Alkohol ist eine der am weitesten verbreiteten psychoaktiven Substanzen weltweit. Obwohl viele Menschen Alkohol als harmlos betrachten, ist es tatsächlich ein starkes Nervengift, das bei übermäßigem Konsum schwerwiegende Folgen haben kann. Dieser Artikel beleuchtet die komplexen Wechselwirkungen zwischen Alkohol, Aktionspotentialen und Synapsen und geht auf die vielfältigen Auswirkungen von Alkohol auf das Nervensystem ein.
Grundlagen des Nervensystems
Das Nervensystem ist ein komplexes und faszinierendes Organ, das für die Steuerung und Koordination aller Körperfunktionen verantwortlich ist. Es besteht aus Nervenzellen, den sogenannten Neuronen, und Gliazellen, die die Neuronen unterstützen und ernähren.
Neuronen: Die Bausteine des Nervensystems
Neuronen sind die Grundeinheiten des Nervensystems und spezialisiert auf die Aufnahme, Verarbeitung und Weiterleitung von Nervenimpulsen. Ein Neuron besteht typischerweise aus drei Hauptteilen:
- Dendriten: Diese dünnen Fortsätze nehmen Reize auf und leiten sie zum Zellkörper weiter.
- Zellkörper (Soma): Hier werden die eingehenden Signale verarbeitet.
- Axon: Dieser lange, faserartige Fortsatz leitet die Nervenimpulse zu anderen Neuronen oder Zielzellen weiter. Axone können zwischen 0,1 Millimeter und über einem Meter lang sein.
Am Ende des Axons befinden sich Terminale, die die Information der präsynaptischen Zelle über chemische Synapsen an postsynaptische Zellen weitergeben. Viele Axone im peripheren Nervensystem sind von einer Myelinscheide umgeben, die aus Schwann-Zellen gebildet wird. Diese Myelinscheide isoliert die elektrische Leitung des Axons und ermöglicht eine schnellere Erregungsleitung durch saltatorische Erregungsleitung an den Ranvierschen Schnürringen.
Gliazellen: Die Helfer der Neuronen
Im Nervensystem von Wirbeltieren gibt es 2- bis 10-mal so viele Gliazellen wie Neuronen. Zu den wichtigsten Gliazellen gehören:
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- Astrozyten: Diese sternförmigen Zellen sind die größten Gliazellen und versorgen die Neuronen über Kontakte zu Blutgefäßen mit Nährstoffen. Sie erhalten das extrazelluläre Natrium- und Kaliumionenniveau aufrecht.
- Oligodendrozyten: Sie bilden im Zentralnervensystem die Myelinscheiden um die Axone.
- Mikroglia: Diese Zellen sind Immuneffektorzellen im Zentralnervensystem und werden bei Krankheiten oder Verletzungen aktiv. Sie vermehren sich und verschlingen tote oder absterbende Neuronen.
Das Aktionspotential: Die Grundlage der neuronalen Kommunikation
Das Aktionspotential ist eine kurzzeitige Änderung des Membranpotentials einer Nervenzelle, die zur Signalweiterleitung dient. Im Ruhezustand hat ein Neuron eine negative Spannung von etwa -65 mV im Vergleich zum extrazellulären Raum. Dieser Spannungsunterschied wird durch die Natrium-Kalium-Pumpe aufrechterhalten, die Natriumionen aus dem Zellinneren gegen Kaliumionen aus dem Extrazellulärraum austauscht.
Wird ein Neuron durch einen Reiz erregt, öffnen sich Natriumkanäle in der Zellmembran, und Natriumionen strömen ins Zellinnere. Dadurch kommt es zu einer Depolarisation der Membran, die Spannung steigt an. Wenn die Spannung einen Schwellenwert überschreitet, wird ein Aktionspotential ausgelöst.
Das Aktionspotential ist eine Alles-oder-Nichts-Entscheidung. Es bleibt über die gesamte Strecke im Axon konstant. Nach dem Aktionspotential kehrt die Membranspannung zum Ruhepotential zurück, wobei sie kurzzeitig sogar negativer wird als zuvor (Hyperpolarisation).
Die Synapse: Die Schaltstelle zwischen Neuronen
Die synaptische Übertragung ist der Prozess, durch den Signale von einer Nervenzelle (präsynaptische Zelle) auf eine andere Zelle (postsynaptische Zelle) übertragen werden. Die Kontaktstelle zwischen zwei Neuronen wird als Synapse bezeichnet. Es gibt zwei Arten von Synapsen:
- Chemische Synapsen: An chemischen Synapsen wird das elektrische Signal in ein chemisches Signal umgewandelt. Wenn ein Aktionspotential das synaptische Endknöpfchen erreicht, werden Neurotransmitter freigesetzt, die über den synaptischen Spalt zur postsynaptischen Zelle diffundieren und dort an Rezeptoren binden.
- Elektrische Synapsen: An elektrischen Synapsen werden die Zellen durch Gap Junctions verbunden, die eine direkte Übertragung von Ionenströmen ermöglichen. Die Erregungsübertragung ist hier verzögerungsfrei.
Der synaptische Spalt
Der synaptische Spalt ist der Abschnitt zwischen der präsynaptischen und der postsynaptischen Membran zweier Zellen. Er ist etwa 10-50 nm breit und ermöglicht die Übertragung eines Aktionspotentials zwischen zwei Zellen mit Hilfe von Neurotransmittern. Außerdem befinden sich in ihm Enzyme, die benutzte Neurotransmitter wieder abbauen.
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Neurotransmitter: Die Botenstoffe des Nervensystems
Neurotransmitter sind chemische Botenstoffe, die Informationen an chemischen Synapsen zwischen Nervenzellen übertragen. Beispiele sind Dopamin, Noradrenalin, Serotonin, Acetylcholin, GABA und Glutamat. Neurotransmitter bewirken durch ihre Ausschüttung an den Synapsen eine chemische Reizweiterleitung bzw. -hemmung.
Die Freisetzung von Neurotransmittern wird durch einen Anstieg des intrazellulären Ca2+ ausgelöst. Auf das Aktionspotential hin werden die Neurotransmitter aus den Nerventerminalen in den synaptischen Spalt ausgeschüttet, indem sich die Vesikel mit der Membran verbinden. Im synaptischen Spalt docken sie an postsynaptischen Rezeptoren an. Danach lösen sich die Neurotransmitter wieder von den postsynaptischen Rezeptoren und werden im oder am Rande des synaptischen Spalts durch präsynaptische Transporter in die sendende Zelle wiederaufgenommen. In der Zelle werden sie entweder erneut in Vesikel eingelagert bis zur nächsten Ausschüttung, oder durch abbauende Enzyme verstoffwechselt.
Rezeptoren: Die Andockstellen für Neurotransmitter
Rezeptoren sind empfangende Andockstellen für Botenstoffe. Sie befinden sich im Gleichgewicht zwischen dem aktiven und dem inaktiven Zustand. An der orthosterischen Bindungsstelle binden Agonisten (aktivieren Rezeptor) und Antagonisten (hemmen Rezeptor). Ein allosterischer Modulator verändert somit die Effekte eines orthosterischen Liganden (z.B. eines Agonisten oder inversen Agonisten) an einem Zielprotein (in der Regel einem Rezeptor) indem er an eine andere (allosterische) Bindungsstelle als die orthosterische Agonistenbindungsstelle binden.
Die Wirkung von Alkohol auf das Nervensystem
Alkohol ist ein Nervengift, das die Funktion des Nervensystems beeinträchtigt. Er wirkt auf verschiedene Bereiche des Gehirns und beeinflusst die Kommunikation zwischen den Nervenzellen.
Alkohol und Neurotransmitter
Alkohol beeinflusst die Wirkung verschiedener Neurotransmitter im Gehirn. Er verstärkt die Wirkung des inhibitorischen Neurotransmitters GABA und hemmt die Wirkung des exzitatorischen Neurotransmitters Glutamat. Dies führt zu einer Verlangsamung der neuronalen Aktivität und einer dämpfenden Wirkung auf das Nervensystem.
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Darüber hinaus beeinflusst Alkohol das Belohnungssystem im Gehirn, indem er die Ausschüttung von Dopamin erhöht. Dies kann zu einem Gefühl von Euphorie und Entspannung führen und zur Entstehung von Abhängigkeit beitragen.
Alkohol und die Synapse
Ethanolmoleküle können die chemischen Rezeptoren an den Synapsen blockieren. Dadurch werden neuronale Übertragungen blockiert und das Reaktionsvermögen verschlechtert sich.
Auswirkungen von Alkoholkonsum
Die Auswirkungen von Alkoholkonsum auf das Nervensystem sind vielfältig und hängen von der Menge des konsumierten Alkohols, der Konsumhäufigkeit und individuellen Faktoren ab. Zu den kurzfristigen Auswirkungen gehören:
- Verlangsamte Reaktionszeit: Alkohol beeinträchtigt die Fähigkeit, schnell und angemessen auf Reize zu reagieren.
- Koordinationsstörungen: Alkohol beeinträchtigt die motorischen Fähigkeiten und das Gleichgewicht.
- Vermindertes Urteilsvermögen: Alkohol beeinträchtigt die Fähigkeit, rationale Entscheidungen zu treffen.
- Gedächtnisverlust: Alkohol kann zu Blackouts führen, bei denen Erinnerungen an Ereignisse während des Alkoholkonsums verloren gehen.
- Sprachstörungen: Alkohol kann zu undeutlicher Sprache und Schwierigkeiten bei der Artikulation führen.
Langfristiger Alkoholkonsum kann zu schwerwiegenden Schäden des Nervensystems führen, darunter:
- Alkoholbedingte Hirnschäden: Chronischer Alkoholkonsum kann zu einer Schädigung von Gehirnzellen führen, was zu kognitiven Beeinträchtigungen, Gedächtnisverlust und Demenz führen kann.
- Alkoholische Neuropathie: Alkohol kann die peripheren Nerven schädigen, was zu Taubheitsgefühl, Kribbeln und Schmerzen in den Extremitäten führen kann.
- Wernicke-Korsakow-Syndrom: Dieses Syndrom ist eine Folge von Vitamin-B1-Mangel, der häufig bei Alkoholikern auftritt. Es führt zu Verwirrtheit, Gedächtnisverlust und Koordinationsstörungen.
- Erhöhtes Risiko für neurologische Erkrankungen: Chronischer Alkoholkonsum kann das Risiko für neurologische Erkrankungen wie Schlaganfall und Epilepsie erhöhen.
Alkohol und Sucht
Regelmäßiger Alkoholkonsum kann zur Sucht führen. Alkohol beeinflusst das Belohnungssystem im Gehirn, was dazu führt, dass sich der Körper an den Konsum von Alkohol gewöhnt und immer höhere Dosen benötigt, um die gleiche Wirkung zu erzielen. Dies kann zu einem Teufelskreis führen, in dem der Alkoholkonsum immer weiter gesteigert wird, um Entzugserscheinungen zu vermeiden.
Nervengifte im Alltag
Neben Alkohol gibt es noch weitere Nervengifte, denen wir im Alltag begegnen können. Dazu gehören:
- Nikotin: Das Nervengift Nummer Eins im Alltag vieler Raucher. Es bindet an nicotinerge ACh-Rezeptoren der Postsynapse und löst ein Signal aus.
- Atropin: Ein starkes Nervengift aus der Tollkirsche, das als kompetitiver Antagonist am ACh-Rezeptor wirkt.
- Coniin: Ein Nervengift aus dem gefleckten Schierling, das in höheren Dosen als kompetitiver Antagonist am Nicotin-Rezeptor wirkt.
- Muscarin: Ein Nervengift aus Pilzen, das als kompetitiver Antagonist an Muscarin-Rezeptoren wirkt.
- Curare: Eine Mischung aus Giften verschiedener Pflanzen, die als kompetitiver Antagonist an postsynaptischen ACh-Rezeptoren bindet und lähmend wirkt.
- Solanin: Ein Alkaloid, das in Nachtschattengewächsen vorkommt und die ACh-Esterase blockiert, was zu einer Dauererregung der postsynaptischen Nervenzelle führt.
- Botulinumtoxin (Botox): Es spaltet SNARE-Proteine, die für die Freisetzung von ACh aus den Vesikeln gebraucht werden, und führt so zu Lähmungen.
- Saxitoxin: Ein Nervengift, das von Algen und Dinoflagellaten produziert wird und Natriumkanäle in der Postsynapse blockiert.
- Tetrodotoxin: Ein Nervengift im Kugelfisch, das Natriumkanäle blockiert und zu Lähmungen führen kann.
- Blei: Ein Schwermetall, das nervenschädigende Wirkungen hat und Entzündliche Prozesse im Nervensystem verursacht.
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