Absolutes Refraktäres Intervall: Warum Nervenimpulse nicht kontinuierlich feuern können

Das absolute Refraktäre Intervall (ARI) ist der kurze Zeitraum (~1–2 ms) nach einem Aktionspotential, in dem ein zweites Aktionspotential nicht ausgelöst werden kann, unabhängig von der Reizstärke.

Mechanismus

• Spannungsgesteuerte Na⁺-Channels: Aktivierung (m-Gate) → Inaktivierung (h-Gate) innerhalb ~0,5 ms.
• Während ARI sind h-Gates geschlossen (inaktiviert) → Na⁺ kann nicht einströmen → keine Depolarisation möglich.
• K⁺-Channels (delayed rectifier) öffnen → Repolarisation/Hyperpolarisation.

Relatives Refraktäres Intervall (RRI)

• Folgt auf ARI; Na⁺-Channels erholen sich, K⁺-Channels noch offen.
• Stärkerer als normaler Reiz kann AP auslösen.
• Endet, wenn Erregbarkeit auf Basisniveau zurückkehrt.

Physiologische Bedeutung

• Einschreitige Fortpflanzung: AP bewegt sich vorwärts; dahinter ist die Membran refraktär.
• Frequenzkodierung: Maximalfeuerrate begrenzt durch ARI+RRI (~500–1000 Hz theoretisch).
• Tetanus verhindert: Im Muskel begrenzt Refraktärzeit Kontraktionssummation.

Klinische Relevanz

• Lokalanästhetika (Lidocain) binden an inaktivierte Na⁺-Channels → nutzungsabhängige Blockade → verlängern ARI.
• Channelopathien (Nav1.7-Mutationen) → Erythromelalgie (Zuwachs) oder angeborene Schmerzunempfindlichkeit (Verlust).