Das Aktionspotential ist das grundlegende elektrische Signal des Nervensystems – eine schnelle, alles-oder-nichts-Umkehrung des Membranpotentials, die sich ohne Abschwächung entlang des Axons fortpflanzt.
Schritt-für-Schritt-Abfolge
- Ruhepotential (~–70 mV): Aufrechterhalten durch Na⁺/K⁺-ATPase (3 Na⁺ raus, 2 K⁺ rein) und K⁺-Leckkanälen. Innen negativ.
- Depolarisation (Reiz): Gradientes Potential öffnet spannungsgesteuerte Na⁺-Kanäle. Na⁺-Instrom (unter elektrochemischem Gradient) macht das Innere weniger negativ.
- Schwellenwert & Aufstiegsphase: Bei ~–55 mV massive Öffnung von Na⁺-Kanälen → explosionsartiger Na⁺-Instrom → Membranpotential kehrt sich um zu ~+30 mV (Überschuss).
- Sinkende Phase (Repolarisation): Na⁺-Kanäle inaktivieren; spannungsgesteuerte K⁺-Kanäle öffnen sich (verzögert) → K⁺-Efflux stellt die Negativität wieder her.
- Hyperpolarisation (Unterschuss): K⁺-Kanäle bleiben kurz geöffnet → Potential sinkt auf ~–80 mV (negativer als Ruhe).
- Refraktärzeiten:
- Absolut: Na⁺-Kanäle inaktiviert; kein neues AP möglich (gewährleistet unidirektionale Fortpflanzung).
- Relativ: Hyperpolarisiert; stärkerer Reiz erforderlich.
- Wiederherstellung: Na⁺/K⁺-ATPase stellt die Ionengradienten wieder her.
Fortpflanzung
Lokaler Stromfluss von aktiver zu benachbarter inaktiver Membran depolarisiert das nächste Segment bis zum Schwellenwert. Myelin (Oligodendrozyten/ZNS, Schwann-Zellen/PNS) ermöglicht saltatorische Leitung – AP springt zwischen den Ranvierschen Schnürringen – und erhöht die Geschwindigkeit (bis zu 120 m/s) und Energieeffizienz.
Klinische Relevanz
