Was bewirkt, dass sich ein Nervenimpuls entlang der Faser bewegt?

Ein elektrisches Signal, ein sogenanntes Aktionspotential, breitet sich entlang der Nervenfaser aus und löst einen Nervenimpuls aus. Die Bewegung ist ein Ergebnis der koordinierten, sequentiellen Depolarisation und Repolarisation von Abschnitten der neuronalen Membran.

Hier finden Sie eine Schritt-für-Schritt-Erklärung, was dazu führt, dass sich ein Nervenimpuls entlang einer Nervenfaser bewegt:

1. Ruhepotential :Neuronen behalten ein Ruhemembranpotential bei, das einen Unterschied in der elektrischen Ladung über ihre Zellmembran darstellt. Das Innere des Neurons ist im Vergleich zum Äußeren negativ. Dieses Potenzial wird durch die selektive Permeabilität der Membran für verschiedene Ionen aufrechterhalten.

2. Depolarisation :Wenn ein Reiz einen ausreichenden Schwellenwert erreicht, führt er zu einer Änderung der Durchlässigkeit der Membran für Ionen. Natriumkanäle (Na+) öffnen sich und ermöglichen einen schnellen Einstrom von Natriumionen in das Neuron, was zu einer Depolarisation der Membran führt.

3. Aktionspotenzial :Wenn die Depolarisation ein Schwellenpotential erreicht (normalerweise etwa -55 bis -50 Millivolt), löst sie ein Aktionspotential aus. Während eines Aktionspotentials wird das Membranpotential aufgrund des anhaltenden Zustroms von Natriumionen und der Inaktivierung von Natriumkanälen schnell positiv (ca. +40 Millivolt).

4. Repolarisierung :Fast unmittelbar nach Erreichen seines Höhepunkts beginnt das Membranpotential zu repolarisieren, da sich Natriumkanäle schließen und Kaliumkanäle (K+) öffnen. Kaliumionen strömen aus dem Neuron und stellen das negative Ruhemembranpotential wieder her.

5. Hyperpolarisation :Während der Hyperpolarisation kann es zu einem Überschwingen des Membranpotentials über das Ruhepotential hinaus kommen. Diese leichte negative Verschiebung des Membranpotentials wird durch die fortgesetzte Auswärtsbewegung von Kaliumionen verursacht.

6. Refraktärzeiten :Das Neuron erlebt nach einem Aktionspotential Refraktärperioden. Während der absoluten Refraktärzeit reagiert das Neuron überhaupt nicht auf Reize, während während der relativen Refraktärzeit ein stärkerer Reiz als normal erforderlich ist, um ein weiteres Aktionspotential zu erzeugen.

7. Vermehrung :Die Depolarisation und Repolarisation der Membran an einem Punkt der Nervenfaser erzeugt einen lokalen Strom, der benachbarte Abschnitte der Membran depolarisiert und so zur Ausbreitung des Aktionspotentials entlang der Nervenfaser führt.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich ein Nervenimpuls aufgrund der sequentiellen Depolarisation und Repolarisation von Membransegmenten entlang einer Nervenfaser ausbreitet. Dieser Prozess beinhaltet die Bewegung von Natrium- und Kaliumionen durch die neuronale Membran, was zur Ausbreitung eines elektrischen Signals führt, das als Aktionspotential bezeichnet wird.