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Neurotransmitter wandern in der Regel von der Synapse des sendenden Neurons über einen synaptischen ( Spalt, Neuron ) zu einer ( postsynaptischen, presynaptischen ) Membran, die auf Axon, Dendriten oder Zellkörper einer weiteren empfangenden Nervenzelle sitzen kann. Sie werden auf der Ausgangsseite, also in der Synapse, auf Vorrat gebildet und in kleinen Bläschen, den Vesikeln, gespeichert. Läuft ein Aktionspotenzial ein, entleeren sich die Vesikel in den synaptischen Spalt. An der postsynaptischen Membran passen die Transmittermoleküle zu bestimmten Rezeptor-Proteinen wie der Schlüssel ins ( Schloss, Generalschloss ). Dort können sie erregend oder hemmend wirken – das hängt jeweils vom ( Transmitter, Rezeptor ) selbst und in vielen Fällen auch vom speziellen Rezeptortyp ab (siehe Info-Kasten). Auf jeden Fall entsteht ein Input, den das ( postsynaptische, präsynaptische ) Neuron zusammen mit den von anderswo einlaufenden Signalen weiterverarbeiten kann.
Nach der ( Signalübertragung, Übertragung von Signalen ) heißt es aufräumen: Damit die ( Synapse, Neuron ) wieder neu funktionsfähig wird, müssen die Transmittermoleküle aus dem Spalt verschwinden. Zumindest bei denjenigen Substanzen, die für schnelle Kommunikation zuständig sind, hilft die ( präsynaptische, postsynaptische ) Membran mit: Transportproteine sorgen für die Wiederaufnahme des Transmitters im Neuron. Dort wird er entweder wiederverwertet oder abgebaut.
Jeder Transmitter braucht also eine speziell auf ihn abgestimmte Maschinerie, damit Synthese, Freisetzung, Wirkung und Wiederaufnahme reibungslos funktionieren. In diesen komplexen biochemischen Kreislauf greifen viele Drogen, Medikamente und auch Gifte ein, indem sie etwa ihrerseits Transmitter-Rezeptoren ( aktivieren, neutralisieren ) oder blockieren oder die Wiederaufnahme hemmen.