Leitungsgeschwindigkeit des Aktionspotentials
Bei der Weiterleitung von Nervenimpulsen ist ein Punkt entscheidend: besitzt das Axon eine Isolierung? In der Neurologie spricht man bei dieser neuronalen isolierung von der Myelinscheide.
Im Allgemeinen erfolgt die Weiterleitung durch elektrotonische Ausgleichsströmchen. Ausgleichsströmchen basieren auf wandernden Ladungsträgern (Ionen) im Umfeld eines Nervenimpulses, die an der umliegenden Axonmembran zur Überschreitung des Schwellenwerts führen und so ein weiteres Aktionspotential auslösen. Myelin entscheidet nur über die Entfernung, die ein Wechselströmchen zurücklegen muss, um ein weiteres AP auszulösen.
Was passiert ohne Myelinscheide? – Die kontinuierliche Weiterleitung
Zustand: Das Axon liegt frei vor.
Aktionspotentiale verbreiten sich nur sehr langsam. Der Ionenaustausch muss an jeder Stelle des Axons stattfinden. Die Laufrichtung wird durch die Refraktärzeit bestimmt. Die Informationsübertragung ohne isolierende Myelinschicht wird als kontinuierliche Weiterleitung bezeichnet. An jedem Natrium- bzw. Kalium-Kanal wird ein Aktionspotential hervorgerufen. Der Durchmesser des Axons spielt hierbei eine entscheidende Rolle.
Merke
Merkhilfe: je „dicker“ das Axon umso geringer der Widerstand bei der Informationsübertragung.
Was passiert mit Myelinscheide? – Die saltatorische Weiterleitung
Zustand: Das Axon ist durch Myelinscheiden und Ranvier-Schnürringe unterteilbar.
Hierbei erfolgt eine sehr schnelle Ausbreitung des Aktionspotentials durch die sogenannte „saltatorische“ (sprunghafte) Reizleitung. Die Erregung überspringt den Bereich zwischen den Ranvier-Schnürringen, da nur dort spannungsgesteuerte Natrium-Kanäle vorhanden sind. Die hohe Leitungsgeschwindigkeit wird erzeugt durch:
• großen Durchmesser der Leitungsbahnen
• gute Isolierung
Das Aktionspotential bewirkt eine Depolarisation des Membranpotentials. Ausgleichsströme lösen ein weiteres Aktionspotential aus, welches wiederum ein weiteres erzeugt. Dieser Prozess setzt sich kontinuierlich fort.
Die Ranvier-Schnürringe haben einen Abstand von ca. 3 mm, was der Strecke entspricht, die von passiven Ionenströmen überbrückt werden kann. Unter evolutionärem Gesichtspunkt handelt es sich bei ihr um ein Kompromiss zwischen geringem Leitungswiderstand und hoher Leitungsgeschwindigkeit.
Merke
kontinuierlich = langsam
saltatorisch = schnell
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