BIOLOGIE Alles zur Reizeinwirkung auf Rezeptoren

Reizeinwirkung auf Rezeptoren

Damit es zur Reizeinwirkung kommt, muss eine Bedingung erfüllt sein: Der Reiz muss überschwellig sein, damit das Aktionspotential überhaupt entstehen kann.

(„Alles-oder-Nichts-Gesetz“)

Zeitlicher Ablauf eines Aktionspotentials

(Quelle: http://www.ph-ludwigsburg.de/html/2f-phys-s-01/piko/material/medizintechnik/medizintechnik/neuron1/aktionspot.gif)

1.  Zelle im ruhenden Zustand(Ruhepotential)m
2. Es folgt die Depolarisation
3. Nach dem Aktionspotential erfolgt die Repolarisation
4. Wenn extrem viele Kalium-Ionen nach außen schießen kommt es zur Hyperpolarisation

Die Zelle befindet sich im Ruhezustand(1.), dass heißt, dass sie gegenüber dem Außenmilieu negativ geladen ist. Natrium-Ionen dringen durch Ionen-Kanäle in das Zellinnere, da die Zellmembran undurchlässig für Natrium-Ionen ist(Kanäle normalerweise verschlossen).

Die Natrium-Kanäle öffnen sich, wenn die Depolarisation(2.) stattfindet, dieser Vorgang ist also spannungsabhängig. Die Natrium-Ionen dringen nun in die Nervenzelle ein, wodurch das Membranpotential positiver wird.

Das Natrium-Gleichgewichts-Potential nähert sich dann einem Schwellenwert, der bei 30-40 mV liegt, erst dann ist das Aktionspotential erreicht. Wenn dieser Wert erreicht ist, schließen sich die Natrium-Ionenkanäle.

Da das Zellinnere gegenüber der Außenseite positiv geladen ist, liegt ein Konzentrationsgefälle für die Kalium-Ionen vor.(Von Innen nach Außen)

Die Kalium-Ionen werden aus der Zelle gepumpt, um positive Ladung aus der Zelle zu transportieren(3.). Die Repolarisation kann aber auch durch passiv einströmende Chlorid-Ionen, die sich außerhalb der Zelle befinden stattfinden.

Da die Kalium-Kanäle, durch die die Kalium-Ionen nach außen strömen, sich nicht sofort schließen, können weitere Kalium-Ionen nach außen strömen. Dadurch wird der Wert des Ruhepotentials unterschritten, was zur Hyperpolarisation(4.) führt.

Damit die Ladungsverhältnisse des Ruhepotentials wieder hergestellt werden können, müssen die Natrium - Kalium-Pumpen erneut tätig werden, welche dann unter ATP-Verbrauch Natrium-Ionen nach außen und Kalium-Ionen nach innen transportiert(1.).

(c) Cornelsen Verlag

Wenn sich die Natriumkanäle regenerieren, damit sie wieder bei der Membrandepolarisation erregbar sind, kann es zu keiner sofortigen Reizeinwirkung kommen. Die Zeit, in der die Zelle dann nicht erregbar ist, nennt man Refraktärzeit.