Messung und Phasen des Aktionspotentials

Das Aktionspotential wird durch Reizung des Axons mit verschiedenen Spannungen ausgelöst und mittels einer Glaskapillarelektrode an einer entfernten Stelle gemessen. Der Ablauf eines Aktionspotentials lässt sich in mehrere charakteristische Phasen unterteilen.

Die Depolarisation markiert den Beginn des Aktionspotentials. In dieser Phase ändert sich das Ruhepotential schnell in Richtung des positiven Spannungsbereichs.

Definition: Depolarisation Aktionspotential bezeichnet die schnelle Änderung des Ruhepotentials in Richtung positiver Spannungswerte.

Sobald der Schwellenwert Aktionspotential überschritten wird, kommt es zu einer raschen und starken Erhöhung des Potentials. Während dieser Phase kann das Axon sogar positive Werte annehmen, was als Overshoot Aktionspotential bezeichnet wird.

Highlight: Der Overshoot Aktionspotential tritt auf, wenn die Spannung im Axon kurzzeitig positive Werte erreicht.

Die Repolarisation Aktionspotential folgt auf die Depolarisation. In dieser Phase kehrt das Membranpotential zum Ruhezustand zurück. Dies geschieht durch das Schließen der Natrium-Kanäle und das Öffnen der Kalium-Kanäle.

Vocabulary: Repolarisation Aktionspotential beschreibt die Rückkehr zum Ruhepotential nach der Depolarisation.

Die letzte Phase ist die Hyperpolarisation Aktionspotential, bei der die Spannung kurzzeitig negativer als das Ruhepotential wird.

Example: Bei der Hyperpolarisation Aktionspotential sinkt die Spannung unter das normale Ruhepotential, bevor sie sich wieder normalisiert.

Die Aktionspotential Dauer und die elektrischen Potentiale bleiben bei jedem Aktionspotential konstant, unabhängig von der Reizstärke. Dies wird als Alles-oder-Nichts-Prinzip Aktionspotential bezeichnet.

Molekulare Vorgänge beim Aktionspotential

Die Aktionspotential Ionenströme sind entscheidend für die Entstehung und den Verlauf eines Aktionspotentials. Eine Änderung der Ionenkonzentration an der Innen- und Außenseite der Axonmembran führt zu Veränderungen des Membranpotentials.

Highlight: Die Aktionspotential Ionenströme, insbesondere von Natrium und Kalium, sind der Schlüssel zum Verständnis des Aktionspotentials.

Im Ruhezustand ist die Axonmembran für Natrium-Ionen nicht durchlässig. Das Aktionspotential wird durch das Öffnen der Natrium-Ionenkanäle und den daraus resultierenden schnellen Einstrom von Natrium-Ionen ausgelöst. Die Außenkonzentration der Natrium-Ionen ist dabei etwa zehnmal höher als die Innenkonzentration.

Vocabulary: Der Begriff "Wie entsteht ein Aktionspotential" bezieht sich auf diesen Prozess der Öffnung von Natrium-Kanälen und den Einstrom von Natrium-Ionen.

Während der Depolarisation sind mehr Natrium-Ionenkanäle geöffnet als Kalium-Ionenkanäle. Dies führt zu einem Netto-Einstrom positiver Ladungen und somit zur Depolarisation der Membran.

Das Verständnis dieser molekularen Vorgänge ist entscheidend für das Begreifen der Aktionspotential Phasen und der Funktionsweise des Nervensystems im Allgemeinen.