Aktionspotential

Ausgangslage

• Ruhepotential mit einer Spannung von etwa -70mV

• Konzentration von Kalium innen hoch, Natrium außen hoch

• In der Membran liegende spannungsgesteuerte Natrium- und Kalium-Ionenkanäle sind zunächst geschlossen

-> Ein am Axonhügel eines Neurons ankommender Reiz erhöht Spannung an der Zellmembran

Spannung muss Schwellenwert von -50mV überschreiten, damit Aktionspotential ausgelöst wird, da nach dem Alles-Oder-Nichts-Gesetz ein Aktionspotential entweder in seiner vollen Größe ausgelöst wird, oder gar nicht

Hat das Membranpotential einen Wert von über -50mV überstiegen, öffnen sich spannungsgesteuerte Natrium-Ionenkanäle in der Membran, wodurch es zu schlagartigen Einstrom (entlang des Konzentrationsgradienten) positiv geladener Natrium-Ionen in das Zellinnere kommt, sodass das Potential gegen Null ansteigt

• Einstrom vermindert Ladungsunterschied, führt zur Öffnung weiterer Natrium-Ionenkanäle

-> das zuvor negative Membranpotential schwächt ab und es kommt im Zellinneren sogar zu einer Umpolarisierung (positiv geladen)

Natrium-Ionenkanäle schließen sich wieder und immer mehr Kalium-Ionenkanäle öffnen sich (Kalium wieder nach außen)

• Ausstrom von Kalium-Ionen führt dazu, dass sich das Membranpotential wieder dem Ruhepotential annähert, die Innenseite der Zelle wird also wieder negativ

Relativ lange Öffnungszeit der spannungsgesteuerten Kalium-Ionenkanäle führt dazu, dass mehr Kalium-Ionen ausströmen, als zur Wiederherstellung des Ruhepotentials notwendig ist

• Potentialwerte werden kurz negativer als Ruhepotential

• Spannungsgesteuerte Ionenkanäle schließen sich wieder, sodass nur Kalium-Ionenkanäle offen sind, sodasss Ruhepotential wieder erreicht wird

Nach Ablauf des Aktionspotentials kann nicht direkt die nächste Erregung weoítergeleitet werden, da die Natrium-Kanäle erst wieder aktiviert werden müssen