Einleitung
Innerhalb eines Neurons erfolgt die Weiterleitung von Signalen durch elektrische Impulse, die sich entweder passiv über die Zellmembran ausbreiten oder durch ein aktiv ausgelöstes Aktionspotenzial
Passive Ausbreitung einer elektrischen Erregung:
- Erregender Impuls durch exzitatorische Synapse löst Depolarisation
an Dendriten aus - Depolarisation
breitet sich konzentrisch (gleichmäßig und kreisförmig) über Membran aus - Elektrotonische Ausbreitung erfolgt ohne Beteiligung spannungsabhängiger Ionenkanäle
- Die elektrotonische Ausbreitung bezieht sich auf die passive Übertragung eines elektrischen Impulses entlang einer Zellmembran ohne Aktionspotenzialbildung, basierend auf der elektrischen Leitfähigkeit der Membran
- Elektrotonische Ausbreitung ist sehr schnell, aber verlustreich
- Bereits in einer geringen Entfernung (einige hundertstel Millimeter) kommt es zu keiner nennenswerten Potenzialänderung mehr
Aktive Ausbreitung einer elektrischen Erregung:
- Um lange Wege verlustfrei zurücklegen zu können, benötigen Nervenimpulse einen Verstärkermechanismus, der die Depolarisation
aktiv weitergibt - Dieser Mechanismus wird durch spannungsabhängige Na+-Kanäle auf dem Axonhügel
und entlang der Axonmembran gebildet, die sich bei Depolarisation öffnen und dadurch die Depolarisation verstärken. (siehe Alles-oder-Nichts-Prinzip) - Dies führt schließlich zur Auslösung eines Aktionspotenzials
- Die Erregung kann entweder aktiv kontinuierlich oder saltatorisch weitergleitet werden
| Eigenschaften | Kontinuierliche Erregungsweiterleitung | Saltatorische Erregungsweiterleitung |
|---|---|---|
| Art der Axone | Nicht-myelinisierte Axone | Myelinisierte Axone |
| Aktionspotenzialbildung | Über gesamtes Axon | An Ranvier-Schnürringen |
| Geschwindigkeit | Langsamer als saltatorische Erregungsweiterleitung | Schneller als kontinuierliche Erregungsweiterleitung |
| Energieverbrauch | Höherer Energieverbrauch pro Aktionspotenzial | Geringerer Energieverbrauch pro Aktionspotenzial |
| Anwendungsbereiche | Einfache Reflexe und niedrigere Organismen | Komplexe kognitive Prozesse und schnelle Reflexe |
