Ursache für die Maximalfrequenz von Aktionspotentialen?
Kann mir jemand helfen, finde leider keine Antworten dazu, bzw. Verstehe es nicht :(
Vielen Dank schonmal :)
2 Antworten
Hi,
ein Aktionspotential beruht darauf, dass ab einer gewissen Depolarisation der Nervenzellmembran, der sog. Impulsschwelle oder dem Schwellenpotential, die Natrium-Kanäle lawinenartig öffnen.
So wird ein Aktionspotential ausgelöst. Die Natrium-Kanäle sind also spannungsabhängig. Im Ruhepotential machen sie nix (bleiben geschlossen).
Ca. 1 Millisekunde nach diesem Ereignis ist der Nervenimpuls von diesem Ort der Zellmembran weg, d.h. die Membran ist wieder repolarisiert, mit der alten Ionenverteilung von vorher.
Eine weitere Millisekunde sind die Natrium-Kanäle darüber hinaus inaktiviert, man sagt dazu, die Kanäle (und somit das Neuron) sind refraktär. In dieser zusätzlichen 1 Millisekunde sind die Natrium-Kanäle nicht auslösbar, d.h. ihre Impulsschwelle ist unendlich hoch.
Mit keinem Reiz, egal wie stark er wäre, könnte man dann ein AP hervorrufen. Das ist die absolute Refraktärzeit.
Für die Maximalfrequenz von Aktionspotentialen ergibt sich aus diesem Verhalten der Nervenzelle eine Beschränkung.
Wenn (als Beispielwert, die Nervenzellen variieren ein wenig) 1 AP 1 ms dauert und die Na-Kanäle 1 weiter ms refraktär bleiben, kann eine maximale Aktionspotentialfrequenz von 1 Sekunde ÷ 2ms = ca. 500 Stück pro Sek. erreicht werden.
Das wären mit anderen Worten 500 Hertz oder alle zwei Tausendstel Sekunden ist ein AP möglich, somit also 500 pro Sekunde.
Die Maximalfreuquenz von Aktionspotentialen ergibt sich also aus der Funktionsweise der Nervenzelle, sie ist abhängig von der Dauer des Aktionspotentials (ca. 1ms) + der Dauer der Refraktärität (ca. + 1ms).
Die Refraktärität beschränkt die maximale Frequenz von Aktionspotentialen. Der Sinn besteht darin, dass die Impulse nicht miteinander verschmelzen, sondern getrennt bleiben, auch wenn sie mit einer hohen Rate (Frequenz) aufeinanderfolgend übertragen werden. Andererseits ist durch die Maximalfrequenz der AP's die Menge der in einem Zeitabschnitt übermittelbaren Information limitiert. LG
Die absolute Refraktärphase kann nicht unterschritten werden.