präsynaptische

Präsynaptisch bezeichnet der Begriff Strukturen im Nervensystem, die Neurotransmitter freisetzen. Am häufigsten wird damit das präsynaptische Endknöpfchen (Axonterminus) einer Nervenzelle an der Synapse bezeichnet. In diesem Bereich befinden sich Vesikel, die Neurotransmitter speichern, sowie Proteine, die die Freisetzung steuern. Die präsynaptische Seite einer Synapse kommuniziert mit der postsynaptischen Membran der nachgeschalteten Zelle durch den synaptischen Spalt.

Die Freisetzung erfolgt, wenn ein Aktionspotential die präsynaptische Membran erreicht und spannungsgesteuerte Kalziumkanäle öffnet. Der Ca2+-Einstrom löst die Fusion der Vesikelmembran mit der präsynaptischen Membran über den SNARE-Komplex (z. B. Syntaxin-1, SNAP-25, Synaptobrevin/VAMP) aus. Dadurch werden Neurotransmitter in den synaptischen Spalt freigesetzt und binden an Rezeptoren der postsynaptischen Membran (ionotrop oder metabotrop).

Nach der Freisetzung werden Vesikel recycelt, häufig durch klathrinvermittelte Endocytose, wieder in Vesikelform gebracht und erneut beladen. Die Neurotransmitter werden durch Transporter in der präsynaptischen Membran wieder aufgenommen oder im Spalt durch Enzyme abgebaut, um die Signalübertragung zu beenden. Die Effekte hängen von der Art des Neurotransmitters und den postsynaptischen Rezeptoren ab.

Die Freisetzung wird durch presynaptische Modulatoren beeinflusst, darunter Autorezeptoren (z. B. D2-Dopaminrezeptoren, α2-Adrenozeptoren), die bei hoher Aktivität die Freisetzung drosseln. Proteine wie Synapsin regulieren die Vesikelverfügbarkeit. Kurze Formen der Plastizität wie Facilitation oder Depression und längerfristige Veränderungen betreffen auch präsynaptische Mechanismen, wodurch die Freisetzungspotenz erhöht oder verringert werden kann.

Störungen der präsynaptischen Freisetzung und Wiederaufnahme spielen eine Rolle bei verschiedenen neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen, und viele pharmakologische Ansätze zielen darauf ab, Freisetzung, Wiederaufnahme oder Abbau von Neurotransmittern zu beeinflussen.