Die Reizweiterleitung im Nervensystem ist ein komplexer Prozess, der auf dem Zusammenspiel verschiedener Ionenkonzentrationen und elektrischer Potentiale basiert.
Das Ruhepotential der Nervenzelle bildet die Grundlage für die Signalübertragung im Nervensystem. Im Ruhezustand beträgt das Membranpotential etwa -70 mV, was durch die ungleiche Verteilung von Natrium- und Kaliumionen zwischen dem Zellinnen- und außenraum zustande kommt. Die Natrium-Kalium-Pumpe spielt hierbei eine zentrale Rolle, indem sie unter ATP-Verbrauch drei Natriumionen aus der Zelle hinaus und zwei Kaliumionen in die Zelle hinein transportiert. Dieser aktive Transportmechanismus sorgt für die charakteristische Ionenverteilung, die für das negative Ruhepotential verantwortlich ist.
Wenn ein Reiz die Nervenzelle erregt, kommt es zum Aktionspotential. Dabei öffnen sich spannungsgesteuerte Natriumkanäle, wodurch Natriumionen in die Zelle einströmen und das Membranpotential kurzzeitig positiv wird (Depolarisation). Anschließend öffnen sich Kaliumkanäle, durch die Kaliumionen aus der Zelle ausströmen, was zur Repolarisation führt. Die Reizweiterleitung erfolgt dann entlang des Axons, wobei das Signal durch die Myelinscheiden verstärkt und beschleunigt wird. An den Synapsen wird das elektrische Signal in ein chemisches umgewandelt, um auf die nächste Nervenzelle übertragen zu werden. Dieser Mechanismus ermöglicht die präzise Reizverarbeitung im Gehirn und die Koordination aller Körperfunktionen. Die Nervenzelle mit ihrem charakteristischen Aufbau aus Dendrit, Zellkörper und Axon bildet dabei die funktionelle Grundeinheit des gesamten Nervensystems.
