Nervenpotenzial

Nervenpotenzial bezeichnet den elektrischen Potentialunterschied über die Membran einer Nervenzelle (Neuronen) und ergibt sich aus dem Ionengradienten zwischen Innen- und Außenmilieu sowie aus der gerichteten Permeabilität der Membran durch Ionkanäle. Es bildet die Grundlage für die Erzeugung und Weiterleitung nervlicher Signale.

Das Ruhepotenzial entsteht, wenn die Zelle im Ruhezustand eine stabile, negative Ladung im Zellinneren beibehält. Typische Werte liegen bei etwa -60 bis -70 Millivolt. Die Na+/K+-ATPase trägt zur Aufrechterhaltung des Konzentrationsgefälles bei, während eine höhere Kaliumleitfähigkeit im Ruhezustand das Negative verstärkt. Weniger Na+ strömt ins Zellinnere, mehr K+ nach außen, wodurch das negative Potenzial entsteht.

Ein Aktionspotenzial ist eine vorübergehende, schnelle Umkehr des Membranpotenzials. Durch Erreichen der Schwelle (-55 mV) öffnen sich spannungsabhängige Na+-Kanäle, Na+ strömt ein und depolarisiert die Membran bis zu etwa +30 bis +40 mV. Danach schließen Na+-Kanäle und öffnen sich K+-Kanäle, wodurch Repolarisation erfolgt und das Potential in Richtung Ruhewert zurückkehrt. Eine kurze Absolute und eine längere Relative Refraktärzeit verhindern eine doppelte Auslösung von Aktionspotenzialen und ermöglichen die Reiz-Weiterleitung in eine Richtung.

Die Weiterleitung erfolgt entlang des Axons. Bei unmyelinisierten Nervenfasern erfolgt sie kontinuierlich, bei myelinisierten Fasern beschleunigt sie die saltatorische Leitung zwischen den Schnürringen (Ranvier-Knoten). Die Geschwindigkeit hängt von Durchmesser, Myelinisierung und Temperatur ab.

In der Praxis werden Nervenpotenziale mit elektrophysiologischen Methoden gemessen, etwa bei der Nervenleitgeschwindigkeitsbestimmung oder bei evoked potentials. Abnormitäten können auf Schädigungen des Axons, Demyelinisierung oder metabolische Störungen hinweisen.