Aktionspotential Phasen und Ablauf einfach erklärt

Nervenzellen kommunizieren über elektrische Reize. Das sogenannte Aktionspotential ist das Membranpotential, welches beim aktiven Neuron zu messen ist.

Das Aktionspotential entsteht am Axonhügel, welcher vor dem Beginn des Axons liegt. Dabei werden über elektrische Reize, die von außen kommen bestimmte Spannungsgesteuerte Kanäle geöffnet. Daraufhin können Natrium-Ionen ins Zellinnere gelangen. Die Folge daraus ist, dass sich das Potential an der Membran ändert, weil mehr positive Ionen nach innen gelangen. Dieser Vorgang ist der Beginn der Depolarisation (1). Der Betrag des Potentials wird geringer oder einfacher gesagt anders, sodass wir das Aktionspotential haben.

Diese Spannung muss nun erst einmal eine bestimmte Schwelle überschreiten, damit der Reiz weitergeleitet wird. Hier geht es nach dem Alles-oder-Nichts-Gesetz. Entweder Die Potentialdifferenz reicht um die Schwelle zu überschreiten (2), dann wird der Reiz komplett übertragen oder sie reicht nicht, dann wird eben nichts weitergeleitet.

Ist die Schwelle überschritten gehen
Schlagartig etliche Na+-Kanäle auf,
sodass noch viel mehr Natrium in die
Zelle gelangt. Es kommt zur kompletten
Depolarisation (3). Es gelangen so viele Natrium-Ionen in die Zelle, dass die Konzentration im intrazellulären Raum sogar größer ist als außerhalb.

Damit dieser Vorgang aber nicht ewig so weiterläuft haben die Natrium-Kanäle eine Art Schutz gegen zu hohe Spannung. Steigt die Spannung über einen bestimmten Wert gehen die Natrium-Kanäle wieder zu und die Kalium-Kanäle gehen auf (4). Die Natrium-Kanäle sind nun für eine kurze Zeit refraktär, das hießt dass die nicht mehr für eine bestimmte Zeit aufgehen sie erholen sich quasi.

Durch die Kalium-Kanäle gelangen nun durch die enorm hohe Konzentration viele Kalium-Ionen wieder in den extrazellulären Raum. Die Repolarisierung (5) hat eingesetzt, das Ausgangspotential wird wieder hergestellt.

Da die Kalium-Kanäle allerdings zu langsam sind, zu spät reagieren, kommt es zunächst zur Hyperpolarisierung (6). Dabei fällt das Membranpotential unter das Ruhepotential, sodass alle spannungsabhängigen Kanäle zugehen. Nun setzt die Natrium-Kalium-Ionenpumpe ein und stellt das Ruhepotential wieder her, indem sie ihre Arbeit tut (s.o.).

Am Ende haben wir also wieder unser Ruhepotential (7) und die Zelle ist wieder inaktiv.

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1 comment… add one
  • Die Natrium/Kalium Pumpe arbeite passiv die ganze Zeit. Auch nach einem AP können noch hunderte weitere folgen, da nur sehr geringe Konzentrationen verschoben werden. Die Na/Ka ATpase stellt somit nicht das Ruhemembranpotenzial ein, sondern die verminderte Leitfähigkeit für Natrium und die gesteigerte für Kalium.

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