Aktionspotential einer Nervenzelle
Das Aktionspotential einer Nervenzelle ist ein komplexer elektrochemischer Prozess, der in vier Hauptphasen unterteilt wird. Diese Phasen sind entscheidend für die Signalübertragung im Nervensystem.
Ruhepotential
Im Ruhezustand ist das Zellinnere negativ geladen, während die Außenseite positiv ist. Dies wird als Ruhepotential bezeichnet und liegt typischerweise bei etwa -70 mV.
Definition: Das Ruhepotential ist der elektrische Spannungsunterschied zwischen dem Zellinneren und dem Zelläußeren im Ruhezustand der Nervenzelle.
Depolarisation
Bei Reizung öffnen sich spannungsgesteuerte Natriumkanäle, was zu einem Einstrom von Natriumionen führt. Dies verursacht eine Depolarisation Aktionspotential, bei der das Zellinnere kurzzeitig positiv wird.
Highlight: Der Schwellenwert Aktionspotential liegt bei etwa -40 mV. Wird dieser überschritten, kommt es zur vollständigen Depolarisation.
Repolarisation
In der Repolarisationsphase schließen sich die Natriumkanäle, während sich Kaliumkanäle öffnen. Kaliumionen strömen aus der Zelle, wodurch das Ruhepotential wiederhergestellt wird.
Vocabulary: Repolarisation einfach erklärt bedeutet die Wiederherstellung des negativen Ruhepotentials nach einer Depolarisation.
Hyperpolarisation
Während der Hyperpolarisation schließen sich die Natriumkanäle vollständig, aber die Kaliumkanäle bleiben noch kurze Zeit geöffnet. Dies führt zu einem kurzzeitigen Unterschreiten des Ruhepotentials.
Example: Die Hyperpolarisation einfach erklärt kann man sich wie ein kurzes "Überschießen" des Ruhepotentials vorstellen, das etwa 1-2 Millisekunden andauert.
Das Aktionspotential folgt dem "Alles-oder-Nichts-Prinzip": Ein Reiz löst entweder ein vollständiges Aktionspotential aus oder gar keines.
Quote: "Ein Reiz verursacht entweder ein Aktionspotential in voller Höhe oder das Ruhepotential bleibt bestehen."
Verschiedene Ionenkanäle spielen bei diesem Prozess eine wichtige Rolle:
- Ständig offene Kaliumkanäle
- Spannungsgesteuerte Natriumkanäle (aktiv in der Depolarisation)
- Spannungsgesteuerte Kaliumkanäle (aktiv in Repolarisation und Hyperpolarisation)
- Natrium-Kalium-Pumpe (aktiv beim Ruhepotential)
Vocabulary: Die Natrium-Kalium-Pumpe einfach erklärt ist ein Enzym in der Zellmembran, das Natriumionen aus der Zelle und Kaliumionen in die Zelle pumpt, um das Ruhepotential aufrechtzuerhalten.
Das Verständnis dieser Prozesse ist fundamental für das Begreifen der Nervenfunktion und der Signalübertragung im Nervensystem.
