Das Aktionspotential ist ein fundamentaler elektrischer Prozess im Nervensystem, der die Signalübertragung zwischen Nervenzellen ermöglicht.
Die Depolarisation markiert den Beginn des Aktionspotentials, wobei sich das Membranpotential von -70mV auf +30mV ändert. Dies geschieht durch das schnelle Öffnen von Natriumkanälen, was zu einem Einstrom von Natrium-Ionen führt. Der sogenannte Overshoot beschreibt dabei die kurzzeitige positive Spannung. Nach der Depolarisation folgt die Repolarisation, bei der sich die Membran durch das Öffnen von Kaliumkanälen wieder auf ihr Ruhepotential zurückbildet. Das Alles-oder-Nichts-Prinzip ist dabei ein wichtiges Merkmal - entweder wird ein vollständiges Aktionspotential ausgelöst oder gar keines.
Aktionspotentiale finden hauptsächlich an den Axonen von Nervenzellen statt und können bis zu 1000 Mal pro Sekunde auftreten. Die Weiterleitung erfolgt dabei entlang der Nervenfaser, wobei die Geschwindigkeit durch die Myelinisierung deutlich erhöht wird. An den Synapsen wird das elektrische Signal dann in ein chemisches umgewandelt, um die Information an die nächste Zelle weiterzugeben. Besonders interessant ist der Vergleich zwischen Tier- und Pflanzenzellen: Während Tierzellen keine Zellwand besitzen und dadurch Aktionspotentiale gut weiterleiten können, haben Pflanzenzellen eine starre Zellwand. Dies ist einer der wichtigsten Unterschiede zwischen Tier- und Pflanzenzellen, neben anderen Merkmalen wie dem Vorhandensein von Chloroplasten in Pflanzenzellen oder der unterschiedlichen Energiespeicherung.
