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| Das Aktionspotential | Die Form neuronaler APs | APs als Signale zwischen Neuronen |
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| Hier soll modellhaft dargestellt werden, wie die spannungsgesteuerten Ionenkanäle eines Neurons ein Aktionspotential bilden. Die Kanalsymbole (gelb: immer offene K-Kanäle; blau: spannungsgesteuerte Na-Kanäle; rot: spannungsgesteuerte K-Kanäle) stehen für mehrere hundert oder tausend Kanäle in jedem Neuron. Mit einer Mikroelektrode wird das Membranpotential abgeleitet und mit einem Voltmeter (oben rechts) dargestellt. Gleichzeitig registriert ein Computer (unten rechts) den Zeitverlauf des Membranpotentials auf einem Diagramm. Wenn die Zelle einen depolarisierenden Reiz empfängt, z.B. über eine Synapse, wird das Membranpotential vom Ruhewert (ca -80 mV) zu positiveren Werten hin ausgelenkt (Depolarisation). Solange das Potential negativer als ca -40 mV bleibt, geschieht nicht viel, außer, dass Kalium durch die immer offenen Kanäle nach draussen fließt. |
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| Wird jedoch die Schwellenspannung ca -40 mV überschritten, öffnen sich die spannungsgesteuerten Na-Kanäle, ein starker Na-Strom fliesst in die Zelle und depolarisiert die Membran weiter. Dabei können sogar positive Werte erreicht werden. Während die Na-Kanäle schon Na-Strom leiten, werden die K-Kanäle noch durch ihren Verzögerungsmechanismus geschlossen gehalten. |
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| Nach nur 1-2 ms werden die Na-Kanäle inaktiviert und die K-Kanäle geöffnet. der Na-Strom stoppt, und ein K-Strom fliesst aus der Zelle und hyperpolarisiert die Membran (verschiebt das Potential zu negativeren Werten). |
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| Beim wiederhergestellten Ruhepotential schliessen die Poren von Na- und K-Kanälen, und die Inaktivierung wird wieder aufgehoben. Die Zelle ist jetzt im Ruhezustand und kann erneut auf einen depolarisierenden Stimulus reagieren. Und so sehen Aktionspotentiale in Neuronen fast immer aus! |