Aufbau Neuron:
Zellkörper
ÄEGE
AUS
iii
Gliazelle
füiti
0
ö
,Das Ruhepotential:
Konzentrations
Ladungs
gradient gradient
µ
i
• positiv geladene Natrium-Ionen und negativ geladene Chlorid-Ionen sind außerhalb des Axons
• organische Anionen und positiv geladene Kalium-Ionen sind innerhalb des Axons vorhanden
• Kalium-Ionen können durch spannungsunabhängige Ionenkanäle aus dem Axon heraus und
wieder herein diffundieren → Ionengradient (Ladungsunterschied) wirkt Konzentrationsgradient
entgegen → Kaliumgleichgewichtspotential → Grundlage für Membranpotential
• spannungsabhängige Kalium- und Natrium-Ionenkanäle sind auch vorhanden, sowie
Carrierproteine (Natrium-Kalium-Pumpen)
• im Ruhezustand beträgt das Membranpotential etwa -80 mV (spannungsabhängige Ionenkanäle
sind geschlossen)
• die Axonmembran ist selektiv permeabel
• Na-K-Pumpe wirkt Ionenleckströmen (Natrium-Ionen diffundieren von außen nach innen)
entgegen
Die Natrium-Kalium-Pumpe:
• ATP bindet an Na-K-Pumpe an und drei Na -Ionen strömen von der
Innenseite in die Na-K-Pumpe
• ADP spaltet sich von der Pumpe ab und hinterlässt ein Phosphat Ion
• Die nach außen stehende Seite der Pumpe öffnet sich und die Na
-Ionen können nach außen strömen
• Zwei K -Ionen strömen von außen in die Na-K-Pumpe
• Das Phosphat Ion löst sich von der Pumpe
• Die innere Seite der Pumpe öffnet sich und die K -Ionen strömen
nach innen, während ein neues ATP Molekül an die Na-K-Pumpe
andockt
, Das Aktionspotential
PeakOvershoot Spitzenpotential
i Repolarisierung
D
Schwellenwert
so 1 _Ruhe potential
Hyperpolarisierung
of
Ruhepotential
h 3 4 s b t s g 10
1
zeit in ms
• zuerst Ruhepotential → nur spannungsunabhängige Kalium-Ionenkanäle offen und
spannungsabhängige Natrium- und Kalium-Ionenkanäle geschlossen
• Depolarisierung: durch elektrischen Reiz öffnen sich spannungsabhängige Natrium-Ionenkanäle
→ Natrium-Ionen können durch Natrium-Ionenkanäle in der Axonmembran in das Axon strömen
→ Membranpotential wird positiver → Schwellenwert wird erreicht → mehr spannungsabhängige
Natrium-Ionenkanäle öffnen sich → Peak des Aktionspotentials wird erreicht
• Repolarisierung: spannungsabhängige Natrium-Ionenkanäle schließen sich und
spannungsabhängige Kalium-Ionenkanäle öffnen sich verzögert → Natrium-Ionen können nur
noch durch Na-K-Pumpe aus dem Axon transportiert werden und Kalium-Ionen strömen aus dem
Axon durch spannungsabhängige Kalium-Ionenkanäle heraus, bis das Ruhepotential erreicht ist
• Hyperpolarisation: es strömen mehr Kalium-Ionen aus dem Axon heraus, als sie müssen →
Membranpotential unter Ruhepotential → Ruhepotential wird wieder durch Na-K-Pumpe und
Kaliumgleichgewichtspotential erreicht
Zellkörper
ÄEGE
AUS
iii
Gliazelle
füiti
0
ö
,Das Ruhepotential:
Konzentrations
Ladungs
gradient gradient
µ
i
• positiv geladene Natrium-Ionen und negativ geladene Chlorid-Ionen sind außerhalb des Axons
• organische Anionen und positiv geladene Kalium-Ionen sind innerhalb des Axons vorhanden
• Kalium-Ionen können durch spannungsunabhängige Ionenkanäle aus dem Axon heraus und
wieder herein diffundieren → Ionengradient (Ladungsunterschied) wirkt Konzentrationsgradient
entgegen → Kaliumgleichgewichtspotential → Grundlage für Membranpotential
• spannungsabhängige Kalium- und Natrium-Ionenkanäle sind auch vorhanden, sowie
Carrierproteine (Natrium-Kalium-Pumpen)
• im Ruhezustand beträgt das Membranpotential etwa -80 mV (spannungsabhängige Ionenkanäle
sind geschlossen)
• die Axonmembran ist selektiv permeabel
• Na-K-Pumpe wirkt Ionenleckströmen (Natrium-Ionen diffundieren von außen nach innen)
entgegen
Die Natrium-Kalium-Pumpe:
• ATP bindet an Na-K-Pumpe an und drei Na -Ionen strömen von der
Innenseite in die Na-K-Pumpe
• ADP spaltet sich von der Pumpe ab und hinterlässt ein Phosphat Ion
• Die nach außen stehende Seite der Pumpe öffnet sich und die Na
-Ionen können nach außen strömen
• Zwei K -Ionen strömen von außen in die Na-K-Pumpe
• Das Phosphat Ion löst sich von der Pumpe
• Die innere Seite der Pumpe öffnet sich und die K -Ionen strömen
nach innen, während ein neues ATP Molekül an die Na-K-Pumpe
andockt
, Das Aktionspotential
PeakOvershoot Spitzenpotential
i Repolarisierung
D
Schwellenwert
so 1 _Ruhe potential
Hyperpolarisierung
of
Ruhepotential
h 3 4 s b t s g 10
1
zeit in ms
• zuerst Ruhepotential → nur spannungsunabhängige Kalium-Ionenkanäle offen und
spannungsabhängige Natrium- und Kalium-Ionenkanäle geschlossen
• Depolarisierung: durch elektrischen Reiz öffnen sich spannungsabhängige Natrium-Ionenkanäle
→ Natrium-Ionen können durch Natrium-Ionenkanäle in der Axonmembran in das Axon strömen
→ Membranpotential wird positiver → Schwellenwert wird erreicht → mehr spannungsabhängige
Natrium-Ionenkanäle öffnen sich → Peak des Aktionspotentials wird erreicht
• Repolarisierung: spannungsabhängige Natrium-Ionenkanäle schließen sich und
spannungsabhängige Kalium-Ionenkanäle öffnen sich verzögert → Natrium-Ionen können nur
noch durch Na-K-Pumpe aus dem Axon transportiert werden und Kalium-Ionen strömen aus dem
Axon durch spannungsabhängige Kalium-Ionenkanäle heraus, bis das Ruhepotential erreicht ist
• Hyperpolarisation: es strömen mehr Kalium-Ionen aus dem Axon heraus, als sie müssen →
Membranpotential unter Ruhepotential → Ruhepotential wird wieder durch Na-K-Pumpe und
Kaliumgleichgewichtspotential erreicht
