Nervenimpulse: Die elektrische Sprache des Nervensystems

Ein Nervenimpuls (Aktionspotential) ist eine schnelle, vorübergehende Umkehrung des Membranpotentials, die sich entlang des Axons eines Neurons fortpflanzt und eine schnelle, weitreichende Kommunikation im gesamten Nervensystem ermöglicht.

Mechanismus: Die Phasen des Aktionspotentials

1. Ruhepotential (−70 mV): Na⁺/K⁺-ATPase erhält die Ionengradienten aufrecht; Membran ist durchlässig für K⁺.
2. Depolarisation: Reiz öffnet spannungsgesteuerte Na⁺-Kanäle → Na⁺-Instrom → Membranpotential steigt auf ~+30 mV.
3. Repolarisation: Na⁺-Kanäle inaktivieren; spannungsgesteuerte K⁺-Kanäle öffnen → K⁺-Efflux → Potential kehrt ins Negative zurück.
4. Hyperpolarisation (Nachpotential): K⁺-Kanäle bleiben kurz geöffnet → Potential fällt unter das Ruhepotential.
5. Refraktärperioden: Absolut (Na⁺-Kanäle inaktiviert) und relativ (hyperpolarisiert) verhindern Rückfeuerung und gewährleisten unidirektionale Fortpflanzung.

Fortpflanzung: Myelinisiert vs. Nicht-myelinisiert

Bei myelinisierten Axonen springt die salatorische Leitung zwischen den Noden von Ranvier (bis zu 120 m/s). Bei nicht-myelinisierten Axonen ist die kontinuierliche Leitung langsamer (~1 m/s).

Synaptische Übertragung

An der Endknospe löst Ca²⁺-Instrom die Vesikelfusion aus → Neurotransmitter-Freisetzung → bindet an postsynaptische Rezeptoren → initiiert ein neues Signal in der nächsten Zelle.

Nervenimpulse bilden die Grundlage für alle Empfindungen, Bewegungen, Kognitionen und autonome Kontrolle.