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Aktionspotential einfach erklärt: Entstehung, Ablauf und Patch-Clamp-Technik für Kids

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Leonie und Kimi

8.11.2025

Biologie

Aktionspotential : Entstehung, Ablauf, Messung

4.245

8. Nov. 2025

2 Seiten

Aktionspotential einfach erklärt: Entstehung, Ablauf und Patch-Clamp-Technik für Kids

Das Aktionspotential ist ein elektrisches Signal in Nervenzellen, das für... Mehr anzeigen

# Aktionspotential

Grundlagen:
- damit ein Aktionspotential entstehen kann, muss in der Nervenzelle ein Ruhepotenzial herrschen
- Ort: Axon

Messung und molekulare Vorgänge des Aktionspotentials

Die Messung des Aktionspotentials erfolgt durch gezielte elektrische Reizung des Axons und anschließende Beobachtung der Reaktion mittels Elektroden und eines Oszilloskops. Dieser Prozess ermöglicht detaillierte Einblicke in die Phasen des Aktionspotentials.

Bei der Messung wird deutlich, dass eine positive Reizspannung zu einer lokalen Verringerung des Membranpotentials führt. Überschreitet diese Depolarisation einen bestimmten Schwellenwert, kommt es zur rapiden Änderung des Membranpotentials bis zu einem Spitzenwert von +30 mV. Dies markiert den Beginn des Aktionspotentials.

Highlight: Der Schwellenwert Aktionspotential ist der kritische Punkt, ab dem sich ein vollständiges Aktionspotential entwickelt.

Die schnelle und starke Veränderung des Membranpotentials nach Überschreiten der Schwelle wird als Depolarisationsphase bezeichnet. Anschließend folgt die Repolarisationsphase, in der das Potential zum Ruhezustand zurückkehrt.

Ein wichtiges Prinzip bei Aktionspotentialen ist das Alles-oder-Nichts-Gesetz. Es besagt, dass jedes Aktionspotential, unabhängig von der Stärke des auslösenden Reizes, den gleichen Verlauf in Bezug auf Dauer und Phasen aufweist.

Definition: Das Alles-oder-Nichts-Prinzip besagt, dass ein Aktionspotential entweder vollständig oder gar nicht auftritt, ohne Zwischenstufen.

Auf molekularer Ebene lassen sich die Veränderungen des Membranpotentials durch Änderungen der Ionenkonzentrationen an der Axonmembran erklären. Bahnbrechende Experimente von Alan Hodgkin und Bernard Katz zeigten, dass Aktionspotentiale durch das Öffnen von Natriumionenkanälen und den Einstrom von Natriumionen in das Axon entstehen.

Example: In Experimenten wurden außerhalb des Axons Na+-Ionen durch größere, positiv geladene Ionen ersetzt. Da die Axonmembran für diese größeren Ionen nicht durchlässig war, konnten keine Aktionspotentiale ausgelöst werden.

Die Patch-Clamp-Technik ist eine moderne Methode zur Untersuchung von Ionenkanälen. Bei dieser Technik wird eine Glasmikropipette durch Ansaugen an der Zellmembran befestigt, wodurch ein sehr kleiner Membranbereich isoliert und analysiert werden kann. Diese Methode ermöglicht es, einzelne Ionenkanäle zu untersuchen und die Anzahl der Ionen zu messen, die in einem bestimmten Zeitraum durch einen Kanal diffundieren.

Vocabulary: Die Patch-Clamp-Methode ist eine hochpräzise Technik zur Untersuchung einzelner Ionenkanäle in Zellmembranen.

Durch die Blockierung spezifischer Kanäle, wie beispielsweise Natriumionenkanäle, kann man gezielt untersuchen, welche Ionen durch welche Kanäle diffundieren. Dies hat unser Verständnis der Ionenströme Aktionspotential erheblich erweitert und ermöglicht detaillierte Einblicke in die komplexen Vorgänge während eines Aktionspotentials.

# Aktionspotential

Grundlagen:
- damit ein Aktionspotential entstehen kann, muss in der Nervenzelle ein Ruhepotenzial herrschen
- Ort: Axon

Grundlagen und Ablauf des Aktionspotentials

Das Aktionspotential ist ein fundamentaler Prozess in Nervenzellen, der für die Signalübertragung im Nervensystem unerlässlich ist. Es entsteht am Axonhügel, dem Übergang zwischen Zellkörper und Axon, und folgt dem Alles-oder-Nichts-Prinzip.

Der Ablauf eines Aktionspotentials lässt sich in mehrere Phasen unterteilen:

  1. Ruhepotential: Im Ruhezustand herrscht ein Potential von etwa -70 mV in der Zelle. Dies wird durch unterschiedliche Ionenkonzentrationen innerhalb und außerhalb der Zelle aufrechterhalten.

  2. Depolarisation: Ein einlaufender Reiz führt zur lokalen Depolarisation der Zellmembran. Wird der Schwellenwert von etwa -40 mV überschritten, öffnen sich spannungsabhängige Natriumkanäle, was zu einem raschen Einstrom von Natriumionen führt.

Highlight: Die Depolarisation Aktionspotential ist der Schlüsselmoment, in dem das Membranpotential rapide ansteigt.

  1. Overshoot: Das Membranpotential erreicht kurzzeitig positive Werte von bis zu +40 mV. Dies wird als Overshoot Aktionspotential bezeichnet.

  2. Repolarisation: Natriumkanäle schließen sich, während sich Kaliumkanäle öffnen. Der Ausstrom von Kaliumionen bewirkt die Rückkehr zum Ruhepotential.

Definition: Die Repolarisation Aktionspotential ist die Phase, in der das Membranpotential zum Ruhezustand zurückkehrt.

  1. Hyperpolarisation: Aufgrund der verzögerten Schließung der Kaliumkanäle sinkt das Membranpotential kurzzeitig unter den Ruhewert.

Vocabulary: Die Hyperpolarisation Aktionspotential bezeichnet den Zustand, in dem das Membranpotential negativer als das Ruhepotential ist.

  1. Wiederherstellung des Ruhepotentials: Schließlich stellt die Natrium-Kalium-Pumpe unter ATP-Verbrauch die ursprünglichen Ionenverhältnisse wieder her.

Diese Phasen bilden zusammen den charakteristischen Verlauf eines Aktionspotentials, der für die Signalweiterleitung in Nervenzellen essentiell ist.



Wir dachten, du würdest nie fragen...

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

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Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

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Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

Android user

Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

Android user

Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

Android user

Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

Android user

Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

iOS user

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8. Nov. 2025

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Aktionspotential einfach erklärt: Entstehung, Ablauf und Patch-Clamp-Technik für Kids

Das Aktionspotential ist ein elektrisches Signal in Nervenzellen, das für die Informationsübertragung im Nervensystem essentiell ist. Es entsteht durch komplexe Ionenbewegungen an der Zellmembran und verläuft in charakteristischen Phasen.

  • Depolarisationführt zur Öffnung von Natriumkanälen und einem schnellen Anstieg des... Mehr anzeigen

# Aktionspotential

Grundlagen:
- damit ein Aktionspotential entstehen kann, muss in der Nervenzelle ein Ruhepotenzial herrschen
- Ort: Axon

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Messung und molekulare Vorgänge des Aktionspotentials

Die Messung des Aktionspotentials erfolgt durch gezielte elektrische Reizung des Axons und anschließende Beobachtung der Reaktion mittels Elektroden und eines Oszilloskops. Dieser Prozess ermöglicht detaillierte Einblicke in die Phasen des Aktionspotentials.

Bei der Messung wird deutlich, dass eine positive Reizspannung zu einer lokalen Verringerung des Membranpotentials führt. Überschreitet diese Depolarisation einen bestimmten Schwellenwert, kommt es zur rapiden Änderung des Membranpotentials bis zu einem Spitzenwert von +30 mV. Dies markiert den Beginn des Aktionspotentials.

Highlight: Der Schwellenwert Aktionspotential ist der kritische Punkt, ab dem sich ein vollständiges Aktionspotential entwickelt.

Die schnelle und starke Veränderung des Membranpotentials nach Überschreiten der Schwelle wird als Depolarisationsphase bezeichnet. Anschließend folgt die Repolarisationsphase, in der das Potential zum Ruhezustand zurückkehrt.

Ein wichtiges Prinzip bei Aktionspotentialen ist das Alles-oder-Nichts-Gesetz. Es besagt, dass jedes Aktionspotential, unabhängig von der Stärke des auslösenden Reizes, den gleichen Verlauf in Bezug auf Dauer und Phasen aufweist.

Definition: Das Alles-oder-Nichts-Prinzip besagt, dass ein Aktionspotential entweder vollständig oder gar nicht auftritt, ohne Zwischenstufen.

Auf molekularer Ebene lassen sich die Veränderungen des Membranpotentials durch Änderungen der Ionenkonzentrationen an der Axonmembran erklären. Bahnbrechende Experimente von Alan Hodgkin und Bernard Katz zeigten, dass Aktionspotentiale durch das Öffnen von Natriumionenkanälen und den Einstrom von Natriumionen in das Axon entstehen.

Example: In Experimenten wurden außerhalb des Axons Na+-Ionen durch größere, positiv geladene Ionen ersetzt. Da die Axonmembran für diese größeren Ionen nicht durchlässig war, konnten keine Aktionspotentiale ausgelöst werden.

Die Patch-Clamp-Technik ist eine moderne Methode zur Untersuchung von Ionenkanälen. Bei dieser Technik wird eine Glasmikropipette durch Ansaugen an der Zellmembran befestigt, wodurch ein sehr kleiner Membranbereich isoliert und analysiert werden kann. Diese Methode ermöglicht es, einzelne Ionenkanäle zu untersuchen und die Anzahl der Ionen zu messen, die in einem bestimmten Zeitraum durch einen Kanal diffundieren.

Vocabulary: Die Patch-Clamp-Methode ist eine hochpräzise Technik zur Untersuchung einzelner Ionenkanäle in Zellmembranen.

Durch die Blockierung spezifischer Kanäle, wie beispielsweise Natriumionenkanäle, kann man gezielt untersuchen, welche Ionen durch welche Kanäle diffundieren. Dies hat unser Verständnis der Ionenströme Aktionspotential erheblich erweitert und ermöglicht detaillierte Einblicke in die komplexen Vorgänge während eines Aktionspotentials.

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Grundlagen und Ablauf des Aktionspotentials

Das Aktionspotential ist ein fundamentaler Prozess in Nervenzellen, der für die Signalübertragung im Nervensystem unerlässlich ist. Es entsteht am Axonhügel, dem Übergang zwischen Zellkörper und Axon, und folgt dem Alles-oder-Nichts-Prinzip.

Der Ablauf eines Aktionspotentials lässt sich in mehrere Phasen unterteilen:

  1. Ruhepotential: Im Ruhezustand herrscht ein Potential von etwa -70 mV in der Zelle. Dies wird durch unterschiedliche Ionenkonzentrationen innerhalb und außerhalb der Zelle aufrechterhalten.

  2. Depolarisation: Ein einlaufender Reiz führt zur lokalen Depolarisation der Zellmembran. Wird der Schwellenwert von etwa -40 mV überschritten, öffnen sich spannungsabhängige Natriumkanäle, was zu einem raschen Einstrom von Natriumionen führt.

Highlight: Die Depolarisation Aktionspotential ist der Schlüsselmoment, in dem das Membranpotential rapide ansteigt.

  1. Overshoot: Das Membranpotential erreicht kurzzeitig positive Werte von bis zu +40 mV. Dies wird als Overshoot Aktionspotential bezeichnet.

  2. Repolarisation: Natriumkanäle schließen sich, während sich Kaliumkanäle öffnen. Der Ausstrom von Kaliumionen bewirkt die Rückkehr zum Ruhepotential.

Definition: Die Repolarisation Aktionspotential ist die Phase, in der das Membranpotential zum Ruhezustand zurückkehrt.

  1. Hyperpolarisation: Aufgrund der verzögerten Schließung der Kaliumkanäle sinkt das Membranpotential kurzzeitig unter den Ruhewert.

Vocabulary: Die Hyperpolarisation Aktionspotential bezeichnet den Zustand, in dem das Membranpotential negativer als das Ruhepotential ist.

  1. Wiederherstellung des Ruhepotentials: Schließlich stellt die Natrium-Kalium-Pumpe unter ATP-Verbrauch die ursprünglichen Ionenverhältnisse wieder her.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

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Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

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Jana V

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Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

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Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

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Sudenaz Ocak

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Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

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Marcus B

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Sarah L

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Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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