Genetische Festlegung des Synapsentyps

Ob eine Synapse hemmend oder erregend wirkt, hängt direkt vom Neurotransmitter ab, der die Information überträgt.

Manche Neurotransmitter (z.B. Acetylcholin) öffnen Natriumkanäle, durch die Natriumionen in die postsynaptische Zelle strömen und diese depolarisieren. Andere Neurotransmitter (z.B. Gamma-Aminobuttersäure, GABA) öffnen Kaliumkanäle, durch die Kaliumionen die postsynaptische Zelle verlassen und sie hyperpolarisieren. Einige wenige Neurotransmitter öffnen Chloridkanäle, durch die Chloridionen in die postsynaptische Zelle eindringen, was ebenfalls zu einer Hyperpolarisierung führt.

Welchen Neurotransmitter eine Nervenzelle freisetzt, ist genetisch festgelegt. Werden bestimmte Gene aktiviert, so produziert das Neuron Acetylcholin. Werden andere Gene aktiviert, so wird GABA freigesetzt etc.

Allerdings gibt es erste experimentelle Belege dafür, dass auch Umweltfaktoren einen Einfluss darauf haben, welchen Neurotransmitter eine Nervenzelle bildet.

Der Neurobiologin Laura Borodinsky (Universität von Kalifornien in San Diego) und ihren Kollegen gelang es, bei Embryonen des Krallenfroschs Xenopus laevis den Ca_²⁺-Einstrom der sich entwickelnden Nervenzellen zu manipulieren:

"Unterdrückten sie den Kalzium-Einstrom – schwächten sie also einlaufende Signale ab –, dann schütteten die heranreifenden Nervenzellen später überraschenderweise verstärkt exzitatorische Neurotransmitter wie Acetylcholin oder Glutaminsäure aus. Umgekehrt bremste ein erhöhter Kalzium-Einstrom die Freisetzung dieser Transmitter und förderte stattdessen hemmende Botenstoffe wie GABA oder Glycin." ^[1]