Das Aktionspotential - die erregte Nervenzelle

Worum gehts?

 

Erläutert werden die Voränge, die dazu führen, dass ein Abschnitt der Nervenzellmembran von einem unerregten in einen erregten Zustand übergeht. Das sogenannte Aktionspotential ist die Voraussetzung für Weiterleitung von Signalen.

Aktionspotential

  • Das Aktionspotential entsteht durch Veränderungen der Ionenverteilung innherhalb und außerhalb der Nervenzelle.
  • In der Axonmembran befinden sich spannungsabhängige Natrium- und Kaliumkanäle (Poren)
    • Sie verändern ihre räumliche Strukur, wenn sich die Spannung an der Membran ändert. Das heißt, sie öffnen sich und werden durchlässig. Während des Ruhepotentials sind sie geschlossen.

Aktionspotential (AP) - Verlauf

Depolarisation

Auf eine Abschwächung des RP´s reagieren die Natriumporen durch eine Veränderung ihrer räumlichen Struktur, sie öffen sich und es diffundieren explosionsartig Natriumionen in das Zellinnere, es kommt zur Ladungsumkehr an der Membran: Natriumpotential von ca. +30 mV. Die Känäle schließen sich nach 1 ms. Die Natriumkanäle bleiben bis zur Wiederherstellung des RP´s inaktiv.

Repolarisation

Jetzt öffnen sich die spannungsabhängigen Kaliumkanäle. Kaliumionen strömen in den Zellzwischenraum und kehren die Polarität wieder um.

Hyperpolarisation

Der Kaliumausstrom kann so intensiv sein, dass das RP unterschritten wird.

Refraktärphase

Nach der Hyperpolarisation wird durch die Natrium - Kalium - Pumpen die Ladungsverteilung des RP´s wieder hergestellt. Vom Beginn des AP´s bis zu diesem Zeitpunkt kann hier kein AP enstehen: Inaktivität der Kanäle.

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Was bedeuten die einzelnen Phasen der Ableitung?

Aktionspotential
  1. Natrium - Einstrom
  2. Kalium - Ausstrom
  3. Hyperpolarisation
  4. Wiederherstellung des Ruhepotential
 

Kennzeichen des Aktionspotentials

  • Ladungsumkehr an der Axonmembran (Depolarisation) in einem begrenzten Abschnitt
  • wird durch eine Abschwächung des Ruhepotentials (ca -40 mV) ausgelöst
    • erfolgt durch benachbarte Aktionspotentiale (kann im Experiment durch elektrische Impulse oder mechanische Reize ausgelöst werden)
  • Dauer der Ladungsumkehr: etwa 1 ms
  • Spannung: ca +30 mV
  • dient der Informationsweiterleitung entlang des Axons
 

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