EPSP und IPSP
EPSP und IPSP sind Abkürzungen für Spannungen, die an der Zellmembran einer Nervenzelle entstehen. Sie beeinflussen dort die Signalweiterleitung. Was das genau bedeutet, erklären wir dir in dem Beitrag. Wenn du lieber zuhörst als selber zu lesen, schau dir doch einfach unser Video zu dem Thema an!
Inhaltsübersicht
EPSP und IPSP einfach erklärt
EPSP ist die Abkürzung für exzitatorisches postsynaptisches Potential (EPSP). Es beschreibt die positive Veränderung der Spannung in einer Nervenzelle. Dadurch wird die Nervenzelle erregt und die Signalweiterleitung gefördert.
Auf der anderen Seite gibt es das IPSP, also inhibitorisches postsynaptisches Potential (IPSP). Darunter verstehst du eine Abnahme der Spannung, die eine Nervenzelle hemmt und die Weiterleitung verhindert.
Deine Nervenzellen (Neuronen) sind also für die Weiterleitung von elektrischen Signalen (Erregungen) verantwortlich. Dafür müssen die Nervenzellen Erregungen auch untereinander übertragen. Das passiert an speziellen Kontaktstellen – den Synapsen . Dort kann es dann dazu kommen, dass die Weiterleitung des Signales entweder gehemmt oder gefördert wird. Das hängt vom jeweiligen Synapsentyp ab. Du unterscheidest zwischen erregenden und hemmenden Synapsen.
Exzitatorisches postsynaptisches Potential (EPSP)
Ein EPSP entsteht in einer exzitatorischen Synapse. Bei dem erregenden Potential steigt die Spannung in der postsynaptischen Zelle, also der Nervenzelle hinter dem synaptischen Spalt (Spalt zwischen Prä- und postsynaptischer Membran), an. Das bedeutet, die Spannung wird positiver. Bei einer Abnahme der negativen Spannung in einer Nervenzellen sprichst du auch von einer Depolarisierung.
Durch eine präsynaptische Erregung kommt es zum Einstrom von Botenstoffen (Neurotransmittern) in den synaptischen Spalt der erregenden Synapse. In der Membran des postsynaptischen Neurons befinden sich entsprechende Rezeptoren, also Andockstellen für die Botenstoffe. Wenn die Neurotransmitter nun an die Rezeptoren binden, kommt es zur Öffnung von Ionenkanälen. Im Fall des EPSPs öffnen sich Natriumionenkanäle. Daher strömen Natriumionen (Na+) in die Zelle und das Potential steigt an. Denn je mehr Natriumionen in der Zelle sind, desto höher ist dort die positive Ladung.
Je mehr Transmitter sich im synaptischen Spalt befinden, desto länger bleiben die Kanäle geöffnet. Daher ist dann auch die Erregung der Nervenzelle stärker.
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Inhibitorisches postsynaptisches Potential (IPSP)
An einer hemmenden Synapse kommt es zur Entstehung eines inhibitorischen postsynaptischen Potentials (IPSP). Dabei sinkt die Spannung der postsynaptischen Nervenzelle. Den Vorgang nennst du auch Hyperpolarisation. Unter einer Hyperpolarisation verstehst du das Sinken der Spannung unter den negativen Wert des Ruhepotentials . Als Ruhepotential bezeichnest du eine Spannung von ca. -70 mV, die in der Zelle in Ruhe herrscht.
Hierfür sind Kalium- und Chloridionenkanäle in der Nervenzellmembran verantwortlich. Auch sie werden durch Neurotransmitter im synaptischen Spalt geöffnet. Durch die Kaliumionenkanäle strömen dann positiv geladene K+-Ionen aus der Zelle heraus. Gleichzeitig strömen durch die Chloridionenkanäle negativ geladene Cl–-Ionen in die Zelle. Beide Effekte führen dazu, dass die Ladung innerhalb der Zelle negativer wird. Daher kann die Nervenzelle die Erregung nicht weiterleiten. Eine Nervenzelle, die keine Erregungen mehr weiterleitet, nennst du gehemmt.
EPSP IPSP
EPSP und IPSP haben also gegenteilige Effekte auf die Nervenzelle. Hier haben wir dir die wichtigsten Unterschiede noch einmal in einer Tabelle gegenübergestellt:
| EPSP | IPSP | |
| Wirkung | exzitatorisch / erregend | inhibitorisch / hemmend |
| Potentialänderung | Depolarisation | Hyperpolarisation |
| Ionen | Na+-Ionen | K+-, Cl–-Ionen |
EPSP und IPSP — häufigste Fragen
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EPSP und IPSP — häufigste Fragen
(ausklappen)-
Wie erkenne ich in einer Zeichnung oder Kurve, ob es ein EPSP oder ein IPSP ist?Ein EPSP erkennst du daran, dass die Kurve nach oben Richtung Schwelle wandert, ein IPSP nach unten. Ausgangspunkt ist meist das Ruhepotential um etwa -70 mV. EPSPs sind depolarisierende „Höcker“, IPSPs hyperpolarisierende „Dellen“, beide kleiner und langsamer als Aktionspotentiale.
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Warum ist ein EPSP oder IPSP kein alles-oder-nichts-Signal wie ein Aktionspotential?EPSPs und IPSPs sind keine Alles-oder-nichts-Signale, weil ihre Größe von der Kanalöffnung abhängt. Je mehr Neurotransmitter binden, desto mehr Ionenkanäle öffnen sich und desto größer ist das Potential. Aktionspotentiale entstehen erst bei Schwellenüberschreitung durch spannungsabhängige Na⁺-Kanäle.
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Was entscheidet, ob ein Neurotransmitter eher EPSPs oder eher IPSPs auslöst?Entscheidend ist der Rezeptortyp und die dadurch geöffneten Ionenkanäle, nicht der Neurotransmitter „an sich“. Öffnet der Rezeptor vor allem Na⁺- oder Ca²⁺-Kanäle, entsteht meist ein EPSP. Öffnet er Cl⁻- oder K⁺-Kanäle, entsteht meist ein IPSP, weil innen negativer wird.
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Wie kann ein IPSP ein Aktionspotential verhindern, obwohl gleichzeitig EPSPs ankommen?Ein IPSP kann ein Aktionspotential verhindern, weil es die Summe am Axonhügel unter der Schwelle hält. Hyperpolarisation macht den Abstand zur Schwelle größer, sodass mehr EPSPs nötig wären. Außerdem kann ein IPSP die Membranleitfähigkeit erhöhen und EPSPs „kurzschließen“, sodass weniger Spannung entsteht.
Zusammenhang Aktionspotential
Eine Nervenzelle ist mit ihren Dendriten (bäumchenartiger Fortsatz der Nervenzelle) jedoch nicht nur mit einer einzigen, sondern mit sehr vielen anderen Nervenzellen verbunden. Die Synapsen können dabei jeweils erregend oder hemmend sein. Das führt dazu, dass eine neuronale Verrechnung notwendig wird.
Das bedeutet, dass es am Axonhügel des Neurons zu einer Summation aller Potentiale (alle Potentiale zusammengerechnet) kommt. Wenn dabei ein Schwellenwert von ungefähr -50 mV überschritten wird, wird ein sogenanntes Aktionspotential ausgelöst. Das ist notwendig, damit die Nervenzelle das elektrische Signal entlang ihres Axons bis zur nächsten Nervenzelle weiterleiten kann. Schau dir unbedingt auch unser Video zum Aktionspotential an! Dort erklären wir dir, wie es zustande kommt und wie der Kurvenverlauf aussieht.
