Das Aktionspotential
Wenn eine Nervenzelle "feuert", läuft immer dasselbe dramatische Ereignis ab - das Aktionspotential. Dieser elektrische Impuls dauert nur wenige Millisekunden, folgt aber stets dem gleichen Muster und ist die Grundlage aller Nervenfunktionen.
Alles beginnt mit der Depolarisation: Ein Reiz verändert die Spannung von -70 mV auf etwa -50 mV. Wird diese kritische Schwelle erreicht, öffnen sich schlagartig spannungsabhängige Natrium-Kanäle. Na⁺-Ionen strömen massenhaft hinein und kehren die Spannung auf +30 mV um - eine Umpolarisierung.
Die Repolarisation beginnt, sobald sich die Natrium-Kanäle nach 1-2 ms wieder schließen. Gleichzeitig öffnen sich träge Kalium-Kanäle, K⁺ strömt nach außen und macht das Zellinnere wieder negativer. Da sich diese Kanäle zu langsam schließen, entsteht eine kurze Hyperpolarisation negativerals−70mV.
Das Alles-oder-Nichts-Gesetz besagt: Entweder wird die -50 mV Schwelle erreicht und ein vollständiges Aktionspotential ausgelöst, oder es passiert gar nichts. Stärkere Reize erzeugen keine größeren Aktionspotentiale! Nach jedem Aktionspotential folgt eine Refraktärzeit von 1-2 ms, in der keine neue Erregung möglich ist.
Eselsbrücke: Schwelle = -50 mV. Darüber = Aktion, darunter = nichts!