Akademik

Aktionspotenzial,

 

Nẹrvenimpuls, Spike [spaɪk, englisch], Physiologie: als kurzzeitige Spannungsänderung auftretendes elektrisches Signal, durch das Information entlang erregbarer Zellmembranen (Nerven, Muskeln, Rezeptoren) übermittelt wird. Lebende Zellen weisen zwischen innerer und äußerer Seite ihrer sie umschließenden Membran eine elektrische Spannung von etwa —70 mV auf (Ruhepotenzial), wobei das Zellinnere gegenüber der extrazellulären Flüssigkeit negativ geladen ist. Reizung der Membranen bewirkt transmembrane elektrische Spannungsschwankungen (lokale Antwort), die ab einer bestimmten Amplitude (Schwellenpotenzial) immer zu einem Aktionspotenzial führen (Erregung), das entlang der Membran mit einer Geschwindigkeit von 1 bis 100 m/s fortgeleitet wird (Aktionsstrom). Membranerregung verursacht eine plötzliche, kurzfristige Veränderung der Permeabilitätseigenschaften der Membran. Dadurch können positiv geladene Natriumionen (Na⁺) in die Zelle eintreten und das Membranpotenzial auf etwa +30 mV verschieben (Depolarisation). Mit geringer zeitlicher Verzögerung zum Na⁺-Einstrom setzt ein Ausstrom von positiv geladenen Kaliumionen (K⁺) ein, der die Amplitude und Steilheit des Aktionspotenzials begrenzt und bis zum Wiedererreichen des Ruhepotenzials (Repolarisation) anhält. Durch in der Zellmembran lokalisierte Na⁺/K⁺-Pumpen wird die ursprüngliche Ionenverteilung wiederhergestellt (aktiver Transport). Das Aktionspotenzial unterliegt dem Alles-oder-nichts-Gesetz. Die zu übermittelnde Information ist im »Rhythmus« der Aktionspotenziale verschlüsselt. Durch Aktionspotenziale wird auch die Freisetzung von Überträgerstoffen (Neurotransmitter) an Synapsen sowie die Auslösung von Drüsensekretion und Muskelkontraktionen bewirkt.

 

In der medizinischen Diagnostik wird der Aktionsstrom zur Untersuchung bestimmter Organe genutzt, besonders bei der Elektroenzephalographie, Elektrokardiographie und Elektromyographie.

 

Hier finden Sie in Überblicksartikeln weiterführende Informationen:

 

 

Nerven: Weiterleitung von Nervenimpulsen I

 

Nerven: Weiterleitung von Nervenimpulsen II

 

neurobiologische Grundbegriffe

 

Aktionspotenzial,

 

kurzzeitiges bioelektrisches Spannungsgefälle zwischen innerer und äußerer Seite der Zellmembran von Nerven- und Muskelfaserzellen. Das Aktionspotenzial ist Voraussetzung für das Auftreten des Aktionsstroms, des erregungsleitenden, Nerven- oder Muskelfasern durchlaufenden bioelektrischen Stroms.