Open in App
Login Anmelden

Select your language

Suggested languages for you:
StudySmarter - Die all-in-one Lernapp.
4.8 • +11k Ratings
Mehr als 5 Millionen Downloads
Free
|
|
Aktionspotential

Ein Aktionspotential ist ein elektrisches Signal, das innerhalb einer Zelle weitergeleitet werden kann. Dabei kommt es zu einer temporären Veränderung des Ruhepotentials der jeweiligen Zelle. Dieser kompliziert wirkende Ablauf ist dabei nichts weiter als eine Art Dosentelefon der Zelle. Besonders wichtig ist das Aktionspotential in deinen Nervenzellen (Neuronen). Doch wie funktioniert das eigentlich genau?

Inhalt von Fachexperten überprüft
Kostenlose StudySmarter App mit über 20 Millionen Studierenden
Mockup Schule

Entdecke über 50 Millionen kostenlose Lernmaterialien in unserer App.

Aktionspotential

Illustration

Lerne mit deinen Freunden und bleibe auf dem richtigen Kurs mit deinen persönlichen Lernstatistiken

Jetzt kostenlos anmelden

Nie wieder prokastinieren mit unseren Lernerinnerungen.

Jetzt kostenlos anmelden
Illustration

Ein Aktionspotential ist ein elektrisches Signal, das innerhalb einer Zelle weitergeleitet werden kann. Dabei kommt es zu einer temporären Veränderung des Ruhepotentials der jeweiligen Zelle. Dieser kompliziert wirkende Ablauf ist dabei nichts weiter als eine Art Dosentelefon der Zelle. Besonders wichtig ist das Aktionspotential in deinen Nervenzellen (Neuronen). Doch wie funktioniert das eigentlich genau?

Ablauf des Aktionspotentials

Ein Aktionspotential entsteht nicht spontan, sondern ist das Ergebnis einer Reihe von Kaskaden.

Meist entsteht ein Aktionspotential als Reaktion auf einen Reiz. Dabei kann es sich um physikalische Reize, wie Druck, handeln, die direkt auf spezialisierte Sinneszellen wirken. Viel häufiger werden Nervenzellen jedoch durch chemische Reize, also Neurotransmitter, die an Synapsen ausgeschüttet werden, zur Bildung eines Aktionspotentials veranlasst.

Entstehung Aktionspotential

Das Aktionspotential eines Neurons ist eine temporäre Änderung des Ruhepotentials, die sich ausschließlich über das Axon der Nervenzelle ausbreiten kann und an dessen Axonhügel entsteht.

Am Beginn steht eine Reizung des Nervenzellkörpers (Soma) des Neurons. Dort treffen (meist von anderen Neuronen) chemische Signale ein, welche das Soma depolarisieren.

Man spricht von einer Depolarisation des Membranpotentials (Ruhepotential), dem PSP (postsynaptisches Potential) oder genauer dem EPSP (exzitatorisches postsynaptisches Potential).

Wie du vielleicht schon einmal gehört hast, gibt es auch ein IPSP (inhibitorisches Postsynaptisches Potential). Dieses sorgt für eine Hyperpolarisation des Membranpotentials des Somas. Das heißt, die Zelle ist nicht mehr erregbar.

Wenn das EPSP eine bestimmte Schwelle, das sogenannte Schwellenpotential, erreicht, wird am Axonhügel des Neurons ein Aktionspotential ausgelöst. Vorher liegt dort das sogenannte Ruhepotential vor.

Dabei ist die Dauer und Amplitude des Potential immer gleich. Bei einer starken Reizung wird nur die Frequenz der Aktionspotentiale erhöht, nicht aber die Dauer des einzelnen Potentials. Deswegen kann hier von einem Alles-oder-Nichts Prinzip gesprochen werden.

Aktionspotentiale können auch in Muskelzellen entstehen. Dies passiert, wenn eine Erregung zur Bewegung an einem Muskel eintrifft. Der Reiz wird in Form eines Aktionspotentials über die Zellen des Muskels weitergeleitet, was zur Kontraktion dieses führt.

Aktionspotential Verlauf

Das Aktionspotential wandert an der Axonmembran entlang bis zum synaptischen Endknöpfchen. Das eintreffende Aktionspotential führt hier dazu, dass Neurotransmitter in den synaptischen Spalt abgegeben werden. Dadurch kann es beim darauffolgenden Neuron am Soma wieder zu einem EPSP kommen und letztendlich dadurch zur Reizweiterleitung.

Aktionspotential Erregungsübertragung Neuron Aktionspotential Neuron StudySmarterAbbildung 1: Erregungsübertragung in einem Neuron

Auslöser eines Aktionspotentials

Ein Aktionspotential kann auch von äußeren Einflüssen ausgelöst werden. Dies funktioniert durch die Reizung des Axons mit einem elektrischen Signal. Mit verschiedenen Experimenten konnte belegt werden, dass ein Aktionspotential tendenziell sowohl in Richtung des Endknöpfchen, als auch in Richtung des Somas der Nervenzelle verlaufen kann. Dies wurde beobachtet, indem ein Axon in seiner Mitte gereizt wurde.

Man kann also sagen, ein Aktionspotential ist nur insofern gerichtet, als dass normalerweise das Aktionspotential am Axonhügel entsteht und deswegen nur in Richtung des Endknöpfchens verlaufen kann.

Verlauf Aktionspotential nach Ionentheorie

Ein Aktionspotential ist durch eine Ladungsumkehrung an der Axonmembran gekennzeichnet. Während das sich Aktionspotential über die Membran ausbreitet, ändert sich die selektive Durchlässigkeit (Permeabilität) der Membran. Dadurch entsteht die für ein Aktionspotential typische Spannungskurve. Dieser Vorgang wird von der Ionentheorie beschrieben.

Die Ionentheorie, nach ihren Entdeckern auch Hodgkin-Huxley-Modell, beschreibt die Entstehung des Ruhe- und Aktionspotentials an Zellmembranen. Nach dieser Theorie ist das Ruhepotential eine Folge der spezifischen Ionenverteilung innerhalb und außerhalb einer selektiv durchlässigen Membran. Das Aktionspotential kommt dann durch eine Öffnung von Ionenkanälen zustande.

In der Abbildung 2 siehst du den zeitlichen Spannungsverlauf einen Aktionspotentials an einer Zellmembran.

Aktionspotential Verlauf des Aktionspotentials Aktionspotential Ablauf StudySmarterAbbildung 2: Ablauf des Aktionspotentials

1. Depolarisation

Von einer Depolarisation spricht man, wenn sich ein Potential vermindert. In diesem Fall reduziert sich die Ladungsdifferenz zwischen der Innen- und Außenseite der axonalen Membran. Dies geschieht, wie oben erwähnt, durch ein EPSP des Somas.

Nun hat das Ruhepotential, welches am Axon ohne einen Reiz vorliegt, ungefähr einen Wert von -70 mV. Dabei ist es wichtig zu wissen, dass dabei außen an der Axonmembran Natrium- (Na+) und Chloridionen (Cl-) zugegen sind. Im Inneren der Membran finden sich Kaliumionen (K+) und organische Anionen (A-). Die Gesamtladungen innerhalb und außerhalb der Zelle sind dabei nahezu ausgeglichen. Durch Natrium-Kalium-Pumpen wird jedoch ein konstantes Ionenungleichgewicht aufrechterhalten. Das Ruhepotential wird dabei maßgeblich vom Gleichgewichtspotential der Kalium-Ionen bestimmt.

Wenn das ESPS am Axonhügel eintrifft, wird die Membran des Axonhügel bereits leicht depolarisiert. Wird so ein Schwellenpotential von etwa -55 mV erreicht, öffnen sich spannungsabhängige Natriumkanäle und Natrium-Ionen strömen über die Axonmembran in die Nervenzelle ein. Durch den Einstrom der positiven Ladung wird das Membranpotential positiver und liegt an seinem Höhepunkt (engl. peak) zwischen +30 mV und +40 mV. Es hat also eine Ladungsumkehr stattgefunden.

2. Repolarisation

Nachdem durch die Depolarisation das Membranpotential an seinem Peak einen deutlich positiven Wert angenommen hat, sinkt die Durchlässigkeit der Axonmembran für Na+ wieder. Es öffnen sich nun die spannungsgesteuerten Kaliumionenkanäle. Dadurch strömen Kaliumionen vom Axoninneren nach außen. Da positiv geladene Ionen aus dem Axon strömen, wird das Membranpotenial negativer. Dies bezeichnet man als Repolarisation.

3. Hyperpolarisation

Der verstärkte Ausstrom von Kalium-Ionen führt dazu, dass das Ruhepotential von -70 mV oft kurzzeitig unterschritten wird. Es kann sogar bis zu -100 mV erreichen, wird also noch negativer. Dies liegt daran, dass die spannungsabhängigen Kaliumkanäle träge auf das Erreichen des Ruhepotentials reagieren und sich erst mit einer leichten Verzögerung wieder schließen.

4. Wiederherstellung des Ruhepotentials

Nun liegt nach der De- und Repolarisation ein Zustand vor, in welchem sich die Natriumionen auf der Axon Innenseite befinden, die Kaliumionen auf der Außenseite. Damit das Ruhepotential mit der anfänglichen Ionenverteilung wiederhergestellt werden kann, gibt es die Natrium-Kalium-Pumpe. Durch diese werden die Konzentrationen mit Kaliumionen im Axon und Natriumionen außen geschaffen.

Bei der Natrium-Kalium-Pumpe handelt es sich um einen energieabhängigen Transporter. Dieser pumpt bei jedem Pumpvorgang drei Natriumionen nach außen und dafür zwei Kaliumionen in die Zelle. Somit ist eine energieabhängige Rückkehr zum Ruhepotential gewährleistet.

5. Refraktärzeit

Vielleicht hast du im Zusammenhang mit dem Aktionspotential schon von der Refraktärzeit gehört. Dabei handelt es sich um einen Schutz vor Übererregung eines Neurons.

Als Refraktärzeit wird der Zeitraum nach Ablauf eines Aktionspotentials bezeichnet, in dem am Axon kein neues Aktionspotential ausgelöst werden kann.

Die absolute Refraktärphase

Die absolute Refraktärphase tritt direkt nach Beginn der Depolarisation auf und ist dadurch gekennzeichnet, dass kein Aktionspotential ausgelöst werden kann. Dabei ist die Stärke des eintreffenden Reizes egal. Es kann kein Aktionspotential generiert werden, da die Natriumionenkanäle sich noch nicht regeneriert haben. Der Schwellenwert für das Auslösen eines Potentials steigt ins Unendliche.

Die relative Refraktärphase

Während der relativen Refraktärphase, die nach der Repolarisation eintritt, kann die Zellen bereits wieder erregt werden. Es sind jedoch stärkere Reize nötig und das Aktionspotential fällt insgesamt schwächer aus. Der Schwellenwert nähert sich wieder dem Normalwert an.

Bei den Herzmuskelzellen ist die absolute Refraktärphase mit bis zu 250 ms deutlich höher als die normaler Skelettmuskelzellen. Dort liegt sie bei rund 1 bis 2 ms. Diese lange Refraktärzeit ist ein Schutzmechanismus, um eine gerichtete Erregung der Herzmuskelzellen zu ermöglichen. Dadurch wird ein produktiver Herzschlag ermöglicht, der gezielt Blut durch den Körper pumpt.

Aktionspotential – Das Wichtigste

  • ein Aktionspotential ist ein elektrisches Signal, welches der Erregungsübertragung im Nervensystem dient
  • Aktionspotentiale können auf natürlichen oder experimentellen Wege hervorgerufen werden
  • nur ab einem Schwellenwert wird das Aktionspotential nach dem Alles-oder-Nichts Prinzip ausgelöst
  • die Reihenfolge der Schritte des Aktionspotentials lauten: Depolarisation – Repolarisation – Hyperpolarisation – Ruhepotential
  • Natriumionenkanäle und Kaliumionenkanäle an der Axonmembran lassen ein Aktionspotential entstehen
  • während der Refraktärzeit ist eine Nervenzelle nicht, oder nur sehr schwer erregbar

Häufig gestellte Fragen zum Thema Aktionspotential

Das Aktionspotential bewirkt die Weiterleitung einer Information durch das Axon der Nervenzelle. 

Ein Aktionspotential entsteht durch einen Reiz, der am Axonhügel der Nervenzelle eintrifft. Vorher entsteht ein sogenanntes exzitatorisches postsynaptisches Potential (EPSP), wodurch der Zellkörper depolarisiert wird. Dies führt am Axonhügel zur Generierung des Aktionspotentials.

Das Aktionspotential ist ein Nervensignal, durch das Informationen am Axon weitergeleitet werden und an die nächste Nervenzelle weitergegeben werden können.  

Das erste Aktionspotential des Neurons entsteht am Axonhügel. Wenn man in der Reizweiterleitung das erste ausgelöste Aktionspotential festlegen möchte, ist dieses das Aktionspotential, welches von einer Sinneszelle ausgelöst wird. Sinneszellen nehmen die Umwelt wahr und leiten diese Reize über Aktionspotentiale an das zentrale Nervensystem weiter. 

Finales Aktionspotential Quiz

Aktionspotential Quiz - Teste dein Wissen

Frage

Welche 2 Möglichkeiten gibt es ein Aktionspotenzial auszulösen?

Antwort anzeigen

Antwort

  1. Natürliche Auslöser
  2. Experimentelle Auslöser

Frage anzeigen

Frage

Wie läuft ein natürlicher Auslöser ab?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Die erzeugte Erregung wandert über die Sinneszelle bis zu ihrem Endknöpfchen
  • Über das Endknöpfchen steht die Sinneszelle in Kontakt mit einer Nervenzelle
  • In dieser sog. Synapse erfolgt die Erregungsübertragung auf das Neuron auf chemischem Wege
  • Im Dendriten oder Zellkörper des nachgeschalteten Neurons ändert sich daraufhin das Ruhepotenzial, es entsteht ein postsynaptisches Potenzial (PSP)
  • Die PSPs, die durch Erregungsübertragung in vielen Synapsen erzeugt werden, pflanzen sich (unter Abschwächung) zum Anfang des Axons, dem Axonhügel, fort und lösen dort ein Aktionspotenzial aus

Frage anzeigen

Frage

Wie wird das Aktionspotential experimentell ausgelöst?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Es wird ein Axon durch einen kleinen Stromstoß gereizt
  • Die Stromzufuhr führt zur Verringerung des Membranpotenzials, das Ruhepotenzial ist weniger negativ
  • Da die Polarisierung der beiden Membranseiten abgeschwächt ist, spricht man von Depolarisation
  • Bei unterschwelliger Reizung (schwachen Stromstößen) erfolgt eine geringe Potenzialabnahme

Frage anzeigen

Frage

Was wird  lokales Potenzial genannt?

Antwort anzeigen

Antwort

Da diese Depolarisation auf den Ort der Reizung beschränkt bleibt wird sie lokales Potenzial genannt

Frage anzeigen

Frage

Wann läuft die Änderung des Membranpotenzials selbsttätig weiter?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Die Erhöhung der Reizstärke führt zu entsprechend höheren lokalen Potenzialen
  • Wird durch einen Reiz bestimmter Stärke (Reizschwelle) das Schwellenpotenzial (– 40 bis – 50 mV) erreicht oder überschritten, läuft die Änderung des Membranpotenzials selbsttätig weiter

Frage anzeigen

Frage

Was passiert bei einer Potenzialumkehr?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Die Membraninnenseite ist kurzzeitig positiv gegenüber der Außenseite geladen
  • Da dieses Potenzial als Erregung weitergeleitet werden kann, nennt man es Aktionspotenzial
  • Das Anlegen von noch größeren Reizströmen führt zu keiner Erhöhung des Aktionspotenzials: Das Aktionspotenzial ist ein Alles-oder-Nichts-Signal, es wird entweder vollständig ausgelöst oder gar nicht
  • Es erreicht bei stärkeren Reizströmen jedoch schneller nach Reizbeginn seinen Spitzenwert


Frage anzeigen

Frage

Was ist Depolarisation in der Biologie?

Antwort anzeigen

Antwort

Depolarisation ist eine Änderung des Membranpotentials einer Zelle in Richtung positiver Werte, hauptsächlich durch das Öffnen von Ionenkanälen.

Frage anzeigen

Frage

Was passiert bei der Depolarisation in der Neurophysiologie?

Antwort anzeigen

Antwort

Wenn ein Nervenimpuls ankommt, öffnen sich Ionenkanäle und positive Natrium-Ionen strömen in die Zelle ein, was zur Depolarisation führt und das Membranpotential positiv verändert.

Frage anzeigen

Frage

Was ist Repolarisation?

Antwort anzeigen

Antwort

Repolarisation erfolgt nach der Depolarisation und ist ein Prozess, bei dem Kalium aus der Zelle herausströmt und das Membranpotential wieder negativ wird.

Frage anzeigen

Frage

Was ist Hyperpolarisation und wann tritt sie auf?

Antwort anzeigen

Antwort

Hyperpolarisation ist ein Zustand, bei dem das Membranpotential nach einer Depolarisation sogar unter seinen Ausgangswert fällt, was durch den Ausstrom weiterer Kalium-Ionen aus der Zelle verursacht wird.

Frage anzeigen

Frage

Was ist die Rolle der Depolarisation in Zellen?

Antwort anzeigen

Antwort

Depolarisation ist grundlegend für die Signalübertragung innerhalb und zwischen Zellen, insbesondere in Nerven- und Muskelzellen. Ohne die Fähigkeit zur Depolarisation würde die Kommunikation innerhalb des Körpers sowie unsere Fähigkeit zu fühlen, zu denken und sich zu bewegen beeinträchtigt.

Frage anzeigen

Frage

Wie wirkt sich die Depolarisation auf die Funktion des Herzens aus?

Antwort anzeigen

Antwort

Depolarisation erzeugt einen rhythmischen Fluss von Depolarisationsereignissen im Herzen, was zur rhythmischen Kontraktion des Herzens führt. Dieser Prozess beginnt im Sinusknoten und breitet sich über spezialisierte Leitungsbahnen in ganzem Herzen aus.

Frage anzeigen

Frage

Welche Rolle spielen Kalium-Ionen bei der Depolarisation?

Antwort anzeigen

Antwort

Kalium-Ionen haben eine Schlüsselrolle in der Depolarisation von Zellen. Sie verlassen die Zelle, wodurch das Innere der Zelle negativer wird und ein negatives Ruhepotential entsteht. Während der Depolarisation strömen jedoch Natrium-Ionen in die Zelle und machen das Membranpotential kurzzeitig positiv.

Frage anzeigen

Frage

Wie läuft die Depolarisation in der Muskelzelle ab?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Depolarisation einer Muskelzelle ist ein wichtiger Schritt bei der Übertragung eines elektrischen Signals vom Nerv zur Muskelfaser, was zur Muskelkontraktion führt. Dabei führen Natrium-Ionen, die durch die Bindung des Neurotransmitters Acetylcholin in die Zelle strömen, zur Depolarisation der Membran. Diese Depolarisation breitet sich über die ganze Muskelzelle aus und führt zur Kontraktion der Muskelfaser.

Frage anzeigen

Frage

Was ist der Unterschied zwischen Depolarisation und Hyperpolarisation im menschlichen Körper?

Antwort anzeigen

Antwort

Bei der Depolarisation strömen positive Ionen in die Zelle und machen das Membranpotential positiver. Bei der Hyperpolarisation strömen positive Ionen aus der Zelle heraus, was das Membranpotential noch negativer macht als das anfängliche.

Frage anzeigen

Frage

Was ist eine überschwellige Depolarisation?

Antwort anzeigen

Antwort

Eine überschwellige Depolarisation ist eine besonders starke Depolarisation, die ein Aktionspotential erzeugt und sich entlang der Membran ausbreitet. Sie hat ausreichend Stärke, um die Aktivierung der spannungsabhängigen Natriumkanäle zu veranlassen.

Frage anzeigen

Frage

Wie sind Depolarisation und Aktionspotential in der Neurobiologie miteinander verbunden?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Depolarisation einer Nervenzelle ist ein essenzieller Schritt zur Erzeugung eines Aktionspotentials, das zur Übertragung von Informationen zwischen Nervenzellen führt. Dieser Prozess beginnt im Axonhügel und endet in den Synapsen.

Frage anzeigen

Frage

Was verrät das Elektrokardiogramm (EKG) über die Depolarisation?

Antwort anzeigen

Antwort

Das EKG veranschaulicht bioelektrische Signale, die durch kontrahierende Herzzellen erzeugt werden. Die Depolarisation der Vorhöfe fördert die P-Welle und die Depolarisation der Ventrikel erzeugt den QRS-Komplex. Diese Wellen liefern Rückschlüsse auf die Funktion des Herzens und mögliche Herzkrankheiten.

Frage anzeigen

Frage

Was ist die Refraktärzeit in der Neurobiologie und welche Bedeutung hat sie?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Refraktärzeit bezeichnet den Zeitraum in dem eine Nervenzelle nach der Aktivierung nicht erneut aktiviert werden kann. Sie stellt sicher, dass Aktivierungen nicht sofort wiederholt werden, was für die Funktion des menschlichen Körpers sehr wichtig ist.

Frage anzeigen

Frage

Wie funktioniert die Refraktärzeit im menschlichen Körper und welche Aufgaben hat sie dabei?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Refraktärzeit reguliert die Informationsübertragung und stellt sicher, dass Aktionen nicht unmittelbar wiederholt werden. Sie sorgt dafür, dass Muskelbewegungen sequenziell und nicht gleichzeitig erfolgen und verhindert, dass Aktionspotentiale rückwärts ausbreiten.

Frage anzeigen

Frage

Was ist der Unterschied zwischen absoluter und relativer Refraktärzeit?

Antwort anzeigen

Antwort

Während der absoluten Refraktärzeit kann die Zelle absolut nicht erneut reagieren, es ist unmöglich ein weiteres Aktionspotential zu erzeugen. In der relativen Refraktärzeit hingegen kann die Zelle wieder erregt werden, allerdings nur durch einen stärkeren Reiz als normal.

Frage anzeigen

Frage

Welche Rolle spielt die relative Refraktärzeit in stressigen oder gefährlichen Situationen?

Antwort anzeigen

Antwort

Während der relativen Refraktärzeit und in einer stressigen oder gefährlichen Situation kann die Zelle wieder erregt werden, was zu einer schnelleren Reaktionszeit führt. Dies kann in Flucht- oder Kampfsituationen von Vorteil sein.

Frage anzeigen

Frage

Was ist der Hauptzweck der Refraktärzeit in Nervenzellen?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Refraktärzeit in Nervenzellen stellt sicher, dass jedes Aktionspotential in nur eine Richtung fortgeleitet wird und das Signal nicht zurückkehrt.

Frage anzeigen

Frage

Was ist die Funktion der Refraktärzeit im menschlichen Herzen?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Refraktärzeit im Herzen verhindert, dass das Herz zu früh erneut kontrahiert und somit unkontrollierte Herzrhythmen entstehen.

Frage anzeigen

Frage

Was bedeutet die absolute Refraktärphase in einer Nervenzelle?

Antwort anzeigen

Antwort

Die absolute Refraktärphase ist die Zeit nach einem Aktionspotential, in der es unmöglich ist, ein weiteres Aktionspotential auszulösen, selbst mit einem sehr starken Reiz.

Frage anzeigen

Frage

Was ist die relative Refraktärphase in einer Nervenzelle?

Antwort anzeigen

Antwort

Die relative Refraktärphase ist die Zeit nach der absoluten Refraktärphase, in der aber ein neues Aktionspotential nur durch stärkere Reize ausgelöst werden kann, als zur Auslösung des ersten Aktionspotentials nötig waren.

Frage anzeigen

Frage

Was ist die Refraktärzeit in den Nervenzellen?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Refraktärzeit ist die Phase, in der eine Nervenzelle nach der Übermittlung eines Aktionspotentials unempfindlich für weitere Reize ist. Sie kann je nach Art der Zellen und spezifischer Bedingungen variieren. Die absolute Refraktärzeit beträgt in Nervenzellen etwa 1-2 Millisekunden.

Frage anzeigen

Frage

Wie wirkt sich die Refraktärzeit auf die Frequenz von Aktionspotentialen aus?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Refraktärzeit begrenzt die Frequenz von Aktionspotentialen. Sie kann als Fenster angesehen werden, das sich nach jedem Aktionspotential schließt und für eine gewisse Zeit verschlossen bleibt.

Frage anzeigen

Frage

Was ist der Zusammenhang zwischen der Refraktärzeit und dem EKG?

Antwort anzeigen

Antwort

Im EKG steht das ST-Segment für die Plateauphase des Aktionspotentials, in der die Herzzellen refraktär sind. Auffälligkeiten in dieser Phase können auf Herzprobleme hinweisen. Die Refraktärzeit im Herzgewebe beträgt etwa 200-300 Millisekunden.

Frage anzeigen

Frage

Wie könnte man theoretisch die Refraktärzeit verkürzen?

Antwort anzeigen

Antwort

Theoretisch könnte eine Verkürzung der Refraktärzeit durch Erhöhung der Menge an verfügbaren Ionen oder durch ein schnelleres Schließen der Ionenkanäle erreicht werden. Diese Methoden sind jedoch größtenteils theoretisch und sollten nicht ohne medizinischen Beistand in Erwägung gezogen werden.

Frage anzeigen

Teste dein Wissen mit Multiple-Choice-Karteikarten

Was ist Depolarisation in der Biologie?

Was passiert bei der Depolarisation in der Neurophysiologie?

Was ist Repolarisation?

Weiter

Karteikarten in Aktionspotential30

Lerne jetzt

Welche 2 Möglichkeiten gibt es ein Aktionspotenzial auszulösen?

  1. Natürliche Auslöser
  2. Experimentelle Auslöser

Wie läuft ein natürlicher Auslöser ab?

  • Die erzeugte Erregung wandert über die Sinneszelle bis zu ihrem Endknöpfchen
  • Über das Endknöpfchen steht die Sinneszelle in Kontakt mit einer Nervenzelle
  • In dieser sog. Synapse erfolgt die Erregungsübertragung auf das Neuron auf chemischem Wege
  • Im Dendriten oder Zellkörper des nachgeschalteten Neurons ändert sich daraufhin das Ruhepotenzial, es entsteht ein postsynaptisches Potenzial (PSP)
  • Die PSPs, die durch Erregungsübertragung in vielen Synapsen erzeugt werden, pflanzen sich (unter Abschwächung) zum Anfang des Axons, dem Axonhügel, fort und lösen dort ein Aktionspotenzial aus

Wie wird das Aktionspotential experimentell ausgelöst?

  • Es wird ein Axon durch einen kleinen Stromstoß gereizt
  • Die Stromzufuhr führt zur Verringerung des Membranpotenzials, das Ruhepotenzial ist weniger negativ
  • Da die Polarisierung der beiden Membranseiten abgeschwächt ist, spricht man von Depolarisation
  • Bei unterschwelliger Reizung (schwachen Stromstößen) erfolgt eine geringe Potenzialabnahme

Was wird  lokales Potenzial genannt?

Da diese Depolarisation auf den Ort der Reizung beschränkt bleibt wird sie lokales Potenzial genannt

Wann läuft die Änderung des Membranpotenzials selbsttätig weiter?

  • Die Erhöhung der Reizstärke führt zu entsprechend höheren lokalen Potenzialen
  • Wird durch einen Reiz bestimmter Stärke (Reizschwelle) das Schwellenpotenzial (– 40 bis – 50 mV) erreicht oder überschritten, läuft die Änderung des Membranpotenzials selbsttätig weiter

Was passiert bei einer Potenzialumkehr?

  • Die Membraninnenseite ist kurzzeitig positiv gegenüber der Außenseite geladen
  • Da dieses Potenzial als Erregung weitergeleitet werden kann, nennt man es Aktionspotenzial
  • Das Anlegen von noch größeren Reizströmen führt zu keiner Erhöhung des Aktionspotenzials: Das Aktionspotenzial ist ein Alles-oder-Nichts-Signal, es wird entweder vollständig ausgelöst oder gar nicht
  • Es erreicht bei stärkeren Reizströmen jedoch schneller nach Reizbeginn seinen Spitzenwert


Mehr zum Thema Aktionspotential

Schließ dich über 22 Millionen Schülern und Studierenden an und lerne mit unserer StudySmarter App!

Die erste Lern-App, die wirklich alles bietet, was du brauchst, um deine Prüfungen an einem Ort zu meistern.

  • Karteikarten & Quizze
  • KI-Lernassistent
  • Lernplaner
  • Probeklausuren
  • Intelligente Notizen
Schließ dich über 22 Millionen Schülern und Studierenden an und lerne mit unserer StudySmarter App! Schließ dich über 22 Millionen Schülern und Studierenden an und lerne mit unserer StudySmarter App!

Finde passende Lernmaterialien für deine Fächer

Melde dich an für Notizen & Bearbeitung. 100% for free.

Fang an mit StudySmarter zu lernen, die einzige Lernapp, die du brauchst.

Jetzt kostenlos anmelden
Illustration