Das Aktionspotential: Elektrische Signalübertragung in Nervenzellen
Das Aktionspotential ist ein fundamentaler Prozess in der Nervenzellfunktion, der die Weiterleitung elektrischer Erregungen durch Veränderungen des Membranpotentials ermöglicht. Der Ablauf eines Aktionspotentials folgt einem präzisen Muster, das in mehrere Phasen unterteilt werden kann.
Definition: Das Aktionspotential ist eine kurzzeitige, charakteristische Änderung des Membranpotentials einer erregbaren Zelle, die der Signalübertragung dient.
Der Prozess beginnt mit dem Ruhepotential, bei dem das Membranpotential etwa -70mV beträgt. Wenn ein Reiz den Schwellenwert Aktionspotential von ungefähr -50mV überschreitet, wird das Aktionspotential ausgelöst. Hierbei gilt das "Alles-oder-nichts-Prinzip": Entweder wird der Schwellenwert erreicht und das Aktionspotential läuft vollständig ab, oder es findet keine Reaktion statt.
Highlight: Das "Alles-oder-nichts-Prinzip" ist ein zentrales Konzept beim Aktionspotential. Es besagt, dass ein Aktionspotential entweder vollständig oder gar nicht auftritt, unabhängig von der Stärke des auslösenden Reizes.
Die Depolarisation Aktionspotential beginnt, wenn durch den äußeren Reiz spannungsabhängige Natrium-Ionenkanäle geöffnet werden. Natriumionen strömen in das Zellinnere, wodurch die Spannung im Zellinneren positiver wird. Diese Phase kulminiert im sogenannten "Overshoot", bei dem sich die Spannung umkehrt und das Zellinnere positiv geladen ist, während das Äußere negativ geladen ist.
Vocabulary: Overshoot Aktionspotential bezeichnet den Zustand, bei dem das Membranpotential kurzzeitig positive Werte annimmt, bevor es wieder zum Ruhepotential zurückkehrt.
Die Aktionspotential Ionenströme spielen eine entscheidende Rolle in diesem Prozess. Während der Depolarisation strömen Natriumionen in die Zelle, während in der anschließenden Repolarisationsphase Kaliumionen aus der Zelle heraus diffundieren.
