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Neuronale Signalübertragung

Membranpotential

Biologie1.064Aktualisiert 17. Sept. 20262 Seiten

Ruhepotenzial & Aktionspotenzial: Erklärung, Ablauf und Diagramme fürs Biologie‑Abi

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Ohne elektrische Ladungen in unseren Nervenzellen könnten wir weder denken, fühlen noch uns bewegen. Die Basis dieser Kommunikation im Körper ist das Zusammenspiel aus Ruhe- und Aktionspotential an der Zellmembran. Diese Zusammenfassung erklärt dir die wichtigsten Ionenströme, Phasen und Transportmechanismen, die du für die nächste Biologie-Klausur parat haben musst.
Ruhepotenzial & Aktionspotenzial »🔬« – Seite 1

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Das Ruhepotential

Das Ruhepotential beschreibt die elektrische Spannung von ca. −70 mV-70 \text{ mV} an einer unerregten Nervenzelle.

Ionenverteilung & Membran

  • Außen (Interzellulärraum): Viele positive Natrium-Ionen (Na+\text{Na}^+).
  • Innen (Cytoplasma): Viele positive Kalium-Ionen (K+\text{K}^+) und negative Proteine.
  • Semipermeabilität: Nur die Kalium-Kanäle sind im Ruhezustand offen.

Erhalt des Potentials

  • Leckstrom: Wenige Na+\text{Na}^+-Ionen diffundieren trotz geschlossener Kanäle nach innen.
  • Natrium-Kalium-Pumpe: Transportiert aktiv unter ATP-Verbrauch 3 Na+3 \text{ Na}^+ nach außen und 2 K+2 \text{ K}^+ nach innen.

💡 Achtung: Ohne die Natrium-Kalium-Pumpe würde der Na-Leckstrom das Ruhepotential mit der Zeit komplett zerstören.

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Das Aktionspotential

Das Aktionspotential leitet elektrische Signale entlang des Axons weiter, sobald ein Schwellenwert überschritten wird.

Ablauf der Erregung

  • Schwellenpotential: Ein Reiz muss ca. −30 mV-30 \text{ mV} erreichen, damit ein Aktionspotential ausgelöst wird (Alles-oder-Nichts-Prinzip).
  • Depolarisation: Schlagartiger Einstrom von Na+\text{Na}^+ nach innen; das Zellinnere wird positiv.
  • Repolarisation & Hyperpolarisation: Na+\text{Na}^+-Kanäle schließen, K+\text{K}^+-Kanäle öffnen; die Membranspannung sinkt kurzzeitig sogar unter das Ruhepotential.

Die Refraktärzeit

  • Refraktärzeit: Zeitspanne direkt nach der Depolarisation, in der die Zelle kurzzeitig nicht erneut erregt werden kann.

💡 Tipp: Merk dir für die Phasen-Reihenfolge die Abkürzung D-R-H (Depolarisation, Repolarisation, Hyperpolarisation).

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