Neuroligische Steuerung

Aktionspotenzial

Neuronen  verfügen über einen ausgefeilten Impulsweiterleitungsmechanismus, der auf ihrer selektiven Permeabilität für bestimmte Ionen und deren Fluss durch die Kanäle und Pumpen der Plasmamembran beruht. Neuronen im Ruhezustand haben ein negatives Membranpotenzial, das durch einen ununterbrochenen Ausstrom von Kaliumionen und ein Blockieren von Natriumionen aufrechterhalten wird. Ein aktionspotenzial  ist eine vorübergehende Änderung dieses Ruhemembranpotenzials.

Bei den meisten Axonen wird ein Aktionspotenzial durch eine Depolarisation ausgelöst, die eine vorübergehende Membranveränderung hervorruft, bei der diese kurzzeitig ihre Permeabilität ändert und nun nicht mehr für Kaliumionen, dafür aber für Natriumionen durchlässig ist. Die Öffnung spannungsempfindlicher Kanäle in der Membran ermöglicht einen Ausgleich des Konzentrationsgefälles und den Einstrom von Natriumionen in die Zelle. Dadurch wird die Anstiegsphase des Aktionspotenzials erzeugt, was bedeutet, dass das Membranpotenzial kurzzeitig positiv ist. Die Abfallphase des Aktionspotenzials wird durch das anschließende Schließen der Natriumkanäle, wodurch der Natriumeinstrom reduziert wird, und das Öffnen der spannungsgesteuerten Kaliumkanäle verursacht, was den erneuten Ausstrom von Kaliumionen aus der Zelle ermöglicht und das negative Ruhemembranpotenzial wiederherstellt. In den meisten Nervenzellen folgt dem Aktionspotenzial eine vorübergehende Hyperpolarisation. In dieser Phase ist der Ausstrom von Kaliumionen aus der Zelle größer als im Ruhezustand, so dass die Membran verglichen mit dem normalen Ruhepotenzialwert hyperpolarisiert ist.