Aktions- und Ruhepotential

Question 1

Wie entsteht und verläuft das Aktionspotential?

Answer 1

• Nervenimpuls kommt an und Zellmembran von Neuron depolarisiert und geht über das Schwellenpotential hinaus ins positiv
• manche Natriumkanäle öffnen sich -> Membranpotenzial positiver -> mehr öffnen sich “positive Rückkopplung”, positives Zellinnere
• Kaliumionen strömen ins negative Umfeld -> Repolarisierung
• bis zur Schwelle kleiner Anstieg, dann rasanter
• schnell repolarisiert -> zurück ins negative, tiefer als Ruhepotential (Hyperpolarisation)
  Refraktärzeit: nach Aktionspotential nicht erregebar (absolut oder relative Refraktärzeit), Schwellenpotential höher, Amplitude des Impulses kleiner, Zeit in der Natriumkanäle regenerieren

Ergebnis: keine dauerhafte Erregung, maximale Impulsfrequenz -> abhängig von Refraktärzeitlänge

Question 2

Eigenschaften des Aktionspotentials.

Answer 2

• Reizstromstärke ist egal, es entsteht nur ganz oder gar nicht und Amplitudenhöhe hängt von Zelleigenschaften ab, dauert 1-2 Sekunden

Question 3

Wie entsteht und verläuft das Ruhepotential?

Answer 3

Spannung an der Membran entsteht, weil Konzentration von Kalium-Ionen im Inneren des Axons um ein Vielfaches höher ist als außerhalb. Außerhalb ist Konzentration von Natrium und Chlorid-Ionen höher. -> Spannungsunterschied

• K+ Ionen diffundieren nach außen zum Ausgleich -> Kaliumgleichgewichtspotential -> Ladungstrennung
• > Na+-Ionen wollen großen elektrochemischen Gradienten ausgleichen und strömen ins Innere

=> Ruhepotential würde zusammenbrechen => Natrium-Kalium-Ionen-Pumpe
- transportiert jeweils 3 Na+ und 2 K+

• Na+ binden sich an die drei Bindungsstellen -> ATP genutzt und gespalten -> Konformationsänderung -> Na+ nach außen transportiert
• zwei Bindungsstellen für K+ werden frei -> binden sich -> Phosphatrest löst sich -> Ausgangskonformation -> K+ wird nach innen transportiert
• elektr. als auch chem. Gradient größer
• Innenraum negativ genug für Signalweiterleitung