren spielen eine wichtige Rolle bei der sogenannten neuronalen Plastizität

(die neuronale Plastizität wird mehr oder weniger durch die „synaptische Plastizität“ gesteuert).

Der Begriff „Neuronale Plastizität“ beschreibt das Phänomen, dass sich Neuronen (bzw. sogar ganze Hirnareale, z. B die Hirnareale, die mit assoziativem Lernen oder Erinnerung zu tun haben) in ihren Eigenschaften verändern.

Ein gutes Beispiel hierfür sind 2 Prozesse, die man Langzeitpotentierung (LZP)und Langzeitzeitdepression (LZD) nennt. Beide Prozesse haben mit dem Gedächtnis zu tun. Ich geh aber nur auf die LZP ein, sonst würde es zu lang werden.

Langzeitpotenzierung tritt ein, wenn an einer Glutamat-Synapse über längere Zeit sehr viel APs einlaufen. Glutamat wird präsynaptisch freigesetzt, bindet an postsynaptische AMPA-Rezeptoren und bewirkt deren Öffnung, dadurch wird postsynaptisch ein EPSP erzeugt.

Wenn die Synapse sehr lange aktiv ist, also ständig sehr viele APs einlaufen, wird die Konzentration von Glutamat im synaptischen Spalt sehr hoch (die postsynaptische Membran ist also länger und stark depolarisiert). Unter diesen Bedingungen öffnen sich dann auch die NMDA-Rezeptoren. Bei geringer Depolarisation sind die NMDA-Rezeptoren durch Mg2+ Ionen auf der intracytoplasmatischen Seite „blockiert. Aber bei Dauerdepolarisation werden die Mg2+ Ionen verdrängt und der NMDA-Rezeptor wird durchlässig. NMDA-Rezeptoren sind sowohl für Na+ Ionen als auch für Ca2+ Ionen permeabel. Es strömen dann also Na+ Ionen und Ca2+ Ionen ein. Das verstärkt dann die Depolarisation noch mehr und was wichtig ist, die Ca2+ Ionen aktivieren bei genügend hoher intracytoplasmatischer Konzentration die Proteinkinase C, Die Proteinkinase C macht 2 Dinge:

1. Sie phosphoryliert die AMPA-Rezeptoren wodurch diese noch permeabler für Ionen werden (also noch mehr Depolarisation). Das ganze ist also so etwas wie eine positive feedback-Schleife.

2. Sie aktiviert über Zwischenschritte den Transkriptionsfaktor CREB (cAMP response element-binding protein). Dieser bewirkt dann die Aktivierung von CRE-Genen (das ist eine Gruppe von Genen, die alle was mit Zellwachstum, Zelldifferenzierung zu tun haben).

Kurz und bündiger Schluss: Durch die CREB/CRE Aktivierung werden dann alle mögliche Enzyme, Wachstumsfaktoren, Chemokine, Transportproteine ... auf den Plan gerufen, die dann bewirken, dass sich neue synaptische Höcker und damit auch neue Synapsen bilden. Kurz gesagt, es entstehen viele neue Synapsen, wenn das in einem bestimmten Hirnareal (z. B. optische Erinnerung) passiert, dann steigert das die optische Erinnerung erheblich.

So warum jetzt auch präsynaptische NMDA-Rezeptoren (preNMDAR)???

preNMDARs geben nochmal zusätzliche Möglichkeiten der Regulation. Dabei wird ach nochmal von Astrocyten (das sind keine Neurone sondern die gehören zu den Gliazellen) auf bislang kaum verstandene Weise auch nochmal Glutamat freigesetzt. Das Glutamat bindet an die preNMDARs im Endknöpfchen,

preNMDRs sind VÖLLIG ANDERS als postNMDRs. Wenn preNMDRs Glutamat binden, dann blockieren sie nämlich die synaptische Vesikelexocytose (also die Fusion von Neurotransmittervesikeln und damit die Glutamatfeisetzung. Das ist also ein der Glutamatfreisetzung entgegensteuernder Prozess, derparadoxerweise (oder auch nicht) durch Glutamat selbst gestuert wird. Dieses Trio aus Astrocytenausläufer, synaptischnm Endknöpfchen und synaptischem Höcker nennt man auch eine "synaptische Triade". Wahrsceinlich ist das auch ein Schutz davor, dass sich über längere Zeiträume viel zu viel Glutamat im synaptischen Spat befindet. Also ein Schutz vor allzu extremer Dauerdepolarisation bzw. eine Art "Bremse" wenn's zu doll mit der Glutamatfreisetzung wird.

Das kannst du dier so vorstellen, dass ein synaptisches Endknöpfchen ein postsynaptischer Höcker und ein Ausläufer von einem Astrocyten (Astrozyten sind unglaublich stark „verzeigt“ sie sehen aus wie Sterne mit hunderten von Strahlen) eine Art Trio bilden und sich gegenseitig regulieren (man nennt das auch eine „tripartite Synapse“.

Studierst Du eigentlich Bio oder bist du im LK? Weil man dass eigentlich im Bio LK nicht wirklich genau durchnehmen kann – viel zu komplex!

Wenn du Bio studierst kannst du ja mal in den Artikel:

Roles of presynaptic NMDA receptors in neurotransmission and plasticity

Abhishek Banerjee1,*,5, Rylan S. Larsen2,*, Benjamin D. Philpot3,†, and Ole Paulsen4,†

1Department of Brain and Cognitive Sciences, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA, USA. Trends Neurosci. 2016 January reinschauen, da ist das ganz gut erklärt.

Wenn du LK machst kannst du auch mal reinschauen und dir Abbildung 1 (Figure 1) anschauen. Mit ein bisschen Phantasie kann man erahnen so eine „Tripartite Synapse“ funktioniert. Den Text lesen würde ich LKlern nicht unbedingt empfehle, es sei denn du bist sehr gut in Englisch und unglaublich zäh und wissenshungrig. Den Artikel kannst du dir googeln und online ansehen.

Ich hoffe ich konnte dir ein wenig helfen.
 

cigouri

Säugetier: Eutheria
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Die preNMDRs hemmen, wie du siehst die synaptische Vesikelfusion, dadurch wird z. B. einer zu hohen Glutamatkonzentration im synaptischen Spalt entgegengewirkt.
 

cigouri

Säugetier: Eutheria
Das grüne ist übrigens das synaptische Endknöpfchen und das "blassrosa-lachsfarbene"??? ist die postsynaptische Seite (ein sogenannter postsynaptischer Höcker oder dendritischer Höcker engl. dendritic spine). Das andere, also diese ganzen CB1R, eCB,mGlu Glt1 und was sonst noch brauchst du eigentlich nur zu wissen, wenn dich wirklich im fortgeschrittenen Biostudium befindest und dich auf Neurophysiologie spezialisieren willst, bzw. da deine Masterarbeit schreiben willst.
 
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