Aktionspotential: Defintion, Ablauf, Entstehung

Aktionspotential

• überschreitet der Reit einen bestimmte Schwelle (Schwellenwert) wird nach dem Alles- oder- Nichts-Prinzip ein Aktionspotenzial ausgelöst. Das Aktionspotenzial ist immer gleich hoch. Entweder das Aktionspotenzial findet statt oder nicht. Ein Paar Na+- Ionenkanäle sind geöffnet, erst wenn der Schwellenwert überschreitet ist, öffnen sich noch mehr spannungsabhängige Na+- Ionenkanäle , was zur Depolarisation führt.

• Depolatrisation:

  • Na+ – Ionenkanäle sind geöffnet

  • Na+ – Ionen wandern von außen nach innen => innen eine größere positive Ladung

  • Na+- Ionenkanäle schließen sich wieder und sind nach dem eintreten der Ruhephase und einer anschließenden Refraktärphase wieder aktiv

• Repolarisation:

  • spannungsabhängige K+ -Ionenkanäle öffnen sich

  • K+-Ionen strömen von innen nach außen => Zellinnere negativer bis zum erreichen des Ruhepotenzials schließen sich die K+-Ionenkanäle wieder

• Hyperpolarisation:

  • aufgrund der Trägheit der K+-Ionenkanäle bleiben diese noch für wenige Millisekunden offen uns schließen sich dann erst, so können noch wenige K+- Ionen in die Zelle diffundieren, was zu einer Hyperpolarisation führt.

 Aktionspotential Zusammenfassend:

• Ruhepotenzial: Die Natrium- und Kaliumkanäle sind geschlossen, und das Ruhepotenzial des Neurons wird aufrechterhalten

• Schwelle: Ein Reiz öffnet einige Na+ Kanäle. Sobald der Na+ – Einstrom das Schwellenpotenzial erreicht hat, öffnen sich neue Na+ – Tore, wodurch eine Aktionspotenzial ausgelöst wird

• Depolarisationsphase des Aktionspotenzials: Aktivierungstore der Natriumkanäle sind geöffnet, aber die Kaliumkanäle bleiben geschlossen. Natriumionen strömen in die Zelle, und das Zellinnere wird positiver

• Repolarisationsphase des Aktionspotenzials: Die Inkativierungstore schließen die Natriumkanäle, und die Kaliumkanäle öffnen sich. Kaliumionen verlassen die Zelle und der Verlust der positiven Ladung macht das Zellinnere negativer als die Außenseite

• Hyperpolarisation: Beide Tore der Natriumkanäle sind geschlossen, aber aufgrund ihres relativ trägen Verhaltens bleiben die Kaliumkanäle trotz vollständiger Repolarisation der Membran für kurze Zeit geöffnet. Eine oder zwei Millisekunden später ist der Ruhezustand wieder hergestellt, und das Neuron kann auf einen erneuten Reiz wieder mit einem Aktionspotenzial reagieren.

• Refraktärzeit: Der kurze Zeitraum unmittelbar nach einem Aktionspotenzial, in dem das Neuron aufgrund einer erhöhten Durchlässigkeit der Membran für Kalium nicht auf einen neuen Reiz reagieren kann.