Helmichs Biologie-Lexikon
Aktionspotenzial
Erregungszustand am Axon einer Nervenzelle. Normalerweise herrscht dort das Ruhepotenzial, also ein Membranpotenzial um die -70 mV (Innenseite negativ geladen gegenüber der Außenseite des Axons). Eine aktivierte Nervenzelle muss jedoch Informationen weiterleiten, und dies geschieht durch die Aktionspotenziale.
Ein Aktionspotenzial entsteht, wenn plötzlich sehr viele Natrium-Ionen durch spannungsgesteuerte Kanäle in das Axon eindringen. Das Zellinnere wird - lokal begrenzt - positiv, ca. +30 mV. Man spricht hier von einer Depolarisierungsphase. Kurze Zeit später öffnen sich spannungsgesteuerte Kaliumkanäle, durch die Kalium-Ionen nach außen strömen. Dadurch wird es im Zellinnern wieder negativer. Am Ende dieser Repolarisierungsphase herrscht wieder ein Membranpotenzial von ca. -70 mV, allerdings befinden sich noch zu viele Natrium-Ionen im Innern der Zelle, während zu viele Kalium-Ionen im Außenmedium sind. Beide Probleme werden von der Natrium-Kalium-Pumpe auf elegante Weise gelöst. Dieses Protein pumpt nämlich Natrium-Ionen von innen nach außen und im Gegenzug Kalium-Ionen von außen nach innen. Da beide Transportvorgänge gegen die bestehenden Konzentrationsgradienten ablaufen, handelt es sich um einen aktiven Transport, bei dem ATP verbraucht wird. Am Ende dieser Regenerationsphase (Wiederherstellunbg des Ruhepotenzials) kann an dieser Stelle der Membran ein neues Aktionspotenzial erzeugt werden.
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