In der Physiologie ist einAktionspotentialein kurzes Ereignis, bei dem das elektrischeMembranpotentialeiner Zelle schnell ansteigt und abfällt und dabei einer gleichmäßigen Bahn folgt. Aktionspotentiale treten in verschiedenen Arten von tierischen Zellen auf, die als erregbare Zellen bezeichnet werden und zu denen Neuronen, Muskelzellen und endokrine Zellen gehören.

In Neuronen spielen Aktionspotentiale eine zentrale Rolle in der Zell-zu-Zell-Kommunikation, indem sie für die Ausbreitung von Signalen entlang des Axons des Neurons zu Boutons an den Axonenden sorgen, die sich dann mit anderen Neuronen an Synapsen oder mit Zellen oder Drüsen verbinden können. In Muskelzellen zum Beispiel ist ein Aktionspotential der erste Schritt in der Kette der Ereignisse, die zur Kontraktion führen.

Aktionspotentiale beinhalten sowohl spannungsabhängigeNatriumkanäleals auchKaliumkanäle, die in der Zellmembran eingebettet sind. DieseIonenkanälesind geschlossen, wenn das Membranpotential in der Nähe des ruhendenMembranpotentialsder Zelle liegt,但您beginnen西奇迅速地祖茂堂öffnen, wenn das Membranpotential auf ein genau definiertesSchwellenpotentialansteigt.

Depolarisation

Wenn sich die spannungsgesteuerten Natriumkanäle öffnen (als Reaktion aufDepolarisationoder Hyperpolarisation), erlauben sie einen Einstrom von Natriumionen, was den elektrochemischen Gradienten verändert und dazu führt, dass sich mehr Kanäle öffnen, was das Membranpotential erhöht und einen größeren elektrischen Strom durch die Zellmembran erzeugt, und so weiter. Der Prozess verläuft explosionsartig, bis alle verfügbaren spannungsgesteuertenNatriumkanälegeöffnet sind, was zu der großen Spitze des Aktionspotentials führt. Der schnelle Einstrom von Natrium-Ionen depolarisiert die Zelle, wodurch die Natriumkanäle inaktiv werden (sich schließen).

Repolarisation

Da sich die spannungsabhängigen Natriumkanäle schließen, gelangen keine Natriumionen mehr in das Neuron und werden aktiv aus der Zelle zurücktransportiert. SpannungsgesteuerteKaliumkanälewerden dann aktiviert, und es gibt einen Ausfluss von Kalium-Ionen während desRepolarisationsSchrittes, der den elektrochemischen Gradienten in den Ruhezustand zurückbringt.

Hyperpolarisation

Nachdem ein Aktionspotential aufgetreten ist, gibt es eine vorübergehende negative Verschiebung, dieHyperpolarisationgenannt wird, aufgrund von zusätzlichen Kalium-Ionen, die das Neuron verlassen. Der gesamte Prozess ist in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1:Aktionspotential Schritte