Helmichs Biologie-Lexikon

Transduktion

In der Neurobiologie versteht man unter Transduktion die Umwandlung eines Reizes (mechanisch, chemisch, optisch oder thermisch) in ein Rezeptorpotenzial, also in eine Veränderung des Ruhepotenzials der Nervenzelle.

Meistens erfolgt dieser Transduktionsprozess dadurch, dass der Reiz es irgendwie schafft, bestimmte Natrium-Kanäle in der Zellmembran zu öffnen, so dass Natrium-Ionen mit dem Konzentrations- und Ladungsgradienten in die Zelle einfließen. Dies führt dann zu einer Depolarisierung der Membran - zum Rezeptorpotenzial.

Mechanische Reize wirken sich beispielsweise auf bestimmte Proteinfasern auf der Innenseite der Membran aus, die direkt mit den Natrium-Kanälen verbunden sind. Mechanische Belastung dieser Fasern "zieht" dann die Natrium-Kanäle auseinander, so dass Natrium-Ionen in die Zelle strömen können.

Chemische Reize werden von bestimmten Rezeptor-Proteinen wahrgenommen, die Moleküle setzen sich dann nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip in spezifische Zentren dieser Rezeptoren, welche daraufhin ihre Konformation verändern. Die Rezeptorproteine können direkt mit Natrium-Kanälen verbunden sein, die sich dann öffnen. Oft aktivieren die Rezeptorproteine aber auch Enzyme, die den sekundären Botenstoff cAMP aus ATP herstellen (Adenylat-Cyclasen). Das cAMP setzt sich dann in chemisch gesteuerte Natrium-Kanäle, worauf sich diese öffnen.

Thermische Reize und optische Reize können über Umwegen ebenfalls den Öffnungszustand von Ionenkanälen beeinflussen, nähere Einzelheiten dazu siehe an entsprechender Stelle (diese Seiten müssen noch erstellt werden…).