Das Aktionspotential der Nervenzelle

Das Aktionspotential ist eine kurzzeitige Änderung des Membranpotentials einer erregbaren Zelle. Es ist der grundlegende Mechanismus der Signalübertragung in Nervenzellen.

Definition: Ein Aktionspotential ist eine vorübergehende Abweichung des Membranpotentials einer erregbaren Zelle vom Ruhepotential.

Das Aktionspotential läuft in vier Phasen ab:

1. Ruhepotential (ca. -70 mV)
2. Depolarisation
3. Repolarisation
4. Hyperpolarisation

Highlight: Der Schwellenwert von etwa -50 mV ist entscheidend für die Auslösung eines Aktionspotentials.

Wichtige Merkmale des Aktionspotentials:

• Es folgt dem Alles-oder-nichts-Prinzip: Reize unter dem Schwellenwert lösen kein Aktionspotential aus
• Spannungsgesteuerte Natrium-Ionenkanäle öffnen sich bei Erreichen des Schwellenwerts
• Natrium-Ionen strömen in die Zelle ein und verursachen die Depolarisation

Example: Das Aktionspotential kann mit einem Domino-Effekt verglichen werden: Sobald der erste Stein fällt (Schwellenwert erreicht), läuft der gesamte Prozess automatisch ab.

Die genaue Abfolge der Ionenbewegungen und Kanalöffnungen während des Aktionspotentials ist entscheidend für die Signalübertragung in Nervenzellen und bildet die Grundlage für die Funktionsweise des gesamten Nervensystems.

Aufbau und Funktion der Nervenzelle

Die Nervenzelle, auch Neuron genannt, ist das Grundelement des Nervensystems. Sie besteht aus mehreren wichtigen Komponenten:

1. Soma (Zellkörper): Enthält den Zellkern und wichtige Organellen.
2. Dendriten: Verzweigte Fortsätze, die Signale empfangen.
3. Axon: Langer Fortsatz zur Signalweiterleitung.
4. Synapse: Verbindungsstelle zu anderen Zellen.

Highlight: Die Funktion der Nervenzelle umfasst Signalaufnahme, -verarbeitung und -weiterleitung.

Der Signalfluss in einer Nervenzelle folgt einem bestimmten Weg:

1. Signalaufnahme durch Dendriten und Zellmembran
2. Signalauslösung am Axonhügel
3. Signalweiterleitung entlang des Axons
4. Signalübertragung an der Synapse

Vocabulary: Der Axonhügel ist der kegelförmige Ursprung des Axons am Soma und dient als Bildungsstelle des Aktionspotentials.

Weitere wichtige Strukturen der Nervenzelle sind:

• Schwann'sche Zellen: Bilden die Myelinscheide im peripheren Nervensystem
• Ranvier'sche Schnürringe: Unterbrechungen in der Myelinscheide, die die Signalweiterleitung beschleunigen
• Synaptisches Endknöpfchen: Bläschenförmige Verdickung am Ende des Axons, verantwortlich für die Informationsübertragung

Example: Die Myelinscheide wirkt wie eine Isolierung um ein elektrisches Kabel und ermöglicht so eine schnellere Signalübertragung entlang des Axons.